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Les organes de régulation de la montre d’hier à aujourd’hui...
Histoire & Pièces d'exception

Les organes de régulation de la montre d’hier à aujourd’hui – Ire partie

mercredi, 18 avril 2018
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Vincent Daveau
Journaliste, horloger constructeur et historien diplômé

“Une heure de retard d’une jolie femme, c’est son quart d’heure d’avance. ”

Sacha Guitry

« La passion est le sel de la vie ! »

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7 min de lecture

De toutes les inventions ayant contribué à l’amélioration des montres mécaniques, celle de l’organe réglant est la plus essentielle, mais aussi la moins bien documentée. Pour corriger cette lacune, voici racontée l’histoire des échappements des origines aux nouveaux régulateurs en silicium. Première partie : des clepsydres à l’échappement à recul.

À l’origine de tout, le ciel forme l’horloge primordiale, qui, dans sa régulière alternance de jour et de nuit, scande le temps. Au sein de cette infaillible et précise horloge cosmique, différents événements secondaires viennent rythmer sa marche régulière. Les premiers hommes et plus encore les femmes, dont on imagine qu’elles devaient gérer l’économat et les périodes de fertilité, ont fait appel à la lune pour séquencer en moments plus courts l’infini des jours. On devine que les premiers peuples ont organisé en saisons ces intervalles de temps qui, correspondant aux solstices et équinoxes, découpent une année terrestre. Cette dernière, d’une durée de 365 jours ¼ (pour simplifier), représente une révolution complète de la planète bleue autour du soleil. Le premier organe réglant de l’histoire était compris et analysé.

Mécanisme d’horloge squelette, époque Renaissance. Musée de Cluses © Charles Savouret
Mécanisme d’horloge squelette, époque Renaissance. Musée de Cluses © Charles Savouret

Restait maintenant aux hommes à trouver les moyens d’en maîtriser les plus courtes séquences de temps. Avant l’invention du pendule, le soleil, avec son mouvement apparent à l’horizon, a joué un rôle fondateur grâce à son ombre. Seulement un seul nuage, et le rythme délicat de la progression d’une ombre effectuant une arabesque autour d’un gnomon disparaît et met en panne cette formidable mécanique solaire. Pour remédier à ces hoquets temporels, les hommes ont créé la clepsydre, une machine à eau dont le mécanisme trop souvent décrit comme élémentaire a fait croire qu’il s’agissait presque d’un jouet. Or, les descriptions qui nous sont parvenues par les Arabes des clepsydres de Ctésibios démontrent qu’il aurait été tout à fait plausible que la machine d’Anticythère puisse avoir été régulée par l’une d’elles. Une clepsydre qui aurait pu mettre en action cet instrument destiné à prévoir les événements astronomiques par le truchement de rouages et autres mécanismes.

Ce sont sans doute les Cisterciens qui ont été à l’origine des premières pendules modernes dotées d’un régulateur autonome.
De l’écoulement à la première oscillation.

Une goutte tombant dans l’eau produit une onde à la surface du liquide. Et ces rides ont finalement une régularité de métronome que les mathématiciens ont très tôt mise en équation. Seulement, on oublie que ces premières machines à eau n’étaient pas seulement constituées de simples récipients troués se vidant les uns dans les autres. Elles étaient capables de séquencer le temps grâce à l’emploi de flotteurs et de rouages. Comme le souligne Gerhard Dohrn-van Rossum dans son ouvrage L’Histoire de l’heure – L’horlogerie et l’organisation moderne du temps, paru aux Éditions de la Maison des sciences de l’homme à Paris, ce sont sans doute les Cisterciens qui ont été à l’origine des premières pendules modernes dotées d’un régulateur autonome. On pense que le mécanisme destiné à ralentir le dévidement des rouages de sonnerie (actuel ralentisseur à volant) aurait pu donner aux premiers horlogers l’idée de l’utiliser pour réguler le dévidement d’un rouage en un temps donné. À l’époque de saint Bernard de Clairvaux, ces mécanismes associés à des clepsydres complexes devaient intégrer un organe qui ressemblait aux foliots primordiaux dont les bras portaient des poids susceptibles d’êtres disposés plus ou moins loin de l’axe de rotation afin d’en ralentir ou d’en accélérer l’oscillation. Cette supposition est tout à fait recevable. Les moines auraient ensuite pu avoir le désir de passer de la clepsydre, qui risquait de geler en hiver, à un instrument qui, dérivé du mécanisme de sonnerie de ces horloges liquides, se serait affranchi de son « moteur » hydraulique grâce à une rationalisation mécanique de la gravité. Celle-ci, transformée par la magie des rouages en rotation contrôlée, puis en un mouvement de translation, aurait permis à un marteau agissant sur une cloche de donner un son. Car, ne l’oublions pas, aux XII et XIIIe siècles, il n’est pas encore question d’afficher l’heure mais seulement de l’entendre.

