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La beauté impétueuse du tourbillon, et la perfidie de ses dessous... PDF  Array Imprimer Array  Envoyer

Pour ma part et sans hésitation, je préfère la forme car au fond rien n'est parfait. 
Un exemple très frappant de ce dilemme philosophique, le Tourbillon, dispositif d'horlogerie inventé par Breguet et mobile principal de cet exposé. 
Nous savons qu'il existe et qu'il a du succès, nous voulons essayer de disséquer ce succès et savoir s'il en a droit.

Lorsque Breguet a eu vision de ce dispositif, car ce n'est ni un mécanisme ni une complication, il a été comme les spectateurs subjugués par la beauté de ces tournoiements et il l'a dénommé Tourbillon par analogie avec le phénomène naturel.

Était-ce une intuition des remous et des incompréhensions que cette invention allait susciter ?

En 1985, lorsque j'ai exécuté, c'est le terme que je préfère, mon premier Tourbillon, j'ai reçu une avalanche de critique de la part "d'experts" qui savaient qu'un tourbillon devait forcement avoir le balancier au centre de la cage et que sans le vouloir j'avais réalisé un très joli carrousel. 
Certainement si j'avais eu une formation académique, je n'aurais pas réalisé un tourbillon décentré sauf si j'avais su les remous que cela allait provoquer; bref j'ai eu de la chance, je me suis laissé guider par mon instinct et j'ai exécuté mon carrousel car je trouve horriblement inesthétique le balancier au centre de la cage. 
En 1989, afin de voir la prise de position de ces "savants", j'ai procédé à la création d'un échappement tournant inédit en soulignant la gravité du discours par l'emploi d'un pendule. 
A la décharge de ces savants on peut citer que des textes aussi réputés que le Dictionnaire de l'Horlogerie de Berner ou l'on apprend que le tourbillon tourne en une minute, donc Breguet faisait des carrousels avec ses échappements tournant en quatre minutes et plus, ou bien citer la Théorie générale de l'Horlogerie de Défossez et Échappements et moteurs pas-à-pas de Huguenin, Guye et Rochat qui affirment que la véritable difficulté d'un tourbillon est de faire coïncider les axes de la cage et du balancier.

Breguet père du tourbillon, comme il arrive bien souvent dans la vie, n'a pas compris son enfant. Il a eu la joie de le concevoir, il en a eu une gestation longue de 7 ans avant d'accoucher de la demande de brevet et il est mort sans l'avoir ni maîtrisé, ni compris car il ne pouvait accepter les mauvais résultats que la réalité de ce système pouvait donner. 
Breguet a inventé la Montre Souscription en 1794, le Tourbillon en 1795 et le Parechute en 1796. Essayons d'imaginer que dans son esprit ces trois inventions devaient être réunies dans la même montre, et nous pourrions donner une interprétation entière à sa lettre de souscription.

Dans cette lettre, faite en 1794, il propose pratiquement le parechute ainsi qu'un échappement isolé dans une cage; est-ce le Tourbillon ?

Nous savons que la difficulté de régler convenablement les montres, malgré tous les efforts et les innombrables échappements essayés, lui a fait inventer le tourbillon et que cette invention allait lui permettre d'économiser passablement de temps pour le réglage, il aurait pu ainsi construire des montres précises avec moins de coûts.

Par suivi du raisonnement, ces montres auraient pu posséder une seule aiguille, donc une mise à l'heure plus simple et économique et être moins sujettes à la casse, donc aux coûts de réparations, car les pivots du balancier étaient protèges contre les chocs par une lamelle élastique. 
En fait, depuis sa première livraison de souscription en 1796, il faudra attendre 1801, année de la demande de brevet du tourbillon, pour voir la première souscription équipée d'un parechute.

Pourquoi avoir attendu 6 ans pour placer une lamelle élastique aux pivots du balancier des souscriptions et déposer la demande de brevet du Tourbillon ?

