Des perturbations de la marche

L'étude que nous avons faite du mécanisme du chronomètre nous à montré les principales causes qui peuvent troubler sa marche, et les dispositions employées pour diminuer les erreurs qui résultent de ces perturbations. Malgré tout le soin et l’habileté des artistes, ces erreurs ne peuvent pas être supprimées : les meilleurs chronomètres n’ont pas une marche constante. Nous allons exposer rapidement l’ensemble des effets de ce genre que lobservation a révélés, en les rattachant autant que possible à leurs causes. Nous serons amenés à rappeler plus d’une fois les principes dont il a déjà été parlé : mais on nous pardonnera quelques répétitions, qui se justifieront par l’importance des notions qu'il s’agit de démontrer.

En examinant les marches successives que prend un chronomètre, quand, après des intervalles de temps plus ou moins longs, il repasse par les mêmes températures, ce que l’on appelle ses marches isothermes, on reconnaît bien vite que ces nombres sont loin d’être égaux entre eux. C’est ce qu'on exprime en disant que

les montres prennent de l'accélération. Bien que la définition mécanique de l'accélération s'applique aux mouvements retardés aussi bien qu’à ceux dont la vitesse croît, l'emploi général de ce mot en horlogerie correspond à ce fait d'expérience que, dans la plupart des chronomètres, cette variation des marches isothermes a lieu dans le sens de l’avance : les marches en avance vont en: augmentant, les retards vont diminuant et peuvent devenir des avances. Les montres qui retardent par l’effet du temps constituent l'exception.

On peut distinguer en thèse générale deux sortes d'accélération, offrant des caractères différents. L'une est particulière aux chro: nomètres neufs, et se rattache ordinairement à des variations rapides de la température, sans se confondre avec l'effet normal de celles-ci. Elle paraît due à des variations de forme et d’état moléculaire qui se produisent dans les spiraux et balanciers. Les courbes du spiral s'ouvrent généralement et diminuent de cour: bure, ce qui modifie le point d'application de la force et la position d'équilibre du balancier, aimsi que le mode d’action du ressort, dont le moment dépend de sa forme. Pour faire le spiral, on prend un fil rectiligne, qu’on enroule en hélice et qu'on trempe. sous cette forme : mais la trempe ne détruit pas absolument la tendance des molécules à se rapprocher de leur ancien mode de groupement : les courbes terminales surtout, produites à une température inférieure à celle de la trempe, ne possèdent pas une stabilité complète de forme.

Le balancier est formé de deux métaux dans un état d’associa=" tion forcée, qui, par suite, ne se trouvent ni l’un ni l’autre à l’état d'équilibre moléculaire : la force centrifuge les déforme constamment dans l’état de mouvement : de là une cause de déformation graduelle, que des circonstances accidentelles telles que chocs, influences électriques ou calorifiques, peuvent exagérer et pré cipiter. ,

Une autre cause d’accélération réside dans la modification des forces élastiques dépendant de la constitution moléculaire. L'état vibratoire constant du spiral produitun effetanalogue à celui qu’on observe dans les ponts suspendus : le fer, fibreux d’abord, devient plus cristallin, sa ténacité diminue, mais son élasticité augmente. Les premières causes peuvent, selon les circonstances et la forme

des organes, donner accélération ou retard : cette dernière produit toujours de l’accélération.

Les horlogers connaissent fort bien ces effets : ils ont la précaution, avant d'envoyer une montre au concours, de la faire marcher longtemps, à des températures variables, surtout au chaud : on recuit le spiral; quelques artistes soumettent le balancier, une fois achevé, à des températures élevées, 200° à 300!, afin de l’amener à un état moléculaire plus stable.

Malgré ces précautions, il n’est pas possible d'éviter entièrement ces perturbations dans les chronomètres neufs.

Ces effets ne sauraient être estimés à l'avance, et il est impossible de prédire si un chronomètre neuf prendra une accélé.ration plus ou moins forte. Mais l’expérience nous a montré que, pendant les trois premières années, on constate généralement une accélération, qui peut varier de 5° à 15°. Les mêmes instruments, après renouvellement des huiles, ne présentent plus ces phénomènes particuliers, au moins pas au même degré.

En dehors de l'accélération des chronomètres neufs, on en remarque fréquemment une autre, même dans des instruments dont le régulateur est arrivé à l'équilibre moléculaire. Elle est due principalement aux deux causes que nous avons indiquées dans la partie théorique :

1° Anisochronisme du spiral, plus ou moins voulu : l'artiste a laissé de l’accélération aux petits ares pour faciliter la compensation ;

2° Effet de l’échappement, quand le choc a lieu avant Le passage du balancier par sa position d'équilibre.

