Brevet FR3029815A1 — publié le 20160617

HYDROPHONE PIEZOELECTRIQUE A PERFORATIONS ET ANTENNE COMPRENANT UNE PLURALITE D'HYDROPHONES ART ANTERIEUR L'invention se situe dans le domaine des antennes de réception des sonars, notamment des sonars passifs, destinés à être utilisées dans le 5 milieu sous-marin. Les antennes de détection sonars comprennent une pluralité d'hydrophones. Les hydrophones sont destinés à mesurer une pression acoustique, par exemple pour détecter des objets sous-marins. Les hydrophones sont classiquement montés sur une structure porteuse comme par exemple la coque d'un sous-marin ou d'un bâtiment de surface 10 ou une flute destinée à être tractée par un navire. Typiquement, un hydrophone est de dimensions très petites devant la longueur d'onde acoustique. La pression acoustique peut alors être considérée comme une pression hydrostatique, c'est à dire d'amplitude et de phase identique sur toutes les faces de l'hydrophone. Des matériaux piézoélectriques sont 15 utilisés pour assurer la conversion de la pression acoustique en signal électrique. Ils ont généralement une mauvaise sensibilité en mode hydrostatique, c'est à dire lorsque les contraintes normales sont identiques dans les trois directions. La plupart des conceptions d'hydrophone est donc basée sur l'amplification ou la réduction de la contrainte dans une ou 20 plusieurs directions afin de faire travailler le matériau dans un mode plus favorable. Parmi les capteurs élémentaires actuels, on trouve des capteurs multicouches à électrodes dites rigides. Ces capteurs comprennent un empilement d'un nombre variable de couches de matériau piézoélectrique, généralement du PVDF (polyfluorure de vinylidène) polarisé sous 25 contrainte, et d'électrodes en métal rigide réalisées par exemple en Al, Cu-Be, ou Cu-Sn. Par électrode rigide, on entend une électrode présentant une raideur dans le plan de la couche d'électrode supérieure à la raideur de la couche du matériau piézoélectrique dans le plan de la couche piézoélectrique. Ces électrodes rigides ont pour fonction de limiter la 30 déformation latérale du PVDF, ce qui a deux conséquences. L'une 3029815 2 bénéfique, est de réduire fortement la contrainte latérale dans le PVDF due à la pression appliquée dans la direction latérale. L'autre néfaste, est de générer par effet de Poisson une contrainte latérale due à la pression appliquée dans la direction verticale. En pratique, la contrainte latérale dans le PVDF est ainsi réduite d'environ 20 % par rapport à la pression extérieure, la contrainte verticale restant inchangée. Le matériau PVDF fonctionne alors en mode d'épaisseur (aussi appelé mode bloqué). La sensibilité est améliorée de 2 à 4 dB par rapport au mode hydrostatique. Les couches de PVDF sont réalisées dans un matériau piézoélectrique homogène, c'est-à-dire, ne comprennent que du PVDF, par opposition à un matériau piézoélectrique composite comprenant un matériau piézoélectrique et au moins un autre matériau. Dans la suite du texte, on désignera ce type de capteur par 'capteur multicouche à plaques élastiques rigides et plaques piézoélectriques homogènes'. Ce type de capteur présente une bonne sensibilité, un haut niveau de saturation et une faible dispersion de fabrication, une compensation en accélération simple à réaliser par la connexion en série ou parallèle de couches de polarisation opposée, une capacité à réaliser de grandes surfaces acoustiques continues, une épaisseur très faible, une très grande robustesse mécanique et tenue à l'immersion, du fait de l'absence d'amplification mécanique, un coût de main d'oeuvre faible dû au faible nombre de pièces et d'opérations, une faible sensibilité accélérométrique comparée à la sensibilité hydrophonique. Ce type d'hydrophone présente l'avantage de ne pas avoir un mode de résonnance à fort coefficient de couplage électromécanique dans ou à proximité de sa bande utile de fonctionnement ce qui évite les problèmes de dispersion de la sensibilité hydrophonique Sh du capteur et de risque de saturation face à un brouilleur si la surtension induite par la résonnance est trop importante. Dans le capteur, des modes de flexion existent dans la bande utile mais ils présentent un couplage mécanique très faible du fait du montage en bicouche, c'est-à-dire dans lequel la couche piézoélectrique est prise en sandwich entre deux électrodes. Par ailleurs, le transducteur présente une excellente tenue à la pression hydrostatique, en effet, le chargement étant hydrostatique (sensiblement égal dans les trois directions), la contrainte de Von Mises dans les matériaux reste faible. 