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Je viens de voir cette article sur Facebook qui mène nul part, mais un article d’il y a 4 jours parlait du retour de Mr Sémon avec une nouveauté sur laquelle il travaille depuis quelques années.
Il me tarde de voir cette nouveauté et on peut déjà voir une transmission à courroie. (Je crois qu’il était déjà à l’origine de cette techno chez Tag sur la Monaco).
Si Mr Sémon, qui a un compte sur FAM, passe par ici ce serait cool qu’il nous fasse une petite présentation de la montre et de sa techno.
À suivre…Bonsoir M. Sémon,
En effet, presque 6 ans depuis votre sujet « Kiss Landing… »
https://famontres.com/forums/topic/kiss-landing/Cette nouvelle montre « Trilogy » est-elle l’aboutissement de cette démarche de « vraie innovation » que vous annonciez alors?
Nous sommes toute ouïe si vous êtes prêt à nous éclairer sur les spécificités de cette montre.
Bonjour Guy Semon,
Nous nous rappelons de vos passionnantes interventions que je vais d’ailleurs m’attacher à relire.
En espérant que vous nous présenterez votre montre Trilogy, nous nous en réjouissons par avance.Cette montre s’appelle « Trilogy » car elle intègre trois sujets indépendants mais évidemment liés. On peut voir la chose comme trois problèmes posés, assortis de solutions en réponse.
Énergie : la norme chronomètre ISO 3159 mesure la précision dans différentes positions, sur des séquences de 24 h, avec notamment une reprise de marche et des gradients thermiques. Pourquoi ? La plupart des ressorts — disons une dizaine de tours et 50 à 80 h de réserve de marche — voient leur couple chuter, ce qui influe sur l’amplitude du balancier et donc sur la précision. La vraie question est : pourquoi les marques ne publient-elles pas la précision en fonction de l’autonomie restante (valeur instantanée et valeur moyenne) ?Le sujet est donc ici : comment concevoir des ressorts les plus linéaires possible tout en accumulant le plus d’énergie possible ? On ne traite pas du cas du remontage automatique, en supposant que, la montre portée étant toujours remontée, elle se situe toujours dans le domaine à énergie constante. Il s’agit d’un dispositif additionnel qui ne traite pas de la cause, mais d’un usage particulier par ailleurs discutable…
Transmission : Les engrenages représentent beaucoup d’avantages mais pas moins de limites. Le premier est géométrique, les entraxes et les diamètres, sont limités par l’espace disponible dans un mouvement. La conséquence est la réduction du nombre de dents pour créer des rapports de réduction les plus grands possibles. On est de l’ordre de 3000 entre le barillet et le pignon d’échappement avec les contraintes sexagésimales des rapports de la montres et décimaux du côté du chronographe. On peut ajouter l’inversion du sens de rotation sur deux roues en contact. La réduction du nombre de dents oblige à corriger la denture géométriquement (problème d’interférences). Je recommande l’excellent livre d’Henriot sur les engrenages. La correction de denture est un sujet connu mais sur les petites dimensions, en tenant compte des jeux dentures qui se cumulent à ceux des pivots, le contact dent/dent ne se positionne plus exactement sur une ligne de pression, il s’opère un petit déplacement et qui dit glissement dit frottement… Il ne faut pas oublier qu’a chaque fois on multiplie les rendements et que l’énergie chute de façon non négligeable. Si on considère le domaine horloger « classique) avec des pignons de l’ordre de 3mm et de 8mm les limites de démultiplication sont fixées par la taille (fabrication, montage, réglage…), les jeux de fonctionnement, l’encombrement disponible (dans le plan et en hauteur), les fameux entraxes, le rendement… ça fait déjà beaucoup.
