Introduction

Mesurer le temps... Longtemps l'homme s'est référé aux rythmes du soleil. Seulement, il en découle quelques problèmes de précision. La montre est alors née (pas tout de suite après non plus...). Mais cette montre pose le problème de l'alimentation: en effet, elle ne peut tourner indéfiniment, il lui faut une source d'énergie. Son propriétaire étant généralement mobile, il est intéressant d'utiliser l'énergie qu'il génère. Nous arrivons ici en notre 1er point: Comment, à partir d'un mouvement de poignet, peut-on remonter une montre? Arrive ensuite le problème du stockage de l'énergie: en effet, l'énergie captée n'est pas utilisée tout de suite sans quoi nos montres cesseraient d'indiquer l'heure dès lors que son possesseur arrête de bouger. Comment conserver cette énergie? Cette énergie doit être régulée puisque les secondes sont régulières. Comment peut-on parvenir à obtenir un mouvement régulier à partir de l'énergie stockée? Voici les trois questions auxquelles nous répondrons.

Le ressort à barillet

Ce système permet de conserver l'énergie récoltée par le remontoir et de la redistribuer.

Composants:

  1. Lame en acier (ressort)
  2. Axe central
  3. Roue dentée

L'axe central et la roue dentée font toutes deux des rotations de même centre (A sur la figure) mais de sens inverse. Le mouvement de la roue est plutôt régulier tandis que celui de l'axe dépend des mouvements de celui qui la porte.

Les rotations de l'axe ont pour effet de resserrer le ressort autour de cet axe, celui de la roue le desserre. Le ressort est donc doté d'une alimentation (axe central), et d'une sortie délivrant l'énergie (roue dentée).

Le barillet est donc un accumulateur mécanique, c'est la source d'énergie de la montre. Il conserve l'énergie grâce à la résistance du ressort à la torsion.

Un ressort est défini par une constante appelée la raideur, notée k. On la détermine grâce à la relation k=M/θ, M étant le moment de force et θ l'angle de rotation induit par M. On peut aussi calculer l'énergie potentielle E (en Joule) avec la relation E=½k.x² où x représente en mètres la déformation du ressort.

Remontoir

Ce dispositif permet à une montre automatique de pouvoir fonctionner aussi longtemps que l’utilisateur la portera autour du poignet.

Composants:

  1. La masse oscillante
  2. Pignon de la masse
  3. Roue d’inversion
  4. Rochet de roue d’inversion
  5. Cliquet d’inversion
  6. Roue d’inversion ou inverseur
  7. Rochet de roue d’inversion
  8. Cliquet d’inversion
  9. Roue d’entraîneuse de rochet

Masse oscillante:

Nous avons la masse oscillante (pièce 1) qui tourne librement, dans un sens ou dans l’autre, grâce au mouvement du poignet, qui entraînera les engrenages (pièces 2 à 9) qui armeront le ressort moteur (pièce 10) par système dit d’inverseur ou baladeur. La masse oscillante est un disque de forme semi-circulaire effectuant un mouvement de pivot ayant pour but d'armer automatiquement le ressort moteur (rotor). La masse oscillante d'une montre automatique est très souvent faite d'or, de platine ou de carbure de tungstène. Il existe différents types de masses oscillantes :

Dans notre cas il s'agit d'une masse oscillante à rotation complète c'est pourquoi nous ne détaillerons pas les deux autres.

Pignon de la masse oscillante:

Le pignon sert à maintenir la masse oscillante pour qu’elle puisse tourner sans risque de se décrocher du système.

La roue d’inversion :

En intercalant la roue d’inversion entre la masse oscillante et une roue de réduction (ou rouage réducteur), le rotor peut opérer le remontage automatique, quel que soit le sens de rotation de la masse oscillante. La roue d’inversion sert d’intermédiaire.

Rochet de roue d’inversion :

Les rochets permettent de transmettre l’énergie fournie par l’ancre quel que soit son sens de rotation pour profiter un maximum de son fonctionnement. Il y a deux rochets, un pour chaque sens de rotation de l’ancre.

Cliquet d’inversion :

Ce cliquet permet de recevoir un mouvement de translation selon le sens de rotation de la roue d’inversion qui le mène de façon à l'incorporer au train d'engrenage dans un sens, et à éliminer l’autre sens de rotation.

Roue entraîneuse de rochet :

Cette roue reçoit l’énergie des rochets de roue d’inversion et le transmet soit à une seconde roue (comme sur le schéma ci-dessus), soit elle remonte et arme directement le ressort.

Tout ce système arrive jusqu’au ressort de barillet.

La régulation

Pour réguler l’énergie envoyée par le ressort moteur ainsi que son mouvement, il est indispensable qu’un balancier, ainsi qu’un échappement soient présents.

L’échappement

L’échappement est un mécanisme constitué d’une ancre et d’une roue d’échappement à dents placées entre la source d’énergie et les aiguilles. C'est l’organe régulant. Son but est de transmettre un mouvement contrôlé au mécanisme de la montre, c’est lui qui transmet les mouvements du balancier. Il permet d’éviter que toute l’énergie retenue dans le ressort ne se libère en une seule fois.

L’énergie transmise par le ressort est envoyée jusqu'à la roue d’échappement, la roue va se retrouver bloquée par l’une des palettes de l’ancre. Cette roue est mise en mouvement par la cheville qui vient taper les cornes de l’ancre.
La cheville copie le mouvement du balancier.

Le balancier

Le balancier est une pièce mobile servant à régulariser le mécanisme en horlogerie. Dans les montres, le balancier est un volant d’inertie circulaire pivotant autour d’un axe de rotation, un ressort spiral lui est toujours associé, ce qui permet au balancier d’avoir un mouvement régulier. Le balancier oscille d’avant en arrière, la cheville de l’échappement reliée à l’axe du volant d’inertie copie ce mouvement qui donc met en mouvement l’ancre d’échappement. Le ressort assure le mouvement régulier du balancier qui se tend et se détend selon les mouvements du balancier.