De tous les régulateurs, l’échappement à recul est celui qui est resté le plus longtemps en usage, même s’il s’agit du plus mauvais d’entre eux.
L’avancée majeure de l’échappement à recul

Mais un grand pas a été fait avec l’avènement du premier régulateur de l’histoire de l’horlogerie. De tous les régulateurs inventés à ce jour, c’est celui qui est resté le plus longtemps en usage dans le métier, même s’il s’agit du plus mauvais d’entre eux, exception faite de celui de John Harrison à palette en diamants qui équipe la fameuse horloge marine baptisée H4. Ce régulateur appelé « échappement à recul » ou « à roue de rencontre » a été intégré à tous les instruments horlogers à partir du XIIIe siècle et jusqu’à l’aube du XVIIIe, qu’il s’agisse de pendulettes de table, de pendules de parquet ou des premières montres. Ce régulateur, dont l’objet est d’arrêter un court instant le dévidement du rouage de l’instrument qu’il équipe pour lui éviter de s’emballer, donne un rythme à l’ensemble.

Échappement à roue de rencontre
Échappement à roue de rencontre

Génial dans son principe, ce régulateur prévu pour être installé dans une montre ou une pendulette dotée d’un barillet à ressort pour la faire fonctionner a immédiatement nécessité la mise en place de deux autres inventions destinées à lisser la force de la lame ressort contenue dans le barillet : le stackfreed (régulateur à friction et pression utilisé surtout avant 1600 et principalement dans les pays de langue germanique) et la chaîne-fusée, sorte de cassette conique avec une vis sans fin dégressive associée au tambour de barillet par une chaîne microscopique, un fin câble ou même un boyau, comme ceux utilisés pour les cordes des instruments de musique. Une fois réarmé à l’aide d’une clé, le barillet tractait alors la « fusée » par l’intermédiaire de la chaîne qui, en raison de la position de cette dernière sur le cône, produisait un effet de démultiplication en vue de transmettre une force normalisée quelle que soit la tension du ressort dans le barillet (équivalent de la cassette des cyclistes sur la roue arrière d’un vélo).

Montre à double boîtier signée David Mercier, Angleterre vers 1750. Musée de Cluses © Charles Savouret
Montre à double boîtier signée David Mercier, Angleterre vers 1750. Musée de Cluses © Charles Savouret

Sans cet organe complexe à produire et parfois équipé d’un mécanisme permettant le remontage sans perte de couple, autrement dit autorisant la montre à fonctionner durant le réarmement du ressort, il est impossible d’imaginer un échappement à roue de rencontre fonctionnant convenablement puisque le rythme des oscillations serait alors directement associé à la puissance délivrée par le ressort. Ce binôme ressort de barillet doté d’un mécanisme de transmission par chaîne-fusée et échappement à roue de rencontre – deux palettes arrêtant successivement et respectivement une dent d’une roue montée perpendiculairement au train de rouage primaire de l’instrument de mesure du temps – est resté pratiquement le seul échappement employé par les horlogers jusque vers les années 1650. On notera enfin que le foliot à deux branches devait être progressivement remplacé durant le XVIe siècle par un balancier annulaire, moins sensible aux positions de la montre, mais pour autant toujours aussi fragile face aux chocs et aussi peu précis en l’absence du spiral.

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