Principes mécaniques › Le fonctionnement du mouvement mécanique

ORGANE DE DISTRIBUTION – ÉCHAPPEMENT À ANCRE SUISSE

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Vidéo : Discussion sur l’échappement à ancre suisse avec Dominique Büser

Vitesse réelle de fonctionnement (21’600A/h)

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1. Généralités

En général, l’échappement est l’organe de distribution d’une montre, d’une pendule ou d’une horloge. L’échappement à ancre suisse est apprécié pour sa robustesse, sa précision et sa relative facilité de production.

Dès son apparition, cet échappement s’est imposé comme la norme, tant par ses qualités techniques que par ses qualités économiques.

2. Histoire

L’échappement à ancre suisse est apparu dans la seconde moitié du XIXe siècle, améliorant les principes de l’échappement à ancre anglais, plus ancien et moins efficace.

C’est vers 1842 que Georges-Auguste Leschot, horloger suisse, a contribué à l’industrialisation de cet échappement, ce qui a permis sa diffusion à grande échelle. Au fil des décennies, les manufactures suisses l’ont perfectionné, en le faisant devenir un pilier de l’horlogerie moderne.

3. Rôle de l’échappement

L’échappement a deux rôles principaux. Il doit d’abord maintenir le rouage de finissage à l’arrêt afin de le libérer ponctuellement et régulièrement. En effet, si l’échappement n’existait pas, toute l’énergie du barillet se dissiperait en quelques secondes par le rouage de finissage qui s’emballerait. L’échappement bloque donc l’énergie du rouage et la laisse ponctuellement … s’échapper, ce qui lui vaut son nom. (On remarque que sur l’animation ci-dessus à gauche, la roue d’échappement avance par petits sauts, mais est la majorité du temps arrêtée).

L’échappement doit également entretenir les oscillations de l’organe régulateur en lui transmettant une impulsion régulière. L’organe régulateur étant un oscillateur, l’échappement a également pour rôle de transformer un mouvement linéaire (la rotation du rouage de finissage) en un mouvement oscillatoire (les oscillations du balancier-spiral) (animations ci-dessus).

4. Description et composants

L’échappement à ancre suisse fait partie de la famille des échappements libres.

L’échappement à ancre suisse est composé des éléments suivants :

La roue d’échappement. Elle est fabriquée généralement en acier, en nickel-phosphore (UV-LIGA), ou en silicium (DRIE)

L’ancre. Elle est généralement fabriquée en acier, voire en laiton ou en Glucydur, avec des palettes en rubis, ou entièrement en nickel-phosphore ou en silicium.

Le double plateau. Il se compose du grand et du petit plateau, reliés entre eux par un canon. Il est fabriqué dans des matériaux relativement ductiles, aptes à la chasse (acier, laiton ou Glucydur, etc.). Trop cassant, le silicium n’est pas adapté à la fabrication de double-plateaux. La cheville de plateau, généralement en rubis (corindon synthétique), est gommée ou collée au grand plateau.

5. Avantages et inconvénients de l’échappement à ancre suisse

Avantages

• Précision : L’échappement à ancre suisse est un échappement abouti qui permet d’obtenir une excellente chronométrie.
• Fiabilité : Il résiste particulièrement bien aux chocs et aux variations de position. Il se prête ainsi parfaitement à l’usage des montres-bracelet.
• Production industrielle : Quels que soient les matériaux employés dans la fabrication de ses composants, la production d’échappements à ancre suisse est maîtrisée et économique.
• Service après-vente :  À l’exception des échappements en silicium, l’échappement à ancre suisse peut être réglé (achevage) aisément, quel que soit l’âge de la montre.

Inconvénients

• Frottements : Bien que les matériaux des composants de l’échappement (acier-rubis, silicium) soient choisis pour minimiser les frottements, ceux-ci demeurent nombreux. Ainsi, les dents en acier de la roue d’échappement interagissent avec les palettes en rubis de l’ancre exclusivement par frottements de glissement. L’échappement à ancre suisse absorbe à lui seul environ 30% de l’énergie nominale du barillet. Les échappements en silicium parviennent aujourd’hui à de meilleurs rendements.
• Entretien : Dans une fabrication traditionnelle (acier et rubis), il nécessite une lubrification délicate, à renouveler régulièrement afin de garantir de bonnes performances et de limiter l’usure. Les échappements en silicium offrent également une solution à ce problème, la plupart d’entre eux pouvant fonctionner sans lubrification.