3029815 3 Cette absence de modes de résonnance à fort coefficient de couplage dans ou à proximité de la bande de fréquence de fonctionnement du dispositif permet de réaliser des capteurs selon l'invention de grandes dimensions sans avoir nécessairement à recourir à des groupements de plusieurs 5 capteurs élémentaires, généralement 4 de façon à obtenir l'effet de filtrage surfacique requis ou pour obtenir une bonne compensation en accélération. Cela permet de ne pas avoir d'augmentation de coûts du capteur dus à des opérations supplémentaires de câblage et à l'ajout de pièces supplémentaires de positionnement relatif des capteurs élémentaires. 10 La tendance actuelle est à l'augmentation des fréquences des ondes acoustiques émises par les objets recherchés par les sonars passifs. Or, les différentes formes de bruit propre (bruit rayonné par le support ou la structure porteuse des hydrophones, bruit d'écoulement direct de l'eau sur 15 l'hydrophone) diminuent rapidement avec la fréquence, le niveau de bruit en sortie de formation de voie devient limité par le bruit électrique du canal hydrophonique ce qui impose de réaliser des transducteurs électroacoustiques présentant un bruit électrique le plus faible possible. Par ailleurs, l'utilisation de plus en plus fréquente de dispositifs d'isolation de 20 l'antenne vis-à-vis du bruit mécanique (comme des dispositifs de bafflage acoustique), ou d'algorithmes de traitements adaptatifs ont également pour effet de réduire davantage le niveau de bruit mécanique en sortie de formation de voie. En outre, la diminution du bruit propre est encore plus importante lorsque la structure porteuse est revêtue d'un matériau de 25 masquage et/ou anéchoïque visant à améliorer la discrétion acoustique de la structure porteuse (bruit rayonné par la structure porteuse) et la furtivité (émission d'échos de cible vis-à-vis de sonars actifs). En effet, ce type de revêtement diminue encore plus le niveau du bruit mécanique en sortie de formation de voie, principal contributeur du bruit propre lorsque 30 l'hydrophone est fixe ou se déplace à faible vitesse. La suppression du gain de réponse signal due à la réflexion sur le support a pour effet de contraindre encore davantage l'exigence de réduction du bruit électrique exprimée en niveau de bruit isotrope équivalent. 3029815 4 En effet le bruit électrique en niveau de bruit isotrope équivalent d'un A NFV HGA hydrophone est donné parNFV = , où NFV est le niveau de SFV bruit électrique en sortie de formation de voie, HGA est le gain de l'hydrophone en bruit ambiant isotrope, i.e. le facteur de directivité (DF), et 5 SFV est le niveau de la réponse en signal de l'antenne. A niveau de bruit électrique (en V2/Hz) identique, la réduction du niveau de la réponse signal SFV se traduit par une augmentation du niveau de bruit électrique NFV exprimé en bruit isotrope équivalent (en Pat/Hz), le facteur de directivité étant peu affecté par le revêtement du support. 10 Il est donc fondamental de proposer un hydrophone satisfaisant aux exigences plus strictes de bruit électrique du canal hydrophonique. Autrement dit, il est fondamental de proposer un hydrophone présentant un bruit électrique faible pour pouvoir travailler à des fréquences supérieures. Le bruit électrique du canal hydrophonique est en grande partie déterminé 15 par le bruit électrique de l'hydrophone (en bruit isotrope équivalent) donné par l'inverse de Sh2Ch/tan(5), où Sh est la sensibilité hydrophonique exprimée en V/pPa, Ch la capacité exprimée en Farads, tan(8) les pertes diélectriques. Or, le problème majeur du capteur élémentaire multicouche à plaques piézoélectriques homogènes réside dans 20 l'augmentation importante des pertes diélectriques du