Brevet FR3147863A1 — publié le 20241018

Elément mince piézoélectrique (PIEZO) monocristallin se présentant sous forme d’une plaque s’étendant dans un plan d’extension (xy) défini par une première direction (x) et une seconde direction (y) normale à la première direction, de dimensions (L X , L Y ) dans la première direction et la seconde direction chacune supérieures à 100 µm et d’épaisseur (L Z ) inférieure à 50 µm, un rapport de l’épaisseur sur la dimension (L X ) dans la première direction ou la dimension (L y ) dans la seconde direction étant inférieur à 0,1, l’élément piézoélectrique présentant une première sensibilité (S x ) à la déformation selon la première direction et une seconde sensibilité (S y ) à la déformation selon la seconde direction, une orientation cristalline de l’élément (PIEZO) étant telle que abs(S y /S x ) y +S x )/S x ) x -S y )/S x ) Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3 DISPOSITIF PIEZOELECTRIQUE FLEXIBLE DE MESURE DE DEFORMATION, UNIDIRECTIONNEL, BIDIRECTIONEL OU OMNIDIRECTIONNEL DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L'invention concerne les capteurs de déformation basés sur un élément de mesure piézoélectrique, c’est-à-dire mettant à profit le comportement piézoélectrique d’un matériau pour transformer en signal électrique, une déformation qu’il subit sous l’effet d’efforts extérieurs, par exemple lorsqu’il est collé à une surface et que celle-ci se déforme. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE Les capteurs de déformation permettent d’estimer la déformation de surface que subit un élément d’un système mécanique quelconque lorsqu’il est soumis à des efforts extérieurs (force et moments de force qui lui sont appliqué par des éléments extérieurs), dans un large panel d’applications : aérospatial, machine-outil, transports, industrie dans les hydrocarbures, l’alimentaire ou encore la chimie. Deux technologies sont utilisées pour constituer des capteurs de déformation. La première technologie est basée sur les jauges résistives de déformation. Ce type de jauge comprend un élément conducteur électriquement, présentant une géométrie lui conférant des sensibilités différentes selon l’orientation d’une déformation qui lui est imposée, ce que l’on désigne comme sa directivité. La représente un tel élément conducteur CE. La variation de sa résistance électrique sous l’effet de la déformation, combinée à sa directivité, connue, permettent de déduire l’amplitude de la déformation, et éventuellement de l’effort appliquée ayant générée cette déformation. Les flèches indiquées SA pour « sensitive axis » et TA pour « transverse axis » indiquent respectivement un axe de sensibilité maximale et un axe de sensibilité minimale, le second étant perpendiculaire au premier. En pratique, l’axe de sensibilité maximale est aligné avec la direction attendue de la déformation à caractériser. Les jauges résistives ont une bonne directivité, mais souffrent d’une faible sensibilité et ont besoin d’être alimentées électriquement pour fonctionner. La seconde technologie est basée sur les capteurs piézoélectriques, généralement plus sensibles, mais également moins directifs que les jauges résistives. Ce type de capteur comprend un élément dit « piézoélectrique », qui génère, par effet piézoélectrique, l’apparitions de charges électriques sur ses faces sous l’effet d’une contrainte qui lui est appliquée. On peut trouver plusieurs types de tels capteurs. Un premier type correspond à un capteur de déformation comprenant un boîtier rigide HOUS abritant un cristal Q tel qu’un cristal de quartz piézoélectrique, comme illustré par le capteur DynSens de la qui représente en A) une vue en coupe et en B) une vue d’en haut du capteur. Le boîtier rigide a pour fonction de limiter l’amplitude de déformation du cristal qui, relativement épais, ne peut pas supporter des déformations trop importantes sans casser. Le cristal est solidaire d’une paroi du boîtier destinée à être fixée à une surface plane et lisse par collage au moyen d’un adhésif de haute rigidité. Le boîtier peut également abriter un amplificateur AMP connecté au cristal et à l’extérieur par l’intermédiaire de fils de connexion électrique CAB. Les axes TA et SA sont définis de la même manière que pour la jauge résistive de la . Un exemple applicatif est donné par Fabio L. M. dos Santos et al., dans « THE USE OF DYNAMIC STRAIN SENSORS AND MEASUREMENTS ON THE GROUND VIBRATION TESTING OF AN F-16 AIRCRAF », International Forum on Aeroelasticity and Stuctural Dynamics, IFASD 2015-122. Un second type est celui des capteurs piézoélectriques de déformation de surface. Le premier avantage de ces capteurs est qu’ils sont passifs, et qu’ils ne nécessitent donc pas d’être alimentés électriquement). De tels capteurs comprennent un élément piézoélectrique, généralement un cristal de quartz, et une structure mécanique rigide et relativement volumineuse limitant la déformation de l’élément piézoélectrique à une direction unique. Ces capteurs sont généralement fixés à une surface plane par vissage, comme que décrit par exemple dans le document de brevet US 4,314,481 A. L’emploi d’une structure mécanique rigide et relativement volumineuse, nécessitant une géométrie adaptée pour pouvoir être mise en œuvre et influençant de manière intrinsèque la mesure effectuée, limite fortement le champ applicatif de ce type de capteur. Le boîtier et la structure mécanique rigides de ces deux premiers types de capteur limitent fortement les gammes de déformations auxquelles ils sont susceptibles d’être appliquées. Un troisième type est celui de structures composites comprenant des barres de PZT (ou titano-zirconates de plomb) situées entre des feuilles de matériaux polymères et des électrodes interdigitées, structures dites « Micro-Fiber Composites » en terminologie anglaise. Elles ont pour avantages une directivité obtenue par la géométrie des barres de PZT et une flexibilité plus importante que les capteurs piézoélectriques cités ci-dessus, mais ont une structure complexe et requièrent une polarisation obtenue au moyen de l’application d’un champ électrique. On peut se référer à l’article de colloque de Wilkie, W. K. et al. :« Low-cost piezocomposite actuator for structural control applications », Proceedings of the SPIE, Volume 3991, p. 323-334 (2000). Un inconvénient de tels capteurs est leur dépendance à la température en raison de la présence de parties en matériaux polymères et une flexibilité insuffisante pour certaines applications. Un quatrième type est celui de capteurs de déformation basés sur un film polymère piézoélectrique, nommés « PVDF » en raison du matériau employé pour former le film piézoélectrique : le fluorure de polyvinylidène piézoélectrique nommé PVDF en terminologie anglaise. Il s’agit de capteurs souples et légers mais devant être polarisés, imprécis, non directifs et soumis à des dérives dans le temps, notamment dues au manque de stabilité de la polarisation, ou avec la température. On peut se référer à la demande de brevet US 2021/0102850 A1. Un cinquième type est celui d’un capteur de vibration décrit dans le document de brevet FR 3 122 985 et basé sur une couche mince de céramique piézoélectrique portée par un support flexible. Ce capteur est flexible, mais non directif et n’est pas prévu pour une mesure quantitative d’une déformation ou d’un effort. En dépit d’une grande variété dans les dispositifs destinés à assumer la fonction de capteurs de déformation passifs, un dispositif cumulant directivité, sensibilité, conformabilité, légèreté et permettant des mesures quantitatives précises sur des gammes de déformation importantes n’apparaît pas disponible. L’objectif du déposant est de proposer un dispositif capteur de déformation combinant des avantages pouvant se trouver individuellement