Dans les deux cas, l'accélération résulte seulement de la réduction des amplitudes, due à l’épaississement des huiles et à l’augmentation des résistances. Dans de bons chronomètres, sauf accident, ces causes réunies augmentent rarement la marche primitive de plus de 35 ou 4°.

En relevant sur les feuilles des observatoires les marches à tem- “pérature égale d’un chronomètre, avant et après une campagne d’un ou deux ans, On trouve souvent que cette marche a à peine varié. Ce n’est pas à dire qu’elle n'ait pas varié dans l'intervalle.

Elle peut d’abord être plus ou moins altérée par le transport de terre à bord ou du bord à terre. Ces altérations ne dépendent pas

Caspart. — Astronomie, I. 17

uniquement des chocs que l'instrument subit pendant les transbordements : elles tiennent à un changement complet de régime et: de milieu; cet effet a été souvent constaté, quoiqu'il soit loin d’être général. M. Martin pense qu’on ne peut rien dire de préc à cet égard; nous sommes de son avis, et nous conseillons comm: lui d’embarquer les chronomètres assez à temps pour pouvoir obtenir leur marche à bord, une fois qu'ils sont acclimatés.

Ensuite, et sans parler de l'effet de la chaleur ou du froid, on observe souvent des variations accidentelles de marche, que l’on désigne sous le nom général de sauts. |

Il y a plusieurs espèces de sauts. Tantôt le changement de marche persiste, tantôt, et plus rarement, la marche revient à son. état primitif; ce retour peut lui-même s DR brusquement ou graduellement. Il sera, dans tous les cas, assez difficile d’en indi= quer la cause, quoique parfois l'analyse des circonstances du phés nomène puisse mettre sur la voie d’une explication. Voici d’abord un cas qui se présente très fréquemment dans la pratique, et que les journaux de chronomètres nous montrent très souvent.

Au départ de France pour les pays chauds, la température s'élève quelquefois assez vivement. Cette variation se traduit dans un grand nombre de cas par une accélération en quelque sorte brusque, surtout pour des chronomètres neufs : l’effet temporaire, résultant de l'élévation de température, qui généralement doit occasionner un retard, se trouve masqué par l'effet de changements moléculaires qui persistent quand la cause a cessé d’agir, suivant l’âge de la montre. Dans les concours du Dépôt de la Marine, nous observons souvent qu’une montre, transportée de la température ambiante dans la caisse chaude, retarde les deux ou trois premiers jours, puis prend une avance progressive; revenue à l’air ambiant, après un séjour de cinq à six jours dans la caisse chauffée à 30°, au lieu de reprendre sa marche antérieure, elle prend une avance de 1° à 2°; cette avance tantôt persiste pendant toute la durée du concours et corrige d'autant la marche normale, Lantôt elle va se perdant peu à peu, en six à huit jours, et ne peut plus être alor confondue avec l’accélération. Cette avance paraît être d’autant plus longue à disparaître que la haute température à laquelle ell est due aura duré plus de temps. Nous avons observé quelquefois un effet analogue en retard, quand on place les chronomètres dans

la glace fondante; mais il est généralement moins accentué et toujours moins persistant. Il y a là quelque chose d’analogue au déplacement temporaire du zéro des thermomètres résultant de ce qu'ils ont passé d’une façon trop rapide de la température de l’eau bouillante à la température ordinaire.

Quoiqu'il en soit, un chronomètre qui a passé par ces variations reste, après comme avant, sujet à l'influence normale de la chaleur, retardant à peu près de la même quantité à mesure qu’on s'éloigne graduellement de part et d’autre de sa température de réglage.

D’autres fois, le saut brusque de la marche peut être dû à un ou

plusieurs chocs. M. de Magnac nous cite le chronomètre 462 Winnerl, qui, à la suite de quelques violents coups de talon donnés par le navire, eut une marche retardée d’une manière permanente de 1°,4 environ. D'un autre côté, M. Martin constate un effet de retard général sur onze chronomètres, produit par des coups de marteau dans le voisinage, mais disparaissant avec la cause qui la produit. Ici encore nous avons, avec la même cause ou des causes analogues, des effets permanents ou passagers, du même sens d’ailleurs, et que nous pouvons assimiler à des sauts. Il faut rapprocher de ces résultats ce que nous avons dit de l'effet produit par le transport de terre à bord et inversement.

