Le réglant en détail

Faisons le calcul. Un spiral de 0,04 mm d'épaisseur, fabriqué avec 1 % d'erreur, soit quatre dix-millièmes de millimètre. Son couple varie comme le cube de l'épaisseur : 3 % d'erreur sur M. La période varie comme la racine de M : 1,5 % d'erreur sur T. La marche : 86 400 × 0,015 ≈ 1 300 s, plus de vingt minutes par jour. Et à l'envers : pour viser ±5 s/j par la seule fabrication, il faudrait tenir l'épaisseur à 1,5 millionième de millimètre près, soit quelques atomes. Personne ne sait faire cela sur des milliers de spiraux. Il faut donc une autre idée.

L’appairage

L'idée est de ne pas chercher à fabriquer des pièces parfaites, mais d'associer chaque balancier à un spiral, puis d'ajuster la longueur du spiral à ce balancier-là. C'est l'appairage. On fait osciller le couple balancier-spiral contre un oscillateur étalon, et on détermine le point où « compter » le spiral, c'est-à-dire le point où il sera fixé au piton, pour obtenir exactement la fréquence voulue. Les petites erreurs de fabrication, inévitables, sont rattrapées par la longueur. C'est ensuite ce point que la raquette ajuste finement.

Un spiral qui respire bien

Le spiral est une lame de section rectangulaire enroulée en spirale d'Archimède ; il devrait compter 12 à 15 tours. Quand le balancier tourne, le spiral s'ouvre et se referme comme s'il respirait. Pour que le balancier reste isochrone, il faut que cette respiration soit concentrique : le centre de gravité du spiral doit rester sur l'axe du balancier. Sinon, à chaque oscillation, le spiral pousse l'axe de côté. Les pivots frottent davantage, et ce frottement dépend de la position de la montre.

Or un spiral plat ne peut pas respirer parfaitement : il est tenu par son bout extérieur, d'un seul côté, au piton. En s'ouvrant, il se déporte du côté opposé. La solution de Breguet est de relever la dernière spire au-dessus des autres et de la ramener vers le centre :

Spiral plat

toutes les spires dans un même plan. Simple et économique, mais l’attache au piton empêche un développement parfaitement concentrique.

Spiral Breguet

la dernière spire est relevée et ramenée vers le centre selon une courbe terminale calculée (courbes de Phillips, 1861) : le développement devient concentrique. Réservé aux chronomètres et à la haute horlogerie.

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La virole

La virole fixe le centre du spiral sur l'axe du balancier. C'est une petite rondelle fendue, ajustée élastiquement sur l'axe. On la veut la plus petite possible. Le spiral y est fixé par une goupille conique (virolage classique), serti (virolage Greiner) ou soudé au laser.

Le piton et le porte-piton

Le piton fixe l'extérieur du spiral au coq, directement ou par un porte-piton mobile. Ce dernier permet de faire tourner l'ensemble du spiral autour de l'axe pour que, balancier arrêté, la cheville soit exactement sur la ligne des centres ancre-balancier : on dit alors que le balancier est au repère. On a vu au module 5 pourquoi c'est important : c'est ce qui rend tic et tac symétriques et permet à la montre de démarrer seule.

La raquette

La raquette est un levier qui pivote autour de l'axe du balancier. Son extrémité porte deux goupilles (ou une goupille et une clé) entre lesquelles passe le spiral. Pour le spiral, tout se passe comme s'il était fixé là : la raquette déplace le point de comptage, donc la longueur active L. L'espace entre les goupilles doit être parfaitement parallèle et à peine plus grand que l'épaisseur du spiral : si le spiral y avait du jeu, il toucherait tantôt une goupille, tantôt l'autre, et sa longueur active changerait avec l'amplitude. Une graduation gravée sur le coq (A/R ou +/−) permet de suivre la retouche.

[Schéma interactif]