6. Fonctionnement

Le fonctionnement de l’échappement à ancre suisse peut être divisé en quatre phases qui se déroulent immuablement selon le même cycle à chaque alternance de l’organe régulateur. Ces quatre phases sont :

1. Le repos
2. Le dégagement
3. L’impulsion
4. Les sécurités

Détaillons ci-dessous l’action de chacun des composants durant chacune des quatre phases:

1. Le repos

Durant cette phase, l’ensemble du rouage de finissage est à l’arrêt, bloqué par l’échappement.

Double plateau:

C’est le seul élément de l’échappement alors en mouvement.

Durant la phase de repos, le double plateau effectue librement son arc supplémentaire ascendant α, puis son arc supplémentaire descendant β (voir ci-dessous, Figure 1, point 1). Il s’agit de l’angle parcouru par le double plateau (et donc par le balancier) durant la période d’arrêt de la roue d’échappement et de l’ancre.

Ancre:

L’ancre est à l’arrêt. La baguette de l’ancre est maintenue en appui contre la goupille de limitation (ci-dessous, Figure 1, point 2) par la dent de la roue d’échappement sous l’effet du tirage (cf onglet Le tirage).

Roue d’échappement:

Comme l’ancre, la roue est à l’arrêt. L’une de ses dents est en appui sur le plan de repos de la palette de l’ancre (voir ci-dessous, Figure 1, point 3).

Figure 1: Le repos

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2. Le dégagement

Durant cette phase, la roue d’échappement et le rouage de finissage reviennent très légèrement en arrière.

Double plateau:

La phase du dégagement débute lorsque la cheville de plateau entre en contact avec la fourchette (Figure 2, point 4). La phase de dégagement du double plateau correspond à l’angle α qu’il parcourt, tandis que la cheville de plateau pousse la fourchette de l’ancre (Figure 3).

Ancre:

La phase de dégagement de l’ancre correspond à l’angle β qu’elle parcourt au cours de l’action de la dent de la roue d’échappement sur le plan de repos de la palette (Figure 3). La phase de dégagement se termine lorsque la dent de la roue se trouve, théoriquement, sur le bec de repos de la palette (Figure 4, point 5).

Roue d’échappement:

Par le levier que constituent l’ancre et sa géométrie, la roue d’échappement recule légèrement durant la phase de dégagement (recul géométrique, env. 0,15-0,25°) puis poursuit son mouvement en se détachant brièvement du plan de repos de la palette (recul dynamique, env. 0,04°). La somme du recul géométrique et du recul dynamique définit l’angle γ (Figure 3). Enfin, la roue d’échappement reprend son sens de rotation habituel sous l’effet de l’énergie motrice. Comme pour l’ancre, on considère que la phase de dégagement se termine lorsque la dent de la roue se trouve, théoriquement, sur le bec de repos de la palette (Figure 4, point 5).

Figure 4

Fin du dégagement

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3. L’impulsion

C’est durant cette phase que l’échappement transmet l’énergie reçue du barillet via le rouage de finissage à l’organe régulateur.

Double plateau:

Le début de l’impulsion survient lorsque la fourchette rattrape la cheville de plateau (Figure 5, point 6). La phase d’impulsion du double plateau correspond à l’angle δ parcouru pendant que la fourchette pousse la cheville de plateau (Figure 6).  La phase d’impulsion débute avant le point mort et se termine après celui-ci (Figure 7).

Ancre:

La phase d’impulsion de l’ancre correspond à l’angle ε (Figure 6) qu’elle décrit pendant que le bec d’impulsion de la dent de la roue parcourt le plan d’impulsion de la palette. La phase d’impulsion se termine lorsque le bec d’impulsion de la dent de la roue se trouve sur le bec d’impulsion de la palette (Figure 8).

