L’ORGANE MOTEUR
- Définition et différents types d'organes moteur
- Description & composants
- Fonctionnement
- Calculs de l'organe moteur
Définition
L’organe moteur d’un objet destiné à la mesure du temps dispense l’énergie nécessaire à son bon fonctionnement.
Différents types d’organes moteurs
Poids / gravité Horloges à poids
Ressort / barillet Montres portées, pendules, réveils
Batterie / alimentation électrique Montres et horloges électriques, électroniques, atomiques
Le poids moteur :
Le poids moteur d’une horloge est fixé à l’extrémité d’une corde ou d’une chaîne enroulée à un cylindre portant une roue dentée. Par l’effet de la gravité le poids descend et entraine le cylindre auquel il est fixé et sa roue dentée dans un mouvement rotatif. Le couple développé par ce système rudimentaire est parfaitement constant. La réserve de marche dépend de la longueur de la corde ou de la chaine à laquelle est fixé le poids (et à sa longueur de débattement). Lorsque la corde ou la chaine est entièrement déroulée, l’horloge s’arrête. Un mécanisme de manivelle ou de clé et un encliquetage permettent d’enrouler la corde autour du cylindre et de faire remonter le poids. C’est à ce type de mécanisme que l’on doit l’expression : « remonter sa montre ». Contrairement au barillet ou à la batterie, un système à poids ne stocke pas l’énergie.
Le barillet :
Le barillet est un système d’organe moteur présent dans certaines horloges et pendules de petite taille ainsi que dans la totalité des montres portées (montres de poche ou montres bracelet). C’est un ressort enroulé dans un cylindre qui permet de stocker l’énergie accumulée lors du remontage de la montre (manuel ou automatique) et de la restituer graduellement au mouvement. C’est le type d’organe moteur que nous détaillerons dans ce chapitre.
La batterie :
Dans les montres électroniques (diapason, quartz etc.), l’énergie (électrique) est stockée dans la batterie qui permet d’alimenter le mouvement (oscillateur, moteur pas-à-pas, affichage). Une alimentation électrique externe (horloges électriques ou atomiques) ne permet pas de stocker de l’énergie et est donc adaptée à des instruments fixes.
Description
L’ensemble de l’organe moteur d’une montre mécanique est appelé : le barillet. Quatre composants constituent le barillet :
–Le tambour de barillet. Il s’agit d’un cylindre à l’intérieur duquel vient se loger le ressort de barillet. En périphérie du tambour de barillet se trouve une denture qui permet au tambour de barillet d’engrener avec le pignon de centre et d’entrainer l’ensemble du rouage de finissage.
–Le ressort de barillet est une longue lame d’acier de section rectangulaire. C’est en se détendant après avoir été précontraint (armé ou remonté) qu’il fournit l’énergie nécessaire au fonctionnement de la montre.
–L’arbre de barillet. C’est l’axe du barillet autour duquel vient s’enrouler le ressort de barillet.
–Le couvercle de barillet. Une fois le ressort et l’arbre de barillet correctement positionnés à l’intérieur du tambour, le couvercle de barillet referme l’ensemble, protégeant ainsi le ressort de barillet de la poussière.
Assemblage du barillet
La première étape consiste à insérer le ressort dans le tambour. A l’état de neuf, les ressorts de barillet sont livrés enroulés totalement précontraints en étant cerclés d’une bague en aluminium. Il suffit donc de positionner le ressort au centre du tambour, de le pousser au fond et de retirer la bague d’aluminium. Pour replacer un ressort détendu il est nécessaire d’enrouler (de précontraindre) celui-ci à l’aide d’une estrapade et d’utiliser celle-ci pour repositionner le ressort à l’intérieur du tambour. Les ressorts modernes sont auto-lubrifiés et ne nécessitent aucun graissage.
Après avoir préalablement lubrifié les tenons de l’arbre de barillet lui permettant de pivoter librement dans le tambour, l’arbre de barillet peut être positionné au centre du tambour en veillant à ce qu’il passe au centre de la première spire du ressort de barillet. Une fois l’arbre de barillet correctement positionné, la première spire (intérieure) du ressort de barillet doit s’enrouler autour de la bonde de l’arbre.
Après s’être assuré que l’arbre et l’ensemble de la longueur du ressort plaquent bien au fond du tambour, l’ensemble peut être fermé par le couvercle venant se clipser au tambour par un ajustement en queue d’aigle.
Remontage (armage)
Dernier élément du mécanisme de remontoir, le rochet est positionné sur l’arbre de barillet auquel il est lié par un ajustement carré.
Ce carré permet d’entrainer l’arbre de barillet dans un mouvement rotatif par le rochet lorsque le mécanisme de remontoir est en rotation.
Durant la phase d’armage, le tambour et son couvercle demeurent fixes alors que l’arbre pivote librement en leur centre. Le ressort de barillet est tenu par son extrémité intérieure à la bonde de l’arbre par un crochet alors que la bride de son extrémité extérieure se croche à la paroi intérieure du tambour. En tournant sur lui-même l’arbre de barillet va tirer sur la lame du ressort qui vient alors s’entourer autour de la bonde de l’arbre, au centre du tambour. Le cliquet d’armage empêche l’arbre de barillet et l’ensemble du mécanisme de remontoir de revenir brutalement en arrière sous l’effet de la force du ressort de barillet et de laisser ainsi fuir son énergie en pure perte.
Marche (désarmage)
Une fois le ressort enroulé autour de l’arbre de barillet (montre remontée, ressort armé), l’énergie qu’il contient ne pouvant pas s’échapper par l’arbre de barillet, le ressort va entrainer le tambour dans un mouvement rotatif par traction de la bride du ressort dans son logement de la paroi intérieure du tambour. Le tambour pivote alors lui-même autour de l’arbre qui est alors fixe. Dans son mouvement rotatif autour de l’arbre de barillet, la denture du tambour engrène avec les ailes du pignon de centre entrainant celui-ci et dispensant ainsi toute l’énergie requise au fonctionnement de la montre.
Montres à plusieurs barillets
Afin d’augmenter la réserve de marche et/ou d’obtenir davantage de couple, on peut multiplier le nombre de barillets. A l’instar d’un circuit électrique, un montage en série des barillets (les deux barillets se succèdent dans la chaine cinématique) permettra d’augmenter la réserve de marche alors que leur fonctionnement en parallèle (les deux barillets entrainent simultanément le pignon de centre) permettra d’augmenter le couple délivré au mouvement.
Nombre de tours d’armage et de désarmage
Calcul du nombre maximum de tours de désarmage du ressort de barillet
Calcul de la longueur théorique du ressort de barillet
Calculs du couple du ressort de barillet
