Comment fonctionne une montre mécanique ?

Quel amateur de montres mécaniques n’a jamais entendu : « une montre sans piles ?! comme une Rolex », petite phrase nous rappelant premièrement la méconnaissance de l’histoire horlogère pour certains et en second la notoriété écrasante de la marque à la couronne.

Le but de cet article est d’essayer de vulgariser l’aspect technique de nos garde-Temps mécaniques en abordant en parallèle l’aspect historique des différentes innovations allant de pair avec l’évolution de l’horlogerie. Dure tâche que de rendre digeste un contenu à faire pâlir n’importe quel étudiant en cursus horloger.

Les premières montres mécaniques sont nées à la même époque que l’apparition du ressort. L’homme construisait déjà des horloges mécaniques dès le 13ème siècle, l’organe moteur de celles-ci était un poids oscillant au bout d’une corde. Difficile de miniaturiser ce dispositif et de l’intégrer à un objet d’une quinzaine de centimètre pouvant tenir dans une poche.

L’invention du ressort et ses caractéristiques techniques vont changer la donne. Aux alentours de 1450, on va se rendre compte que l’on peut utiliser les facultés du ressort comme organe moteur pour de nouveaux instruments horaires portatifs. En 1482, on voit apparaître les premières montres sautoir à la cour du Duc de Milan.

Le ressort est considéré comme un accumulateur d’énergie. La source d’énergie est le soleil permettant à l’utilisateur de la montre de remonter ce ressort (logé dans un cylindre fermé appelé barillet) par l’intermédiaire de la tige de remontoir et de la couronne.

En remontant la montre, le ressort va s’enrouler autour de l’axe du barillet. Celui-ci, une fois le remontage appelé aussi « armage » terminé, va chercher à reprendre sa forme initiale, ce qui va produire l’énergie recherchée pour le fonctionnement de la montre. Cette énergie sera transmise aux rouages par une denture présente sur le barillet.

Voilà en simplifié le rôle du premier des 5 organes nécessaires au bon fonctionnement de la montre mécanique : l’organe Moteur.

Techniquement parlant, nous allons, en actionnant la tige de remontoir, transmettre la force par l’intermédiaire de pignons et de renvois jusqu’au ressort logé dans son barillet.

Nous voilà bien avancés avec notre ressort armé, mais comment une force mécanique peu t-elle bien compter notre temps si précieux et indiquer l’heure ?

C’est a ce moment précis que le rôle des fameux rouages de la montre prend tout son sens : les organes de Comptage et de Transmission.

Par un ingénieux système de roues et de pignons, la force va être comptée (rapport mathématiques nombre de dents/diamètre/temps) et transmise jusqu’à l’organe de distribution.

Le plus souvent, ces mobiles sont cachés entre la platine (le corps du mouvement) et les ponts servant a maintenir tout ce petit monde en place.

Nous voilà déjà un peu plus avancés dans la compréhension de notre mouvement mécanique. De la couronne nous en sommes arrivés à la fin du rouage et nous voilà face à face avec l’échappement : l’organe Distributeur.

L’échappement a été inventé par le Hollandais Huygens aux alentours de 1660, le même inventeur que le spiral en 1675, mais nous y reviendrons par la suite.

Les premiers échappements avaient pour fonction d’entretenir la marche du pendule (poids au bout d’une corde) des horloges mécaniques. La même fonction a été adaptée aux instruments portatifs.

Il existe différents types d’échappements : à reculs, à repos frottant et libres. Les 2 premiers on été abandonnés car trop de contacts et de frottements venaient perturber la précision de la montre.

L’échappement à ancre suisse (échappement libre) est pour le moment le plus utilisé, constitué d’une roue (la roue d’échappement) en contact avec le rouage, d’une ancre en contact avec la roue d’échappement par l’intermédiaire de « palettes » en rubis synthétiques et d’un double plateau chassé sur l’axe du balancier de la montre.

Le concept de l’échappement est un peu difficile à saisir pour le néophyte, il permet d’interrompre à intervalles réguliers le mouvement du rouage et de distribuer périodiquement l’énergie nécessaire à l’entretien des oscillations du balancier.

Pour faire plus simple, il permet de couper à un moment donné la force arrivant du barillet, et de la restituer au moment voulu à l’organe Régulateur (le balancier spiral).

Comme nous l’avons vu précédemment, c’est Huygens qui inventa le spiral en 1675. Ce spiral va être associé à un balancier pour devenir l’organe Régulateur de presque tous les garde-Temps mécaniques.

C’est un système oscillant composé d’un balancier sur l’axe duquel est fixé un spiral en Invar pour la plupart (alliage de fer et de 36% de nickel). La matière est très importante dans la fabrication des spiraux car leurs performances en dépendent : un couple le plus constant possible quelles que soient les variations extérieures (températures, champ magnétique, hygrométrie, position).

C’est le balancier spiral qui va réguler la force arrivant du barillet. Grâce à lui, nous allons pouvoir provoquer de l’avance ou du retard pour avoir un instrument horaire précis et durable dans le temps.

Voilà nous avons fini le tour de notre mouvement en essayant de comprendre le rôle de chacun des organes qui le composent. Je ne suis volontairement pas rentré dans le détail car ceci n’était pas le but de cet article.

Maintenant, nous avons une vue d’ensemble du mouvement et de ses composants principaux pouvant s’appliquer à quasi toutes les montres mécaniques produites de nos jours.

Nous traiterons des différences et des subtilités des constructions mécaniques spéciales (Chrono, quantième perpétuel …) dans une série d’articles a venir.