dans les différents capteurs de déformation existants, basé sur l’emploi d’un élément piézoélectrique mince. En vue de la réalisation de ce but, un premier aspect de l’invention est un élément mince piézoélectrique monocristallin se présentant sous forme d’une plaque s’étendant dans un plan d’extension défini par une première direction et une seconde direction normale à la première direction, de dimensions dans la première direction et la seconde direction chacune supérieures à 100 µm et d’épaisseur inférieure à 50 µm, un rapport de l’épaisseur sur la dimension dans la première direction ou la dimension dans la seconde direction étant inférieur à 0,1, l’élément piézoélectrique présentant une première sensibilité S x à la déformation selon la première direction et une seconde sensibilité S y à la déformation selon la seconde direction, une orientation cristalline de l’élément étant telle que abs(S y /S x ) y +S x )/S x ) x -S y )/S x ) Un tel élément mince piézoélectrique est apte à former la base d’un capteur de déformation passif, qui peut combiner précision, sensibilité, conformabilité, souplesse, légèreté, stabilité, linéarité, directivité et applicabilité à de larges gammes de déformations. Ainsi, cet élément piézoélectrique permet de mesurer des déformations supérieures à 5000 micromètres par mètre avec une résolution de l’ordre de 1 nanomètre de déformation par mètre. Ces chiffrent se comparent avec ceux des jauges résistives conventionnelles qui permettent de mesurer des déformations allant jusqu’à 12000 micromètres par mètre mais avec une résolution bien plus faible, de l’ordre de 1 micromètre de déformation par mètre, ou avec ceux des jauges piézoélectriques en boîtier qui ne sont capables de mesurer que des déformations limitées à environ 300 micromètres par mètre avec une résolution de 1 nanomètre par mètre. Cet élément mince piézoélectrique peut être muni d’une paire de couches électriquement conductrices situées respectivement sur deux faces opposées de l’élément mince piézoélectrique. L’invention s’étend à un capteur de déformation comprenant au moins un élément mince piézoélectrique selon l’invention, situé sur une feuille souple. Selon des caractéristiques additionnelles non-limitative du capteur selon l’invention, considérées individuellement ou selon toute combinaison techniquement réalisable : - le au moins un élément mince piézoélectrique peut être encapsulé entre la feuille souple et une autre feuille souple ; - le capteur peut comprendre au moins un amplificateur de charge connecté à l’au moins un élément mince piézoélectrique ; - l’au moins un amplificateur de charge peut être intégré sur la feuille souple ; - le capteur peut comprendre une pluralité d’éléments minces piézoélectriques selon l’invention, orientés selon des directions différentes présentant au moins 30° d’écart entre elles ; - le capteur peut comprendre un premier, un second et un troisième éléments minces piézoélectriques, chacun présentant la caractéristique abs(S y /S x ) - le capteur peut comprendre un premier, un second et un troisième éléments minces piézoélectriques, chacun pouvant présenter la caractéristique abs(S y /S x ) - le capteur peut comprendre une pluralité d’amplificateurs de charge chacun reliés à l’un respectif des éléments piézoélectriques minces ; et - un capteur peut combiner au moins deux capteurs selon l’invention connectés électriquement en parallèle. L’invention s’étend également à un appareil muni d’au moins un des capteurs de déformation selon l’invention. L’appareil peut être un anneau muni d’au moins deux capteurs de déformation de type unidirectionnel ou omnidirectionnel, l’anneau étant configuré pour servir d’interface homme/machine, ou bien un smartphone équipé d’au moins un capteur de déformation et configuré pour avertir un utilisateur lorsqu’une déformation mesurée sur la base de signaux de l’au moins un capteur dépasse un seuil prédéterminé ou pour servir d’interface homme/machine. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée de l’invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquels : La représente une jauge de déformation résistive connue ; La représente un capteur de déformation piézoélectrique connu ; La représente un élément mince piézoélectrique ; La illustre les rotations utilisées dans les calculs de la sensibilité dans un plan pour une orientation cristalline donnée dans un monocristal ; La représente un diagramme polaire de sensibilités à la déformation d’un élément mince piézoélectrique selon son orientation cristallographique ; La représente un diagramme linéaires des sensibilités du diagramme de la ; La illustre une sensibilité à la déformation parfaitement unidirectionnelle d’un élément mince piézoélectrique ; La illustre les sensibilités à la déformation et à la contrainte d’un même élément mince piézoélectrique ; La illustre un capteur de déformation intégrant un élément mince piézoélectrique ; La illustre une cellule de charge munie d’éléments minces piézoélectriques présentant un premier comportement ; La illustre une application d’un capteur basé sur une élément mince piézoélectrique présentant un second comportement ; La illustre une application d’un capteur basé sur une élément mince piézoélectrique présentant un troisième comportement ; La représente un premier capteur piézoélectrique ; La représente un second capteur piézoélectrique ; La représente un troisième capteur piézoélectrique ; La représente un quatrième capteur piézoélectrique ; La représente un premier appareil muni de capteurs de déformation ; et La représente un deuxième appareil muni de capteurs de déformation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION L’objectif de la présente invention est de fournir des éléments piézoélectriques aptes à être utilisés dans des capteurs combinant les avantages des différents types de capteurs mentionnés ci-dessus, en particulier en ce qui concerne les aspects de sensibilité et de directivité, mais aussi de précision, conformabilité, souplesse, légèreté, stabilité, linéarité, directivité et applicabilité à de larges gammes de déformations. Les sections ci-dessous ont pour but d’expliquer comment les inventeurs sont parvenus à déterminer les caractéristiques nécessaires à des éléments piézoélectriques pour que, intégrés à des capteurs, ces derniers puissent produire de tels avantages. Point de départ de l’invention Le comportement des matériaux piézoélectrique peut être décrit au moyen de trois tenseurs : le tenseur de permittivité diélectrique à contrainte constante, le tenseur de complaisance à champ électrique constant, et le tenseur piézoélectrique . Dans ce document, la notation de Voigt est utilisée. Le tenseur des déformations et le déplacement électrique dans le matériau, par exemple un monocristal piézoélectrique, sont reliés au champ électrique et au tenseur des contraintes par les équations 1 et 2 suivantes dites « équations piézoélectriques » : L’approche qui consiste à étudier la directivité du comportement piézoélectrique des cristaux piézoélectriques en analysant la directivité du tenseur piézoélectrique est bien connue de la littérature, comme on peut le voir par exemple dans l’article de W. Yue et J. Yi-jian, « Crystal orientation dependence of piezoelectric properties in LiNbO3 and LiTaO3 », Opt . Mater. , vol.23, n o 1, p.403‑408, juillet 2003. Le tenseur représente la charge électrique générée par le matériau piézoélectrique lorsqu'une contrainte représentée par le tenseur lui est appliquée. Typiquement, l'analyse du coefficient d 33 du tenseur piézoélectrique donne la charge générée au niveaux des faces d’un élément piézoélectrique en réponse à une composante de la contrainte qui est dans la direction normale à ces faces. Le coefficient d 31 donne la charge générée sur ces mêmes