Enfin M. Mouchez décrit certains sauts qu'il a observés sur des “chronomètres Winnerl et qui atteignaient jusqu’à 120% par jour. Peut-être est-il permis d'accepter l'explication qui attribue ces anomalies àla mauvaise qualité des pierres formant les contre-pivots. Dans tous les cas, cette observation constitue une véritable rareté, fort heureusement, et peu d'officiers ont eu depuis lors l’occasion de constater des variations aussi étendues et aussi brusques. Ce qu'il y a de singulier, c’est qu'après ces perturbations considérables, le chronomètre revenait à la marche normale. Il nous paraît impossible d'attribuer ces anomalies à une autre cause qu’à un défaut de l’échappement : on comprendrait ainsi pourquoi un même chronomètre saute constamment en retard, un autre en |aVance. Nous avons observé cet effet sur des chronomètres vieux bd’huiles ; avec certains échappements, on voit alors l'aiguille par- | courir la seconde entière à la fois, ou bien encore, dans d’autres cas,

|une oscillation ne pas produire le dégagement du doigt d’échappe-

ment. Îl serait donc possible d'attribuer ces sauts à un dérangement momentané de la roue d'échappement. J’ai eu occasion de com: stater des sauts de plusieurs secondes dans les concours du Dépôt de la Marine; mais les montres sujettes à cet inconvénient sont toujours éliminées.

Nous empruntons encore à M. Mouchez la description d° autre espèce de dérangements : « Il arrive souvent, et toujours sans cause connue, qu'un chronomètre ordinairement bon …

le chronomètre reprend ensuite sa marche ordinaire. » l'absence de détails plus explicites, il nous est impossible de fa rentrer ce genre d'anomalies dans une catégorie déterminée, & encore moins d’en soupçonner la cause. Ce qui paraît établi, c’est

tions normales.

Il arrive souvent, par contre, qu’un chronomètre, au bout d'u temps plus ou moins long, se mette à varier irrégulièrement, mais pour employer la comparaison de M. Mouchez, c'est là une mala die qui n’a d’autre remède que le passage chez l’horloger. Dansk plupart des cas, il y a là une altération profonde da mécanisme nous avons eu une fois l'exemple d’un chronomètre dont le spiral avait acquis du magnétisme permanent. D’autres fois, et cela arrive souvent, l'huile a abandonné les pivots des premiers mobiles; les frottements variables de l'acier sur la pierre déforment Je pivots, usent les pierres, et produisent des anomalies énormes dam la marche; d’autres fois encore, c’est un échappement trop just ou trop lâche; quand la température vient à varier, l’échappe ment ne fonctionne plus que d’une manière intermittente et mouvements imprimés de l’extérieur au chronomètre doivent sus pendre ou exagérer quelquefois le jeu de l’échappement; delà selon le cas, retards où avances brusques, jusqu’à ce que, soit: un choc, soit par le retour d’une température plus normale, pièces aient repris leurs positions respectives. .Il peut arrivé

que le ressort auxiliaire da remontage soit avarié et que la transmission de mouvement du moteur devienne ainsi plus capricieuse. Enfin le jeu des vis de pression peut donner lieu à de petits déplacements des masses régulatrices.

Un effet perturbateur, qui a nécessairement passé inaperçu des anciens observateurs et qui acquiert de plus en plus d'importance, est dû aux trépidations de l’hélice. M. Rouyaux en a fait l’étude : il en a établi la réalité par les comparaisons journalières ; il a même essayé de tirer de ces indications différentielles des résultats absolus. Les méthodes qu’il propose sont assez délicates dans Papplication : nous renvoyons pour le détail au Mémoire de cet officier (Recherches chronométriques, 12° cahier).

Nous avons dit que l'influence de l'électricité sur les chronomètres paraît assez bien établie. Mais cette action semble capricieuse et irrégulière : elle ne se produit pas toujours; il faut peutêtre pour cela des circonstances spéciales et accumulées. Nous ne nous hasarderons pas à proposer la moindre explication, puisque le fait lui-même, quoique très probable, n’est pas suffisamment dégagé et analysé. Mais on fera bien, après des orages un peu violents, de vérifier le plus tôt possible l’état et la marche.

