Billet Horloger

Ulysse Nardin jette (le pivot de) l’ancre

8 septembre 2014

La manufacture du Locle a frappé fort en présentant son Ulysse Anchor Escapement. Basé sur l’élasticité des matériaux, il permet à une ancre en silicium de pivoter sans axe, donc sans force de frottement. Ces mécanismes flexibles ont encore de beaux jours dans l’horlogerie.

Par Fabrice Eschmann

Ulysse Anchor EscapementLes écueils de l’horlogerie mécanique sont connus depuis longtemps : forces de frottement, dilatation thermique, gravitation, ... Mais loin de décourager les horlogers, ces difficultés les ont de tous temps amenés à élaborer de nouvelles solutions, poussant leurs recherches toujours plus loin. Abraham-Louis Breguet, inventeur du tourbillon, pourrait en témoigner. C’est cette persévérance, cette envie de dépasser les limites qui a également conduit, ces dernières années, Girard-Perregaux à présenter son Echappement Constant – qui intègre un dispositif intermédiaire, une lame d’une extrême finesse, qui accumule l’énergie avant de la transmettre au régulateur –, Breguet à mettre au point son modèle Chronométrie 7727 – dont l’axe de balancier est maintenu est entre deux aimants – et TAG Heuer à proposer son Pendulum – un organe oscillant dépourvu du couple balancier-spiral, remplacé par un système magnétique rotatif.

Les aimants et les ressorts à lame semblent ainsi être l’avenir de l’horlogerie mécanique. Point commun entre ces deux vecteurs de développement : le silicium. A la base des plus grandes avancées depuis l’ancre suisse, il est en effet amagnétique d’une part, se plie parfaitement à de nouvelles techniques de fabrication des composants d’autre part – telle que la gravure profonde (DRIE), une méthode qui permet la réalisation de lames de quelques microns d’épaisseur seulement. Dernier exemple en date à utiliser cette technologie : l’Ulysse Anchor Escapement. Naviguant sur ce même courant de rupture qui motivait déjà ses prédécesseurs, Ulysse Nardin offre ici le tout premier exemple d’une ancre sans pivot. Donc sans force de frottement.

Ulysse Anchor EscapementLe principe est ici celui d’une articulation mécanique utilisant l’élasticité des matériaux, en l’occurrence celle de deux ressorts-lame en silicium préalablement flambés – c’est-à- dire contraints à s’arquer. A la manière d’une  barrette à cheveux « clip-clap », tout le mécanisme devient ainsi bistable, adoptant alternativement un état d’équilibre ou un autre, selon l’impulsion qu’on lui fait subir. Pour parvenir à un résultat fiable, la manufacture du Locle a passé pas moins de sept ans en R&D, pour finir par valider la géométrie suivante : un cadre circulaire fixe accueille en son milieu deux lames plates perpendiculaires l’une à l’autre, arrimant à leur intersection le réceptacle de l’ancre. Entre ce dernier et le cadre, un troisième ressort en forme de losange induit au centre une précontrainte de manière à charger les lames.

Ce dispositif complexe, qui use de la propriété physique des ressorts à lames à se déformer dans un certain axe tout en restant parfaitement rigide dans d’autres, est conçu en silicium bien sûr, d’un seul tenant et sur un même plan. L’ancre, une fois fixée sur son réceptacle, est ainsi maintenue « à bout de bras » par les lames, suspendue dans le vide. A chaque impulsion du balancier, les lamelles vont donc passer d’une position stable à une autre, entrainant avec elles l’ancre qui va se mettre à pivoter d’un côté et de l’autre, autour d’un axe… virtuel. Donc sans générer de force de frottement. Mieux encore : en revenant à sa position initiale, le système va restituer la force acquise, rendant le bilan énergétique quasi nul.

Ulysse Anchor EscapementCe mécanisme n’est cependant pas un échappement à force constante : « La ligne des centres est la ligne qui relie le centre du balancier au centre de la roue d’échappement en passant par l’ancre, explique Stéphane von Gunten, concepteur  de l’Ulysse Anchor Escapement. A chaque alternance, il s’agit donc d’amener l’ancre jusqu’à cette limite. Or, l’impulsion pour y parvenir émane de la roue d’échappement et dépend du couple d’armage du barillet. Passé la ligne des centres, l’ancre termine sa course effectivement seule, avec une impulsion quasi-constante issue des ressorts-lame. Mais ce n’est pas là que le balancier reçoit le plus d’énergie.

De telles solutions utilisant l’élasticité des matériaux sont actuellement à l’étude à l’EPFL. L’Instant-Lab – nouveau laboratoire en conception micromécanique et horlogère installé à Microcity (Neuchâtel) et financé par Patek Philippe –travaille en effet sur le développement de mécanismes flexibles reproduisant les fonctions cinématiques des pivots, glissières, rotules ou autre cardans. Déjà utilisés en robotique et sur des télescopes, de tels dispositifs vont encore, à n’en pas douter, créer des surprises dans l’horlogerie ces prochaines années, avec en point de mire le remplacement pur et simple du balancier-spiral. « Je n’ai pas du tout participé à l’élaboration de cet échappement Ulysse Nardin, s’empresse de préciser le directeur Simon Henein. Mais cette solution est en effet en plein dans la ligne de l’Instant-Lab. »

De son côté, Ulysse Nardin ne prévoit une commercialisation qu’à la fin de l’année. Et le modèle est encore un secret.

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