LE RUBIS
Tableau des propriétés principales du rubis
| Propriété | Valeur typique | Remarques |
|---|---|---|
| Masse volumique | ~4,0 g/cm³ | Modérée |
| Module d’élasticité (E) | ~350–400 GPa | Très élevé |
| Résistance à la traction | Faible | Matériau fragile |
| Dureté (HV) | ~2000 HV | Très élevée |
| Dureté (Mohs) | 9 | Juste en dessous du diamant |
| Conductivité thermique | ~25–40 W/m·K | Moyenne |
| Conductivité électrique | Nulle | Isolant |
| Coefficient de dilatation | ~5–8 ×10⁻⁶ /K | Faible |
| Magnétisme | Non | Amagnétique |
| Résistance à la corrosion | Excellente | Inerte |
| Usinabilité | Très difficile | Abrasif |
Définition
Le rubis est une variété de corindon (Al₂O₃), un oxyde d’aluminium cristallisé, caractérisé par une dureté très élevée (9/Mohs) et une excellente résistance à l’usure. De nos jours sa présence dans les mouvement est exclusivement sous forme de rubis synthétique, en raison de sa pureté, de sa régularité et de sa disponibilité. Les propriétés des rubis synthéltiques sont identiques à celles des rubis naturels mais sont uniformes en couleur et ne présente pas d’inclusion (risque de casse).
Introduit dès le XVIIIᵉ siècle dans les mouvements horlogers, le rubis constitue un élément essentiel des paliers et des systèmes de réduction de friction, contribuant de manière déterminante à la précision et à la longévité des montres.
Propriétés principales
Le rubis présente des propriétés particulièrement adaptées aux fonctions horlogères :
- Très grande dureté (~2000 HV, 9 sur l’échelle de Mohs)
- Excellente résistance à l’usure
- Faible coefficient de frottement (en association avec l’acier)
- Très bonne stabilité chimique
- Matériau amagnétique
- Faible dilatation thermique
- Très bonne aptitude au polissage
Ces propriétés en font un matériau idéal pour les surfaces de contact en mouvement.
Rubis naturel et rubis synthétique
1. Rubis naturel
Historiquement, les premiers rubis utilisés en horlogerie étaient naturels.
Caractéristiques :
- Variabilité des propriétés
- Impuretés naturelles
- Disponibilité limitée
👉 Aujourd’hui, son usage est exclusivement réservé à des applications joaillières (sertissage de cadrans, de boites, de bracelets etc.)
2. Rubis synthétique
Le rubis synthétique est produit artificiellement à partir d’oxyde d’aluminium.
Principales méthodes :
- Procédé Verneuil (fusion à la flamme)
- Croissance par tirage (Czochralski)
Avantages :
- Pureté élevée
- Propriétés constantes (couleur)
- Production contrôlée
- Coût maîtrisé
👉 Il constitue aujourd’hui la norme dans les applications techniques (mouvement)
Fabrication des rubis horlogers
Les rubis destinés à l’horlogerie sont obtenus par :
- Croissance du cristal synthétique
- Découpe en plaquettes
- Usinage de précision (perçage, profilage)
- Polissage des surfaces fonctionnelles
Ces opérations permettent d’obtenir :
- des trous parfaitement calibrés
- des surfaces extrêmement lisses
- des géométries précises
Types de rubis horlogers
On en distingue plusieurs types selon leur fonction :
- Rubis percés (paliers) → guidage des axes
- Rubis à contre-pivot → maintien axial
- Rubis d’impulsion → transmission d’énergie (levées, chevilles de plateau etc.)
- Réduction de friction → galets, etc.
Applications horlogères
Le rubis est utilisé pour :
- Paliers des axes (rouages, balancier)
- Systèmes d’échappement
- Réduction des frottements
Il est présent dans pratiquement tous les mouvements mécaniques et quartz.
Avantages
- Très grande résistance à l’usure
- Réduction significative des frottements
- Stabilité dans le temps
- Matériau amagnétique
- Excellente précision de fabrication
- Durabilité exceptionnelle
Limites
- Fragilité (cassant)
- Coût supérieur aux matériaux standards
- Nécessite un montage précis
- Sensible aux chocs violents