Roues, pignons et mobiles

Dans le calibre école, le barillet fait un tour en 8 heures. La roue d'échappement, à l'autre bout, fait 10 tours par minute, soit 4 800 tours pendant que le barillet en fait un. Il faut donc accélérer le mouvement 4 800 fois. Pourquoi ne pas le faire d'un seul coup, avec une très grande roue qui mènerait directement un petit pignon ?

Faisons le calcul. Pour que le pignon fasse 4 800 tours quand la roue en fait un, il faut que la roue ait 4 800 fois plus de dents. Avec un pignon de 10 dents, il faudrait une roue de 48 000 dents. Avec des dents de la taille de celles d'une montre, cette roue mesurerait près de cinq mètres de diamètre. On découpe donc l'accélération en étages, chacun modeste : ×8, ×8, ×7,5, ×10. Le produit fait bien 8 × 8 × 7,5 × 10 = 4 800, et la plus grande roue tient dans un mouvement de 36 mm.

Chaque étage est un mobile : une grande roue en laiton et un petit pignon en acier trempé, chassés sur le même axe, qui se termine par deux pivots. La roue d'un mobile mène le pignon du mobile suivant, et ainsi de suite.

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Roue

grande pièce dentée (souvent 60 à 100 dents), légère, ajourée de barrettes (les « bras »).

Pignon

petite roue dentée de 6 à 16 « ailes », taillée dans l’axe en acier, puis trempée et polie.

Menante / menée

la roue qui pousse est menante ; celle qui est poussée est menée.

Rouage compteur

nom technique du rouage de la montre, du barillet au pignon d’échappement.

[Schéma interactif]

Ce que l’on gagne en vitesse, on le perd en force

Il n'y a pas de miracle. Quand une grande roue fait tourner un petit pignon plus vite, le pignon tourne avec moins de force : c'est la même énergie, répartie sur plus de tours. Chaque étage multiplie la vitesse et divise le couple d'autant, en perdant au passage quelques pourcents en frottement. Au bout du rouage, la roue d'échappement tourne donc 4 800 fois plus vite que le barillet, avec une force plus de 4 800 fois plus faible, puisque chaque étage perd aussi un peu en frottement. C'est voulu : le balancier n'a besoin que d'une impulsion minuscule.

Le sens de rotation

Pose deux pièces de monnaie à plat, bord contre bord, et fais tourner l'une : l'autre tourne en sens inverse. Deux mobiles qui engrènent tournent toujours en sens inverse. Dans le calibre école vu côté ponts : barillet dans le sens horaire, centre anti-horaire, moyenne horaire, seconde anti-horaire, échappement horaire. Et côté cadran, puisque tout est inversé, le mobile de centre tourne dans le sens horaire. Heureusement, puisqu'il porte l'aiguille des minutes.

Seconde au centre et mobile de grande moyenne

Pour placer la trotteuse au centre, on décale le mobile de centre : il devient une grande moyenne, qui ne fait plus forcément 1 tour par heure, et un mobile de seconde traverse le centre sur un axe creux. La minute est alors reprise par une roue à friction. La Théorie d'horlogerie (§ 5.7.6) donne l'exemple d'un rouage à 4 Hz : grande moyenne 67 dents, pignon moyenne 13, moyenne 96, pignon de seconde 8. Vérifie : pour que la seconde fasse 60 tours par heure, la grande moyenne doit faire 60 ÷ (67/13 × 96/8) ≈ 0,970 tour par heure.