Roue d’échappement:

La phase d’impulsion de la roue d’échappement correspond à l’angle qu’elle parcourt pendant l’action du plan d’impulsion de sa dent sur le plan d’impulsion de la palette. L’impulsion commence lorsque le bec de repos de la palette entre en contact avec le plan d’impulsion de la palette (Figure 5, point 7) et se termine lorsque le bec d’impulsion de la dent atteint le bec d’impulsion de la palette (Figure 8, point 8).

Figure 8

Fin de l’impulsion

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4. Les sécurités

Les sécurités sont des angles parcourus par la roue d’échappement et l’ancre, en pure perte, juste après la phase d’impulsion.

Double plateau:

Au début de la phase des sécurités, la cheville de plateau perd le contact avec la fourchette de l’ancre (Figure 9, point 9). Le double plateau entame alors librement son arc supplémentaire ascendant α’ puis son arc supplémentaire descendant β’ (Figure 9).

Ancre:

L’angle de sécurité de l’ancre s’appelle le chemin perdu. C’est l’angle que parcourt la baguette de l’ancre dès lors que la dent de la roue d’échappement entre en contact avec le plan de repos de la palette (Figure 10, point 11) et l’instant où la baguette de l’ancre entre en contact avec la goupille de limitation sous l’effet du tirage (Figure 11, point 12).

Roue d’échappement:

L’angle de sécurité de la roue d’échappement s’appelle la chute. La chute correspond à l’angle parcouru par la roue dès lors qu’une de ces dents quitte le plan d’impulsion de la palette (Figure 9, point 10) et qu’une autre dent entre en contact avec le plan de repos de l’autre palette (Figure 10, point 11).

Figure 11

Fin du chemin perdu

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Note:

Pour une vision complète du fonctionnement de l’échappement à ancre suisse, se référer aux deux animations figurant en tête de cette page.

7. Définition de différents angles

1. Le double plateau (de facto le balancier)

Description des différents angles du double plateau (et donc du balancier) durant deux alternances (une oscillation).

(*) Important:

Lorsque la roue d’échappement effectue son recul dynamique (cf. onglet fonctionnement), l’ancre poursuit son mouvement, entraînée par la cheville de plateau. Lorsque la roue d’échappement reprend son mouvement en avant, la dent de la roue retrouve le contact avec le plan d’impulsion de la palette de l’ancre et la phase d’impulsion transmise au balancier débute. Durant cette période, le contact entre la cheville de plateau et la fourchette de l’ancre a été brièvement interrompu et le double plateau (et donc le balancier) a parcouru librement un petit angle compris entre la fin du dégagement et le début de l’impulsion (angles décrits ci-dessus comme le parcours libre du balancier).

2. L’ancre

2.1 Angle de levée total (Figure 12)

L’angle de levée total de l’ancre correspond au déplacement de la baguette de l’ancre entre les deux goupilles de limitation (ou des étoquaux). Il correspond à la somme des angles de dégagement, d’impulsion et du chemin perdu et sa valeur est généralement comprise entre 12° et 20°.

Figure 12

Angle de levée de l’ancre

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2.2 Angle d’engagement virtuel   (Figure 13)

C’est l’angle compris entre le bec de repos de la palette (cf. l’ancre) et le point où la dent de la roue d’échappement tombe sur le plan de repos de la palette de l’ancre.

2.3 Angle du chemin perdu    (Figure 13)

Il s’agit de l’angle que parcourt l’ancre entre la fin de l’impulsion et l’appui de la fourchette contre la goupille de limitation (ou l’étoquaux) (cf. fonctionnement)

Figure 13

Angles d’engagement virtuel et de chemin perdu de l’ancre

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2.4 Angle d’engagement total    (Figure 14)

L’angle d’engagement total correspond à la somme des angles d’engagement virtuel (Figure 13 – ) et de chemin perdu (Figure 13 –  )

Figure 14

Angle d’engagement total de l’ancre

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8. Organes empêchant le renversement

Alors que le balancier parcourt son arc supplémentaire (ascendant ou descendant), l’ancre est en appui contre l’une ou l’autre des goupilles de limitation (ou les étoquaux) par l’effet du tirage (cf. onglet tirage).