faces en réponse à une composante de la contrainte parallèle à celles-ci. Le comportement du matériau pour différentes orientations cristallines, ou orientations de l’élément piézoélectrique par rapport aux axes cristallographiques du cristal dont il est issu, est obtenu en appliquant les transformations pertinentes aux tenseurs définissant le comportement du matériau ( , , ). On peut se référer par exemple à la demande de brevet US 4,314,481 A. Cependant, les inventeurs de la présente invention ont opté pour une approche différente de celles des analyses que l’on trouve dans la littérature. Plus spécifiquement, au lieu de s’intéresser à la réponse d’un élément piézoélectrique à une contrainte donnée, les inventeurs se sont intéressés à la charge électrique générée par un élément piézoélectrique en réponse à une déformation de celui-ci. Comme nous allons le voir plus bas, cette approche amène à investiguer des orientations cristallines particulières, présentant des caractéristiques de directivité intéressante pour la détection unidirectionnelle, bidirectionnelle ou omnidirectionnelle de déformations. Une telle approche trouve une application pratique par exemple dans le cas d’éléments piézoélectriques suffisamment minces pour former des capteurs de déformations conformables, c’est-à-dire capable d’épouser la forme d’une surface sur laquelle on les applique. Des éléments de matériaux monocristallins trop épais sont trop rigides et fragiles pour une telle application. Elément mince piézoélectrique – Modélisation On considère un élément mince piézoélectrique formé d’un monocristal. Le fait de considérer un élément piézoélectrique mince permet de simplifier les équations 1 et 2 en posant les deux hypothèses suivantes. En premier lieu, les dimensions de l’élément mince piézoélectrique PIEZO considéré dans son plan d’extension sont beaucoup plus grandes que son épaisseur. L’élément mince peut ainsi être décrit comme ayant la forme d’une plaque. On peut considérer un élément mince piézoélectrique s’étendant dans un plan xy dit « plan d’extension » par la suite, défini par deux directions x et y normales l’une à l’autre et normales à une troisième direction z, qui sont des directions propres à l’élément mince piézoélectrique. On peut considérer un élément mince de forme parallélépipédique de dimensions L X , L Y et L Z respectivement dans les directions x, x et z qui définissent un repère orthogonal, comme illustré par la (dans un souci de clarté dans la représentation, les échelles ne sont pas respectées). On considère des éléments minces vérifiant les conditions selon lesquelles L x et L y sont au moins dix fois, préférablement au moins cent fois, plus grandes que L Z , cette dernière dimension correspondant à l’épaisseur de l’élément mince. En second lieu, on considèrera une déformation unidirectionnelle, selon une direction du plan d’extension. Un élément mince piézoélectrique dont les dimensions dans le plan d’extension sont beaucoup plus grandes que son épaisseur (Lx et Ly > 10Lz, préférablement Lx et Ly > 100Lz) et muni de deux couches électriquement conductrices sur les deux face parallèles au plan d’extension se comporte électriquement comme un condensateur plan dont les deux armatures électriquement conductrices correspondent aux surfaces normales à la direction z, notées respectivement Top et Bot. Dans ce condensateur, le champ électrique est normal aux armatures : le champ électrique n'a pas de composante dans le plan xy. Lorsque l’élément mince piézoélectrique est utilisé dans un capteur en mode charge, les électrodes, qui recouvrent les deux plans parallèles au plan d’extension, sont connectées à un amplificateur de charge qui crée un chemin de faible impédance entre les deux électrodes. En conséquence, la tension entre les deux électrodes est nulle et le champ électrique dans la direction normale z est également nul. En conclusion, il n'y a pas de champ électrique dans l’élément mince piézoélectrique lorsqu'il est connecté à un amplificateur de charge. On peut alors simplifier les équations 1 et 2 qui deviennent les équations 3 et 4 suivantes, suffisantes pour décrire le comportement piézoélectrique de l’élément mince dans le cadre des hypothèse précisées ci-dessus : Etude de la sensibilité de l’élément mince Dans des couches minces d’un matériau, la contrainte dans la direction normale est souvent faible par rapport aux contraintes dans le plan du matériau. Il est commun de faire alors l'approximation de contrainte plane pour modéliser le comportement du matériau, en supposant que les contraintes normales au matériau sont nulles. Cette approximation permet de largement simplifier les équations de comportement et d'équilibre mécanique. Dans le cas présent, nous nous situons dans le cadre de cette approximation, avec un élément mince piézoélectrique Piezo (Lx et Ly > 10Lz), considéré, comme dans une application pratique réelle, comme ayant une de ses faces fixée sur une structure et la face opposée libre, et qui se trouvera dans un état de contrainte dans son plan d’extension xy, les contraintes dans la direction normale z étant comparativement négligeables. Dans cette situation, on peut encore simplifier les équations piézoélectriques : les composantes T 3 , T 4 et T 5 du tenseur de contraintes sont nulles et le tenseur piézoélectrique peut se réduire à une matrice 3x3 notée , à 9 composantes. Ainsi, on peut démontrer que le déplacement électrique généré par l’élément mince piézoélectrique en mode charge lorsqu’une déformation lui est appliquée peut s’exprimer par l’équation Eq. 5 dans laquelle représente la matrice réduite de complaisance, obtenue en supprimant les lignes et colonnes 3, 4 et 5 de la matrice de complaisance , et représente le tenseur des contraintes réduit, obtenu en supprimant les composantes 3, 4 et 5 du tenseur des contraintes . Dans le cas d’une déformation uniaxiale selon la direction x, le déplacement électrique s’exprime par l’équation Eq. 6 L’équation Eq. 6 montre que le déplacement électrique causé par une déformation uniaxiale dans un piézo-électrique fin dépend non seulement du tenseur piézoélectrique après rotation, mais aussi du tenseur de complaisance réduit après rotation. Analyser uniquement le tenseur piézoélectrique après rotation comme pratiqué d’ordinaire dans la littérature est insuffisant pour caractériser la sensibilité d’un élément mince piézoélectrique à une déformation appliquée dans une direction donnée. Nous ne nous intéressons qu’à la troisième composante D 3 du tenseur de déplacement électrique : c’est la grandeur qui sera effectivement mesurée lors d’une utilisation pratique de l’élément mince piézoélectrique, au moyen d’une paire d’électrodes placées sur les faces de l’élément parallèles au plan d’extension xy. La sensibilité S x à la déformation est obtenue par intégration de la composante D 3 du déplacement électrique sur toute la surface de l’élément mince piézoélectrique couverte de part et d’autre par des électrodes, sensibilité calculée pour une déformation uniaxiale . On obtient ainsi S x = A×D 3 /S 1 , ou A est l’aire de la surface de l’élément mince piézoélectrique couverte de part et d’autre par des électrodes. La sensibilité S x s’exprime ainsi en pC/(micro_m/m), et représente la charge électrique générée par l’élément piézoélectrique lorsqu’une déformation de 1 micro_m/m lui est appliquée selon la direction x. Sensibilité d ’éléments minces monocristallins - Directivité L’objectif est ici d’évaluer la directivité de la sensibilité d’un élément mince monocristallin pour une orientation cristalline donnée d’un monocristal massif. On considérera les orientations cristallines telles que définies dans les standards IEEE sur la piézoélectricité dans « IEEE Standard on Piezoelectricity », ANSI /I EEE Std 176-1987 , 1988. La