A cela s’ajoute un problème plus général qui est celui du comptage. Un engrenage classique ne sait produire qu’un rapport entre nombres entiers, puisque chaque roue a un nombre entier de dents : 60 dents sur 20 donnent exactement 3, ce qui est parfait pour diviser, multiplier ou transmettre une rotation régulière. Mais beaucoup de fonctions astronomiques échappent à ces rapports simples. La lunaison moyenne vaut environ 29,53… jours, et comme aucune roue ne peut avoir 29,53… dents, on doit l’approximer (29,5 = 59/2) : élégant mais faux, car l’écart, minime sur une lunaison, s’accumule avec le temps. Le réduire impose d’ajouter des roues et des correcteurs, et chaque étage apporte sa part de, de jeu, de perte d’énergie et d’encombrement : la précision mathématique se paie en complexité mécanique, et plus la fonction exige de décimales fines, plus la chaîne s’allonge dans un volume qui lui est fixe. L’équation du temps pousse la limite plus loin encore : ce n’est pas une rotation régulière mais une correction annuelle irrégulière, le soleil vrai devançant ou suivant le soleil moyen selon la date. Un engrenage circulaire sait faire un rapport constant, pas une courbe variable ; il faut donc des cames, des différentiels ou des trains correcteurs, au prix d’une architecture plus lourde et plus dissipative. Pas simple à résoudre…Régulation : Encore un autre problème technique et pas simple car situé au pire endroit, à l’aval de la chaîne cinématique, là où l’énergie est la plus faible. Il y a deux morceaux interdépendants, le distributeur (échappement) et le régulateur (balancier + spiral). L’échappement à ancre suisse n’est pas un fournisseur « ordinaire » d’énergie au balancier : c’est un système hybride qui, par les mêmes contacts, décide, verrouille et injecte l’énergie en même temps, et c’est cette superposition des rôles qui crée ses limites. En ingénierie des systèmes de contrôle/commande on parlerait de distributeur discret d’énergie à commande mécanique couplée : il convertit l’oscillation continue du balancier en événements discrets — verrouillage, déverrouillage, impulsion, chute, repos — par contact entre dents, palettes, ancre et cheville. De là, une première limite, énergétique : le balancier-spiral doit osciller le plus librement possible pour rester stable, mais recevoir de l’énergie à chaque alternance pour compenser ses pertes, soit 8 injections par seconde à 4 Hz (cas courant), dans une chaîne barillet-rouage-échappement au rendement limité où l’échappement dissipe une part importante de l’énergie. C’est précisément ce que mesure le facteur de qualité Q, rapport entre l’énergie stockée dans l’oscillateur et l’énergie dissipée par cycle (Q ≈ 2π × énergie stockée / énergie perdue par période) : plus Q est élevé, plus la résonance est étroite et la fréquence stable, donc plus la montre est précise. Or le balancier-spiral mécanique plafonne typiquement à un Q de quelques centaines, là où un diapason à quartz dépasse aisément 10 000 — et chaque reprise par l’ancre vient justement amputer ce Q en réinjectant pertes et perturbations dans l’oscillateur. Une limite cyclique ensuite : 28 800 alternances par heure, près de 700 000 par jour, chacune étant une décision, un contact, une impulsion et une dissipation — minuscules, mais répétées. Une limite dynamique : l’échappement entretient l’oscillation tout en la perturbant, ajoutant impédance périodique, chocs, frottements et bruit de phase ; le balancier n’est jamais totalement libre, toujours repris par l’ancre — ce couplage permanent étant la cause directe du Q limité évoqué plus haut. Une limite amplitude-fréquence : le spiral réel n’étant pas parfaitement isochrone, sa fréquence dépend de l’amplitude, si bien qu’une variation d’impulsion devient variation d’amplitude, donc de temps. Une limite dimensionnelle : en miniaturisant, le balancier stocke moins d’énergie, les pivots deviennent plus sensibles, les jeux proportionnellement plus grands, et les contacts restent critiques. Une limite fréquentielle enfin : monter en fréquence améliore la résolution temporelle mais multiplie les événements : à 50 Hz, 100 contacts par seconde, des temps de commutation comparables à une part notable de la période, où chocs, oscillation et précision des fenêtres de contact deviennent des verrous physiques ; ce que la fréquence gagne en résolution, elle le perd en énergie. En somme, le balancier-spiral donne une bonne base de temps, mais l’échappement l’entretient en le perturbant, car il doit compter, verrouiller, libérer et injecter par les mêmes contacts, d’où ses limites énergétiques, cycliques, dynamiques, dimensionnelles et fréquentielles, toutes convergeant vers un même symptôme : un facteur Q bridé. L’idée de mon travail consiste justement à séparer ces fonctions : confier la fréquence à une structure oscillante — à Q élevé parce que peu perturbée — et rendre l’injection d’énergie aussi peu critique que possible, passer d’une régulation par contact périodique à une régulation par architecture.
Donc voilà, j’ai passé pas mal de temps à travailler sur les trois sujets et à faire des mouvements qui partent de là…
Merci pour cette entrée en matière qui expose les trois problèmes fondamentaux auxquels vous vous êtes attaqué.
Quid des solutions?
Concernant l’énergie : « comment concevoir des ressorts les plus linéaires possible tout en accumulant le plus d’énergie possible ? »
Je vois que vous employez deux barillets, mais j’ai du mal avec la seule image présentée à discerner s’ils alimentent la même chaîne cinématique, ou bien s’ils sont chacun dévolus à l’un des deux échappements que l’on voit en haut.
Au vu de votre conception radicale des problèmes, j’imagine qua la linéarité de la force est gérée directement au niveau du ressort (géométrie, composition, traitement) et pas en aval par un dispositif correcteur?