Si un choc vient à vaincre le couple du tirage, l’ancre bascule contre l’autre goupille de limitation. Au terme de l’arc supplémentaire descendant du balancier, la cheville de plateau bute contre le revers de la corne, ce qui provoque l’arrêt immédiat de la montre. (Figure 15).

Figure 15

Situation de renversement

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Afin d’empêcher le renversement, l’échappement à ancre suisse dispose de quatre organes:

• Le dard
• Le petit plateau
• Les cornes
• La cheville de plateau

Lorsque le balancier parcourt son arc supplémentaire, le dard s’appuie contre le pourtour du petit plateau empêchant l’ancre de basculer contre l’autre goupille de limitation et donc le renversement (Figure 16).

Figure 16

Organes empêchant le renversement (dard et petit plateau)

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Le petit plateau comporte une encoche alignée avec la cheville de plateau. Durant les phases de dégagement et d’impulsion (cf. fonctionnement), cette encoche permet au dard de passer et à l’ancre de basculer normalement d’une goupille à l’autre. Durant ces phases-là, c’est l’intérieur des cornes qui vient buter contre la cheville de plateau, évitant ainsi le renversement (Figure 17).

Figure 17

Organes empêchant le renversement (corne et cheville de plateau)

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9. Les chocs

Les différents chocs de l’échappement à ancre suisse sont perceptibles à l’oreille. Il s’agit du « tic-tac » des montres mécaniques. Mais quand l’oreille humaine perçoit un tic ou un tac, l’échappement a émis cinq sons dus à cinq chocs. Ces sons sont si rapprochés que l’oreille n’entend qu’un seul (un tic ou un tac).

L’analyse de ces sons, à partir de l’intensité de chacun et de l’espacement entre eux, permet de déceler des dysfonctionnements ou des réglages incorrects de l’échappement. De même, les graphiques d’un chronocomparateur permettent d’identifier les problèmes liés à l’échappement. Pour chaque alternance, ces cinq chocs sont les suivants:

1. Le dégagement
2. Le début de l’impulsion de la roue d’échappement
3. Le début de l’impulsion du balancier
4. La fin de la chute
5. La fin du chemin perdu

1. Dégagement

Le premier choc d’une alternance survient lorsque la cheville de plateau entre en contact avec l’intérieur de la fourchette (Figure 18).

Figure 18

Choc lors du dégagement

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2. Début de l’impulsion de la roue d’échappement

Peu après le dégagement, le bec de repos de la roue d’échappement tombe sur le plan d’impulsion de la palette. C’est le deuxième choc (Figure 19).

Figure 19

Choc lors du début de l’impulsion de la roue d’échappement

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3. Début de l’impulsion du balancier

La fourchette rattrape la cheville de plateau et transmet son impulsion au balancier par l’intermédiaire du double plateau. C’est le troisième choc (Figure 20).

Figure 20

Choc lors du début de l’impulsion du balancier

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4. Fin de la chute

Une dent de la roue d’échappement entre en contact avec le plan de repos d’une palette de l’ancre (Figure 21).

Figure 21

Choc à la fin de la chute de la roue d’échappement

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5. Fin du chemin perdu

Enfin, au terme de son chemin perdu, la baguette de l’ancre entre en contact avec l’une des goupilles de limitation (ou d’un étoquaux) (Figure 22).

Figure 22

Choc à la fin du chemin perdu de l’ancre

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10. Analyse des diagrammes de marche

Les appareils de contrôle de la marche des montres (chronocomparateurs), délivrent de nombreuses informations telles que la marche diurne instantanée, l’amplitude et la valeur du repère. Toutefois, une bonne lecture des diagrammes fournis par les chronocomparateurs permet d’identifier de nombreux problèmes liés au rouage de finissage, à l’échappement et à l’organe régulateur.

Ainsi, lors d’un fonctionnement sans défaut d’une montre parfaitement réglée, le diagramme présente une ligne horizontale unique (Figure 23).

Figure 23

Lorsque le repère est trop grand, deux lignes parallèles apparaissent sur le diagramme (Figure 24). La correction consiste à ajuster le repère (par le porte-piton mobile ou la virole), puis à réajuster la marche.