J'ai souvent eu l'occasion de m'exprimer sur le Tourbillon et malgré tout je me rends compte qu'il y a toujours de nouvelles chose à dire car, le système provoque, aussi mauvais soit-il, tellement d'intérêt puisqu'il est intimement lié au but ultime, la perfection chronométrique. 
Ce rêve du Graal a suscité l'invention de centaines d'échappements, un seul a survécu, l'Ancre Suisse, il faut croire que c'était le moins mauvais. 
Breguet en a essayé beaucoup, en a inventé d'autres, les résultats infimes malgré les soins apportés lui ont fait rêver d'un dispositif, qui faisant fi de la bonté de l'échappement, puisse d'une façon automatique annuler ou brasser les défauts provoqués par la gravité.

Comme dans tout mirage il en a perdu le sens de la réalité et a oublié que le principal défaut provoqué par la gravité, celui devant lequel nous sommes impuissants encore aujourd'hui, c'est la différence entre les positions plats et pendues. 
 

Imaginons une montre dont le balancier est trop lourd en dessous du centre de rotations, ce défaut n'aura aucune influence dans les positions dites à plats par contre si nous plaçons la montre en position verticale de sorte que ce balourd soit situé vers le bas, il freinera le démarrage et diminuera la durée des périodes en provoquant une avance de la montre. 
Si nous mettons la montre dans la position verticale opposée, avec le balourd situé en haut, il provoquera une accélération au démarrage et augmentera les périodes en provoquant un retard de la montre. 
Si nous mettons la montre dans les deux autre positions verticales, soit à 3 heures ou à 9 heures, nous constaterons que les amplitudes et la marche sont la moyenne des deux positions précédentes.

Or nous savons qu'un défaut d'équilibre affecte la marche uniquement dans les positions verticales et nous savons que le tourbillon provoque par sa rotation continue un déplacement du balancier, donc du défaut.

Ce déplacement du défaut va créer un brassage et permettre une marche moyenne plus uniforme à condition que la montre soit restée toujours dans la même position verticale.

Donc appliquer un dispositif tourbillon dans un chronomètre de marine, qui par effet du cardan reste toujours rigoureusement plat, ne sert à rien. 
Appliquer un tourbillon dans une montre bracelet, où le porteur brasse continuellement et d'une façon désordonnée les positions, ne sert à rien. 
Appliquer un tourbillon dans un horloge qui garde rigoureusement toujours la même position verticale serait la seule application raisonnable mais ne se justifierait pas car un bon pendule donnera d'aussi bons résultats à moindre frais.

Nous venons de constater l'absence de justificatifs à l'emploi du tourbillon; est-ce une raison pour le condamner et l'abandonner définitivement ? 
En terme de rendement certainement, mais à ce moment là, il faudrait abandonner, sans rechigner, toute partie de l'horlogerie mécanique qui est largement dépassée par l'électronique. 
 

L'amour est aveugle

Cet amour pour l'horlogerie traditionnelle a empêché la plupart de réaliser que nous nous sommes passablement approché du Graal avec l'échappement à quartz lorsque nous l'avons détaché de la servitude de la pile et couplé au remontage automatique. 
Le progrès permis au 16 ème par le mariage balancier-spiral a occulté tous les défauts et limites que ce couple génère; pendant trois siècles on s'évertue à inventer l'échappement miracle, en oubliant que l'on ne peut pas bâtir sur des fondements aussi fragiles qu'un couple en perpétuelle dissonance. 
Les exemples donnés précédemment étaient très simplistes, car la réalité est de loin plus complexe; si nous reprenons le cas d'un balourd situé en dessous du centre de rotation, nous constatons que son influence freinera le démarrage, diminuera la période et provoquera une avance, mais ceci uniquement lorsque l'amplitude sera inférieure à 180 °. 
Entre 180° et 220° son influence sera négligeable, pour ensuite se transformer et provoquer un retard au dessus de 220°.

En théorie, par vertu de l'isochronisme du merveilleux couple balancier-spiral, la période devrait être insensible aux variations d'amplitudes, en réalité ce n'est de loin pas le cas.

Nous voyons donc que le balourd influence les périodes selon les degrés de l'amplitude. 
Si nous reprenons le cas de la seule application qui pourrait être valable pour le tourbillon, un horloge, nous ne pourrons compenser que les variations d'amplitudes provoquées par un balourd mais pas celles provoquées  par des variations de force.

