Les complications

Le tourbillon

Imaginé par Abraham-Louis Breguet. (horloger suisse établit à Paris, 1747 à1823), le tourbillon (ou cage tournante) est resté un des témoignages de l'ingéniosité de son inventeur et un bel exemple d'habileté de la part de ceux qui réalisèrent et réalisent encore ces chefs-d'œuvre.

On sait que la marche d'une montre diffère selon la position verticale dans laquelle elle est observée.
La cause essentielle provient du déséquilibre du balancier et de celui du spiral.
Pour annuler ces différences, il serait nécessaire que le centre de gravité du système balancier-spiral soit au centre de rotation et s'y maintienne pendant les oscillations. 
On voit la difficulté du problème.
Le but du tourbillon n'est pas de supprimer ces différences, mais de les compenser. 

Pour y parvenir, Breguet eut l'idée de faire prendre à l'ensemble échappement-balancier toutes les positions, en lui imposant une rotation qui, généralement, est d'un tour par minute. 

Dans ces conditions, on obtient un brassage des positions verticales, ce qui en définitive se solde par une marche moyenne.

 

Remarque: La coupe ne correspond pas à la photo qui se trouve ci-dessus.
Jusqu'à, et y compris la roue de moyenne (roue engrainant avec le pignon de cage B), le rouage est conventionnel.

Les éléments suivants sont particuliers à cette construction :

Une cage pivotée A, en deux parties, une inférieure et une supérieure, reliées par trois piliers.
Tout le dispositif balancier-spiral ainsi que l'échappement est porté par la cage A. 
Elle se trouve elle-même fixée sur l'arbre du pignon de seconde B, qui est séparé de la roue de seconde C. 
Généralement, le pivot du pignon de seconde, communément nommé pignon de cage, porte l'aiguille de seconde.
Une roue de seconde, en forme d'anneau denté, est ajustée et fixée à la platine. 
La denture de cette roue engrène dans le pignon d'échappement E porté par la cage. 
Le centre de la cage et celui de la roue de seconde coïncident.

Pendant que le balancier D parcourt son arc d'oscillation supplémentaire, la cage reste immobile, ainsi que l'échappement et le rouage. 
La cage est bien sous l'effet de la force motrice agissant sur le pignon de cage, mais aucune rotation n'est possible car une dent de la roue d'échappement F est arrêtée sur le repos.

En effet, les dents du pignon d'échappement , solidaire de la roue d'échappement, sont engagées dans la denture de la roue de seconde fixe; le déplacement de la cage est donc impossible. 

Dès que la roue d'échappement est libérée, la cage tourne d'un petit angle (égal au déplacement de l'aiguille de seconde) pour s'immobiliser aussitôt que les fonctions d'échappement sont terminées et que la roue d'échappement est de nouveau arrêtée.

Pendant la rotation de la cage, le pignon d'échappement est entraîné dans un mouvement de rotation, provoqué par son engrènement dans la denture de la roue de seconde, combiné à un mouvement de révolution à la manière d'un satellite.

Le balancier se trouve à l'intérieur et dans l'axe de la cage; ses pivots tournent dans des paliers solidaires de la cage. 
Quant aux autres pièces de l'échappement, elles pivotent entre la cage inférieure et des ponts portés par celle-ci.
Malgré la rotation de la cage, les mobiles qu'elle porte conservent leurs emplacements respectifs, ce qui revient à dire que les fonctions d'échappement restent semblables à celles des montres conventionnelles et que la roue d'échappement fait le même nombre de tours.

Après ce déplacement, l'ensemble porté par la cage occupe une nouvelle position de repos. 
Ainsi en une minute par, sauts successifs, toute la cage aura accompli un tour en entraînant avec elle tous les organes qu'elle porte. 

On constate que le pignon d'échappement aura décrit une révolution autour de la roue de seconde, tout en tournant en rotation sur son axe.

On comprend que l'exécution d'un tel mécanisme nécessite une grande habileté et des soins particuliers.
La plus grande difficulté est d'assurer l'alignement des quatre pivots coaxiaux (cage et balancier) et d'équilibrer la cage complète, éventuellement au moyen de petites masses additionnelles.

D'autre part, la cage et l'ensemble des pièces qu'elle contient doivent être aussi légers que possible.

Le tourbillon permet d'obtenir des résultats chronométriques remarquables.

Le sommaire des complications

A voir également