directivité de l’élément mince piézoélectrique monocristallin peut être calculée analytiquement par application d’une séquence R t de rotations à l’élément mince par rapport aux axes cristallographiques, correspondant à la définition des orientations cristallines IEEE (YXwl) θ 1 /θ 2 et illustrée par la . La séquence R t de rotations est composée de 4 rotations successives, R x (90), R y (θ 1 ), R x (θ 2 ) et R z (θ 3 ) dans cet ordre. La première rotation R x (90) se fait selon un angle de 90° autour de l’axe X, le repère xyz propre à l’élément mince étant transformé en un repère x’y’z’. La second rotation R y (θ 1 ) se fait par rotation selon un angle θ 1 autour de l’axe y’, le repère x’y’z’ étant transformé en un repère x’’y’’z’’. La troisième rotation R x (θ 2 ) se fait par rotation selon un angle θ 2 autour de l’axe x’’, le repère x’’y’’z’’ étant transformé en un repère x’’’y’’’z’’’. La quatrième rotation R z (θ 3 ) se fait par rotation selon un angle θ 3 autour de l’axe z’’’, le repère x’’’y’’’z’’’ étant transformé en un repère x’’’’y’’’’z’’’’. Chacun des repères xyz, x’y’z’, x’’y’’z’’ et x’’’y’’’z’’’ est respectivement défini par les triplets de direction x, y et z, x’, y’ et z’, x’’, y’’ et z’’, et x’’’, y’’’ et z’’’, et x’’’’, y’’’’ et z’’’’, par application successives des 4 rotations R x (90), R y (θ 1 ), R x (θ 2 ) et R z (θ 3 ) à l’élément piézoélectrique dont les direction propre x, y et z correspondent initialement aux directions propres X, Y et Z du monocristal massif considéré. Les trois premières rotations R x (90), R y (θ 1 ) et R x (θ 2 ) servent à définir l’orientation cristalline de l’élément mince dans le cristal massif. La quatrième rotation R z (θ 3 ) est utilisée pour étudier la directivité de la sensibilité pour un plan de d’orientation cristalline définie par les trois premières rotations. Ainsi, on calcule les charges électriques générées sur les faces opposées Top et Bot selon l’orientation des axes cristallographiques définie par les angles θ 1 , θ 2 et θ 3 pour une déformation uniaxiale selon la direction x’’’ du monocristal massif. De ce calcule de charges, on déduit la sensibilité S x =A×D 3 /S 1 à la déformation. Il est ainsi possible de tester la sensibilité de l’ensemble des orientations cristallines possibles pour un monocristal massif. Les calculs effectués en balayant les valeurs de θ 1 et, pour chaque valeur de θ 1 , les valeurs de θ 2 , montrent que, pour une valeur de θ 1 donnée et selon la valeur de θ 2 , les charges générées varient de manières très différentes avec l’angle θ 3 . Pour certains couples de valeurs (θ 1, θ 2 ), approximativement une même quantité de charge est générée quelle que soit la valeur de θ 3 . Pour d’autres couples de valeurs (θ 1, θ 2 ), la charge générée peut être négative, positive ou nulle selon la valeur de θ 3 . Pour encore d’autres couples valeurs de (θ 1, θ 2 ), la charge générée est nulle quelle que soit la valeur de θ 3 . La illustre ainsi un diagramme polaire représentant la quantité de charges électriques générées sur les faces Top et Bot d’un élément mince de tantalate de lithium en réponse à une déformation, et donc la sensibilité à cette déformation, calculée pour un angle θ 1 fixé ici à 7° et pour des angle θ 2 de 10°, 90°, 118° et 159° correspondant chacun à l’une des courbes représentées sur le diagramme, l’angle θ 3 étant l’angle polaire du diagramme. Le diagramme polaire de la permet de déduire, pour diverses orientations cristallines définies par leurs valeurs de θ 1 et θ 2 , les rapports de sensibilité entre une sensibilité dite « transversale », considérée selon une direction perpendiculaire à une direction correspondant à un maximum de sensibilité, et la sensibilité dite « longitudinale » considérée selon la direction de sensibilité maximale, avec des rapports valant 55%, 100%, 0% et -99% pour des valeurs de θ 2 de 10°, 90°, 118° et 159°, respectivement. Pour θ 2 =159°, quatre lobes sont formés sur le diagramme polaire et le rapport de la sensibilité transversale (θ 3 =95°) à la sensibilité longitudinale (θ 3 =5°) est proche de 1 en valeur absolue avec un rapport de -99%. Cela indique qu’un capteur piézoélectrique intégrant un élément mince piézoélectrique présentant une orientation cristalline définie par les angles θ 1 =7° et θ 2 =159° sera un capteur bidirectionnel, particulièrement sensible aux déformations se produisant selon deux directions normales l’une à l’autre. Pour θ 2 =118°, seulement deux lobes sont formés sur le diagramme polaire et le rapport de la sensibilité transversale (θ 3 =8°) à la sensibilité longitudinale (θ 3 =98°) est nul. Cela signifie qu’un capteur piézoélectrique intégrant un élément mince piézoélectrique présentant une orientation cristalline définie par les angles θ 1 =7° et θ 2 =118° sera très directif, voire parfaitement unidirectionnel, particulièrement sensible à une déformation se produisant selon une direction unique. Pour θ 2 =10°, aucun lobe n’est formé, la courbe représentant les sensibilités selon la valeur de θ 3 formant sensiblement un cercle, le rapport de sensibilité vaut 1, avec un rapport de sensibilité de 100%. Cela indique qu’un capteur piézoélectrique intégrant un élément mince piézoélectrique présentant une orientation cristalline définie par les angles θ 1 =7° et θ 2 =90° sera omnidirectionnel, détectant avec la même sensibilité une déformation quelle que soit son orientation dans le plan d’extension de l’élément mince piézoélectrique. Pour θ 2 =90°, aucun lobe n’est formé, la courbe représentant les sensibilités selon la valeur de θ 3 formant une figure n’ayant pas de caractéristique particulièrement remarquable. Une telle orientation cristalline n’a pas d’application évidente pour former un capteur de déformation. La reprend les quatre sensibilités illustrées par la , mais cette fois-ci sur un graphique linéaire, les sensibilités étant exprimées en fonction de l’angle θ 3 exprimant l’orientation d’une déformation imposée dans le plan d’extension par rapport à l’axe propre x de l’élément mince piézoélectrique, pour des angles θ 3 compris entre 0° et 180°. Pour l’angle θ 2 de 159°, il existe deux directions normales l’une à l’autre, chacune présentant une forte sensibilité, ces sensibilités étant sensiblement égales en valeurs absolues mais de signes opposés (sensibilité bidirectionnelle). Pour l’angle θ 2 de 118°, il existe une direction de forte sensibilité, la sensibilité d’une direction normale étant nulle (sensibilité unidirectionnelle). Pour l’angle θ 2 de 90°, la sensibilité est sensiblement constante sur toutes les orientations, et ici de signe négatif (sensibilité omnidirectionnelle). Pour l’angle θ 2 de 10°, la sensibilité est constamment négative et fluctuante, sans point a priori remarquable. Chacun des comportements ci-dessus, mais essentiellement les trois premiers, peut être utilisé dans la conception de capteurs en vue d’applications particulières, comme expliqué plus bas. En évaluant la directivité d’éléments piézoélectriques minces comme décrit ci-dessus en balayant les différentes valeurs de θ 1 et θ 2 , il est possible de déterminer les orientations cristallines permettant de former les éléments minces piézoélectriques ayant des rapports de sensibilité à la déformation présentant des intérêts particuliers. En particulier, on peut considérer les sensibilités S X et S Y dans deux directions du plan d’extension normales l’une à l’autre. Dans la , on pourra par exemple considérer S X comme la sensibilité dans la direction du plan d’extension définie par θ 3 =7° et S Y comme la sensibilité dans la direction du plan d’extension définie par θ 3 =97° dite « sensibilité transverse ». On pourra s’intéresser en particulier (i) aux plans de sensibilité dite « unidirectionnelle » présentant une sensibilité transverse S Y proche