Figure 24

Lorsque la ligne du diagramme est ascendante, la montre avance (Figure 25 gauche). À l’inverse, lorsqu’elle descend, la montre retarde (Figure 25 droite). Il s’agit alors de régler la marche (par modification de la longueur active du spiral ou du moment d’inertie du balancier).

Figure 25

Dans certains cas, on constatera une variation de la marche lors des mesures de mouvement, tant en position horizontale qu’en position verticale (Figure 26). La correction consiste, dans ce cas, à resserrer les goupilles de limitation.

Figure 26

Lorsque le diagramme présente une ligne sinusoïdale régulière, il est utile de mesurer l’intervalle de temps entre chaque pic de la sinusoïde. Si la fréquence correspond à la vitesse de rotation du mobile de secondes (60 sec si le mouvement comporte une aiguille de secondes), un défaut de mal-plat ou de mal-rond existe sur le mobile de secondes (Figure 27). La correction consiste alors à vérifier et à corriger la rivure de la roue de secondes sur son pignon, ou à procéder à l’échange du mobile de secondes.

Figure 27

Le diagramme présente parfois une ligne irrégulière et aléatoire. Dans de tels cas, l’amplitude est souvent trop faible ou sujette à de nombreuses variations (Figure 28). Dans un tel cas, il est recommandé de procéder à une révision complète du mouvement.

Figure 28

Si le diagramme présente ponctuellement des lignes quasi verticales, si les sons de l’échappement s’emballent et deviennent irréguliers, et que l’on constate une vive augmentation de l’amplitude (ou la perte totale de l’information d’amplitude), cela signifie que l’amplitude est ponctuellement trop élevée et que le balancier rebat (Figure 29). On peut alors remplacer le ressort de barillet par un ressort développant un couple moindre, ou modifier la valeur de l’engagement total des palettes de l’ancre.

Figure 29

Des lignes multiples et irrégulières indiquent que le balancier rebat de manière continue (amplitude trop importante) (Figure 30). Là encore, on corrigera le défaut en remplaçant le ressort de barillet par un ressort de moindre couple ou en modifiant l’engagement total des palettes.

Figure 30

Un diagramme présentant une courbe sinusoïdale d’une fréquence serrée (quelques secondes) indique un problème de mal-rond de la roue d’échappement (Figure 31). Il est alors recommandé de remplacer le mobile d’échappement.

Figure 31

Si le diagramme présente une ligne aléatoire superposée à une ligne droite, cela signifie que la palette d’entrée de l’ancre croche ou qu’elle est sale (Figure 32). Il est alors recommandé de nettoyer soigneusement l’ancre et le mobile d’échappement et, le cas échéant, de remplacer l’ancre ou la palette d’entrée.

Figure 32

Les traits verticaux jalonnant une ligne de marche normale indiquent que le spiral touche ponctuellement les goupilles de raquette ou le piton (Figure 33). On corrigera ce défaut en vérifiant la géométrie et le centrage du spiral.

Figure 33

Une stabilisation de la marche et de l’amplitude trop lente entre deux positions de mesure indique un problème de lubrification des paliers du balancier ou du rouage de finissage (Figure 34).

Figure 34

11. Le tirage

Le tirage est une sûreté qui maintient la baguette de l’ancre en appui contre les goupilles de limitation lorsque le balancier effectue son arc supplémentaire. Cela évite que le dard entre en contact avec le pourtour du petit plateau et perturbe la période de l’organe régulateur.

L’action mécanique du tirage résulte de la pression exercée par une dent de la roue d’échappement sur le plan de repos de l’une ou l’autre des palettes de l’ancre.

Ainsi, la force F1 exercée par la dent de la roue agit perpendiculairement au plan de repos de la palette et crée un moment de force par le bras de levier de la distance d1 avec le point de pivotement de l’ancre. Ce moment de force a pour effet de plaquer la baguette de l’ancre contre la goupille de limitation avec une force F2 et un bras de levier d2, correspondant à la distance entre le point de pivotement de l’ancre et le centre de la goupille de limitation (Figure 35).

Figure 35

L’ancre est ainsi maintenue en appui contre la goupille de limitation. Si un choc parvient à vaincre la force du tirage, l’ancre bougera et le dard pourra brièvement entrer en contact avec le pourtour du petit plateau, mais la force du tirage le ramènera immédiatement à sa position de repos.