Nous avons cité les variations irrégulières dues à l’usure des pivots ou à une avarie dans le mécanisme; ces avaries peuvent être souvent la conséquence du retrait de l’huile, souvent aussi elles se produisent dans les transports : elles ont généralement pour résultat de diminuer les amplitudes ; l’effet dominant alors est celui qui résulte du défaut d’isochronisme, bien qu'il se manifeste un peu irrégulièrement. C’est donc en raison de ce qu’on a vu, à des avaries de ce genre-là qu’on devra généralement rapporter les accélérations brusques, qui ne peuvent s'expliquer par ane action analogue à celle que la chaleur produit sur les chronomètres neufs.

Nous ne prétendons pas expliquer par ce qui précède toutes les variations anormales de marche, mais nous pouvons affirmer, d’après Pexamen fait de l'historique des chronomètres de la Marine fran- “çaise, que le plus souvent les dérangements se ramènent à une cause de ce genre.

L'accident le plus grave qui puisse arriver à une montre, c’est Parrét. L'arrêt n’est pas toujours le résultat d’une avarie, il est souvent fortuit; sans parler de celui qui résulte de la négligence

262 LIVRE Il. — THÉORIE DES INSTRUMENTS.

de la personne chargée du remontage, il peut se produire en vertu de circonstances qui n’influent pas sur la marche même de linstrument. Les chronomètres s’arrêtent assez souvent pendant le

remontage; cela peut provenir d’une disposition vicieuse du ressort

auxiliaire ou des cliquets. D’autres fois, c’est dans l’échappement

qu'en réside la cause ; il peut arriver aussi qu’un corps étranger,"

une parcelle de métal détachée du rouage s’introduise dans un organe essentiel. Bien qu'un chronomètre qui s’est arrêté sans cause apparente doive inspirer une légitime méfiance, il ne faudrait

pas pour cela en rejeter les indications, une fois qu’on aura réussi,

à le remettre en marche : l’expérience a prouvé que des montres sujettes à des arrêts avaient néanmoins dans les intervalles des

marches régulières, et que leurs indications pouvaient être utili=M

sées. Si, par exemple, le corps étranger a été déplacé par la secousse circulaire donnée au chronomètre quand on l’a remis en marche, la montre doit revenir à un régime normal, Si la cause d'arrêt est dans l’appareil de remontage, il suffit souvent de redoubler de précautions pendant cette opération : bref, quand un chronomètre s’est arrêté, et qu'on n’a pas lieu de soupçonner une avarie grave, on essaiera de le remettre en marche après l'avoir remonté, en lui imprimant un mouvement circulaire un peu vif, et si l’on y réussit, on pourra continuer à le comparer aux autres montres, et supposer même que sa marche n’a pas varié.

L’arrêt résulte souvent d’une usure exagérée des organes ; alorsil est toujours précédé de perturbations de marche qui l’annoncent : plus souvent encore il est dû à la rupture d’une pièce ; enfin on sait que les meilleurs ressorts moteurs peuvent se briser sans cause apparente.

Le lecteur peut voir, par le tableau que nous lui avons présenté des irrégularités de diverses espèces, que malgré quelques essais heureux, on ne saurait espérer trouver un chronomètre parfait. I] est en particulier très difficile de trouver une montre qui ne dépende plus ou moins des variations de température ; on s'efforce de réduire ces effets, mais on n’y parvient que dans une certaine mesure. Les conditions d'admission des chronomètres de la Marine française sont combinées de telle sorte (!) qu’étant donnée une montre qui

(*) Recherches chronométriques, 1°° et 13° cahiers.

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traverse en trois mois des températures comprises entre o° et 30°, si l’on calcule son état au bout des trois mois avec une quelconque des marches observées dans l'intervalle, il ne doit pas différer de plus de 2" de l’état vrai, ce qui ferait attérir à 30 milles.

Cette prétention peut sembler fort modeste; il n’est pourtant que peu de montres parmi celles présentées au concours, qui satisfassent à cette exigence : l’action de la température dans ces irrégularités est prépondérante. Il semble aussi que l'efficacité de la compensation varie dans une certaine mesure avec le temps. Cela

résulte déjà des variations que subit le spiral; cela tient aussi à ce

que le balancier, éprouvant à la longue des influences analogues, sa forme ainsi que ses coefficients de dilatation varient; enfin les huiles elles-mêmes subissent différemment l’action de la chaleur, selon qu’elles sont fraîches ou vieilles ; ce serait donc un bien grand hasard, si tout cela n’influait pas plus ou moins sur la compensation. Il résulte de là deux conclusions:

La nécessité de tenir compte de l’action de la température et de chercher à la corriger.

