Comme la plupart des machines, un mouvement de montre mécanique réalise quatre opérations de base : production, stockage, transmission et enfin régulation de l'énergie.
Depuis des siècles, ces constantes de l'horlogerie mécanique sont exécutées par trois modules complémentaires : le barillet cylindrique accumulant l'énergie, les pignons et les roues dentées qui assurent sa transmission et l'ensemble balancier, spiral et échappement qui assurent sa régulation.
Avec son concept Monaco V4, TAG Heuer a remplacé la transmission traditionnelle à pignons et rouages par une transmission mécanique à courroies. La concept watch Monaco V4, présentée à BaselWorld 2004 et récompensée par un Red Dot Award, a été commercialisée avec succès fin 2009 en édition limitée à 150 pièces « Haute Horlogerie ».
Aujourd’hui, pour marquer son 150e anniversaire, la maison du groupe LVMH présente le TAG Heuer Pendulum Concept, le premier mouvement mécanique sans spiral. Depuis la création par Christiaan Huygens, en 1675, du ressort-spiral inspiré par Galilée, toutes les montres mécaniques possèdent cet organe composé d'une roue de balancier et d'un système de ressort enroulé en spirale. Fine bande d'alliage métallique enroulée en spirale, le spiral fournit le couple nécessaire pour faire osciller le balancier et réguler sa fréquence. Au fil des siècles, il a été considérablement modifié et amélioré.
Fils d'horloger suisse, Charles-Edouard Guillaume (1861-1938) découvrit de nouveaux alliages (Invar et Elinvar) réduisant considérablement la sensibilité thermique du ressort. Cette invention lui valut le Prix Nobel de physique en 1920.
Depuis des siècles, ces constantes de l'horlogerie mécanique sont exécutées par trois modules complémentaires : le barillet cylindrique accumulant l'énergie, les pignons et les roues dentées qui assurent sa transmission et l'ensemble balancier, spiral et échappement qui assurent sa régulation.
Avec son concept Monaco V4, TAG Heuer a remplacé la transmission traditionnelle à pignons et rouages par une transmission mécanique à courroies. La concept watch Monaco V4, présentée à BaselWorld 2004 et récompensée par un Red Dot Award, a été commercialisée avec succès fin 2009 en édition limitée à 150 pièces « Haute Horlogerie ».
Aujourd’hui, pour marquer son 150e anniversaire, la maison du groupe LVMH présente le TAG Heuer Pendulum Concept, le premier mouvement mécanique sans spiral. Depuis la création par Christiaan Huygens, en 1675, du ressort-spiral inspiré par Galilée, toutes les montres mécaniques possèdent cet organe composé d'une roue de balancier et d'un système de ressort enroulé en spirale. Fine bande d'alliage métallique enroulée en spirale, le spiral fournit le couple nécessaire pour faire osciller le balancier et réguler sa fréquence. Au fil des siècles, il a été considérablement modifié et amélioré.
Fils d'horloger suisse, Charles-Edouard Guillaume (1861-1938) découvrit de nouveaux alliages (Invar et Elinvar) réduisant considérablement la sensibilité thermique du ressort. Cette invention lui valut le Prix Nobel de physique en 1920.
Les problèmes de température étant atténués par les alliages de Guillaume, la régulation par ressort-spiral finit par s’imposer dans la conception des mouvements mécaniques.
Cependant il reste trois limites importantes à ce système : une masse qui le rend sensible à la gravité et déforme sa géométrie ; un matériau qui le rend sensible à la dilatation thermique ; et une divergence entre son centre géométrique et son centre de gravité.
Si les problèmes d'isochronie qui en résultent peuvent être réduits par des mesures techniques et physiques, ils ne sont jamais complètement éliminés.
Le premier défi que s'est donc lancé TAG Heuer a été de surmonter les limitations inhérentes au système de régulation traditionnel, en s'affranchissant de la nécessité du spiral. Le second défi était que le mouvement reste purement mécanique : en effet, souligne la marque dans son communiqué, « on pensait jusque là qu'une montre mécanique sans spiral aurait forcément besoin d'une autre source d'énergie pour sa régulation ».
Dans cet esprit, dans le TAG Heuer Pendulum Concept, le spiral traditionnel est remplacé par un ressort « invisible » ou virtuel, constitué d'aimants. Le dispositif complet constitue un oscillateur harmonique. Le champ magnétique, produit par quatre puissants aimants et contrôlé dans trois dimensions par des calculs géométriques complexes, fournit le couple de rappel linéaire nécessaire aux oscillations alternées du balancier.
