Description du Chronomèëtre. Régulateur

Pour mesurer le temps, on le partage en intervalles égaux. Un chronomètre (?) est donc un instrument destiné à marquer des intervalles égaux en durée et à enregistrer à l’aide d’un mécanisme spécial le nombre des intervalles écoulés. De là, dans la description, une division toute naturelle.

1° Le régulateur, mobile animé de mouvements d’égale durée.

2° L’échappement, qui transmet les mouvements du régulateur au rouage compteur.

3° Le rouage.

4 Enfin, le moteur destiné à contrebalancer l'influence des frottements et des résistances que subit toute machine et à entretenir le mouvement du régulateur et du rouage.

On commence quelquefois la description du chronomètre par le moteur, pour finir par le régulateur. Cette manière de procéder a inconvénient de ne pas mettre en lumière l’ordre d'importance “des divers organes. Dans une pendule, il paraît naturel de commencer la description par le pendule : le moteur peut être un res- Sort ou un poids : c’est le pendule qui marque les intervalles égaux qui mesurent la durée, tellement que l’on peut à la rigueur se servir d’un pendule seul sans rouage, comme font quelquefois les physiciens à défaut d’une montre à secondes. On ne pensera jamais au contraire à mesurer le temps par la chute d’un corps ou par la détente d’un ressort; c’est le régulateur qui constitue essentiel-

(°) Il ne sera pas question ici de la pendule astronomique qui n’est pas un instrument portatif.

(®) De yp6voc, temps, et pétoov, mesure.

Caspart. — Astronomie, I. 15

lement l'horloge : c’est par lui qu'il convient donc d’en commencer la descripuon. |

Régulateur. — Le régulateur se compose dans Îles chronomètres d’un balancier oscillant sous l'influence d’un ressort appelé sptral. Considérons d’abord ce dernier. C’est un ruban de mé élastique, contourné en hélice; une de ses extrémités s'attache & bâti de la montre : l’autre actionne le balancier. Celui-ci, en tour= nant dans un certain sens, arme le spiral, qui engendre alors une résistance progressivement croissante, laquelle finit par arrêter le mouvement du balancier jusqu’à l’annuler : l’action continuant, le balancier revient en arrière : le spiral reprend sa forme primitive; la dépasse dans l’autre sens, jusqu'à ce que sa résistance ait de nouveau annulé la vitesse du balancier : il résulte de là une suc cession de mouvements alternatifs, ou un mouvement oscillatoiré:

Par l'effet d'influences diverses, dont les principales sont les variations des résistances et de la force motrice sous l’action de l'épaississement des huiles, et les changements que la température produit dans les dimensions et la force élastique du spiral, les excursions du balancier sont sujettes à varier en grandeur et en vitesse : pour satisfaire à la condition de marquer toujours d intervalles de temps égaux, il faut que le spiral soit tellement constitué que la durée des oscillations ne dépende pas de l’arc plus ou moins grand qu’elles embrassent, et qu’on appelle leur ampli tude; c’est là la propriété qu'on désigne par le nom d’isochros nisme. Cette condition indispensable du fonctionnement d? chronomètre peut s’obtenir en donnant au spiral une longueut

appelle alors les courbes terminales, une forme différente de forme circulaire (Phillips). 1

Le balancier a des formes variées. Dans les montres ordinaires; il se compose simplement d’un cercle en laiton rattaché par des rai du même métal à un axe perpendiculaire à son plan, et terminé par deux pivots sur lesquels il peut tourner. Mais dans ce cas Le montre avance ou retarde par l'effet des variations de température Supposons que la température s'élève. La longueur du spiral augmentera, et les oscillations deviendront plus longues : verge a des vibrations d'autant plus lentes qu’elle est plus long

En même temps la force élastique du ressort diminue : la chaleur en effet ramollit les corps, et le froid les durcit : de là une autre cause de ralentissement, par la diminution de limpulsion du spiral sur le balancier. Enfin le balancier lui-même se dilate, et tend à tourner moins vite, de méme qu'un volant d’un poids donné, sous l’action d’un moteur, tourne d’autant plus lentement que ses dimensions sont plus grandes.

Tout conspire donc à faire retarder les montres par la chaleur. Dans les montres ordinaires, on règle le spiral pour faire disparaître cet effet : dans les chronomètres, c’est par le balancier qu’on y arrive. Le balancier compensateur n’a pas le même rôle que le pendule compensateur : dans le pendule, la pesanteur agit comme force constante ; il suffit donc d'obtenir l'invariabilité de longueur : dans les chronomètres, la force elle-même varie, et l’action du ressort spiral produirait du retard à la chaleur indépendamment de la dilatation du balancier.

