A.- Par contrat du 26 janvier 1993, Y._, société d'Etat cubaine, a chargé une société française, la Compagnie Z._, d'explorer et d'exploiter des gisements pétroliers dans deux périmètres situés aux alentours de La Havane (Cuba). Cette convention prévoit, en cas de litige, un arbitrage soumis aux règles de la Chambre de Commerce Internationale; le droit cubain est déclaré applicable et le siège du tribunal arbitral est fixé à Genève. Par acte du 14 décembre 1993, la Compagnie Z._ s'est substituée, avec l'accord de Y._, la société panaméenne X._ S.A. (ci-après: X._). En cours d'exécution, des divergences sont apparues entre les parties. Pour tenter de les surmonter, un accord a été passé le 12 mars 1997 au Blanc-Mesnil (France). Par lettre du 23 juin 1997, Y._ a informé X._ qu'elle résiliait la convention pour violation des obligations contractuelles. B.- Soutenant que l'échec de l'opération était dû à la faute de Y._ et que la résiliation lui était préjudiciable, X._ a adressé à la Cour d'arbitrage de la Chambre de Commerce Internationale une demande datée du 30 juillet 1999, concluant à ce que sa partie adverse soit condamnée à lui verser, avec intérêts, les sommes de 2 843 209 US$ et de 20 300 000 US$. X._ a choisi comme arbitre Fritz Vonaesch, et Y._, Alfredo E. Armenteros; la Cour d'arbitrage a désigné comme président Erik G.W. Schäfer. Par la suite, Fritz Vonaesch, malade, a été remplacé par John F. Eardley. Le tribunal arbitral, ayant son siège à Genève, a rendu sa sentence le 19 juin 2001. Il a débouté X._ de toutes ses conclusions et constaté la validité de la résiliation dès le 23 juin 1997. En substance, le tribunal arbitral, procédant à une appréciation des preuves, a considéré que X._ n'avait pas rempli ses obligations contractuelles et il a écarté les explications justificatives invoquées par cette dernière, considérant en particulier que l'accord de Blanc-Mesnil était affecté d'une erreur de la part de Y._. C.- X._ interjette un recours de droit public au Tribunal fédéral contre cette sentence. Elle soutient qu'elle a été étonnée par la décision arbitrale et qu'elle a entrepris des recherches qui lui ont révélé que l'arbitre choisi par sa partie adverse, Alfredo E. Armenteros, avait omis d'indiquer au début de la procédure qu'il avait exercé plusieurs missions pour l'Etat cubain (propriétaire de Y._), à savoir: - de 1975 à 1985 juriste auprès du Ministère de la marine marchande et des transports de Cuba; - de 1985 à 1990 juriste puis chef de la section des traités internationaux au Ministère des affaires étrangères de Cuba; - de 1990 à 1995 consul général de Cuba pour l'Ontario et la partie occidentale du Canada; - représentant de son pays à de nombreuses conférences internationales. Invoquant l'art. 190 al. 2 let. a LDIP (composition irrégulière du tribunal arbitral), elle conclut à l'annulation de la sentence arbitrale. L'intimée invite le Tribunal fédéral à déclarer le recours irrecevable, subsidiairement à le rejeter. 