Les spirales présentes sur les couvercles de barillet ont-elles une fonction autre qu’esthétique?Concernant la transmission : « Les engrenages représentent beaucoup d’avantages mais pas moins de limites. »
La solution explorée est visiblement le système de transmission par courroie. Il me semble en discerner 5, mais aussi pas mal d’engrenages « classiques ».
Sur cette itération, vous avez travaillé uniquement avec des courroies crantées, donc uniquement avec des rapports de réductions entiers.Les défauts des engrenages en horlogerie sont connus, ceux des courroies (dans ces dimensions) le sont moins.
Pourriez-vous nous exposer les défauts du système à courroie, et pourquoi dans certains cas vous choisissez des engrenages, et des courroies dans d’autres?
Il me semble deviner au vu de ce mouvement que les courroies permettent un rapport de réduction plus faible d’un mobile à l’autre que ce qu’un engrenage traditionnel roue-pignon permet?Concernant la régulation : « passer d’une régulation par contact périodique à une régulation par architecture. »
Là encore les problèmes du balancier-spiral + échappement à ancre sont bien exposés.
Le visuel présent ici ne permet pas de se faire une idée précise du système que vous employez. On discerne deux régulateurs avec chacun un balancier et une roue d’échappement (ou du moins des pièces qui en ont l’apparence), mais difficile d’en dire plus.Est-il possible de développer le fonctionnement de cette régulation par architecture, avec éventuellement des visuels précis du système?
Deux barillets, car il y a un chronomètre et un chronographe, sans embrayage ; mais il pourrait y en avoir un seul, ou davantage. Les couvercles, ajourés, sont esthétiques : il n’y a pas de lubrification. Quant aux ressorts, ils n’ont effectivement rien de classique, c’est tout le but. Pour l’énergie, tout part d’une idée simple : avant la transmission et la régulation, il y a le barillet, et s’il fournit un couple irrégulier, tout le reste du mouvement doit corriger, filtrer ou subir cette irrégularité. Le ressort de barillet classique est une lame métallique continue enroulée en spirale, solution efficace, mais porteuse d’une limite structurelle : toute la lame étant géométriquement liée, une déformation locale se répercute sur l’ensemble. C’est la contrainte de continuité : la courbure restant continue, on ne peut régler une portion du ressort sans affecter les autres. De là découlent plusieurs limites. Énergétique d’abord : le ressort stocke une énergie finie dans un volume imposé, et gagner de la réserve de marche exige plus de longueur, de hauteur, d’épaisseur ou un meilleur matériau, chaque choix se payant en contrainte, encombrement, frottements ou perte de régularité. Décroissance du couple ensuite : un ressort classique ne restitue pas un couple constant, en se désarmant, son rayon moyen change, les spires se déplacent et le couple chute d’environ 18 à 50 % selon la plage utilisée ; le barillet ne fournit pas une force plate, mais une énergie qui baisse. Limite chronométrique qui en découle, avec un régulateur balancier-spiral : un oscillateur idéal serait isochrone, sa fréquence indépendante de l’amplitude, mais le spiral réel est anisochrone, par ce défaut, une baisse de couple fait varier l’amplitude, et avec elle la marche, d’autant plus que l’amplitude s’éloigne de sa zone d’isochronisme ; même bien réglés, échappement et spiral restent tributaires de la source d’énergie. Limite tribologique aussi : les spires frottent en glissant pendant l’armage et le désarmage, et ces pertes inter-spires font qu’une partie de l’énergie stockée n’est pas restituée utilement, le ressort est aussi un lieu de dissipation. Limite géométrique enfin : dans un barillet donné, on ne peut maximiser à la fois réserve de marche, énergie, compacité et constance du couple, plus de longueur donne plus de tours sans plus d’énergie utile, plus d’épaisseur augmente le couple mais aussi les contraintes, et le volume n’est pas extensible. On peut résumer en disant que le ressort classique stocke bien l’énergie mais la restitue mal : sa continuité crée un couplage global, ses spires dissipent par frottement, son couple décroît à la décharge. La réponse est une géométrie contrôlée : non plus une lame continue unique, mais une architecture faite de discontinuités maîtrisées, ce qui serait un défaut dans une lame classique devient une variable de conception. On passe d’un ressort subi à un accumulateur conçu, une structure dont la géométrie programme la restitution d’énergie. « C’est quoi, concrètement ? » Cela fait partie de brevets déposés mais non encore publiés ; il faudra les lire pour le comprendre en détail. À l’origine, ce sont des mathématiques, de la géométrie différentielle, transformées en calcul variationnel, puis en conception 3D. Plus concrètement : on prend un mouvement, on détermine sa dynamique de marche (chacun a la sienne) en cherchant son optimum, et c’est à partir de là qu’on conçoit le ressort « idéal » pour ce mouvement. Cette montre est un cas particulier, un exemple parmi d’autres.