matériau PVDF avec la fréquence ce qui a pour conséquence d'augmenter le bruit électrique du capteur élémentaire. Pour obtenir un niveau de bruit électrique acceptable, l'approche usuelle consiste à maximiser le volume de matériau actif. Cela peut être 25 obtenu soit en maximisant la surface du capteur (augmentation de la capacité Ch), soit en augmentant son épaisseur par l'ajout de couches supplémentaires de PVDF (augmentation de Sh). Or, cette solution ne permet pas de répondre à l'exigence de couverture angulaire de l'antenne aux plus hautes fréquences, puisque cette exigence implique une réduction 30 de la surface du capteur élémentaire. Par ailleurs, elle ne permet pas de respecter une contrainte d'intégration du capteur dans un volume d'épaisseur donnée qui n'autorise pas à augmenter indéfiniment l'épaisseur du matériau PVDF afin d'améliorer la sensibilité ou la capacité du capteur 3029815 5 élémentaire. Cette contrainte en termes de volume est notamment due à des raisons de bande passante de la sensibilité hydrophonique sur la structure porteuse. Pour améliorer le bruit électrique du capteur multicouche sans 5 augmenter le volume de matériau piézoélectrique, une autre approche consiste à utiliser des matériaux à meilleure figure de mérite (produit Sh2Ch/tan(8) par unité de volume). Ces matériaux sont en majorité des composites piézoélectriques, ou piézocomposites, pour lesquels existe une classification spécifique. La classification des composites piézoélectriques 10 est basée sur la topologie des phases et non leur géométrie. Par exemple un piézocomposite m-n, m e {0,1,2,3}, ne {0,1,2,3} désigne un composite diphasique dont la phase 1 est connectée selon m directions et la phase 2 selon n directions. La connectivité détermine uniquement le nombre de directions selon lesquelles les différents domaines d'une même phase sont 15 connectés. Les phases peuvent être de forme et de dimensions arbitraires. Typiquement, seule une phase est piézoélectrique, l'autre est un matériau solide ou fluide non piézoélectrique type polymère ou air. La phase 1 est généralement utilisée pour désigner le matériau piézoélectrique, la phase 2 le matériau non piézoélectrique. Pour un piézocomposite de connectivité 20 donnée, plusieurs configurations sont possibles selon les directions de connectivité par rapport à la direction de polarisation du matériau piézo. Un premier groupe de matériaux plus performants est constitué par des polymères piézoélectriques, comme par exemple le copolymère P(VDF-TrFE) ou le PVDF poreux. Le copolymère P(VDF-TrFE), est un 25 polymère piézoélectrique monophasique dont les sensibilités en mode hydrostatique et en mode bloqué sont environ 50% supérieures à celles du PVDF, au détriment de la permittivité qui est environ 30% inférieure. Le PVDF poreux est un composite piézoélectrique constitué d'une matrice de PVDF et d'inclusions d'air microscopiques et totalement encapsulées. Le 30 PVDF poreux est donc un piézocomposite de connectivité 3-0. L'adjonction de microfissures dans le PVDF permet de doubler la sensibilité du matériau en mode hydrostatique, au détriment de la permittivité, environ 20% inférieure. En revanche aucune amélioration supplémentaire n'est observée en mode bloqué, principalement à cause du coefficient de Poisson élevé. 35 Ces matériaux permettent de diminuer le bruit électrique du capteur de 3029815 6 quelques décibels pour un volume donné, cependant avec une augmentation conséquente du coût d'approvisionnement. Par ailleurs la tenue en pression statique du PVDF poreux est limitée et une dégradation irréversible des propriétés se produit au-delà de 70 bars. 5 Un second groupe de matériaux plus performants est constitué par les matériaux composites 1-3. Des colonnes de matériau piézoélectrique sont disposées parallèlement les unes des autres suivant une direction de polarisation perpendiculaire au plan de la couche, et espacées les unes des autres. Les colonnes sont noyées dans une matrice de matériau polymère 10 de raideur faible devant celle du matériau piézoélectrique. Les raideurs mécaniques effectives du composite dans les directions verticale et latérale sont fortement