de 0 et une sensibilité S X non nulle et préférablement de valeur élevée, (ii) aux plans de sensibilité dite « omnidirectionnelle » présentant des sensibilités S X et S Y proche l’une de l’autre pour toutes les orientations dans le plan, et (iii) aux plans de sensibilité dite « bidirectionnelle » présentant une orientation avec des sensibilités S X et S Y proche l’une de l’autre en valeurs absolues et de signes opposés. Un critère pour qualifier le comportement d’un élément mince piézoélectrique d’unidirectionnel est que la valeur absolue d’un rapport de sensibilités S x et S y à la déformation dans son plan d’extension (qui correspond à son orientation cristalline dans le monocristal massif dont il est issu) dans une première direction et une seconde direction normales l’une à l’autre (soit abs(S Y /S X ) ou en notation mathématique) soit inférieure à 10%, préférablement 5%, plus préférablement 2%, encore plus préférablement 1%, et le plus préférablement 0,1%. De la même manière, un critère pour qualifier le comportement d’un élément mince piézoélectrique de bidirectionnel est que la valeur absolue du rapport de la somme des sensibilités piézoélectriques à une déformation dans une première direction et une deuxième direction normales l’une à l’autre sur la sensibilité piézoélectriques à une déformation dans la première direction (soit abs((S X +S Y )/S X ) ou en notation mathématique) soit inférieure à 10%, préférablement 5%, plus préférablement 2%, encore plus préférablement 1%, et le plus préférablement 0,1%. Le comportement d’un élément mince piézoélectrique peut être qualifié d’omnidirectionnel lorsque, pour toutes les orientations dans son plan d’extension (qui correspond à son orientation cristalline dans le monocristal massif dont il est issu), les rapports d’une différence de sensibilités à la déformation S x et S y respectivement dans une première direction et dans une deuxième direction normale à la première direction, toutes deux dans le plan d’extension, sur la sensibilité S x (soit abs((S x -S Y )/S X ) ou en notation mathématique) soit inférieure à 10%, préférablement 5%, plus préférablement 2%, encore plus préférablement 1%, et le plus préférablement 0,1%. D’un point de vue pratique on considèrera que l’élément mince présente effectivement un comportement omnidirectionnel lorsque le critère sur la valeur de abs((S x -S Y )/S X ) est vérifié pour deux premières directions faisant un angle entre elles compris entre 30° et 60°, préférablement entre 40° et 50°. La méthode développée ci-dessus pour calculer une sensibilité à une déformation permet de déterminer les orientations cristallines définies par les angles θ 1 et θ 2 ayant une sensibilité parfaitement unidirectionnelle : il existe une direction θ 3 pour laquelle le rapport S Y /S X est parfaitement nul, à la précision du calcul près. La illustre un tel cas, représentant la sensibilité Strain-Sens à la déformation dans un diagramme polaire fonction de θ 3 pour une orientation cristalline de tantalate de lithium définie par les angles θ 1 =7° et θ 2 =118°. La même démarche peut être effectuée pour des sensibilités omnidirectionnelles ou bidirectionnelles. Il est à noter que le fait d’avoir, pour une orientation cristalline donnée, un comportement parfaitement unidirectionnel de la sensibilité à la contrainte n’implique pas que la sensibilité à la déformation sera elle aussi parfaitement unidirectionnelle. La illustre le résultat de calculs pour les sensibilités à la contrainte et à la déformation, Stress-Sens et Strain-Sens, respectivement pour une orientation cristalline de tantalate de lithium définie par les angles θ 1 =7° et θ 2 =110°. On constate que même s’il existe un angle θ 3 pour lequel le rapport des sensibilités à la contrainte (S Y /S X ) contrainte est nul, et indicatif d’un comportement parfaitement unidirectionnel en réponse à une contrainte appliquée, le rapport des sensibilités à la déformation (S Y /S X ) déformation est proche de 18%, c’est-à-dire que l’on ne peut pas considérer cette sensibilité à la déformation comme unidirectionnelle. A la différence des approches conventionnelles centrées sur la contrainte appliquée, la méthode expliquée ci-dessus, centrée sur la déformation appliquée à un élément piézoélectrique mince, permet justement de choisir les orientations cristallines adaptées à un comportement souhaité en réponse à une déformation unidirectionnelle. Il peut s’agir d’un comportement unidirectionnel, d’un comportement omnidirectionnel ou bien d’un comportement bidirectionnel, selon les applications pratiques envisagées. Les exemples pris ci-dessus ont été obtenu pour du tantalate de lithium LiTaO3 sous forme monocristalline, qui appartient au groupe d’espace 3m. Cependant, la méthode peut s’appliquer à tous les groupes d’espaces des matériaux piézoélectriques. Sans que la méthode y soit limitée, on peut ainsi citer d’autres matériaux d’intérêt : le niobate de lithium LiNbO3 (groupe 3m), le niobate de plomb et de magnésium MgNb2(PbO3)3 (groupe P1), le nitrure d’aluminium AlN (groupe P6 3 mc), le titanate de baryum BaTiO3, le niobate de potassium KNbO3 et le titanate de plomb TiPbO3 (tous trois du groupe P4mm). Applications - Capteurs La illustre en (A) une vue en coupe d’un capteur piézoélectrique SENS basé sur un élément mince piézoélectrique PIEZO de plan d’extension choisi pour présenter un comportement particulier, unidirectionnel, omnidirectionnel ou bidirectionnel à une déformation unidirectionnelle qui lui est appliquée dans son plan d’extension. Le comportement en sensibilité de l’élément mince piézoélectrique (unidirectionnel, omnidirectionnel ou bidirectionnel) est transféré au capteur intégrant cet élément mince piézoélectrique. De tels capteurs peuvent être particulièrement adaptés à des situations spécifiques comme illustré par les figures 10 à 12 commentées ci-dessous, mais ils peuvent également être utilisé dans le cadre d’applications plus générales, comme il deviendra apparent par la suite. Afin de bénéficier de la finesse et donc de la souplesse et de la conformabilité de l’élément mince PIEZO, le capteur SENS comprend une feuille SH1 souple sur laquelle est fixé l’élément mince PIEZO. Les feuilles sont préférablement faites de matériaux flexibles choisis en fonction de l’application visée, et peuvent être par exemple constituées de métal, chlorure de polyvinyle (PVC), polyimide (PI), polyéthylène téréphtalate (PET), polyéthylène téréphtalate à orientation biaxiale (Mylar®) ou encore d’un matériau composite de résine époxy et de fibres de verre. L’élément mince PIEZO peut être fixé à la feuille SH1 au moyen d’un adhésif souple tel qu’un film conductif anisotrope (ACF) qui permet en outre une prise de contact électrique comme décrit dans le document de brevet FR 3 122 985. En utilisation, le capteur SENS peut être fixé à une surface à caractériser au moyen d’un adhésif, par exemple une colle cyanoacrylate ou une résine époxy. Outre l’élément mince PIEZO, dans l’exemple de la , un amplificateur de charge C.AMP est également fixé sur la feuille SH1 et fonctionnellement relié à deux couches conductrices EL1 et EL2 jouant le rôle d’électrodes, respectivement formée sur deux faces opposées de l’élément mince PIEZO. L’amplificateur de charge a pour fonction de produire une tension correspondant à la charge appliquée en entrée et qui correspond à la charge générée par l’élément PIEZO au cours de sa déformation, à des fins de traitements électronique du potentiel électrique généré et de procéder à une mesure effective de la déformation de l’élément PIEZO. Bien que non représenté, un élément de connexion filaire, tel qu’un cordon sous forme de nappe, est relié à l’amplificateur de charge pour connecter le capteur à un appareil de mesure extérieur. Une alternative serait