Energie
Le mouvement perpétuel n'étant pas inventé, car
impossible, nos horloges ont
besoin d'énergie pour fonctionner.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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dT: avance ou retard par jour (s/j)
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L : longueur du balancier (mm).
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dL: variation de la longueur (mm).
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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
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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).
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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.
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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.
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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).
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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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