réduites par rapport au matériau piézoélectrique initial. En présence d'électrodes rigides, cela a pour effet d'amplifier la contrainte verticale dans les colonnes piézoélectriques, d'améliorer l'effet de blocage 15 latéral des électrodes, et de diminuer le coefficient de Poisson effectif. Malheureusement, dans ce type de composite, le matériau de remplissage est exposé à la pression statique sur les faces latérales de la plaque. Le choix du matériau de remplissage résulte donc d'un compromis entre performance et tenue en immersion, ie entre raideur faible et limite 20 élastique élevée. Des polymères relativement rigides et résistants sont donc typiquement utilisés, ce qui limite le gain de sensibilité potentiel, et restreint le champ d'application aux matériaux piézoélectriques rigides, (céramiques ou monocristaux piézoélectriques). Les composites 1-3 permettent d'abaisser fortement le bruit électrique du capteur mais 25 fournissent une sensibilité médiocre à épaisseur donnée, ce qui a tendance à pénaliser le bruit électrique du canal complet (alors largement dominé par le bruit de la chaîne de pré-amplification). Pour compenser ce phénomène, une partie de la surface du capteur doit être échangée en épaisseur afin d'améliorer la sensibilité, au détriment de l'intégrabilité du capteur. Des 30 composites piézoélectriques de connectivité 2-2, 3-1 ou 3-2 peuvent également être utilisés. Cependant les configurations explorées jusqu'ici souffrent des mêmes limitations, dues au fait que le matériau de remplissage est toujours débouchant sur l'extérieur et soumis à la pression statique. 35 3029815 7 RESUME DE L'INVENTION 5 Le but de l'invention est de pallier tout ou partie des inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un hydrophone configuré pour fonctionner en mode traction compression comprenant un empilement de 10 couches collées entre elles, l'empilement étant réalisé selon une direction d'empilement, les couches comprenant au moins une couche piézoélectrique et une pluralité de couches dites rigides dont au moins deux sont des couches d'électrodes, les couches rigides présentant une raideur perpendiculairement à la direction d'empilement, supérieure à la raideur de 15 la couche piézoélectrique perpendiculairement à la direction d'empilement. Dans l'hydrophone selon l'invention, au moins une couche piézoélectrique comprend une zone centrale comprenant un ensemble de perforations traversant la couche piézoélectrique selon la direction d'empilement. Chaque perforation est fermée de façon étanche par des éléments de 20 fermeture comprenant des portions de deux des dites couches rigides, les dites deux couches rigides s'étendant sur la totalité de la surface de la zone centrale. La solution apportée consiste à améliorer l'hydrophone multicouche 25 à plaques piézoélectriques homogènes par une modification de sa conception. Plus spécifiquement elle repose sur la réalisation de perforations dans les couches de matériau piézoélectrique. Ces perforations sont remplies d'un matériau de remplissage qui peut être un matériau solide ou un fluide, comme par exemple un gaz ou même du vide. 30 Le matériau piézoélectrique de la couche, connecté selon les trois directions, et le matériau de remplissage, connecté uniquement dans la direction d'empilement, forment un piézo-composite de connectivité 3-1. Les perforations ont pour fonction de réaliser un découplage latéral dans la direction perpendiculaire aux perforations, permettant ainsi de faire 35 travailler le matériau piézoélectrique dans un mode plus favorable que dans 3029815 8 un capteur multicouche à plaques homogènes et d'améliorer la sensibilité du capteur. Par ailleurs, les perforations permettent d'obtenir un effet d'amplification de contrainte dans la direction d'empilement par le rapport des surfaces des couches rigides et des couches de matériau 5 piézoélectrique, qui s'ajoute à l'effet précédent et permet encore d'améliorer la sensibilité du capteur. Le capteur selon l'invention conserve les mêmes principaux avantages du capteur multicouche à plaques homogènes à savoir une réponse plate dans la bande de fréquence de fonctionnement, une faible 