L'ÉCHAPPEMENT DANS LES PENDULES

Nous nous proposons de démontrer que dans les pendules de cheminée, nommées à demi-secondes, l’échappement est, par ses mauvaises proportions, une des principales causes de l’infériorité de ces pendules comparées à celles à secondes. Nous attribuerons cette infériorité à ce que plus les leviers d’un échappement sont longs par rapport à la longueur du pendule, plus les différences dans la force motrice ont une influence marquée sur la durée des oscillations en raison de la pression sur les repos. Pour rester strictement dans cette question , nous nous abstiendrons d’aborder l’examen de toutes les causes connues qui peuvent affecter la marche de ces machines.

Le meilleur échappement est celui qui satisfait aux conditions suivantes :

1° Laisser au régulateur la plus grande liberté après que la roue lui a donné la pulsion nécessaire à l’entretien de son mouvement;

2 U Changer le moins possible la durée des oscillations que celui-ci aurait s’il était dégagé de l’échappement (1);

8° Permettre un régulateur puissant par sa masse et décrivant de petits arcs, sans qu’on doive cependant tomber

(1) Ces deux conditions paraissent autoriser l’emploi de l’échappement libre de préférence à celui & repos, tandis que nous voulons dire ici que l’échappement à repos doit être combiné de telle manière qne ces conditions s’y trouvent. Voyez, page il, les inconvénients de l’échappement libre en pendule.

ICO LONG U lui; mes leviers

dans les extrêmes dans lesquels on a souvent été conduit ;

4° Être d’une longue durée.

Ces conditions se rencontrent très-facilement dans une pendule à secondes, tandis que dans celles dites à demi-secondes les dispositions généralement usitées sont un obstacle à leur accomplissement.

Dans le cours de cette notice, ce que nous désignerons par pendule à demi-secondes est ce genre de pendules bien connues dont l’aiguille des secondes est au centre et fait 120 battements en une minute. Pour être plus intelligible aux horlogers, nous nous servirons du langage des ateliers.

Dans une pendule à secondes bien raisonnée, la cage du mouvement ayant environ 0 m 15, tout étant dans de bonnes proportions (1), les bras du levier auraient environ 0 m 04 de longueur, le pendule ayant à très peu près l m . Ainsi, dans cette disposition , la longueur des leviers de l’échappement est à celle du pendule comme 1 est à 25. Mais dans les pendules à demi-secondes généralement construites, la roue d’échappement qui porte 60 chevilles a plus de diamètre que celle de la pendule à secondes dont on vient de parler , et les bras de levier sont portés jusqu’à une longueur de 0 m 05, tandis que la longueur du pendule n’est que dcO m 25 à très-peu près. Ainsi , dans les pendules de ce genre, le bras de levier de l’échappement est à la longueur du pendule ; : 5 : 25. Elle est donc proportionnellement 5 fois plus grande que dans une pendule à secondes; sous ce rapport, le régulateur d’une pendule à secondes est 5 fois plus puissant que celui d’une pendule à demi-secondes.

Les expériences qui sont rapportées dans le tableau suivant prouvent que plus les leviers d’un échappement sont longs , plus la marche de la pièce est troublée par un changement dans l’intensité de la force motrice : ainsi, dans les

(1 ) Que l’échappement soit celui de Graham ou celui & cheville, peu importe s la forme est différente, mais l’action sur les repos est la même. On a beaucoup discuté dans un temps sur ces deux échappements, dans lesquels l’action sur les repos est à très-peu près la même. Il n’y a pas de raisons majeures pour donner la préférence à l’un plutôt qu’à l’autre.

DE l'ÉCOAPPEUENT DANS LES PENDULES. 161

pendules à demi-secondes ayant pour moteur un ressort dont la force est inégale, toutes les causes d’anomalie résultant de cette inégalité sont doubles de ce qu’elles seraient si les leviers étaient moitié moins longs.

Pour se rendre un compte exact des causes de variations d’une pendule, il fallait analyser les différences dans sa marche et faire la part due au changement dans l’étendue des arcs et celle résultant de la pression de la roue sur les repos, du recul , etc. Les indications se trouvent dans le tableau suivant^).

Pour faire des expériences décisives, j’ai construit une pendule avec le plus grand soin ; quatre échappements différents pouvaient s’y adapter alternativement sans que, d’ailleurs, rien fût changé. Je ne rendrai compte que des résultats obtenus en employant alternativement deux forces qui étaient entre elles comme 2 : 3, et l’on verra que : Plus les leviers d’un échappement sont longs par rapport à la longueur du pendule, plus les différences dans la force motrice ont une influence marquée sur la durée des oscillations, en raison de la pression sur les repos.

