Dans une montre bracelet ou montre-poignet à aiguille, les performances des éléments assemblés dans le boîtier est incroyable. La fabrication des pièces somme les engrenages définit la qualité finale de la montre. La précision de la montre est tributaire de la finesse de fabrication des machines-outils utilisées. Ainsi que la régularité apportée dans la réalisation des diverses pièces entrant dans le mécanisme de la montre.
L’entrainement imparfait d’une montre-bracelet
Chaque engrenage représente fondamentalement une concession entre les possibilités physiques théoriques et ce qui peut être effectivement réalisé dans la pratique. Théoriquement, un engrenage est idéalement composé de deux disques tournant l’un sur l’autre sans friction. Malheureusement, cet entrainement parfait ne prend pas en compte les dures réalités de la pratique… Comme l’usure des deux surfaces roulant l’une sur l’autre, le glissement (patinage des disques l’un sur l’autre)… Mais également l’imprécision de l’agencement, les balourds et de nombreux autres facteurs.
En conséquence, on a opté dans la construction de machines-outils comme dans l’horlogerie pour la solution de rechange… Certes moins bonne mais plus pratique à réaliser, la denture. Tandis que dans les machines-outils, les roues dentées ont le plus souvent des dents triangulaires, dont les pointes sont aplaties, l’horlogerie utilise ce que l’on appelle la denture (pseudo)-cycloïdale. Sur ce type de denture, les dents ont des flancs au profil arrondi, presque en demi-cercle, et peuvent donc parfaitement « rouler » les unes sur les autres. La friction qui s’exerce entre les roues et qui diminue la force, peut ainsi être réduite.
Le mouvement d’horlogerie
Dans un mouvement d’horlogerie, deux roues ne s’engrènent quasiment jamais, en général une roue engrène avec un pignon. Le pignon est dans le jargon de l’horlogerie une roue dentée comportant moins de 15 dents. Ils sont généralement composés d’acier trempé et poli… Tandis que les roues d’horlogerie sont fabriquées en laiton (plus rarement en alliage béryllium-bronze). Le barillet d’un ressort d’horloge murale remonté au maximum ne peut pas être retenu à mains nues.
Les rouages convertissent des couples élevés avec un petit nombre de tours, en des couples faibles avec un grand nombre de tours… La roue d’échappement de la même horloge ne bouge pas lorsqu’on la touche du bout du doigt. Cet exemple illustre clairement combien la perte d’énergie est grande dans un tel mouvement… Et à quel point les forces qui entrainent le minuscule mouvement d’une montre pour dames doivent être faibles au départ.
Beaucoup d’énergie durant peu de temps
Le fonctionnement d’un mouvement sans échappement se différencie peu des jouets à ressorts négociés aujourd’hui à prix d’or (devant être remontés toutes les deux minutes). Comme les mouvements d’horlogerie ne possèdent pas de rapports de transmission de 1:1 (excepté dans la minuterie sous une forme indirecte), le nombre de tours change à chaque engrènement. Le couple diminue simultanément de façon notable. En comparaison avec la force qui arrive à la roue d’échappement, le couple transmis par le ressort moteur au barillet est énorme. La modification du nombre de tours qui se produit entre le barillet et la roue d’échappement est aussi énorme.
Lorsque le lourd barillet a tourné une fois, la roue d’échappement, plus pressée, a déjà enregistré une centaine de tours. En conséquence, il arrive parfois qu’un fragile pivot de la roue d’échappement, en particulier lorsque le film d’huile qui l’entoure n’est plus en parfait état, soit arraché sous l’effet de sa propre vitesse lorsque le mouvement complétement remonté tourne sans être freiné.
Sans échappement, ou pour être plus précis sans ancre, un mouvement d’horlogerie remonté au maximum s’arrête rapidement. Sur les montres cela se produit en moins d’une minute, sur les horloges cela peut prendre jusqu’à une demi-heure. L’échappement sert donc d’une part à empêcher le déroulement rapide et incontrôlé du rouage. D’autre part, la force du ressort-moteur véhiculée par le rouage, et fortement réduite pendant ce cheminement, est convertie et transmise à l’organe régulateur.