Il faut donc avoir un balancier qui se rétrécisse en quelque

| sorte par l’action de la chaleur, au lieu de se dilater ou de rester Simplement invariable. On y est parvenu en s'appuyant sur la même Propriété qui a permis la construction du thermomètre métallique, dit thermomètre Bréguet.

Le cercle extérieur du balancier est formé de deux métaux iné- 1galement dilatables, à l'intérieur de l'acier et à l'extérieur du cuivre jaune. Il est coupé en deux points, de manière que chacun des demi-cercles qui leformentait uneextrémité libre (fig. 46). Chacun

de ces demi-cercles porte une masse pesante. Enfin les deux lamé demi-circulaires sont fixées par une extrémité à une lame d’acie appelé barrette, ajustée perpendiculairement à l’axe de rotati Supposons qu’on chauffe ce système : l’acier étant moins dilata que le laiton, ce dernier, s’il était libre, prendrait une longueu plus grande. Mais les deux métaux sont soudés ensemble, et forcés de se dilater de la même quantité, le laiton moins, l’acier plus qu'il ne ferait naturellement. Alors le cercle devient plus courbe son rayon diminue, et la masse qu'il porte se rapproche du centre L'effet inverse se produit par le refroidissement ; les masses s’écar tent du centre.

Nous avons donc là le moyen de compenser les effets de la ten pérature sur le spiral. On remarque sur le balancier, en outre dé masses compensatrices, d’autres masses plus petites, portées pa des vis : on les nomme wis de réglage. Une fois la compensation obtenue en déplaçant convenablement les masses sur la circonfé rence de l’anneau, si le chronomètre avance ou retarde sur

ces vis du centre du balancier, Ces vis étant adaptées aux extré mités de la barrette ne concourent pas à l’effet compensateu Ce que l’on ne s’imagine pas aisément, c’est l’extrême délicatesse des organes dont il vient d’être question. Ainsi une erreur d? seconde par jour dans la marche d'un chronomètre est déjà quantité trop appréciable. Or, puisqu'il y a 86 400 secondes par jour, il suffit, pour produire cette altération que chaque oscillati®

soit diminuée ou augmentée de —;— de sa valeur. Il suffit pour 8 86 400° Pa

‘ I cela que les masses compensatrices se déplacent de ==—— de leu q P P 86 400°

distance au centre : et si cette distance est, comme dans les chronomètres de Winnerl, de 0",025, le déplacement sera à près de 3 millièmes de millimètre. Pour voir cette quantité, il faw drait un microscope grossissant plus de mille fois en surface. .

poids que les artistes arrivent à régler les montres : c’est en le établissant d’abord d’une manière approximative, observant |

variations de leur marche et les corrigeant par des tâtonnemen très longs et très minutieux.

La barrette du balancier est généralement en acier. Elle est percée en son centre d’un trou dans lequel passe l’axe de rotation. Cet arbre porte à ses deux bouts des pivots très fins, qui tournent dans des crapaudines appelées contre-pivots ou trous, formées en pierres dures, rubis ou diamant, et analogues aux chapes des roses de compas. La crapaudine supérieure est engagée dans la platine inférieure du bâti du chronomètre : la crapaudine inférieure est logée dans un pont adapté à cette platine et qu’on appelle Le cog. Le coq porte également un piton auquel se fixe une des extrémilés du spiral : l’autre extrémité est fixée à la barrette du balancier par une virole.

On apporte un soin tout particulier à la bonne exécution des pivots et contre-pivots. On choisit pour ces derniers des pierres excessivement dures, quelquefois des diamants, plus souvent des

rubis ou des saphirs.

Le contre-pivot se compose d’une pierre plate sur laquelle

le pivot tourne par une extrémité un peu arrondie, et d’une sorte

de gaîne en pierre, destinée seulement à opposer un obstacle aux excursions latérales de l’axe : l'intervalle entre les deux est lubrifié avec de l’huile très fine.

Nous représentons ici (fig. 45), en coupe, à une échelle agrandie,

le pivot et le contre-pivot : les parties en pierre sont couvertes de hachures.

Le choix des huiles est d’une extrême importance pour la bonne marche et la conservation d’une pièce d’horlogerie. Des huiles trop fluides laissent les pivots s’user : des huiles trop épaisses et trop oxydables opposent au mouvement trop de résistance et qui pis est, une résistance trop variable avec le temps et la température.

Cest surtout'aux pivots du balancier qu’il importe d’avoir des huiles excellentes, car aux autres rouages leur importance est

moindre, la force motrice peut en effet être augmentée suffisamment pour qu’on n’ail pas à s'inquiéter de sa diminution par les résistances, au moins au delà d’une certaine mesure.