L'effet piézo-électrique est caractérisé par l'apparition de charges électriques sur les faces d'un matériau lorsque celles-ci sont soumises à une contrainte mécanique. Ce phénomène est réversible et ce même matériau voit son épaisseur modifiée lorsque ses faces sont soumises à une différence de potentiel.

 

Autrement dit, lorsque l'on applique à un élément piézo-électrique d'épaisseur E, un signal électrique de fréquence F, celui-ci voit son épaisseur varier (E +/-De) au rythme de la fréquence F (comparable au déplacement de la membrane d'un haut-parleur). Cette variation d'épaisseur est maximale lorsque F est égale à la fréquence de résonance du matériau.

 

Les matériaux utilisés ont de fortes propriétés piézo-électriques. Ce sont des céramiques à base de titanate de baryum ou de Plomb-Zirconium-Titane  (PZT).

 

Fig. VII.2  Géométrie d'un faisceau ultrasonore

 

Le faisceau créé par un élément piézo-électrique (non focalisé) de dimension d (ouverture), est constitué d'une zone de champ proche (zone de Fresnel) et d'une zone de champ lointain (zone de Fraunhofer). ( Fig. VII.2)