Fonctionnement d'un mouvement mécanique simple

Introduction au mouvement mécanique

Dans cet article, nous allons voir comment fonctionne un mouvement mécanique horloger de A à Z. L'objectif étant que les non-initié le deviennent en étant aussi simple et complet que possible.

Schéma bloc

Pour commencer cette introduction, il est important de segmenter les différents acteur d'un mouvement afin de comprendre le rôle que chacun joue dans cette grande chorégraphie. 

Énergie

Parlons dans un premier temps de l'énergie. Elle est accumulée dans une petite boîte où un ressort y est tendu. Cette boîte s'appelle le barillet, elle est composée d'une cage avec des dents, d'un axe et d'un gros ressort. En enroulant le ressort sur lui-même, on remonte sa montre. En se déroulant, il fera tourner la cage et libérera son énergie.

Il existe deux manières de lui fournir de l'énergie: Soit en tournant la couronne de sa montre, ce qui fera s'enrouler le ressort. On parle dans ce cas de montre mécanique simple. Soit, c'est une pièce qui tournera sur elle-même (masse oscillante) lorsque la montre est portée. Ce mouvement de rotation sera transmis au ressort pour l'armer. C'est ce que l'on appelle un mouvement automatique. Cet assemblage constitue le moteur de la montre.

Ce moteur va alors transmettre son énergie au train

Transmission, comptage et entretien

de rouage. Le barillet tourne extrêmement lentement, l'objectif ici est de créer un rouge où sa sortie tourne bien plus vite que son entrée. Ce train abouti ainsi sur un organe appelé l'échappement. Un article complet lui sera dédié, mais pour faire simple, il va faire que le rouage ne tourne que de manière intermittente. C'est lui qui fait le fameux tic tac des montres mécaniques. Pour qu'il fasse tic et tac au bon moment, on va lui ajouter un oscillateur. Cet oscillateur est composé d'un ressort qui va battre le rythme du temps pour la montre.

Pour faire une analogie très palpable, imaginez une foule empressée de rentrée dans un stade de football. La foule, c'est l'énergie. Elle est canalisée en colonne (enfin, en théorie), c'est ce que l'on peut associer à train de rouage. Au bout de la colonne, il y a une barrière qui ne s'ouvre que pour laisser passer une personne à la fois, c'est l'échappement. La personne qui actionne la porte après avoir contrôlé le billet, c'est l'oscillateur. Il prend toujours le même temps pour valider un billet, c'est ce qui fait sa précision.

Fonctions et mise à l'heure

Le train de rouage ne sert pas qu'à transmettre l'énergie du moteur à l'oscillateur. La vitesse de rotation de ces éléments sera utile pour afficher l'heure au travers des aiguilles. Ces dernières sont fixées sur des roues dentées qui travaillent avec le train de rouage. Lorsque l'on met notre montre à l'heure, on fait tourner les roues dentées qui portent les aiguilles. Le train peut également transmettre une partie de son énergie aux complications par exemple, pour indiquer la date, le jour de la semaine, l’année, etc.

Schéma bloc complet

Du schéma à la réalité

Schéma d'un mouvement simple

Maintenant que nous avons assimilé les différents acteurs, voyons leurs costumes. Ils sont ici disposés de façons à être tous visible. Il manque encore le décore, certes, mais lorsque tous le monde est à sa place, il difficile de tous les distingués. Pour informations, une montre mécanique très basique comporte environ 100 composant différents. Une montre avec des complications peut en accueillir plus de 300. Ceci étant dit, vous comprendrez que l'on ne va pas faire les présentations.

Voici une partie des comédiens. Commençons les présentations:

La cage

La cage constitue le "châssis" du mouvement et est formée de :

• La platine: c'est la base sur laquelle chaque composent vient monté
• De différents ponts qui tiennent les composants en "sandwich".

Ponts et platine d'un mouvement mécanique

 Le moteur

Barillet ouvert

Il est formé de 4 composants nommés:

1. Du barillet, sorte de tambour avec une denture extérieure
2. Du ressort de barillet, qui emmagasine l'énergie
3. De la bonde, qui sert à armer le ressort
4. Du couvercle, qui sert à fermer, tout simplement

Décharge du ressort de barillet

Ici, on distingue clairement le ressort. Sur la représentation de gauche, il est enroulé autour de la bonde. En restituant son énergie, il fera tourner le barillet pour arriver dans l'état de droite.

 La transmission

Les roues dentées ont chacune un nom, elles sont toujours maintenue entre la platine comme représenté ci-dessous:

Fixation d'un axe dans un mouvement mécanique

Elles sont composées d'un axe et d'un pignon, fait d'une seule pièce. Sur cet axe vient fixer une plus grande roue dentée, appelée parfois planche. Dans la platine et dans le pont se trouve un logement qui accueille une pierre, petit rubis rouge que l'on voit sur les photos. Ces pierres servent à tenir l'axe en place ainsi qu'à maintenir une lubrification par leur ouverture en forme d'olive.

Échappement

Probablement la partie la plus difficile à décrire. Il est constitué de nombreux éléments, dont le but est de laisser tourner le rouage tourner lentement. De manière très grossière, l'ancre (grosse fourche) effectue des allé-retour grâce à l'oscillateur et permet la rotation de la roue d'échappement. Cette dernière avance d'une dent à chaque aller-retour de l'ancre. Si cette dernière bouge de manière régulière et constante, alors le rouage tournera également de manière régulière et constante.

Échappement de type: "ancre suisse"

Oscillateur

L'oscillateur est composé d'un balancier (cage circulaire) et d'un spiral (ressort enroulé en forme de spirale). On appelle cet ensemble balancier-spiral. Le but de ce ressort est de permettre à l'ancre (décrit plus haut) de faire des allé-retour de façon régulière.

Balancier-spiral

Conclusion

Un mouvement mécanique est constitué de bon nombre de composants ayant tous une fonction très précise. La précision de l'ensemble est cruciale pour que le système de régulation remplisse correctement son rôle. Ce dernier, d'une remarquable précision, permet d'obtenir une précision d'environ 10 sec. par jour.
Pour celles et ceux qui considéreront 10 secondes par jour comme beaucoup, sachez qu'il y a 86'400 secondes dans une journée. Si on arrondi un peut le calcul, on a une erreur de 1/10'000, ce qui en fait un des instruments de mesure mécanique les plus précis jamais réalisé par l'homme.