L’engrenage peut toujours approcher une décimale par une fraction, mais cette approximation se paie en dents, en étages et en énergie ; une courroie particulière déplace le problème en ne fabriquant plus la décimale par calcul, mais en la stockant comme une information lisible. Une roue ayant un nombre entier de dents, un engrenage réalise un rapport entre deux entiers, et une cascade le produit de plusieurs rapports : le résultat reste rationnel, parfait pour les rapports simples, mais dès qu’une fonction exige une décimale longue — période astronomique ou suite d’exceptions —, il faut une approximation rationnelle assez fine, et la difficulté devient mécanique, les bonnes fractions exigeant de grands nombres de dents, des roues, des différentiels ou des correcteurs, chaque étage ajoutant frottement, jeu, inertie et usure. La lunaison l’illustre : ses ~29,53 jours s’approximent classiquement par 59 dents pour deux lunaisons (29,5 jours), mais l’écart de 0,030588 jour (44 minutes) s’accumule jusqu’à un jour de décalage après environ 32,7 lunaisons, soit moins de trois ans ; une fraction comme 1447/49 = 29,530612 fait bien mieux, mais son grand numérateur n’a rien d’une roue simple et oblige à décomposer ou corriger — la précision est possible, mais coûteuse en architecture. La courroie, elle, transforme la fonction en une suite de positions portant chacune un état (dent, absence, hauteur, encoche, profil ou combinaison de pistes) : un support particulier entraîné, à la fois géométrie fonctionnelle et transmission, qu’un lecteur mécanique parcourt position par position. La fonction n’est plus reconstruite en permanence par une chaîne d’engrenages : elle est consultée. Pour porter une valeur décimale, elle empile niveaux ou pistes — dix niveaux pour un chiffre, ou quatre pistes binaires en BCD —, huit chiffres tenant en huit positions (2 | 9 | 5 | 3 | 0 | 5 | 8 |
: non un calcul, mais une table mécanique que le mécanisme lit, adaptée aux fonctions lentes, finies et tabulables. L’équation du temps appelle une nuance : lente et continue, elle se rend naturellement par une came, et ces courroies ne sont pas universelles ; mais dès qu’on accepte une lecture par table — correction quotidienne ou hebdomadaire —, elle redevient pertinente en encodant une suite d’échantillons. En somme, l’engrenage est une mécanique du rapport, qui excelle quand la fonction se réduit à une proportion régulière ; la courroie particulière est une mécanique de la mémoire, qui excelle quand la fonction devient une suite d’états, d’exceptions ou de valeurs tabulées — d’où un comptage décimal ou séquentiel là où les engrenages deviennent inopérants. Tout cela reste théorique, car ces courroies ne sont pas de simples brins crantés : elles embarquent de la logique, des propriétés mécaniques particulières, s’affranchissent des plans et des entraxes — un véritable langage mécanique. Et pour répondre à la question de leur coexistence avec les roues dentées : on pourrait tout faire avec des courroies, mais pas avec des roues.Pour la régulation, vous avez raison : on ne voit rien — ce n’est pas le but. Ici, seuls les spiraux sont particuliers, forme primaire et très parcellaire de notre approche. Vous en verrez une version plus concrète dans quelques jours. La régulation n’est pas simple sur le plan théorique, mais finalement assez basique sur le plan mécanique : on peut ainsi remplacer l’échappement, le régulateur, l’un ou l’autre…
Merci pour vos réponses.
Pour ce qui est du ressort, je suis intrigué par l’approche « discontinue », mais j’avoue avoir du mal à visualiser concrètement avec ces seules explications. J’attendrai donc la publication des brevets pour en savoir plus.
Avez-vous déjà réalisé un prototype fonctionnel équipé d’un tel ressort?
Et pour rebondir sur votre phrase plus haut :
« pourquoi les marques ne publient-elles pas la précision en fonction de l’autonomie restante (valeur instantanée et valeur moyenne) ? »
Avez-vous de telles valeurs à nous communiquer?Sur le sujet des courroies, je comprends que la production des rapports décimaux ne se fait pas par le rapport de vitesse entre la poulie menante et la poulie menée, mais par des « pistes » de lecture portées par la courroie elle-même. C’est ingénieux, et au final une réinterprétation des cames employées dans un Quantième perpétuel par exemple, qui sont une autre façon de stocker une table de valeurs que l’on vient consulter mécaniquement.
- Guy Sémon a écrit:
- Et pour répondre à la question de leur coexistence avec les roues dentées : on pourrait tout faire avec des courroies, mais pas avec des roues.
Justement, ça ne répond pas à la question. Pourquoi ne pas tout faire avec des courroies, si elles n’ont que des avantages?
Pour la régulation, je prends note que ça n’est pas encore le moment d’en parler. J’attends donc avec impatience le moment de la publication d’éléments concrets.
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