Valeur du moment de force du tirage

Le moment de force du tirage peut être défini par les calculs suivants:

La distance d1 varie selon la valeur de l’angle α mesuré au point de repos B1. Une variation de l’angle α provoque ainsi une augmentation ou une diminution du moment de force M du tirage (Figure 36).

Figure 36

L’angle de tirage β est la valeur comprise entre une perpendiculaire élevée au point de repos B sur la ligne qui joint ce point au point de pivotement de l’ancre    et le plan de repos de la palette BP (Figure 37).

Figure 37

Comme nous venons de le voir, l’angle de tirage β est défini  au bec de repos B de la palette. On peut également le définir au point de repos B1 de la palette. Dans ce cas, on nomme l’angle de tirage α (Figure 38). On comprend ainsi que pendant le dégagement (cf. fonctionnement), l’angle de tirage varie de β à α.

Figure 38

L’angle de tirage est défini lors de la construction de l’échappement (idéalement, il est de 9° pour la combinaison roue en acier- palette en rubis). Mais un angle de tirage trop faible diminue la force du tirage et en réduit donc la sécurité. Il accroît également le coefficient de frottement.

À l’inverse, un angle trop fort augmente le moment de force nécessaire au dégagement et augmente la valeur du recul de la roue d’échappement (perte de la valeur de l’impulsion). Ainsi, un angle de tirage trop faible ou trop élevé perturbe les qualités réglantes de l’organe régulateur. C’est ainsi qu’on peut définir un angle de tirage idéal (pour une roue d’échappement en acier et des palettes en rubis), généralement compris entre 13° et 16°.

Enfin, on notera que, lors du dégagement, l’angle de tirage augmente sur la palette d’entrée de l’angle ε (β = α + ε) (Figure 38).

Alors qu’il diminue sur la palette de sortie à la même valeur ε (β = α – ε) (Figure 39).

Figure 39

12. Arrêts sur les plans de repos et d’impulsion

1. Arrêt sur le plan de repos

On observe l’arrêt sur le plan de repos lorsque le mouvement est complètement armé. On positionne alors manuellement le balancier de sorte que la cheville de plateau se trouve au début de la phase de dégagement (voir « Fonctionnement ») (Figure 40).

Figure 40

Si le balancier ne parvient pas à dégager la roue d’échappement du plan de repos de la palette par la seule force du spiral, on considère que le mouvement a de l’arrêt sur le plan de repos.

L’arrêt sur le plan de repos est le plus marqué lorsque le mouvement est en armage maximum, car la force exercée par la dent de la roue d’échappement sur le plan de repos de la palette (et donc le tirage) est alors maximale. Comme nous le décrivons dans le chapitre « tirage », le tirage augmente lors du dégagement sur la palette d’entrée et diminue lors du dégagement sur la palette de sortie.

Les mouvements d’un diamètre supérieur à 24 mm ne doivent en aucun cas présenter un arrêt sur le plan de repos. On ne peut cependant pas empêcher un arrêt sur le plan de repos lorsqu’il s’agit d’un mouvement d’un diamètre inférieur à 24 mm. En effet, lorsqu’on diminue la taille du mouvement, le moment d’inertie et le couple du spiral diminuent plus rapidement que le couple du ressort de barillet.

Dans les mouvements d’un diamètre inférieur à 24 mm, il n’est pas toléré d’avoir un arrêt sur le plan de repos après 24 h de marche, car la difficulté à opérer le dégagement perturbe significativement l’isochronisme de l’organe régulateur.