Arrivant à la conclusion qu'il est de loin plus simple d'avoir un balourd qu'un balancier-spiral parfait et en rappelant qu'un balourd n'est rien d'autre qu'un point pesant attaché à l'extrémité d'un point fixe autour duquel il peut osciller, donc un Pendule, j'ai pensé que la Solution était de construire un horloge avec un pendule en tourbillon.

Il me serait en effet plus facile de maîtriser le seul balourd de la lentille plutôt que les divers petits balourd d'une serge de balancier, le balourd du spiral en perpétuel mutation selon son développement, sans parler de ce merveilleux point d'attache.

Il est évident, au vu de ce que nous venons d'analyser, que cette construction est valable seulement si le pendule peut assumer le rôle de balourd et dépasser les 220° d'amplitude; donc il faut employer un échappement libre afin de laisser au pendule la liberté nécessaire à son envol.

Petite constatation, en dépassant les 180°, l'extrémité de mon Pendule devient le centre de gravité d'un corps pesant, un Balancier en quelque sorte. 
Assez rapidement, je me suis rendu compte que je devais bousculer beaucoup d'idées reçues avec cette construction et j'ai décidé d'en faire même un peu plus; au lieu de penser à une ébauche normale, j'ai choisi un mouvement tournant, type levier chronométrique.

Généralement ce genre de construction est réalisé avec la combinaison d'une aiguille évoluant libre dans un cadran, l'une indiquant les heures l'autre les minutes ou inversement, ou bien un cadran tournant avec l'aiguille. 
Il y a eu certaine constructions avec 2 aiguilles, l'une indépendante de l'autre et se déplaçant par déplacement des points de gravité.

Classées comme horlogerie mystérieuse, ces constructions avaient comme but principal d'éveiller la curiosité du spectateur en escamotant le mouvement mais le résultat atteint, recherché ou pas, était le mouvement tournant, donc le déplacement de l'échappement avec les balourd, etc. 
La plus ancienne réalisation connue, un vieillard ailé, représentant le Temps, porte un cadran au centre duquel tourne une aiguille porteuse de 2 sous cadrans, l'un pour les heures l'autre pour les jours, a été construite sous Louis XV (1710 -1774) et fait partie de la collection du Conservatoire Nationale des Arts et Métiers de Paris. 
Le mécanisme est dissimulé à l'arrière de l'aiguille, dans un tambour qui en se mouvant autour d'une roue fixe entraîne la rotation de l'aiguille. 
Il est amusant de constater que quelqu'un, sûrement plus de deux décennies avant Breguet, ait eu l'audace de faire tourner un mouvement, avec son échappement, grâce à une roue fixe.

Une autre réalisation célèbre, presque contemporaine à la précédente, une flèche en verre, signée Berthoud à Paris, inverse le mécanisme en se servant d'un mouvement fixé dans la partie arrière et d'un balourd tournant avec sa roue des heures. 
Le déplacement du balourd provoque le déséquilibre de la flèche et la fait tourner. 
Comme dans les souscription, le désavantage de la lecture par la seule aiguille des heures est compensé par une division du cadran permettant de lire les 12 minutes. 
Il est amusant de songer qu'à cette époque, Breguet, paraît-il, ait travaillé pour Berthoud.

Grâce à ma bonne étoile, lorsque j'ai entrepris la construction de ma pendulette TWO HANDS, je n'avais même pas le peu de culture et d'érudition que j'ai commencé à acquérir ses dernières semaines; encore une fois guidé par mon seul instinct, j'ai décidé de réaliser un levier chronométrique à deux aiguilles pouvant permettre une lecture habituelle à des gens simples comme moi.

Je voulais mon travail différent de celui de mes prédécesseurs et n'ayant rien à cacher, je ne voulais pas commencer par cacher le mécanisme; je voulais créer le mystère en dévoilant le moindre détail; cela m'avait déjà réussi quelque fois auparavant.

Procédons donc à l'analyse de ma construction. 
 

TwoHands

Maintenu par une tige en verre, afin de bien souligner qu'aucun lien puisse se faire entre le socle et les aiguilles, un capuchon métallique porte un bras qui sert de support. 
Dans ce support il y a un axe, servant de pivot à la roue de minuterie, ainsi qu'un trou dans lequel on fixe gras l'axe de la roue de centre, roue qui est fixe car elle ne tourne pas lors de la marche normale.

