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Deux cœurs à l’unisson
Atelier technique

Deux cœurs à l’unisson

mardi, 21 février 2017
Par Xavier Markl
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Xavier Markl

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6 min de lecture

Christiaan Huygens l’avait pressenti, Antide Janvier et Abraham-Louis Breget l’ont réalisé : des montres de poche à résonance. Le phénomène physique est aujourd’hui bien connu, mais rares sont les horlogers à l’avoir mis en œuvre. Tour d’horizon.

La résonance est un phénomène bien connu en physique. Il s’agit de la propriété d’un corps soumis à une force périodique d’être « excité » lorsque la force à laquelle il est soumis devient très proche de sa fréquence propre (ou naturelle) de vibration. Parmi les exemples les plus simples tirés de la vie courante, il suffit d’observer une balançoire. Le mouvement de balancement ne s’amplifie que si elle est poussée à intervalles réguliers correspondant à sa fréquence naturelle. De même, en frappant un diapason, un second diapason à proximité se mettra à vibrer et générera un son, si les deux ont la même note.

L’histoire retient qu’en 1665 le célèbre mathématicien et scientifique néerlandais Christiaan Huygens, alité, observe un étrange phénomène : deux de ses pendules suspendus à une poutre en bois finissent par se balancer exactement en phases contraires, l’un dans la direction opposée de l’autre. Lorsqu’il renouvelle l’expérience, ils se synchronisent de nouveau, invariablement et ce, quelle que soit la position de départ. Étonné par ces oscillations couplées, il a l’intuition que les vibrations imperceptibles transmises par l’intermédiaire de la poutre expliquent la « sympathie » entre les deux pendules… Ce que la science démontrera des siècles plus tard.

Armin Strom – Montre « Mirrored Force Resonance »
Armin Strom – Montre « Mirrored Force Resonance »

Le phénomène va fasciner les horlogers, mais rares sont ceux qui se sont penchés sur son application avec succès. Au début du XIXe siècle, Antide Janvier (1751-1835) est le premier à travailler sur sa mise en œuvre au sein de pendules à double balancier. Les premières montres de poche « à résonance » sont réalisées par le grand Abraham-Louis Breguet (1747-1823). Plus récemment, ce sont quelques développements de montres-bracelets qui visent à tirer profit de l’influence réciproque de deux oscillateurs pour les faire fonctionner de façon synchrone et obtenir des performances chronométriques accrues : un pas de deux où chaque variation ou perturbation de marche de l’un est corrigée par l’autre.

Le premier est l’œuvre de François-Paul Journe, qui présente en 1999 son Chronomètre à Résonance, une montre-bracelet dont le mouvement double réunit deux barillets, deux trains de rouages et deux régulateurs identiques, symétriques et indépendants afin de les faire entrer en sympathie. L’un des deux ponts de balancier pouvant être pivoté, la distance entre les deux oscillateurs peut être ajustée au plus près pour influencer positivement le phénomène.

F.P. Journe - Mouvement du Chronomètre à Résonance
F.P. Journe - Mouvement du Chronomètre à Résonance

Après avoir travaillé sur des pendules synchronisées (H101 Resonance/Modern Double Regulator Clock présentée en 2000), Beat Haldimann présente une montre-bracelet (H2 Flying Resonance présentée en 2005) dont les deux ressorts spiraux sont reliés à un dispositif de résonance au sein d’une cage de tourbillon volant de grande dimension. En outre, l’énergie délivrée à chaque oscillateur est régulée et égalisée par un système de force constante (remontoir d’égalité).

Beat Haldimann – Montre H2 Flying Resonance
Beat Haldimann – Montre H2 Flying Resonance

Avec son modèle TTR3 « TriTourbillon Résonance 3 », Antoine Preziuso associe trois tourbillons volants. Ceux-ci sont positionnés à l’intérieur d’une grande cage mobile, à équidistance du centre, sur un plateau indépendant du mouvement. Extrêmement rigide et fabriqué en titane grade 5, ce plateau est un élément permettant d’amplifier et transmettre les vibrations. Il incite ainsi chaque oscillateur à rentrer en résonance avec les deux autres et à se compenser mutuellement. Un élément clé de ce développement est le système de différentiel triple qui égalise la marche respective des trois régulateurs et favorise ainsi leur synchronisation en résonance.

Antoine Preziuso – Montre TTR3 TriTourbillon Résonance 3
Antoine Preziuso – Montre TTR3 TriTourbillon Résonance 3

Fin 2016, une autre marque horlogère indépendante, Armin Strom, présente une des mises en application parmi les plus spectaculaires du phénomène de résonance en horlogerie. Comme dans les montres de poche d’Abraham-Louis Breguet ou le Chronomètre à Résonance de François-Paul Journe, la montre Armin Strom « Mirrored Force Resonance » intègre un mouvement double avec deux barillets, deux rouages et deux régulateurs identiques et indépendants. Sophistication supplémentaire, les deux oscillateurs jumeaux sont reliés par un ressort en acier fixé à leur piton. La forme de cette montre fabriquée par électro-érosion avec une tolérance de 5 microns a été étudiée pendant plus de deux ans pour optimiser la propagation des ondes selon un plan horizontal. Ce sont ainsi les vibrations transmises par l’intermédiaire de ce ressort (comme elles le sont par la poutre en bois pour les pendules de Huygens) qui permettent aux deux balanciers de battre à l’unisson. Le ballet des deux organes réglants, selon une fréquence inhabituelle de 3,5 Hz est absolument fascinant. Ils ont besoin de moins de 10 minutes pour se synchroniser. Oscillant en rythme selon des directions opposées, ils corrigent mutuellement leurs écarts de marche pour une précision accrue !

Armin Strom – Calibre AFR15 du modèle Mirrored Force Resonance
Armin Strom – Calibre AFR15 du modèle Mirrored Force Resonance

Les montres à régulateurs multiples fascinent. Si très souvent des systèmes à différentiel (ensemble de rouages permettant de faire la moyenne de marche) sont au cœur de ces mécaniques, la résonance n’en constitue pas moins une solution complexe et intéressante ; le dialogue entre les organes réglants dont les échos se répondent est porteur d’une certaine poésie. Les derniers développements sur le phénomène ouvrent en outre des perspectives intéressantes… Ne serait-ce que par l’utilisation éventuelle de matériaux high-tech pour optimiser l’action des ressorts transmettant les vibrations d’un balancier à l’autre!

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