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1. Introduction
De nombreux facteurs influencent la bonne marche d’une montre. Ainsi, au fil de sa vie et des événements, une montre pourra avoir tendance à avancer ou à retarder. L’avance ou le retard quotidien d’une montre par rapport à un temps de référence est appelé: marche diurne. Heureusement, les horlogers ont imaginé différentes manières d’ajuster la marche diurne d’un mouvement.
Rappelons que si une montre fait de l’avance, c’est que la fréquence d’oscillation de son organe régulateur est trop élevée. Inversement, si elle retarde, c’est que sa fréquence est trop basse.
Deux méthodes permettent de corriger la fréquence de l’organe régulateur: la modification de la longueur active du spiral et celle du moment d’inertie du balancier. Le choix de l’une ou l’autre des méthodes, ou de leur combinaison, s’effectue lors de la conception du mouvement.
2. Correction de la marche diurne par modification de la longueur active du spiral
C’est, à ce jour, la plus courante des deux méthodes utilisées. Elle consiste à modifier la fréquence des oscillations de l’organe régulateur en ajustant la longueur active du spiral. Le spiral est une lame de ressort de section rectangulaire, enroulée selon une spirale d’Archimède. À l’instar d’une corde de guitare, plus sa longueur est grande, plus sa fréquence est basse. Inversément, plus sa longueur est courte, plus sa fréquence est élevée. Cette méthode de correction requiert la présence d’une raquette. La position des goupilles de la raquette détermine la longueur active du spiral. Lorsqu’on approche les goupilles de raquettes du piton, la longueur active du spiral augmente, la fréquence diminue et cela provoque un retard. Inversement, lorsqu’on éloigne les goupilles de la raquette du piton, la longueur active du spiral diminue, la fréquence augmente, ce qui entraîne de l’avance (Figure 1).
Figure 1
Correction de la marche diurne par modification de la longueur active du spiral
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À titre informatif. Si une montre-bracelet de taille moyenne retarde de 10 s/j. Il faudra raccourcir la longueur active du spiral d’environ 0,02 mm (valeur approximative pour un spiral d’une longueur de 100 mm au point de comptage et un balancier de 11 mm de diamètre oscillant à 28’800 A/h).
3. Correction de la marche diurne par modification du moment d’inertie du balancier
Le moment d’inertie est la grandeur physique qui mesure la résistance d’un corps à une variation de sa vitesse de rotation autour d’un axe.
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Plus la masse est éloignée de l’axe → plus le moment d’inertie est grand
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Plus la masse est proche de l’axe → plus il est faible
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À masse égale, la répartition change tout
Ainsi, le moment d’inertie d’un balancier dépend de sa masse et de son rayon selon la formule suivante:
I = Moment d’inertie (du balancier) (Kg×m²)
m= Masse (du balancier) (Kg)
r= Rayon (du balancier) (m)
Les balanciers à inertie variable exploitent cette loi physique. Ainsi, on dispose des vis en périphérie du balancier ou des masselottes fendues (généralement en or) sur la serge du balancier. En déplaçant leur masse vers l’intérieur du balancier, on diminue son moment d’inertie et sa fréquence (vitesse de rotation) augmente, ce qui provoque de l’avance. Inversément, en déplaçant la masse des vis ou des masselottes vers l’extérieur du balancier, on augmente son moment d’inertie et sa fréquence diminue, provoquant du retard (Figures 2 et 3).
Figure 2
Correction de la marche diurne par modification du moment d’inertie du balancier
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Figure 3
Rapport moment d’inertie du balancier – marche diurne
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Bien qu’à l’échelle d’une montre-bracelet la plage de correction soit plus réduite qu’en modifiant la longueur active du spiral, cette solution présente l’avantage d’être moins sujette à être faussée par un choc. De plus, et surtout, elle permet de se passer de raquette et d’éliminer l’influence du frottement des goupilles de raquette et du spiral sur l’isochronisme.