de connecter directement l’appareil de mesure extérieur aux électrodes EL1 et EL2, ou encore de passer par un amplificateur situé entre le capteur SENS et l’appareil de mesure extérieur. On peut également se reporter à la demande de brevet publiée sous le numéro FR 3 122 985, dont les enseignements s’appliquent aux objets du présent document. La illustre en (B) un capteur similaire à celui de la configuration illustrée en (A), mais comportant en outre une seconde feuille SH2, qui peut être de même nature que la feuille SH1, qui permet d’encapsuler l’élément mince PIEZO et amplificateur de charge C.AMP par prise en sandwich entre les feuilles SH1 et SH2. L’élément mince piézoélectrique PIEZO a préférablement une épaisseur inférieure à 50 µm, plus préférablement inférieure à 25 µm, encore plus préférablement inférieure à 10 µm. Si l’on considère un élément piézoélectrique défini comme illustré dans la , un rapport de l’épaisseur de l’élément PIEZO sur sa dimension L X dans une première direction de son plan d’extension, et/ou d’une dimension Ly dans une deuxième dimension de son plan d’extension normale à la direction Lx, est inférieur à 0,1, préférablement inférieur à 0,05, plus préférablement inférieur à 0,01. La feuille SH1 et, le cas échéant, la feuille SH2, peuvent avoir une épaisseur comprise entre 5 et 300 µm. Il est cependant préférable que le capteur piézoélectrique SENS considéré dans son ensemble soit suffisamment souple pour suivre les déformations de l’objet à caractériser sur lequel il est fixé. Le praticien pourra décider pour chaque application des caractéristiques de l’élément mince piézoélectrique PIEZO, de son support, et des autres éléments tels que les couches d’électrodes ou les moyens de prise de contacts électriques. Alternativement à l’emploi des feuilles souples SH1 et SH2 qui servent de support et de protection de l’élément mince piézoélectrique, on pourrait également employer des supports plus rigides, tels qu’un boîtier rigide métallique, qui ne permettrait cependant pas d’exploiter les aspects de souplesse et de conformabilité d’un élément piézoélectrique mince comme décrit dans le présent document. Un capteur basé sur un élément mince piézoélectrique à comportement unidirectionnel, et donc à comportement unidirectionnel lui-même, peut être utilisé pour caractériser la déformation d’une pièce mécanique soumise à des déformations dans de multiples directions, mais que l’on recherche la composante de ces déformations dans une direction particulière. On peut également connaître la direction attendue de déformation de la pièce mécanique, et chercher à caractériser cette déformation attendue en particulier. Un avantage d’un capteur basé sur un élément à comportement unidirectionnel est de ne pas mesurer les perturbations résultants des efforts extérieurs parasites auxquels pourrait être exposé le système dans son environnement. Ainsi, la représente en (A) une cellule de charge CELL au repos, équipée de quatre capteurs SENS chacun basé sur un élément mince piézoélectrique à comportement unidirectionnel orientés selon la déformation attendue de la cellule, justement conçue pour se déformer selon une direction préférentielle. Sous charge par application d’une force F, situation illustrée en (B), la cellule de charge se déforme et deux des quatre capteurs sont dans un état de compression Comp tandis que les deux autres sont dans un état d’extension Ext. Un élément mince piézoélectrique à comportement omnidirectionnel peut être utilisé lorsque la pièce mécanique considérée est soumise à une déformation radiale et/ou si la déformation est la même selon une direction axiale et une direction transverse, par exemple une membrane soumise à une variation de pression acoustique et dont on cherche à caractériser la déformation. La illustre une telle situation, avec une armature rigide circulaire ARM fixant la périphérie d’une membrane MEM pouvant être mise en vibration par exemple sous l’effet d’une onde acoustique. Ici, la membrane peut être constituée d’un élément mince piézoélectrique mince déposé sur un support flexible. Un élément mince piézoélectrique à comportement bidirectionnel peut être utilisé par exemple lorsqu’une poutre cylindrique BEAM est soumise à ses extrémités à un couple de forces opposées l’une à l’autre F T+ et F T- autour de l’axe longitudinal de la poutre (torsion). Dans cette situation, chaque point de la surface de la poutre subit simultanément une compression Comp selon une première direction et une extension Ext selon une seconde direction normale à la première direction, comme illustré par la . Dans une telle situation, placer un capteur muni d’un élément mince piézoélectrique à comportement bidirectionnel avec ses axes x et y respectivement alignés à la direction de compression et à la direction d’extension est adapté à une détection efficace de la déformation, ce qui permet de remonter au couple de forces subi par la poutre au moyen d’un seul capteur. En effet, au vu des caractéristiques du capteur, avec des sensibilités à la déformation de signes opposés dans les directions normales l’une à l’autre, et des caractéristiques de la déformation, avec une extension dans une première direction et une compression dans une seconde direction normale à la première direction, le capteur peut être sensible aux deux directions de déformation pour peu qu’il soit positionné de manière adéquate sur la poutre cylindrique. Pour une caractérisation similaire par des moyens conventionnelles, deux jauges de déformation résistives seraient nécessaires en raison de leur sensibilité largement unidirectionnelle. Dans les exemples des figures 10, 11 et 12, la flexibilité de l’élément piézoélectrique mince est avantageusement exploitée pour fixer la totalité de l’une de ses faces en contact intime avec la surface courbe de la pièce mécanique étudiée. Dans l’exemple de la , la déformabilité apportée par la flexibilité de l’élément mince piézoélectrique est particulièrement mise à profit. La géométrie décrite ci-dessus représente une configuration de base. Il est également possible de combiner ensemble plusieurs éléments PIEZO pour former un capteur. Les figures 13, 14 et 15 illustrent plusieurs configurations possibles pour des capteurs combinant des éléments minces piézoélectriques à comportement unidirectionnel selon une direction Sens_Dir propre à chaque élément. Chacun de ces capteurs a une structure analogue à celle du capteur SENS illustré par la , les éléments minces piézoélectriques de ces capteurs partageant un même support Supp sur lequel ils sont placés, support éventuellement formé de la feuille SH1 souple du capteur SENS. Aussi, chacun des éléments minces peut être connecté à un amplificateur dédié comme dans le capteur SENS décrit plus haut, éventuellement intégré sur le support Supp. L’amplificateur peut être un amplificateur de charges. La illustre un capteur SENS_1 comprenant deux éléments minces piézoélectriques PIEZO_0° et PIEZO_90° fixés sur un même support Supp et ayant leurs directions Sens_Dir respectives orientées à 90° l’une de l’autre. Cet exemple illustre une configuration avec deux éléments minces piézoélectriques présentant une orientation spécifique l’un par rapport à l’autre, mais l’invention ne se limite pas à cette configuration particulière, et le nombre et les orientations respectives des éléments minces piézoélectriques ne sont pas limités à cette configuration particulière et peuvent être adaptés aux exigences de toute application, comme décidé par le praticien. La illustre un capteur SENS_2 comprenant trois éléments minces piézoélectriques PIEZO_0°, PIEZO_90° et PIEZO_45° fixés sur un même support Supp, les directions Sens_Dir de PIEZO_90° et PIEZO_45° étant respectivement inclinées de 90° et 45° par rapport à la direction