L'axe de cette roue de centre est aussi l'axe de tout le mouvement, composé par une platine et un pont. 
La platine, libre sur l'axe de la roue fixe, fait aussi fonction d'axe de barillet et de chaussée. 
Cette platine possède, côté support, un tube ajusté autour de la roue fixe. 
Sur ce tube nous avons, en partant de l'aiguille pour aller vers le support, un barillet très particulier ajusté à friction, une roue des heures, porteuse de l'aiguille des heures, libre et une chaussée bloquée par vissage. 
Le pont, libre par rapport à la roue fixe, fait fonction d'aiguille des minute ainsi que de pont de rouage et support de cage d'échappement.

Entre le pont et la platine se trouvent les seules pièces employées de façon traditionnelle, une roue de petite moyenne, une roue de secondes et un pignon de roue d'ancre avec un très long pivot qui dépasse le pont et sur lequel on chasse la roue d'ancre.

A l'extérieur du pont, donc de l'aiguille des minutes, concentrique à l'axe de la roue d'ancre, une plaquette servant de cage de tourbillon, oscille libre grâce à un palier; pivotés volants sur cette plaquette l'ancre et le pendule complètent l'ensemble.

Tout le mouvement est donc une cage tournante et le tube de platine fait office de pignon de cage. 
 

Fonctionnement du mouvement

Le barillet se compose d'une rondelle comportant deux gorges dans lesquelles s'enroulent deux fils. Un fil supporte le poids moteur et l'autre un petit contrepoids destiné au remontage.

Vu que je ne recherchais pas la prestation chronométrique, je me suis contenté de ce barillet très vicieux mais présentant l'avantage esthétique recherché. 
Une fois le poids moteur remonté, le barillet va entraîner par friction le tube de platine dont il est coaxial et fait tourner la cage du mouvement. 
Comme dans tout tourbillon, la libération de la cage est soumise à l'échappement; cette cage-mouvement, comportant le pignon d'échappement, la roue de seconde et la petite moyenne, fait un tour en une heure et transmet à travers l'engrenage chaussé / roue de minuterie le mouvement à la roue des heures porteuse de l'aiguille des heures.

Cette partie n'offrant pas plus de difficultés de compréhension qu'un tourbillon classique, je vais essayer d'expliquer la partie un peu moins orthodoxe du deuxième tourbillon comportant l'échappement.

Les dimensions et le poids de cette plaquette sont très importantes car d'un côté elle joue le rôle de contrepoids d'équilibre pour l'aiguille des minutes et de l'autre, sous l'effet des coups de l'échappement, elle est appelée à rentrer en résonance et se mettre à osciller.

La plaquette est libre sur son roulement, elle n'a pas de liens ni avec le mouvement, ni avec le pignon d'échappement et assume, grâce à la force de gravité, le rôle de cage de tourbillon inédite.

Sur la plaquette sont pivotés, volants grâce à des roulement à billes, un mini-pendule et une ancre à cheville.

La plaquette est concentrique au pivot d'échappement dépassant de l'aiguille des minutes; sur ce pivot est chassée la roue d'ancre qui va compléter l'échappement.

Si pour le fond j'aurai pu choisir un échappement plus chic, pour la forme je n'ai pas hésité et j'ai réunis Roskopf, père de la montre économique sans souscription, à Breguet père de la montre souscription sans tourbillon. 
Deux destinées communes, connus pour avoir couru le monde et inconnus pour ce qu'il valaient à l'établi.

Pour réaliser ma démonstration, j'avais besoin d'un pendule qui accomplisse plus de 220°. 
Ce résultat je pouvais l'obtenir en choisissant soit des alternances élevées et un pendule court soit des alternances basse et un pendule de longueur normale. 
Le poids du pendule et l'énergie motrice qu'il demande ainsi que la proportion de longueurs entre le pendule et l'aiguille et le rayon conjoint qu'il développent m'ont fait adopter 18000/h et un pendule correspondant de ca. 40 mm de longueur.

Le réglage du pendule se fait par la lentille, son déplacement de 0.01 mm correspond à environ 30 secondes par jour.

