INFLUENCE DU MILIEU AMBIANT SUR LA MARCHE D'UN CHRONOMÈTRE

Introduction

L'influence du gaz entraîné sur la marche d’une montre, a été étudiée afin de déterminer dans quelle mesure la théorie précédente s’appliquait à la chronométrie.

Dans ce but, un chronomètre Nardin (No 10950), diamètre du mouvement 50 mm., échappement à ancre, à été transformé de la facon suivante :

L'arbre du balancier, qui pivote normalement entre deux ponts, a été prolongé en dehors du pont supérieur (coq) ce qui a permis d'ajuster facilement sur la partie en porte à faux des balanciers de formes variées.

Cette disposition entraînant des frottements supplémentaires, la marche du chronomètre s’en est trouvée quelque peu affectée. En particulier, ainsi qu'il ressort des mesures, l’isochronisme n'était pas très bien réalisé. Comme les variations de pression entraînent des variations d'amplitude, il a toujours été tenu compte dans le calcul des périodes du « défaut d’isochronisme » de facon à ne mesurer que l’effet direct du fluide sur la période.

Deux balanciers ont été ntilisés :

Un disque d’aluminium, diamètre 13,44 mm., hauteur 3,36 mm. masse 1,282 g, moment d'inertie 0,284 g.cm? donnant la période de 0,4 sec. normale pour le chronomètre. Ce disque est une réduction à l'échelle de 1/; environ du disque en avional B utilisé précédemment avec le pendule de torsion.

Un balancier à vis monométallique en alliage de cuivre et béryllium, celui-là même qui équipe normalement le chronomètre, la période est de nouveau 0,4 sec. Ce balancier est formé essentiellement de deux bras supportant une jante (serge) circulaire portant 18 vis à sa périphérie. Les dimensions principales en sont :

diamètre intérieur de la serge 16,00 mm.

diamètre extérieur de la serge 17,16 mm.

diamètre total (sur les vis) 18,78 mm.

1,15 mm.

épaisseur de la serge

épaisseur du bras 0,40 mm.

largeur du bras 1415 0Bmm:

diamètre des vis 1,05 mm.

Son moment d'inertie est très voisin de celui du disque en aluminium, soit environ 0,284 g. cm2.

Les mesures ont été effectuées dans différents gaz, en milieu illimité et limité , la distance entre les parois intérieures de l'enceinte et la périphérie du balancier étant égale alors à 0,5 mm.

Remarquons à ce propos qu’en milieu illimité la face inférieure du balancier n'était séparée de la surface du pont que par une distance de deux à trois millimètres ; en milieu limité, la face inférieure du disque ne se trouvait que partiellement dans les conditions requises.

La compensation thermique était assurée par un spiral en métélinvar. Ce spiral se trouvait dans le même gaz que le balancier et était donc soumis aux variations de pression. Un dispositif permettant de séparer l'influence du gaz mis en mouvement par le spiral et le balancier est difficile à concevoir 1. L'’effet a donc été étudié en bloc ; d’ailleurs les résultats obtenus, sensiblement conformes à ceux prévus par la théorie, laissent à penser que l'influence du spiral doit être faible.

La marche du chronomètre a été mesurée au moyen de la machine Gibbs (voir note précédente page 11). La précision du cent-millième est ainsi obtenue en quelques minutes, ce qui est un avantage.

En chronométrie, la variation de période est toujours exprimée par la marche qui est l'écart en secondes par jour rapporté aux indications d’une horloge donnant le temps moyen. Une seconde par jour correspond à une variation de période de 1,157 centmillième. Les résultats exprimés en secondes par jour et en cent-millièmes ne diffèrent donc que de 16 0/0.

Un retard de la montre signifie une augmentation de la période.

1Un essai dans ce sens a été tenté par Arcay [10], mais ses résultats demanderaient à être précisés.