On verra dans le tableau suivant que nous avons comparé les résultats de deux échappements à repos; les bras de levier de l’un étaient de 0 in 011 , et ceux d’un nouvel échappement étaient seulement de 0 m 00oi>. On verra aussi que dans les expériences qui ont été faites, les changements dans la marche de la pendule ont été à très-peu près en raison directe des longueurs des leviers; il est donc on ne peut plus urgent de réduire la longueur de ces leviers à la plus petite dimension possible, sans cependant tomber dans un excès nuisible.

Les résultats des expériences qui suivent étaient faciles à prévoir, le raisonnement les indiquait d’avance. En effet, la pression que la roue exerce sur les repos est une force retardatrice qui s’oppose à ce que le pendule fasse ses oscillations aussi librement et aussi promptement que si cette cause

(1) Voir ci-après la Table de la plus grande d urée des oscillations du pon dulc par l'augmentation des arcs qu'il dc'rrit.

LONGlEllR DES LEVIERS

n’existait pas, et comme cette action est d’autant plus intense que le levier par lequel elle agit est plus long, il en résulte que plus les leviers de l’échappement sont longs, plus les variations d’intensité de la force motrice sont sensibles sur la marche du pendule.

11 faut croire que beaucoup d’horlogers n’ont attaché aucune importance à ce point, car on voit journellement des pendules ou horloges dont le régulateur n’a qu’un mètre environ et qui bat la seconde, avoir des leviers d’échappement qui vont jusqu’à la centimètres et môme plus.

La pression sur les repos est si grande et contribue tellement à déterminer la durée des oscillations, que dans le cours de nos expériences, le pendule qui était réglé avec le nouvel échappement fut été de l’horloge, mis à part avec soin; l’échappement de Graham ayant été mis à la place du précédent, la suspension et toutes les autres parties de la machine restant dans le môme état, la pendule retarda de 16” par heure, soit 6’ 21” par jour. Cependant, dans notre échappement de Graham, les bras de levier n’ont que 0 m 01 1, tandis que dans les pendules à demi-secondes usitées, ils oui de 0 m 030 à 0 m 060 de longueur. Comme l’action retardatrice est en raison de la longueur des leviers, la pendule aurait donc retardé de 30’ au moins, si on eût appliqué un échappement dans les proportions usitées. On peut juger, d’après cela, combien de telles disproportions sont loin de laisser au régulateur la plus grande liberté possible après que la roue lui a donné la pulsion nécessaire à l’entretien de son mouvement.

L’exeès dans la longueur des leviers de l’échappement est un défaut capital, non-seulement parce qu’il diminue la liberté et par conséquent la puissance du régulateur, mais encore parce que les résistances variables qui résultent du changement d’état des huiles, de la force motrice, de la gène que peut éprouver le rouage, etc., etc., sont d’autant plus puissantes pour cbangerla duréedes oscillations, qu’elles agissent par un plus grand levier.

Lorsqu’on réfléchit à toutes ces causes d’anomalie de nos •pendules à demi-secondes, on n’est plus étonné de remar-

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quer que do simples pendules ordinaires avec de petits ancres dits -à demi-repos (1), des lentilles beaucoup moins pesantes, aient une marche souvent égale et même supérieure aux demi-secondes, quoique ces dernières soient affublés d’une suspension à couteau (2) ou à ressort, d’un pendule lourd, d’un échappement à cheville, choses considérées comme un grand élément de régularité.

11 est bien constant pour nous que, dans ce cas, la puissance des bonnes proportions de ces pendules à petites ancres supplée avec beaucoup d’avantage à tous les accessoires introduits dans les pendules à demi-secondes.

Ces échappements à demi-repos, que quelques horlogers appellent échappements isochrones, parce qu’en effet on peut les construire et les combiner avec une lentille de poids tel que, malgré les changements dans la force motrice, la durée des vibrations soit à peu près la même ; ces échappements ont l’inconvénient d’avoir du recul, de ne pas permettre un régulateur aussi puissant que s’ils étaient à repos, et par suite de diminuer les belles propriétés du pendule.

L’impossibilité do construire dans une pendule à demisecondes un échappement de Graham ou à cheville ordinaire, dont les bras de levier ne soient pas plus longs proportionnellement au court pendule, que dans une pendule à seconde ils ne le sont par rapport au long pendule, nous a suggéré l’idée de chercher en dehors de ce qui se fait une forme nouvelle qui se prêtât à l’accomplissement de cette condition que nous considérons comme capitale.

Le tableau suivant et quinze années d’études et d’expérience que nous avons acquises aujourd’hui (c’est en 1835 que ce travail a été fait) sur cet échappement, ne nous laissent aucun doute sur le bon emploi qu’on peut en faire, lorsqu’on

(t) Expression très-impropre, mais usitée dans la fabrique de Paris, pour exprimer un échappement & repos d’un côté et à recul de l'autre.

(3) La suspension à couteau no vaut absolument rien, surtout dans les horloges à courts pendules. (Ailleurs nous traitons cette question. Voyez un mot & ce sujet dans l’Art de connaître et de régler les pendules et les montres. 2 e édition, p. 12t.)