Sens_Dir de PIEZO_0°. En outre, les trois éléments minces piézoélectriques vérifient chacun la caractéristique abs(Sy/Sx) La illustre un capteur SENS_3 comprenant trois éléments minces piézoélectriques PIEZO_0°, PIEZO_120° et PIEZO_240° fixés sur un même support Supp, les directions Sens_Dir de PIEZO_120° et PIEZO_240° étant respectivement inclinées de 120° et 240° par rapport à la direction Sens_Dir de PIEZO_0°. En outre, les trois éléments minces piézoélectriques vérifient chacun la caractéristique abs(Sy/Sx) Les configurations des capteurs SENS_2 et SENS_3 mettent en œuvre le principe connu de combiner des jauges résistives de déformation (voir ) de manière à former ce que l’on appelle des rosettes de jauges de déformation, qui permettent de caractériser la déformation de la surface d’une pièce mécanique même lorsque cette déformation n’est pas unidirectionnelle. Si le principe de placement des éléments minces afin de remonter efficacement des mesures aux composantes de la déformation est connu, le remplacement des jauges résistives présentant une excellente directivité par les éléments minces piézoélectriques à comportement unidirectionnel selon l’invention permet d’obtenir une sensibilité à la déformation d’ordinaire inatteignable pour des applications comparables. Ce remplacement est rendu possible par la détermination d’orientations cristallines spécifiques qui confèrent aux éléments piézoélectriques minces selon l’invention un comportement unidirectionnel. Il est commode d’utiliser certaines orientations particulières (0°, 45°, 90°, 120°, 240°) pour les éléments minces piézoélectriques constituant les rosettes, mais il n’y a aucune raison de principe de se limiter aux configurations particulières des capteurs SENS_2 et SENS_3, et des orientations relatives quelconques peuvent être retenues tant que deux des capteurs ne sont pas orientés parallèlement entre eux. Lorsque l’on parle de ces orientations particulières, on comprend que les valeurs données sont les valeurs optimales et que les valeurs sur un dispositif réel peuvent être légèrement différentes de ces valeurs optimales. Par exemples, les angles effectifs entre les orientations peuvent être donnés avec une imprécision allant jusqu’à ±10°, préférablement ±5°, encore plus préférablement ±1°. Plus généralement, la détermination d’orientations cristallines en passant par l’approche détaillée plus haut, basée sur l’étude de la déformation d’un élément piézoélectrique mince, permet de définir des orientations cristallines menant à des comportements en réponse à une déformation qui sont parfaitement choisis et contrôlés. Mis en œuvre dans des capteurs de déformations, de tels éléments minces piézoélectriques apportent une grande souplesse d’utilisation au praticien, et permet la mise au point de capteurs parfaitement adaptés aux applications visées. Couplage de capteurs Une possibilité d’emploi des éléments minces piézoélectriques selon l’invention est leur couplage, c’est-à-dire les configurer de manière telle que les charges électriques générés par au moins deux éléments piézoélectriques pendant leur usage s’additionnent, par exemple en connectant électriquement leurs électrodes respectives. Une application peut être la correction de leurs erreurs de directionnalité. Considérons par exemple une orientation cristalline de de sensibilité omnidirectionnelle, pour laquelle abs(Sx-Sy)/Sx) , se reporter à la ) sont connectées entre elles et à une surface de connexion PAD2 par des éléments de connexion C2. La sortie du capteur résultant dit « capteur combiné » sera la somme des charges électriques générées par les deux capteurs. L’intérêt est que le couplage ainsi réalisé dans le capteur combiné compense l’erreur de directionnalité maximale de 10% de chacun des deux capteurs élémentaires pris individuellement : le capteur combiné sera parfaitement omnidirectionnel. Le même principe peut être appliqué à d’autres systèmes, par exemple à plusieurs capteurs élémentaires imparfaitement unidirectionnels pour obtenir un capteur combiné parfaitement directionnel, les capteurs élémentaires pouvant être de tailles différentes et d’orientations relatives déterminées de manière à corriger les imperfections de directionnalité de ces capteurs. Exemples applicatifs La illustre en (A) une vue en perspective d’un premier exemple applicatif avec un anneau R instrumenté par trois capteur SENS selon l’invention. Ces capteurs sont de préférence du type unidirectionnel ou omnidirectionnel. Cette instrumentation de l’anneau permet de le transformer en interface homme/machine afin de contrôler, par exemple, un appareil électronique tel qu’un ordinateur, un smartphone, une télévision ou encore un lecteur multimédia. Trois capteurs de déformation piézo-électriques SENS sont collés sur l’anneau, qui intègre les équipements électroniques EL et éventuellement le source d’énergie nécessaires pour mesurer les charges électriques générées par les capteurs, les analyser, et renvoyer, selon une technique sans fil, l’information à un appareil externe tel que ceux cités ci-dessus. Comme illustré en (B) de la , lorsque l’anneau R est pris entre deux doigts F1 et F2, une force de compression F est appliquée de part et d’autre de l’anneau par les doigts, ce qui va créer une déformation localisée qu’il est possible de mesurer à l’aide des trois capteurs SENS. Lorsque l’anneau est roulé entre les doigts selon un mouvement de rotation Rot comme illustré en (C), la position à laquelle est appliquée cette force se déplace, et ce déplacement peut être mesuré en comparant les signaux des trois capteurs. On peut ainsi détecter les actions suivantes, et les associer à des actions prédéterminées, comme par exemple (i) un appui simple par pression entre les doigts associé à une action de validation, (ii) un appui double associé à une action de retour en arrière dans un menu d’une application contrôlée par l’anneau, et (iii) une rotation dans un sens ou dans l’autre associée au contrôle du défilement vers le haut ou vers le bas dans une liste ou au contrôle du volume d’un lecteur de musique. La illustre un second exemple applicatif avec une un smartphone SMART équipé de quatre capteurs minces piézoélectriques SENS selon l’invention. Une première application d’un tel système répond à la problématique selon laquelle un smartphone peut être abimé lorsqu’il est soumis à une déformation trop forte, ce qui arrive typiquement lorsqu’il est placé dans la poche arrière d’un pantalon et que l’utilisateur s’assoit. L’intégration d’un ou plusieurs capteurs SENS selon l’invention dans un smartphone permet de mesurer la déformation du téléphone en continu, et de prévenir l’utilisateur à l’aide d’un message visuel ou sonore lorsque la déformation dépasse un seuil prédéfini au-delà duquel le smartphone pourrait être endommagé. Dans cet exemple, les capteurs SENS sont fixés sur la face arrière RF destinée à recouvrir le corps principal MB du smartphone SMART et connectés au système de traitement de données du smartphone. Les quatre capteurs son agencés de manière à mesurer les déformations dans les deux axes principaux (définis par les directions des côtés longs et courts du smartphone), ainsi que les couples appliqués au téléphone dans toutes les directions. Les capteurs sont préférablement unidirectionnels, avec deux capteurs orientés parallèlement à un côté long du smartphone et deux autres orientés parallèlement à un coté court du smartphone. Pour une seconde application du système de la , des capteurs SENS préférablement omnidirectionnels sont employés de manière à détecter et localiser un appui sur la face arrière du téléphone, en vue d’un usage des capteurs comme interface homme/machine. On compare pour cela les signaux mesurés par les quatre capteurs : plus l’appui est proche d’un capteur