10 sensibilité accélérométrique comparée à sa sensibilité hydrophonique, un bon filtrage surfacique permettant de filtrer un bruit caractérisé par des longueurs d'onde très courtes sur la surface du capteur, un haut niveau de saturation caractérisé par le niveau sonore acceptable par le canal hydrophonique, une faible dispersion de fabrication, une compensation en 15 accélération due à l'insensibilité à un champ de pression antisymétrique, une simplicité de réalisation par la connexion en série ou parallèle de couches de polarisation opposée, une capacité à réaliser de grandes surfaces acoustiques continues, une épaisseur très faible. La modification de conception proposée conduit, toutes choses 20 égales par ailleurs, à une augmentation significative de la sensibilité Sh, une légère réduction de la capacité Ch, et une nette augmentation du facteur de mérite Sh2Ch/tan(5), plus ou moins élevées selon le type de symétrie et le coefficient de Poisson du matériau piézoélectrique utilisé. Par conséquent, l'invention conduit à une réduction du bruit électrique du 25 transducteur électroacoustique. Cette diminution du bruit électrique est obtenue avec une augmentation minime du coût du capteur due uniquement à la réalisation des perforations et sans augmentation du volume de matériau piézoélectrique notamment de l'épaisseur de matériau piézoélectrique. Par conséquent, l'hydrophone selon l'invention présente de 30 meilleures performances aux fréquences élevées. Le fait que, dans la solution proposée, on utilise des plaques piézoélectriques de connectivité 3-1, est très avantageux. En effet, lorsque l'on utilise une plaque de matériau piézoélectrique composite de type 1-3 ou 2-2 monolithique, dans laquelle les interstices entre les bâtonnets ou les 35 barreaux homogènes sont remplis d'un matériau de remplissage polymère, 3029815 9 le gain de sensibilité du capteur élémentaire est minoré, principalement à cause de la raideur non négligeable du matériau polymère devant celle du matériau piézoélectrique. Le choix du matériau piézoélectrique du composite 1-3 ou 2-2 est restreint aux céramiques piézoélectriques, 5 présentant une raideur suffisante par rapport à celle des matériaux de remplissage usuels, et exclut les polymères piézoélectriques. Dans le cas de plaques composites de connectivité 3-1, le matériau de remplissage est entièrement encapsulé, par les électrodes rigides dans la direction verticale, et par le matériau piézoélectrique dans les directions latérales, et subit des 10 contraintes réduites par rapport à la pression ambiante. Cela autorise le remplissage des perforations par un matériau extrêmement souple, tel qu'une mousse à cellules ouvertes, un gaz voire même du vide. De façon générale, lorsqu'un solide est utilisé comme matériau de remplissage, on obtient de bons résultats lorsque le module d'Young du matériau de 15 remplissage est inférieur au quart du module d'Young du matériau piézoélectrique défini perpendiculairement au plan de la couche. Lorsqu'un fluide est utilisé comme matériau de remplissage, son module de compressibilité isotrope est avantageusement inférieur au quart du module de compressibilité isotrope du matériau piézoélectrique. Une mousse à 20 cellules ouvertes ou simplement de l'air présentent une raideur extrêmement faible et offrent un découplage maximal proche du vide. Le gain de sensibilité est ainsi maximisé. Le choix du matériau piézoélectrique dans le composite 3-1 peut être étendu aux polymères piézoélectriques tels que le PVDF. Dans la suite l'hydrophone selon l'invention pourra être 25 désigné hydrophone multicouche à plaques piézoélectriques perforées ou plaques piézoélectriques composite 3-1. La capacité de l'hydrophone est également réduite par rapport à un capteur monolithique multicouche. Par conséquent l'invention est 30 particulièrement adaptée aux matériaux de faible sensibilité, forte permittivité, tels que les composites 1-3. La matrice piézoélectrique du composite 3-1 est alors constituée de composite 1-3. L'hydrophone à plaques piézoélectriques perforées conserve la plupart des avantages de l'hydrophone à plaques homogènes : absence de 35 mode de résonance dans la bande, faible dispersion de fabrication, faible 3029815 10 sensibilité accélérométrique, surface acoustique continue et potentiellement de grandes dimensions. La tenue en pression statique est réduite du fait de l'amplification de contrainte se produisant dans le matériau piézoélectrique. Elle reste cependant largement suffisante pour les besoins opérationnels. 