Dossier : Comment fonctionne un tourbillon ?

Si les pièces d’une montre formaient un gâteau, le tourbillon en serait sans doute la cerise. C’est une pièce vénérée, adulée, c’est… Attendez une seconde, qu’est-ce qu’un tourbillon et pourquoi en voudrais-je un ? Pour répondre à cette question, voici deux montres créées par deux des plus anciens et des meilleurs horlogers au monde : la Breguet Classique Complications 3657PT/12/9V6 et la Blancpain Villeret Tourbillon 6025-3642-55B.

Avant de parler de ce qu’est un tourbillon, il convient de se pencher sur les raisons pour lesquelles il a été créé. Le balancier, le cœur qui fait battre un mouvement mécanique, est soumis à la force constante de la gravité lors de ses oscillations d’avant en arrière. Imaginez un poids au bout d’une corde. Vous tenez l’autre extrémité de cette corde. Vous faites un mouvement de rotation, la corde tire, le poids suit, quitte le sol et orbite autour de l’axe vertical de votre corps au fur et à mesure de la rotation. Alors que le poids tourne autour de vous, il reste à équidistance du sol ; toutes les forces sont égales.

Le tourbillon a été inventé par Abraham-Louis Breguet en 1795

Imaginez maintenant la même chose, mais avec un poids tournant autour d’un axe horizontal, comme l’hélice d’un avion. Le poids descend, puis remonte en tournant autour de l’axe. Il descend facilement sous l’effet de la gravité, mais il est difficile de le faire remonter contre la gravité. Il accélère en tombant et ralentit en remontant. Les mêmes principes s’appliquent à un balancier, c’est pourquoi vous verrez des mentions telles que « ajusté sur 5 positions » gravées sur certains mouvements. Une montre doit pouvoir fonctionner quelle que soit son orientation.

La Blancpain possède un tourbillon volant, qui fait basculer le balancier dans la cage du tourbillon

En 1795, l’horloger Abraham-Louis Breguet s’est posé la question suivante : « Et si le balancier pouvait se trouver dans toutes les positions à la fois ? » Si c’était possible, cela permettrait de compenser toutes les variations gravitationnelles et d’obtenir un battement plus uniforme. Après tout, la montre de poche était très répandue à l’époque et, pour des raisons inhérentes à la façon dont on la portait, le balancier était suspendu d’une manière qui allait constamment à l’encontre de la gravité.

Pour reprendre ce qu’en disait Breguet, « Je suis parvenu au moyen de cette invention à annuler par compensation les anomalies dues aux positions différentes des centres de gravité du mouvement du régulateur […] ».

Le tourbillon a été inventé pour compenser les erreurs d’équilibre par la rotation de l’échappement

Breguet a en fait imaginé un dispositif qui contenait l’ensemble de l’échappement et le faisait entrer en rotation pour que chaque partie du balancier exerce sa force à tour de rôle, atténuant ainsi les effets de la gravité. Il a baptisé ce dispositif « tourbillon ».

Comment Breguet a-t-il procédé ? Le mécanisme est plus facile à observer sur la Blancpain, qui possède ce que l’on appelle un « tourbillon volant ». Là où le balancier est centralisé sur le tourbillon traditionnel de Breguet, celui de la Blancpain est en porte-à-faux, ce qui lui permet de « voler » autour de l’axe central de la cage du tourbillon. Pour nous, cela ouvre le tourbillon et nous permet de voir ce qui s’y passe.

Le tourbillon augmente la précision des montres tenues en position verticale

Alors qu’un mouvement traditionnel envoie son énergie au mécanisme de verrouillage et de déverrouillage de l’échappement pour éviter qu’il ne s’arrête d’un seul coup, une montre à tourbillon envoie d’abord l’énergie à la cage de tourbillon, qui abrite l’échappement. La cage se trouve directement entre le rouage et la roue d’échappement, et lorsque la cage tourne, la roue d’échappement tourne autour d’elle. Sans la roue fixe située sous la cage du tourbillon, la roue d’échappement ne ferait rien. Un pignon reliant la roue d’échappement à cette roue fixe fait tourner la roue d’échappement.

À partir de là, tout fonctionne comme d’habitude. La roue d’échappement pousse la palette, qui bloque la roue d’échappement et fait tourner le balancier. Le balancier rebondit à nouveau sur le spiral, frappe la palette, déverrouille la roue d’échappement et lui permet d’avancer d’une dent supplémentaire. Tout comme un mouvement normal.

Les tourbillons sont particulièrement utiles dans les montres de poche en raison de la façon dont elles se portent

Dans son ensemble, le tourbillon est un dispositif sophistiqué, à la fois simple dans son idée et complexe dans son exécution. Pourtant, d’une certaine manière, il s’avère encore plus complexe : le tourbillon a en effet été développé pour ajouter un deuxième et même un troisième axe de rotation, répartissant ainsi la gravité sur une surface encore plus grande.

Le fait est que l’invention de Breguet était spécifiquement destinée à une montre de poche, qui restait suspendue dans la même position toute la journée. Les montres-bracelets restent rarement dans la même position pendant une période prolongée, et si elles le font, c’est généralement cadran vers le haut, là où le déséquilibre gravitationnel est le plus faible.

Dans une montre-bracelet, le tourbillon est un mécanisme magnifique qui témoigne du plus haut niveau de savoir-faire

Ce que cela signifie, en réalité, c’est que le tourbillon n’a alors aucune utilité, c’est de l’ingénierie pour de l’ingénierie. Mais il est inutile de la même manière que la Joconde est inutile. Un peu comme l’incroyable ingénierie déployée pour la Station spatiale internationale. Les tourbillons existent encore… tout simplement parce qu’ils existent. S’ils n’existaient pas, nous ne serions probablement pas plus mal lotis, mais leur présence nous semble assurément préférable.