Les fonctions du mouvement

Tout le problème de l'horlogerie mécanique tient dans une expérience. Enroule un ressort, puis lâche-le : il se détend d'un coup, en une fraction de seconde. Or une montre doit utiliser la même énergie pendant quarante heures, et par morceaux tous égaux, sinon elle avancerait le matin et retarderait le soir. Comment faire ?

Essayons de construire la solution nous-mêmes. Il faut d'abord stocker l'énergie : c'est le ressort, enroulé dans un tambour, le barillet. Il faut ensuite la transmettre jusqu'aux aiguilles, et au passage la démultiplier, car le barillet tourne très lentement et la trotteuse vite : c'est un train de roues, le rouage. Il faut l'empêcher de s'écouler d'un coup, en ne la laissant passer que par petits morceaux : c'est l'échappement. Il faut que ces morceaux partent à intervalles égaux, ce qui demande un battement régulier, comme on l'a vu au module précédent : c'est le balancier-spiral. Et il faut afficher le compte : les aiguilles.

On vient de retrouver, simplement en raisonnant, les fonctions de tout mouvement mécanique, de l'horloge comtoise au chronographe :

[Schéma interactif]

Source d’énergie

toi : ta main qui tourne la couronne, ou le mouvement de ton poignet pour une automatique.

Accumulateur

le ressort de barillet, qui stocke l’énergie pour environ 40 heures.

Comptage, transmission

le rouage : une suite de roues et de pignons qui transmet l’énergie et compte les battements.

Distribution

l’échappement (roue d’échappement, ancre, cheville) : il libère l’énergie cran par cran.

Régulation

le balancier-spiral : il oscille à cadence fixe et commande l’échappement.

Affichage

les aiguilles et le cadran, entraînés par le rouage et la minuterie.

L’énergie descend, le commandement remonte

On pourrait croire que c'est le ressort qui commande, puisque c'est lui qui pousse. C'est l'inverse. L'énergie circule du barillet vers le balancier, mais c'est le balancier, tout au bout de la chaîne, qui décide quand le rouage a le droit d'avancer. À chaque battement, il débloque l'ancre ; l'ancre libère une demi-dent de la roue d'échappement ; tout le rouage avance d'un cran ; et au passage, l'ancre donne au balancier une petite poussée, l'impulsion, qui l'empêche de s'arrêter. C'est exactement ce qui manquait au foliot du module 1 : ici, ce n'est plus le moteur qui impose le rythme.

Combien d’énergie, au juste ?

Faisons une estimation. Un ressort de montre bien remonté stocke de l'ordre de 0,3 à 0,5 joule. C'est à peu près l'énergie qu'il faut pour soulever une pomme d'une trentaine de centimètres. Cette énergie doit durer environ 40 heures, soit 40 × 3 600 = 144 000 secondes. 0,3 joule divisé par 144 000 secondes donne à peu près deux millionièmes de watt : quelques micro-watts. Une ampoule LED ordinaire consomme plus d'un million de fois plus.

Cette estimation explique une chose que tout horloger constate : avec si peu de puissance, le moindre frottement compte. Une huile qui a épaissi, un pivot encrassé, une aiguille qui touche le cadran, et la montre s'arrête. Ce n'est pas que la panne soit grave : c'est que le moteur est minuscule.