Un peu de technique.

Energie

Le mouvement perpétuel n'étant pas inventé, car impossible, nos horloges ont besoin d'énergie pour fonctionner.

Poids

Avantage

L'énergie transmise au balancier est constante. Il gardera la même amplitude. Il n'est donc pas affecté par un défaut d'isochronisme lié à l'amplitude.

Inconvénients.

Dans le cas des poids suspendus par une corde, c'est d'avoir une corde qui casse (très rare).
Si vous voulez la remplacer utilisez de la corde tressée.
L'horloge munie de poids est délicate à transporter et à déplacer.

Remarque importante.

Il ne faut jamais ajouter des poids aux poids d'origines. Ça détruit le mouvement.

Ressort.

Ressort libre (réveil)

Ce type ressort n'est pas enfermé dans un barillet.
Il fournit au rouage donc à l'échappement une énergie très variable au fur et à mesure qu'il se détend.
De plus l'échappement rustique à un gros défaut d'isochronisme.
Ce qui rend la précision très aléatoire

Ressort dans un barillet

Il donne une énergie variable suivant son dévidement, mais moins variable que celle d'un ressort libre.
Donc l'oscillateur aura une amplitude variable. L'influence de ce défaut peut-être minimisé par un oscillateur ayant un faible défaut d'isochronisme.
Dans le temps le ressort s'avachit et le temps de fonctionnement diminue ainsi que l'amplitude de l'oscillateur.
Il y aussi le risque que le ressort casse.
Il ne peut être changé que par un horloger.
Si vous avez une pendule avec un ou des ressorts; il est important d'arrêter le remontage dès que l'effort augmente. Il ne faut jamais forcer.

Pile

Risques

La fiabilité des piles a été améliorée cependant leur usage a des inconvénients.
Les piles sont sensibles à la température. Il n'est pas recommandé de les utiliser dans une pendule à l'extérieure.
Elles oxydent les contacts.
L'énergie diminue avec le temps d'utilisation.

Dans une horloge à quartz

L'influence de la pile n'intervient pas sur la marche de l'horloge, sauf lorsqu'elle est "vide" alors l'horloge s'arrête. Il faut l'enlever.

Dans une horloge à remontage automatique

Comme pour l'horloge à quartz, elle ne perturbe pas la marche de l'horloge, sauf quand elle est vide.

Dans une horloge à balancier moteur

Quand la pile se "vide" l'amplitude de l'oscillateur diminue ce qui perturbe la marche de l'horloge.
C'est particulièrement sensible avec les oscillateurs à balancier-spiral, qui retardent quand l'amplitude diminue.


Oscillateur

L'oscillateur est la base de temps de toute horloge.
Il découpe le temps en périodes.
Chaque période devant être identique. C'est ce qu'on appelle l'isochronisme.
Hélas, les oscillateurs sont sensibles à l'environnement et aux perturbations.

Foliot

Description

C'est l'oscillateur préhistorique de l'horlogerie.
Il fonctionne sur le principe de chocs antagonistes sur une masse inertielle.
Il n'a aucune précision.
Son échappement a été conservé sur certaines pendules jusqu'au XVIIIe siècle, en particulier sur les comtoises.

Balancier pendulaire

Historique

Avant Galilée on mesurait le temps avec des écoulements d'eau (clepsydre), de sable ou la combustion de bougies ou l'oscillation de foliots.
La mesure du temps la plus fiable étant le cadran solaire, quand il y avait du soleil.
Ce savant remarquable a découvert l'isochronisme (relatif) du balancier pendulaire.
La légende dit qu'il a basé sa mesure sur son rythme cardiaque.
Cet oscillateur était celui des horloges des observatoires astronomiques.
Aujourd'hui la stabilité des horloges atomiques envoie au musée (de Besançon) les horloges mécaniques.

Théorie

La théorie fait référence à un pendule libre de masse ponctuelle "M" suspendue à une tige sans masse de longueur "L" (m) et ayant une amplitude faible
La période de cet oscillateur (s) : T=2׶ × (L / g) 1/2
g=9.81m/s² (accélération de la pesanteur)

Réglage

Remonter le poids (lentille) provoque de l'avance.
Descendre le poids (lentille) provoque du retard.
    La formule de correction: dL=2 × dT × L / 86400
  • dT: avance ou retard par jour (s/j)
  • L : longueur du balancier (mm).
  • dL: variation de la longueur (mm).
  • dT: retard ou avance à corriger en seconde par jour.
Exemple:

Votre comtoise avec un balancier de 1 m (1000 mm) avance de 60s tous les jours.
Descendre la lentille de: 2 × 60× 1000 / 86400 = 1,4 mm

Balancier spiral

Historique

C'est Huygens qui invente ce type d'oscillateur.
Celui-ci perfectionné a permis la réalisation des chronomètres de marines, qui ont révolutionnés les techniques de navigation.
C'est l'oscillateur des montres mécaniques.

Description

Une masse cylindrique (balancier) montée entre des pivots est rappelée par un ressort en forme de spirale.
La longueur active de ce spiral peut-être modifiée par la raquette.

Avantage

Si le balancier est bien équilibré, la période est indépendante de la gravité. Donc il peut être utilisé dans toutes les positions.
L'horloge équipée de cet oscillateur n'a pas besoin d'être calée.

Inconvénient

C'est un mécanisme délicat (sauf pour les réveils).

Balancier rappelé par un ressort cylindrique.

Description

Un volant d'inertie est suspendu à un ressort cylindrique qui fait le couple de rappel.

Avantage

Le balancier est suspendu ce qui limite les frottements.

Inconvénients

Le réglage de l'inertie du balancier est délicat.

Pendule de torsion

Description

Un volant d'inertie est suspendu à une lame qui se déforme en torsion et fait le couple de rappel.
La période de cet oscillateur est relativement longue, de10 à 25s.

Avantage

Cet oscillateur nécessite peu d'énergie pour être entretenu d'où son utilisation dans les pendules 400 jours.

Inconvénients

Mécanisme fragile. L'horloge doit être placée sur un support stable.

Diapason

Description

L'oscillateur est dérivé des diapasons de référence pour la musique.

Avantages

Grande précision.
Insensible à la pesanteur.

Inconvénient

Transmission au mouvement délicat (échappement magnétique ou cliquet).

Quartz

Description

Le quartz est un élément piézo-électrique. Il se dilate ou se contracte sous l'effet d'un champ électrique. En l'associant avec un circuit électronique il vibre sur sa fréquence propre.
Cette fréquence doit être électroniquement divisée pour actionner, par exemple, un moteur pas à pas.

Avantages

Excellente précision quand il est de bonne qualité.

Ce n'est pas le cas de celui de ma Jeep Wrangler qui retarde de 1mn par semaine.
C'est particulièrement agaçant pour moi, ancien ingénieur en chronométrie, qui connais bien les qualités du quartz.
Pour qu'il retarde autant il faut le faire exprès.
Jeep ne réagit pas à ma remarque. Vais-je me séparer de ma Jeep pour ce détail important pour moi?

Insensible à la pesanteur.
Le mécanisme de l'horloge est simple et peut être réalisé en grande série.

Inconvénients

Il n'y a aucune possibilité de corriger un oscillateur qui dérive.
Son succès a provoqué la fabrication d'un grand nombre d'horloges ou de montres de qualité médiocre et peu fiables (exemple: Jeep Wrangler).


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