La convenance de ne tirer ces données que de l’état à peu près actuel de la montre.

Nous devons expliquer dès à présent pourquoi on a laissé exclusivement aux officiers chargés des montres le soin de déterminer eux-mêmes ces coefficients de température et d'accélération, ainsi que la marche normale à une époque et à une température données, en d’autres termes les constantes de l’instrument, et pourquoi les Observatoires et le Dépôt ne communiquent à cet égard que des renseignements officieux, et sur la demande expresse des officiers responsables.

Autrefois chaque montre, à sa sortie du Dépôt de la Marine, était accompagnée d’un bulletin donnant la valeur de l'accélération et des constantes de la température. On a dû renoncer à cette pratique, et voici pourquoi :

L'expérience a prouvé qu’il est généralement imprudent de se fier aux marches d’un chronomèire dont les huiles ont plus de trois ans de date. Aussi est-il de règle dans la Marine de l'État qu'un chronomètre ayant atteint trois ans d’huiles rentre au Dépôt et passe chez l’horloger. Le nettoyage se fait avec tout le soin imaginable : on ne change rien au balancier ni au spiral, ces deux

organes sont replacés ensuite exactement dans les positions qu'il occupaient CUPATAYANE tout au plus touche-t-on légèrement aux vis de réglage si la marche est trop forte en plus ou en moins. Il y a. donc beaucoup de chances pour que la compensation reste la même après nettoyage. On ne saurait toutefois en répondre absolument. Tout d’abord, les voyages des chronomètres, des ports chez les horlogers, et réciproquement, se font par chemin de fer, et les.

chocs dérangent toujours plus ou {moins la marche. Puis les effets de la température, quoique variant peu dans les traits généraux que nous avons esquissés, changent néanmoins pour un même chro nomètre avec l’âge des huiles, et la compensation peut se trouver plus ou moins ie selon l’époque à laquelle on observe. Les. données de cet ordre ne sauraient être assignées d'avance avec la précision numérique d’une formule, puisqu'elles peuvent varier avec la nature des huiles employées. Cela est encore beaucoup plus. difficile pour l'accélération : on ne peut appliquer aux périodes ultérieures les accélérations des premières années, et l’influence de l’âge des huiles échappe à toute prévision. Nous citerons comme exemple le chronomètre 309 Vissière que M. de Magnac avait trouvés très sensible à la température en 1868, et qui est revenu de répa= ration en 1871 très bien compensé. Par contre, le n° 318 du même constructeur, après avoir eu dans deux campagnes lointaines les marches les plus satisfaisantes, était signalé par l'officier des. montres du Lhermitte comme un véritable thermomètre, et pour ” tant l’artiste nous à affirmé que, dans les deux cas, il n’avait pas touché au régulateur.

D'après cela, il semble plus prudent de ne pas hasarder des prédictions qui risqueraient de partager le sort des prophéties météo=« rologiques, et qui auraient ainsi le grave inconvénient de donner à l'officier des montres une fausse sécurité, ou bien, quand l'événement viendrait les démentir, de lui inspirer une méfiance exagérée. ï

Les dernières marches relevées à l'Observatoire du port peuvent donner une première approximalion; en y joignant quelques renseignements généraux que le Dépôt de la Marine s’empresse de fournir à qui les lui demande, et surtout en se rappelant que la plupart des chronomètres retardent aux températures extrêmes et ont une marche maximum vers 10° ou 20°, on aura une base sur

laquelle on pourra fonder les premières traversées. Plus tard, c’est à leur expérience personnelle que les officiers demanderont les meilleurs renseignements. Une montre doit être étudiée par celui qui est appelé à s’en servir. N'oublions pas que dans la pratique ordinaire de la navigation, avec la durée des traversées actuelles, nos chronomètres sont assez bons pour faire suffisamment bien atiérir, sans qu'on fasse usage d’un coefficient de température ou d'accélération bien rigoureux. Quant aux recherches de précision, ce n’est pas dans les marches très anciennes d’un chronomètre, mais bien dans celles qu’on a observées, qu’on trouvera les éléments pour pousser l’approximation aussi loin que ces instruments le comportent. M. Mouchez pense à cet égard que la dernière marche obtenue directement sera toujours la meilleure et celle qui donnera le plus de probabilités d’exactitude, sauf, bien entendu, l'application des corrections de température et d’accélération.