plus la déformation mesurée est grande, on peut ainsi détecter et localiser l’appui à l’aide des quatre capteurs. Sur la base de cette détection et de cette localisation, on peut identifier les interactions suivantes de l’utilisateur avec son téléphone et les associer à des actions de contrôle : (i) appui simple, (ii) appui double, (iii) appui sur une touche d’un clavier tactile virtuel situé sur la face arrière du smartphone, chaque touche correspondant à une zone d’appui respective sur la face arrière du smartphone. Fabrication d’une couche mince piézoélectrique Une couche mince piézoélectrique selon l’invention munie de ses électrodes peut être fabriquée comme décrit ci-dessous. Un substrat dit « piézoélectrique sur isolant » (ou POI pour Piezoelectric On Insulator en terminologie anglaise, une structure comprenant une couche piézoélectrique fixée sur un substrat, une couche d’oxyde de silicium étant interposée entre ces deux couches) disponible dans le commerce est utilisé comme source de la couche mince piézoélectrique. Ce type de substrats peut être obtenu pour toute orientation cristalline et pour tout type de matériau piézoélectrique. A une première étape, une première couche d’électrode de platine de 400 nm d'épaisseur est déposée sur la surface libre de la couche mince piézoélectrique par dépôt chimique en phase vapeur (par exemple par PECVD pour Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). A une seconde étape, un support en verre muni d’une couche de séparation (par exemple une couche dite « LTHC » pour « Light to Heat Conversion release Coating ») est temporairement collé sur l'électrode de platine déposée à la première étape, à l'aide d'un liquide polymérisé par exposition à un rayonnement ultraviolet, de manière à former une plaquette verre-POI. A une troisième étape, l'empilement verre-POI est aminci par rodage mécanique (« grinding » en terminologie anglaise) de la face libre du substrat du POI jusqu’à atteindre approximativement la couche d’oxyde de silicium enfouie du POI. Une gravure sèche permet d’éliminer le silicium restant et la couche d’oxyde et de s’arrêter sélectivement à la couche piézoélectrique. Tout ce qui reste de la plaquette verre-POI à la suite de la troisième étape est la fine couche piézoélectrique sous laquelle se trouve la première couche d’électrode de platine supportée par le substrat en verre. A une quatrième étape, une deuxième couche d'électrode de 400 nm de platine est ensuite déposée sur la face exposée de la couche mince piézoélectrique par dépôt chimique en phase vapeur. Enfin, l'empilement constitué du film piézoélectrique mince entre ses deux couches d’électrodes est transféré et collé sur un substrat final. Le support en verre est ensuite retiré par décollement au niveau de la couche de séparation (par irradiation laser dans le cas d’une couche de séparation LTHC) utilisée pour décoller le liquide polymérisé, laissant la fine pile piézoélectrique et ses couches d’électrodes sur son substrat final. Ce procédé permet la fabrication et le transfert de films minces piézoélectriques de grande taille avec des électrodes sur des substrats de types divers. Il est ensuite nécessaire de découper la pile piézoélectrique et le substrat aux bonnes dimensions en fonction des applications visées. Dans cette description, des passages de la description concernant un élément associé à un identifiant donné à un autre élément de même identifiant dans une autre figure. Dans cette description, qualifier un capteur de déformation ou le comportement de ce capteur d’unidirectionnel, de bidirectionnel ou d’omnidirectionnel revient à dire que ce capteur intègre un élément mince piézoélectrique dont la sensibilité est unidirectionnelle, bidirectionnelle ou omnidirectionnelle comme défini dans la description, respectivement. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en œuvre décrits ci-dessus et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. Élément mince piézoélectrique (PIEZO) monocristallin se présentant sous forme d’une plaque s’étendant dans un plan d’extension (xy) défini par une première direction (x) et une seconde direction (y) normale à la première direction, de dimensions (L X , L Y ) dans la première direction et la seconde direction chacune supérieures à 100 µm et d’épaisseur (L Z ) inférieure à 50 µm, un rapport de l’épaisseur sur la dimension (L X ) dans la première direction ou la dimension (L y ) dans la seconde direction étant inférieur à 0,1, l’élément piézoélectrique présentant une première sensibilité (S x ) à la déformation selon la première direction et une seconde sensibilité (S y ) à la déformation selon la seconde direction, une orientation cristalline de l’élément (PIEZO) étant telle que : - abs(S y /S x ) - abs((S y +S x )/S x ) - pour au moins deux premières directions (x) du plan d’extension (xy) faisant entre elles un angle compris entre 30° et 60°, abs((S x -S y )/S x ) Élément mince piézoélectrique (PIEZO) selon la revendication 1, muni d’une paire de couches électriquement conductrices (EL1, EL2) situées respectivement sur deux faces opposées de l’élément mince piézoélectrique. Capteur (SENS, SENS_1, SENS-2, SENS_3) de déformation comprenant au moins un élément mince piézoélectrique (PIEZO) selon la revendication 1 ou 2, situé sur une feuille souple (SH1). Capteur (SENS, SENS_1, SENS-2, SENS_3) de déformation selon la revendication 3, le au moins un élément mince piézoélectrique étant encapsulé entre la feuille souple (SH1) et une autre feuille souple (SH2) Capteur (SENS, SENS_1, SENS-2, SENS_3) de déformation selon la revendication 2 et la revendication 3 ou 4, comprenant au moins un amplificateur de charge (C.AMP) connecté à l’au moins un élément mince piézoélectrique (PIEZO). Capteur (SENS, SENS_1, SENS-2, SENS_3) de déformation selon la revendication 5, l’au moins un amplificateur de charge (C.AMP) étant intégré sur la feuille souple (SH1). Capteur (SENS_1, SENS-2, SENS_3) de déformation selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, comprenant une pluralité d’éléments minces piézoélectriques (PIEZO_0°, PIEZO_90°, PIEZO_45°, PIEZO_120°, PIEZO_240°) selon la revendication 1 ou 2, orientés selon des directions différentes présentant au moins 30° d’écart entre elles. Capteur de déformation (SENS-2) selon la revendication 7, comprenant un premier (PIEZO_0°), un second (PIEZO_90°) et un troisième (PIEZO_45°) éléments minces piézoélectriques, chacun présentant la caractéristique abs(S y /S x ) Capteur de déformation (SENS_3) selon la revendication 7, comprenant un premier (PIEZO_0°), un second (PIEZO_120°) et un troisième (PIEZO_240°) éléments minces piézoélectriques, chacun présentant la caractéristique abs(S y /S x ) Capteur (SENS_1, SENS-2, SENS_3) de déformation selon la revendication 2 et l’une quelconque des revendications 7 à 9, comprenant une pluralité d’amplificateurs de charge (C.AMP) chacun reliés à l’un respectif des éléments piézoélectriques minces. Capteur combinant au moins deux capteurs selon la revendication 2 et l’une quelconque des revendication 3 à 6, connectés électriquement en parallèle. Un appareil muni d’au moins un des capteurs de déformation selon l’une quelconque des revendications 3 à 10 ou une combinaison de capteurs selon la revendication 11. Un appareil selon la revendication 12, l’appareil étant un anneau muni d’au moins deux capteurs de déformation de type unidirectionnel ou omnidirectionnel, l’anneau étant configuré pour servir d’interface homme/machine. Un appareil selon la revendication 12, l’appareil étant un smartphone équipé d’au moins un capteur de déformation et configuré pour avertir un utilisateur lorsqu’une déformation mesurée sur la base de signaux de l’au moins un capteur dépasse un seuil prédéterminé ou pour servir d’interface homme/machine.