Etude de l’isochronismé

La marche est mesurée pour différentes amplitudes obtenues en armant progressivement le ressortmoteur :

Tableau No 46

Amplitude Amplitude Marche

moyenne 186° à 188! 187! R 25 200 à 206 203 Ra 208 à 210 209 R 20 215 à 218 217 R 18 224 à 226 225 R 15 238 à 240 239 R 15 246 à 248 247 R 11 230 230 R 16 210 210 R 18 230 à 234 232 R 15 238 à 240 239 RAS

La variation est à peu près linéaire, le défaut d’isochronisme est de 0,24 sec. d'avance pour une augmentation d'amplitude de 10 soit une variation de période de — 0,28.10 —5.

Coefficient thermique

Les mesures ont porté chaque fois sur des périodes de 4 à 5 jours, la marche étant déterminée toutes les 24 heures par rapport à une horloge de précision.

Tableau No 47

Températ. Marche 202 A 8,0 29,5 A 9,6 39,5 A 11,0 16,4 A 7,0 41,2 A 12,8

Le coefficient thermique correspond donc à une avance d'environ 0,2 sec. par degré, il est suffisamment faible pour qu'il n’y ait pas lieu d’en tenir compte, la température se maintenant constante à la précision de 19 au cours d’un essai.

Résultats expérimentaux

Dans ce qui suit :

m signifie la marche brute relevée,

m* signifie la marche compte tenu du défaut d’isochronisme,

m, signifie la marche réduite en supposant l'écart nul dans le vide.

Milieu illimité

Balancier en aluminium

Tableau No 48 Air | | ïc — ASE = PL VP Jampl| m m° mo |-r 10 DTA ST TOR E 7 SRE ES RE OI 60 1595 1 39,0 11213 /4R 31,51"R 32,0 LR 175 020 TAN CHA RTS) ER 2 LOUER 26 ONE AIRIS 2725 12220 RASSURÉ SET OURS RES 9 3 235 RATE CONRAD OURS URECSS 726 1026:0118223 MR 2601 MR 20/0) RAID TEEN?

1524 | 39,0 | 218 | R 33,0 | R 35,0 | R 16,5| +19 22 050 TOP TORRES MIRE SR LOIRE 2938 | 54,2 | 210 | R 42,0 | R 42,0 | R 23,5| +27 7264 126:0118223 4 RE27.0 RGO OUR MSIE ENS 20 4:5 18228 \MRCLG OUR 205 NE ZONES 7 120012691221 R00 0 RS 20 PRES + 16 Tableau No 49 Argon Pression F— AT . VP Ampl. my TT : 10 2119 SPA 2042 R 30, + 35 1795 41,6 210 R 24, + 28,5 715 20 DAS R: 17 +120 250 15,8 220 R 10 + 11,5 li 50 225 Re? + 2,5 Tableau No 50 Gaz carbonique Pression — AE :

__. VP Ampl. mo TT: 10 2766 52,6 220? R 26 30 1600 40,0 D R 19,5 22,5 716 26,8 225 R 14 4109 235 15,3 230 R 8 5e 9 9 3 233 Re Je

Tableau No

51 Hydrogène Pression Ve À À HEAR 12 Ampl. mn) TT 10 2366 48,6 252 R 4,5 ES 1487 38,6 232 Ke 00 TALS 26,7 299 R 1,5 + 2 253 15,9 239 R 1 nl 7 2.6 232 R 0 0 Milieu limité Balancier en aluminium Tableau No 52 Air l'ression PIN ; — Ampl. mo TT: 10:

2774 208? R 14 mm KE 2007 205 RATS = IE 1377 205 R 6,5 Et 714 208 R 5 0)

13 208 R 0 0 2029 207 RATS + 17,5 714 BAL Rt E SF Tableau No 53 Argon Pression SR 10°

Im, Ampl a à TN 2760 200! R 20,5 + 24 1996 199 R 14,5 17 1404 200 Ra + 12,5