Et la marque d’ajouter que « la période d'oscillation du TAG Heuer Pendulum Concept est insensible aux variations des forces de perturbation, ce qui en fait un système de chronométrage exceptionnel. Le mouvement doté de cet oscillateur révolutionnaire est entièrement mécanique, et ne requiert aucun actionneur électronique. Les aimants produisent un champ constant pendant des dizaines d'années ».
Le TAG Heuer Pendulum Concept, premier mouvement mécanique au monde muni d’un oscillateur sans spiral, bat à 43’200 alternances/heure (soit 6 hertz). Il ne nécessite aucun composant supplémentaire et fonctionne selon des propriétés physiques (magnétiques). Il doit son nom à une autre création de Huygens, inventée avant le spiral : l'horloge à pendule de 1657 (d’où son nom Pendulum…).
Cependant il reste trois limites importantes à ce système : une masse qui le rend sensible à la gravité et déforme sa géométrie ; un matériau qui le rend sensible à la dilatation thermique ; et une divergence entre son centre géométrique et son centre de gravité.
Si les problèmes d'isochronie qui en résultent peuvent être réduits par des mesures techniques et physiques, ils ne sont jamais complètement éliminés.
Le premier défi que s'est donc lancé TAG Heuer a été de surmonter les limitations inhérentes au système de régulation traditionnel, en s'affranchissant de la nécessité du spiral. Le second défi était que le mouvement reste purement mécanique : en effet, souligne la marque dans son communiqué, « on pensait jusque là qu'une montre mécanique sans spiral aurait forcément besoin d'une autre source d'énergie pour sa régulation ».
Dans cet esprit, dans le TAG Heuer Pendulum Concept, le spiral traditionnel est remplacé par un ressort « invisible » ou virtuel, constitué d'aimants. Le dispositif complet constitue un oscillateur harmonique. Le champ magnétique, produit par quatre puissants aimants et contrôlé dans trois dimensions par des calculs géométriques complexes, fournit le couple de rappel linéaire nécessaire aux oscillations alternées du balancier.
Et la marque d’ajouter que « la période d'oscillation du TAG Heuer Pendulum Concept est insensible aux variations des forces de perturbation, ce qui en fait un système de chronométrage exceptionnel. Le mouvement doté de cet oscillateur révolutionnaire est entièrement mécanique, et ne requiert aucun actionneur électronique. Les aimants produisent un champ constant pendant des dizaines d'années ».
Le TAG Heuer Pendulum Concept, premier mouvement mécanique au monde muni d’un oscillateur sans spiral, bat à 43’200 alternances/heure (soit 6 hertz). Il ne nécessite aucun composant supplémentaire et fonctionne selon des propriétés physiques (magnétiques). Il doit son nom à une autre création de Huygens, inventée avant le spiral : l'horloge à pendule de 1657 (d’où son nom Pendulum…).
Le TAG Heuer Pendulum Concept vise donc à révolutionner trois siècles de tradition horlogère et constituer en lui-même un gigantesque bond en avant technologique.
« Dans un système classique à spiral, l'effet de la gravité dû à la masse constitue un problème majeur. Avec le TAG Heuer Pendulum Concept, ce problème n'existe tout simplement pas. Il n'y a pas de perte d'amplitude et la fréquence du mouvement peut être modulée dans une large plage de fréquence sans surcharger l'alimentation en énergie. On obtient ainsi une augmentation significative de la précision (division du temps) et des performances (précision et stabilité de la fréquence) » précise le communiqué.
Le TAG Heuer Pendulum Concept s’annonce donc comme le premier oscillateur magnétique sans ressort capable de produire un couple de rappel comparable à celui d'un oscillateur avec spiral : le principe de base de l'échappement à ancre suisse reste donc inchangé, mais l'absence de masse, et donc d'inertie, permet d'atteindre des fréquences beaucoup plus élevées.
La précision théorique se veut nettement supérieure car l'oscillation peut se faire sur de petits angles (principe élémentaire de précision de l'oscillateur) sans modifier le couple de retour, et surtout, sans provoquer de déformations géométriques.
Le projet TAG Heuer Pendulum Concept a mobilisé les ingénieurs R&D et les horlogers de la maison dans un vaste partenariat de recherche avec les spécialistes en microsystèmes du Laboratoire d'Actionneurs Intégrés (LAI), une unité de recherche de l'Institut de Microtechnique de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).
Partant de zéro, il a fallu réaliser sur ordinateur des simulations poussées couplées à des analyses physiques (mécanique, magnétisme, comportement thermique). Trois années de recherches intensives en simulation ont été nécessaires à l'équipe R&D de TAG Heuer pour définir précisément le spiral magnétique virtuel du TAG Heuer Pendulum Concept.
