LE MOBILE D’ÉCHAPPEMENT

Les premiers échappements apparaissent en Chine au 8^ème siècle déjà.  Ils ne cesseront d’évoluer, de connaitre une multitude de diversité et d’être le fruit permanent de recherches et d’études visant à en améliorer les performances. L’ancre est inventée en 1657 par Robert Hooke. Il ne régule alors que des horloges et se généralise, pour sa précision et sa faible consommation d’énergie. L’un des plus grands défis qu’auront eu les horlogers du 18^ème siècle fut de trouver des types d’échappement capables de fonctionner dans une montre portée, en subissant un minimum d’influences dues aux positions de la montre et aux chocs.

Les horlogers anglais furent les plus inventifs et les plus prolifiques en termes d’échappement. C’est encore à l’un d’eux, Thomas Mudge, que l’on doit l’invention de …l’échappement à ancre suisse. Cet échappement à été produit dès lors pour des montres de haut de gamme avant de se généraliser et de s’imposer définitivement entre la fin du 19^ème siècle et le début du 20^ème siècle. L’industrialisation permettant d’en améliorer la précision et d’en diminuer les coûts de fabrication. Le progrès des calculs d’échappement et les performances des outils et des machines, permettent, à la fin des années soixante d’augmenter le nombre de dents de la roue d’échappement et d’atteindre ainsi des fréquences de réglages plus élevées (jusqu’à 5Hz). La dernière et l’une des plus significative évolution est arrivée au tout début du 21ème siècle avec l’application horlogère du silicium produit par procédé photo-lithographique (gravure D.R.I.E.). Les avantages de cette méthode industrielle sont nombreux : Les roues d’échappement ne nécessitent plus de fraises couteuses pour le taillage des dentures, le matériau peut être allégé au maximum et est amagnétique.

Selon le type d’échappement, différents matériaux pourront être utilisés pour la fabrication de la planche de la roue d’échappement et les opérations de fabrication pourront différer selon les cas. Dans le cas d’un échappement à ancre suisse, la roue d’échappement sera généralement en acier. L’artisan procédera selon la même méthode que pour une planche de roue traditionnelle. Le taillage de la denture, demande cependant l’usage de fraises différentes généralement au nombre de quatre.  Il pourra être réalisé à l’aide d’une machine à tailler les engrenages ou d’un tour doté d’un plateau diviseur. Le coût des fraises et les nombreuses opérations nécessaires à sa fabrication font de la roue d’échappement un mobile particulièrement onéreux à fabriquer. Traditionnellement, les faces de la roue d’échappement sont polies. Cette terminaison permet d’éviter que l’huile limitant la friction entre la denture de la roue d’échappement et les palettes de l’ancre ne glisse sur les plats de la roue. Un traitement de surface de la roue appelé épilamage permet également de contenir l’huile dans la denture sans qu’elle n’échappe sur les surfaces de la planche.

Industriellement, la roue d’échappement est tournée et usinée à l’aide d’une décolleteuse qui peut également fraiser les bras de la planche. Le taillage de la denture se fait sur une machine à tailler et nécessite, dans ce cas également, l’usage de plusieurs fraises et autant d’opérations de taillage.

Les technologies de microfabrication ont profondément transformé la production de certains composants horlogers, en particulier les composants de l’échappement. Parmi ces procédés, la fabrication par UV-LIGA et celle par gravure du silicium (DRIE) permettent d’obtenir des roues d’échappement d’une précision géométrique extrêmement élevée, difficilement atteignable par les méthodes traditionnelles d’usinage.

Ces procédés reposent sur des techniques issues de la microélectronique et permettent la réalisation de pièces présentant des profils complexes, des états de surface maîtrisés et une répétabilité industrielle quasi parfaite dans des matériaux réputés amagnétiques.

Contrairement aux méthodes classiques (taillage, fraisage, étampage), les procédés UV-LIGA et silicium :

• Suppriment les efforts mécaniques lors de la fabrication
• Concernent des matériaux amagnétiques
• Éliminent les défauts liés à l’outil (rayon de fraise, bavures)
• Permettent une précision et une répétabilité supérieures

Ils s’inscrivent ainsi dans une évolution vers une horlogerie de haute précision, combinant savoir-faire traditionnel et technologies avancées.

La fabrication des roues d’échappement par UV-LIGA et en silicium par méthode DRIE illustre l’intégration des technologies de microfabrication dans l’horlogerie contemporaine. Ces procédés permettent d’améliorer la précision, la régularité et les performances des échappements, tout en ouvrant la voie à de nouvelles architectures.

Ils constituent aujourd’hui un complément aux méthodes traditionnelles, particulièrement dans le domaine de la haute horlogerie technique et de la production industrielle de composants à haute valeur ajoutée.