C'est un pendule sans suspension, son centre est chassé sur l'axe du roulement à bille; d'un côté il possède un doigt faisant office de cheville de plateau tandis qu'à l'opposé il porte un fil rond, en acier de 0.16 mm de diamètre et de 40 mm de longueur.

Sur le même axe de roulement, mais à l'arrière de la plaquette, est chassé un petit plateau. 
La fourchette de l'ancre est en partagement avec la cheville de plateau sur le devant de la plaquette, tandis que le dard est en partagement avec le petit plateau sur la partie arrière.

Le choix d'un si petit pendule ne permet pas un résultat chronométrique par contre son poids dérisoire, permet de réagir à la moindre variation de force et les continus changements d'amplitudes qu'il affiche, entre 160° et 320°, prouve que même un double tourbillon ne sert à rien d'autre qu'à laisser échapper la force qu'il reçoit, sans rien brasser d'autre.

Il pourrait sembler, après cet exposé, que je ne porte aucune estime ni pour Breguet, ni pour le Tourbillon; cela n'est pas tout à fait exact.

En ce qui concerne Breguet, j'admets qu'il était l'horloger des rois et qu'il était un génie du marketing, mais avant de le sacrer comme le roi des horlogers, j'aurais d'autres candidats et de toutes façons, je ne suis pas royaliste.

En ce qui concerne le tourbillon, je serai vraiment mauvais horloger si je lui trouvais la moindre qualité, toutefois vu sous l'angle de l'esthétique, je le préfère à n'importe quelles autres constructions et, c'est la raison pour laquelle, je continuerais à en fabriquer. 
  
  

 
le Tourbillon Volant de Vincent Calabrese



Je terminerai mon exposé en rappelant que dans mes tourbillons j'emploie une cage en or 18 carats. Cela n'est pas gratuit, non pas à cause du prix du métal, mais c'est pour démontrer l'absurdité de ceux qui ont prétendu rechercher la prouesse chronométrique en enfermant l'échappement dans une cage magnétique.

C'est pour démontrer à ceux qui préconisent la cage la plus légère possible car elle consomme de l'énergie; dans mes tourbillons j'emploie le même ressort barillet et le même balancier que dans mes montres traditionnelles; je n'ai aucune diminution de l'amplitude dans les uns par rapports aux autres; il me suffit de remonter deux ou trois dents du rochet pour que les oscillations commencent.

Il est certain que plus la cage est légère moins on a de problèmes, mais il vaut mieux une cage rigide qu'une élastique.

Le côté dangereux c'est les chocs aux arrêts et non pas le démarrage.

La cage n'est pas mise en mouvement par l'échappement, elle est libérée. 
La solution que j'ai adoptée est celle d'avoir un pignon d'échappement et une roue fixe très nombrés. 
Cette solution me permet, en diminuant le parcours de la cage à chaque impulsion, d'éviter qu'elle prenne trop de vitesse après l'impulsion et donc de diminuer son impact aux arrêts.

Cet avantage est le même que celui recherché par la construction d'un tourbillon lent, mais un tourbillon lent, avec un pignon d'échappement de 6 ou 7 ailes, ne fera pas moins de dégâts qu'un tourbillon rapide et en plus, il se contentera de " corriger le défaut " dans une période plus longue, tout en nécessitant le même ressort de barillet.

Probablement Breguet, dans sa souscription, pensait pouvoir employer un ressort plus mince grâce au tourbillon qui escamotait la roue de secondes; lorsqu'il s'est rendu compte que la cage était la roue de secondes, il a cherché une solution en la faisant tourner en 4 minutes et plus par la suite. Lorsqu'il s'est aperçu que rien ne changeait, il est revenu à la minute.

L'énergie nécessaire dans le barillet est celle demandée par la démultiplication du rouage, le nombre d'alternances et surtout le balancier choisi.

Le fait de mettre la cage à la roue de centre ou à la roue d'ancre, ne changera pas le calcul du ressort.

Que des légendes sans fondements, c'est à vous donner le tournis ou si vous préférez, 
    le Tourbillon. 
 

Copyright Vincent Calabrese / Montrepassion, Nov. 2000