5 Avantageusement, au moins une couche piézoélectrique comprend au moins une plaque monobloc de matériau piézoélectrique comprenant une zone centrale comprenant une pluralité de perforations, ladite zone centrale intégrant lesdites perforations dans le plan de la couche et intégrant au moins partiellement lesdites perforations selon la direction 10 d'empilement. La couche piézoélectrique comprend une unique plaque monobloc intégrant les perforations. En variante, la couche comprend une pluralité de plaques monoblocs telles que définies précédemment empilées selon la direction d'empilement de façon que les perforations des plaques soient superposées selon la direction d'empilement de façon à former les 15 perforations de la couche piézoélectrique. Cette solution présente une différence de coût très faible avec le capteur multicouche à plaques homogènes puisque la seule différence de coût réside dans la réalisation de perforations dans la couche piézoélectrique. 20 Par ailleurs, elle permet de conserver le procédé de fabrication simple et peu coûteux du capteur monolithique consistant à réaliser un simple empilement de la plaque de matériau piézoélectrique monobloc et des électrodes. Les perforations sont séparées par des barreaux solidaires les uns 25 des autres. Cette solution évite ainsi des problèmes de positionnement relatif des perforations et notamment le recours à un outillage complexe qui serait nécessaire pour positionner des barreaux indépendants. Cette solution permet d'éviter d'avoir à venir rapporter des éléments supplémentaire aux extrémités des perforations pour assurer leur fermeture 30 étanche et la tenue en pression du dispositif ce qui impliquerait une complexité et un temps de fabrication accrus du capteur. Avantageusement, la couche comprenant la zone centrale comprend un cadre piézoélectrique monolithique entourant complètement la zone 35 centrale, le cadre monolithique étant réalisé en matériau piézoélectrique. 3029815 11 L'hydrophone selon l'invention se distingue d'un hydrophone 5 multicouche qui utiliserait des plaques de PVDF poreux par ^ la topologie des inclusions de matériau de remplissage : o de connectivité 0 (emprisonnées dans le volume) dans le PVDF poreux (composite 3-0) 10 o de connectivité 1 (débouchant dans la direction 3) dans le PVDF perforé (composite 3-1) ^ l'échelle des inclusions de matériau de remplissage : o microscopiques ( REVENDICATIONS1. Hydrophone configuré pour fonctionner en mode traction compression comprenant un empilement (10) de couches (1, 2, 3, 4, 5) collées entre elles, l'empilement étant réalisé selon une direction d'empilement (z), les couches (1, 2, 3, 4, 5) comprenant au moins une couche piézoélectrique (2, 4) et une pluralité de couches dites rigides (1, 3, 5) dont au moins deux sont des couches d'électrodes, les couches rigides (1, 3, 5) présentant une raideur perpendiculairement à la direction d'empilement (z), supérieure à la raideur de la couche piézoélectrique perpendiculairement à la direction d'empilement, caractérisé en ce qu'au moins une couche piézoélectrique (2, 4) comprend une zone centrale (20) comprenant un ensemble de perforations (21) traversant la couche piézoélectrique (2, 4) uniquement selon la direction d'empilement (z), chaque perforation (21) étant fermée de façon étanche par des éléments de fermeture comprenant des portions de deux desdites couches rigides (1, 3, 5), lesdites deux couches rigides (1, 3) s'étendant sur la totalité de la surface de la zone centrale (20). 2. Hydrophone selon la revendication 1, dans lequel les perforations (21) sont remplis d'un matériau de remplissage formant avec un matériau piézoélectrique de la couche (2, 4) un composite de connectivité 3-1. 