1a. Causes de l’arrêt sur le plan de repos

Les causes d’un arrêt sur le plan de repos peuvent être les suivantes:

• Un manque de liberté ou une lubrification insuffisante des mobiles de l’échappement. (remarquable par une amplitude trop faible)
• Un état de surface défectueux du plan de repos de l’une ou l’autre des palettes ou une lubrification insuffisante de la roue d’échappement des palettes.
• Un profil ou un état de surface défectueux du plan de repos des dents de la roue d’échappement.
• Un angle de tirage trop fort.
• Un manque d’ébat de la cheville de plateau dans la fourchette de l’ancre.
• Des côtés de l’entrée de la fourchette trop courts, entraînant un ébat de dard trop important au début de l’arc supplémentaire du balancier.
• Une mauvaise mise au repère

Pour éviter ou limiter l’arrêt sur le plan de repos (selon le diamètre du mouvement), il faut déterminer la position du balancier lorsque survient l’arrêt sur le plan de repos. Il est alors possible de diminuer l’engagement total de chaque palette afin de déplacer angulairement la fin du dégagement et qu’il se produise avant la position d’arrêt sur le plan de repos. Cette solution implique néanmoins une réduction de la valeur des chemins perdus.

Une autre solution, plus compliquée à réaliser, consiste à accentuer l’inclinaison des plans d’impulsion des palettes. Ceci réduira la valeur de l’engagement total sans modifier l’angle des chemins perdus. On veillera alors à conserver une valeur suffisante des engagements virtuels.

Lors du développement de mouvements de petits diamètres, on peut minimiser l’arrêt sur le plan de repos en augmentant le rapport entre les angles de levées de l’ancre et du balancier (voir tableau ci-dessous). Cela implique de réduire le diamètre des plateaux et d’allonger la fourchette de l’ancre. Ainsi, le balancier débute son dégagement avec un angle plus grand que celui du point mort, ce qui augmente son couple et limite l’arrêt sur le plan de repos. Toutefois, un angle de levée du balancier élevé accroît l’influence perturbatrice de l’échappement sur l’isochronisme de l’organe régulateur.

2. Arrêt sur le plan d’impulsion

On observe l’arrêt sur le plan d’impulsion en armant le ressort de barillet de deux dents de rochet.  On positionne ensuite manuellement le balancier de sorte qu’une des dents de la roue d’échappement se trouve au début du plan d’impulsion de la palette (Figure 41). Si l’impulsion ne se donne pas complètement par cette faible force motrice, on considère alors que le mouvement a de l’arrêt sur le plan d’impulsion.

Figure 41

Tous les mouvements ont de l’arrêt sur le plan d’impulsion. Pour vérifier si celui-ci est acceptable, on arme très progressivement le ressort de barillet jusqu’à ce que le mouvement se mette spontanément en marche en prenant soin d’observer la rotation du rochet. Les valeurs admises pour vaincre l’arrêt sur le plan d’impulsion sont les suivantes:

Mouvements de petit diamètre : mise en marche après 4 à 5 dents d’armage du rochet.

Mouvements de diamètre moyen : mise en marche après 1/2 tour d’armage du rochet.

Mouvements de grand diamètre : mise en marche après 1 à 2 tours d’armage du rochet.

2.a Causes d’arrêt sur le plan d’impulsion

Les causes d’arrêt sur le plan d’impulsion peuvent être les suivantes:

• Un manque de force motrice (ressort de barrillet trop faible, manque de liberté du rouage de finissage, défauts d’engrenages, mauvaise lubrification).
• Un manque de liberté de l’ancre ou du balancier.
• Un état de surface ou de profil du plan d’impulsion de la palette défectueux.
• Un état de surface ou de profil du plan d’impulsion des dents de la roue d’échappement.
• Une mauvaise lubrification de la roue d’échappement – ancre.
• Un manque d’ébat de la cheville de plateau dans la fourchette de l’ancre.
• Un état de surface ou un profil défectueux de l’entrée de la fourchette de l’ancre.
• Une mauvaise mise au repère.

Important

L’arrêt sur le plan d’impulsion augmente à mesure que le diamètre du mouvement augmente. Il ne s’agit pas réellement d’un défaut, car il ne nuit ni à la précision du mouvement ni à l’isochronisme de l’organe régulateur. Toutefois, lorsqu’il est trop important, il ne permet pas une mise en marche spontanée du mouvement, sous la seule influence de la force motrice et nécessite de donner manuellement une première impulsion au balancier (par rotation rapide du mouvement, de la montre par exemple).

Pour obtenir le meilleur réglage et le meilleur isochronisme possible, il est préférable d’avoir l’angle de levée du balancier le plus faible possible.

3. Valeurs admises & rapports des angles de levée