GRAVITÉ

Définition

La gravité est la force physique fondamentale par laquelle deux masses s’attirent mutuellement. Sur Terre, elle se traduit par le poids des objets et leur tendance à tomber ou à être attirés vers le centre de la planète. En horlogerie, la gravité n’est pas seulement une contrainte extérieure : elle est aussi, historiquement, une source d’énergie et un facteur de perturbation qu’il a fallu apprendre à maîtriser.

Une force motrice : les horloges à poids

Avant la généralisation du ressort moteur, la gravité constituait le principal moyen d’entraîner un mouvement d’horlogerie. Les horloges à poids exploitent directement cette force : un ou plusieurs poids moteurs, suspendus à des câbles ou des chaînes enroulées sur des tambours, descendent lentement sous l’effet de leur propre masse et transmettent ce mouvement de descente au rouage. Le poids se substitue ainsi au ressort : plus il est lourd, plus il délivre de couple au rouage. Ce principe d’oscillateur mû par la gravité se retrouve aussi dans le pendule : c’est en observant l’isochronisme des oscillations d’un lustre suspendu que Galilée posa, au début du XVIIe siècle, les bases de son utilisation comme organe régulateur, exploitée ensuite par Huygens dans les premières horloges à pendule. La gravité intervient enfin dans l’horlogerie mécanique moderne comme source d’énergie : dans une montre automatique, la masse oscillante convertit les mouvements du poignet, sous l’effet de la gravité, en rotation qui arme le ressort de barillet.

Un facteur perturbateur pour l’organe régulateur

Dans une montre-bracelet, la gravité change de rôle : elle devient une source de perturbation pour l’organe régulateur (balancier-spiral). Ce dernier, censé osciller à une fréquence constante quelle que soit l’orientation de la montre, subit en réalité l’influence de son propre poids et de celui de ses organes associés. Cette influence se manifeste surtout lorsque le balancier se trouve en position verticale (cadran en haut, tige à gauche, tige en bas, etc.) : la gravité y exerce alors une action dissymétrique sur le balancier, le spiral et le mécanisme d’échappement, ce qui peut légèrement modifier la marche. En position horizontale (cadran vers le haut ou vers le bas), cette influence est en revanche largement neutralisée. Cette sensibilité à la position, appelée défaut de position, est l’une des composantes de l’isochronisme d’un mouvement : un régulateur parfaitement compensé conserverait la même fréquence quelle que soit son orientation.

Lutter contre son influence : tourbillon et carrousel

Pour atténuer les écarts de marche liés à la gravité, les horlogers ont développé des dispositifs qui font tourner l’ensemble de l’échappement et du balancier-spiral sur lui-même, généralement en une minute ou en quelques minutes. En répartissant ainsi les effets de la gravité sur toutes les positions verticales successivement, ces mécanismes compensent statistiquement les écarts au lieu de les additionner dans une seule orientation. Le tourbillon, inventé pour répondre à ce problème, en est l’exemple le plus connu. Le carrousel répond au même objectif par une architecture différente, avec une cage entraînée indépendamment du rouage principal, ce qui facilite sa fabrication en dispensant d’une extrême légèreté de la cage.

À savoir

Ces dispositifs ne suppriment pas l’influence de la gravité : ils la moyennent dans le temps. Une montre équipée d’un tourbillon ou d’un carrousel peut donc rester sensible à la gravité si elle reste immobile dans une seule position, par exemple posée sur une table plutôt que portée au poignet.