3. Hydrophone selon la revendication 2, dans lequel le matériau de remplissage est un fluide dont le module de compressibilité isotrope est inférieur au quart du module de compressibilité isotrope du matériau piézoélectrique. 4. Hydrophone selon la revendication 2, dans lequel le matériau de remplissage est un solide dont le module d'Young est inférieur au 3029815 25 quart du module d'Young du matériau piézoélectrique défini perpendiculairement au plan de la couche piézoélectrique (2, 4). 5. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, dans lequel la couche piézoélectrique (2, 4) comprend la zone centrale (20) et un cadre monolithique (25) entourant complètement la zone centrale (20), le cadre monolithique (25) étant réalisé en matériau piézoélectrique. 10 6. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une couche piézoélectrique (2, 4) comprend une unique plaque monobloc de matériau piézoélectrique. 7. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 15 dans lequel au moins une couche piézoélectrique (2, 4) comprend un empilement élémentaire réalisé selon la direction d'empilement (z) d'une pluralité de plaques monoblocs de matériau piézoélectrique, chaque plaque monobloc comprenant une zone centrale (20) comprenant une pluralité de perforations, les plaques étant empilées 20 de façon que les perforations desdites plaques soient superposées dans la direction d'empilement (z). 8. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque couche rigide (1, 3, 5) s'étend sur la 25 totalité de la surface de chaque couche piézoélectrique (2, 4) qui est contigüe à ladite couche rigide (1, 3, 5) dans l'empilement (10). 9. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une couche piézoélectrique (2, 4) 30 comprenant une zone centrale (20) comprenant un ensemble de perforations (21) est réalisée dans un matériau piézoélectrique simple orthotrope étiré selon la direction longitudinale, tel que le PVDF. 10. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 35 précédentes, dans lequel au moins une couche piézoélectrique 3029815 26 comprenant une zone centrale (20) comprenant un ensemble de perforations (21) est réalisée dans un matériau possédant un module d'Young supérieur ou égal à 10 GPa et un coefficient de poisson supérieur ou égal à 0,35 et est notamment réalisée en PZT, co- 5 polymère ou PVDF. 11. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel au moins une couche piézoélectrique comprenant une zone centrale (20) comprenant un ensemble de perforations (21) est 10 réalisée à partir d'un matériau piézo-composite de type 1-3. 12. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les perforations (21) sont séparés deux à deux par des barreaux (22) de matériau piézoélectrique et dans lequel 15 au moins une couche piézoélectrique comprenant une zone centrale (20) comprenant un ensemble de perforations (21) est dimensionnée de façon qu'un rapport de forme des barreaux (22) défini par le rapport entre l'épaisseur de la couche piézoélectrique et la largeur des barreaux compris dans la zone centrale (20) selon une direction 20 perpendiculaire aux directions longitudinale (y) et d'empilement (z) de ladite couche est au moins égal à 0,25. 13. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche piézoélectrique (2, 4) est formée 25 dans un matériau présentant une isotropie transverse perpendiculairement à la direction d'empilement (z) et dans lequel les perforations (21) s'étendent de la même façon dans deux directions (x, y) perpendiculaires à la direction d'empilement (z). 30 14. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel la couche piézoélectrique (2, 4) est formée dans un matériau présentant une anisotropie transverse perpendiculairement à la direction d'empilement (z) et dans lequel les perforations (21) s'étendent principalement dans une direction (y) perpendiculaire à la 35 direction d'empilement (z). 3029815 27 15. Hydrophone selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les perforations (21) sont disposées de façon régulière dans deux directions (x, y) perpendiculaires à la direction d'empilement (z). 16. Antenne de réception comprenant une pluralité d'hydrophones selon l'une quelconque des revendications précédentes.