Reste un problème connu de longue date : les aimants sont sensibles à la température. Le challenge pour TAG Heuer est à présent de découvrir l'équivalent magnétique de l'invar et de l'elinvar pour allier, en quelque sorte, les découvertes de Charles Edouard Guillaume et celles de Christiaan Huygens. Quand ce problème sera résolu, le TAG Heuer Pendulum Concept ne sera plus un concept mais une nouvelle étape dans l'évolution de la technologie des régulateurs mécaniques. Comme pour la Monaco V4, il faudra peut-être des années, mais TAG Heuer est décidé à relever le défi et à poursuivre l'aventure du Pendulum.
Soulignons enfin que TAG Heuer ne prétend pas remplacer le spiral suisse traditionnel par son Pendulum Concept dans tous les mouvements mécaniques. Son but est plutôt d'offrir une alternative de « Haute Horlogerie » susceptible d'être utilisée dans des éditions limitées haut de gamme, comme ce fut le cas pour la Monaco V4 avec le nouveau système de transmission.
« Dans un système classique à spiral, l'effet de la gravité dû à la masse constitue un problème majeur. Avec le TAG Heuer Pendulum Concept, ce problème n'existe tout simplement pas. Il n'y a pas de perte d'amplitude et la fréquence du mouvement peut être modulée dans une large plage de fréquence sans surcharger l'alimentation en énergie. On obtient ainsi une augmentation significative de la précision (division du temps) et des performances (précision et stabilité de la fréquence) » précise le communiqué.
Le TAG Heuer Pendulum Concept s’annonce donc comme le premier oscillateur magnétique sans ressort capable de produire un couple de rappel comparable à celui d'un oscillateur avec spiral : le principe de base de l'échappement à ancre suisse reste donc inchangé, mais l'absence de masse, et donc d'inertie, permet d'atteindre des fréquences beaucoup plus élevées.
La précision théorique se veut nettement supérieure car l'oscillation peut se faire sur de petits angles (principe élémentaire de précision de l'oscillateur) sans modifier le couple de retour, et surtout, sans provoquer de déformations géométriques.
Le projet TAG Heuer Pendulum Concept a mobilisé les ingénieurs R&D et les horlogers de la maison dans un vaste partenariat de recherche avec les spécialistes en microsystèmes du Laboratoire d'Actionneurs Intégrés (LAI), une unité de recherche de l'Institut de Microtechnique de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).
Partant de zéro, il a fallu réaliser sur ordinateur des simulations poussées couplées à des analyses physiques (mécanique, magnétisme, comportement thermique). Trois années de recherches intensives en simulation ont été nécessaires à l'équipe R&D de TAG Heuer pour définir précisément le spiral magnétique virtuel du TAG Heuer Pendulum Concept.
Reste un problème connu de longue date : les aimants sont sensibles à la température. Le challenge pour TAG Heuer est à présent de découvrir l'équivalent magnétique de l'invar et de l'elinvar pour allier, en quelque sorte, les découvertes de Charles Edouard Guillaume et celles de Christiaan Huygens. Quand ce problème sera résolu, le TAG Heuer Pendulum Concept ne sera plus un concept mais une nouvelle étape dans l'évolution de la technologie des régulateurs mécaniques. Comme pour la Monaco V4, il faudra peut-être des années, mais TAG Heuer est décidé à relever le défi et à poursuivre l'aventure du Pendulum.
Soulignons enfin que TAG Heuer ne prétend pas remplacer le spiral suisse traditionnel par son Pendulum Concept dans tous les mouvements mécaniques. Son but est plutôt d'offrir une alternative de « Haute Horlogerie » susceptible d'être utilisée dans des éditions limitées haut de gamme, comme ce fut le cas pour la Monaco V4 avec le nouveau système de transmission.
Le design de la TAG Heuer Grand Carrera Pendulum Concept est fidèle aux codes propre à la TAG Heuer Grand Carrera : facettes polies, cornes incurvées à facettes de part et d'autre d'une boîte en acier recouvert de carbure de titane noir. A 9h, une ouverture spéciale dans le cadran permet d’admirer le cœur du mouvement.
La TAG Heuer Grand Carrera Pendulum Concept souhaite inaugurer une ère nouvelle dans le domaine de l'horlogerie, promettant de nouveaux mouvements puissants et précis jusqu'aux plus petites fractions de temps. Elle pourrait avoir un impact énorme sur le design et les fonctions des montres et chronographes. Des demandes de brevet ont été déposées et sont en cours d'examen.
Affaire à suivre…
La TAG Heuer Grand Carrera Pendulum Concept souhaite inaugurer une ère nouvelle dans le domaine de l'horlogerie, promettant de nouveaux mouvements puissants et précis jusqu'aux plus petites fractions de temps. Elle pourrait avoir un impact énorme sur le design et les fonctions des montres et chronographes. Des demandes de brevet ont été déposées et sont en cours d'examen.
Affaire à suivre…
