LE PENDULE RÉGULATEUR DES HORLOGES

On voit, par ce qui précède, que la fonction du pendule est de régulariser le mouvement du moteur des horloges, en partageant ce mouvement continu en une série de mouvements oscillatoires, séparés par des repos d'une courte durée, d'ailleurs également espacés, de sorte que la période a une

Fig. 171 . — Huygens.

durée constante comme celle des oscillations isochrones du pendule.

Nous avons dit plus haut que l'emploi du pendule comme régulateur des horloges est dû à l'ilkistre Huygens. Dès 1657, il présentait aux Etats de Hollande une horloge réglée par le pendule, et l'année suivante il publiait un ouvrage sur cette importante application. Mais ce n'est que seize ans

plus tard, en 1675, que parut l'admirable traité De horologio oscillatoiio ex Christiano Hiiygenio où sont démontrées les propriétés d'isochronisme des petites oscillations pendulaires, et celles du pendule cycloïdal, dont nous allons dire un mot.

Comme on l'a vu plus haut, c'est le poids moteur de l'horloge qui, par l'intermédiaire de la roue d'échappement, com-

Fig. 172. — Échappement à ancre'.

munique à chaque oscillation une petite impulsion au pendule et entretient ainsi son mouvement; sans cela, les oscillations diminueraient peu à peu d'amplitude, et le pendule finirait par s'arrêter. Néanmoins il y a encore des causes d'inégalité pro-

' C, roue d'échappement; a, dent qui va échapper; b, dent dont la pression sur le plan incliné pq va donner à l'ancre et au pendule une impulsion vers la droite; mm', arc sur lequel la dent a' fera son repos, pendant que b échappe ; pp', arc où b' fera son repos pendant que a' échappe; mn, plan incliné auquel la pointe s de la dent a' communiquera un mouvement d'impulsion qui déplacera l'ancre et le pendule vers la gauche.

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venant de ce que les impulsions du moteur peuvent varier pour diverses causes; il en résulte que les amplitudes de ces oscillations sont susceptibles de diminuer : leur durée peut donc se raccourcir, alors même que la longueur du pendule ne serait pas altérée, d'où résulterait une avance de l'horloge. Huygens chercha et trouva le moyen de résoudre cette difficulté par une admirable découverte, qui malheureusement, n'a pu être adoptée, à cause des difficultés qu'elle présente dans l'application.

Nous voulons parler de l'invention du pendule cycloïdal, ainsi nommé parce qu'il est fondé sur une propriété de la courbe géométrique nommée cycloïde.

C'est un pendule (fig. 173) dont la tige est une lame métallique flexible , suspendue entre deux pièces solides affectant la forme de deux arcs de cycloïde tangents au point d'origine. En oscillant, la tige s'enroule sur chacun de ces arcs, et la longueur du pendule diminue ainsi dans une proportion qui dépend de l'amplitude des oscillations. Huygens trouva que si le cercle générateur des arcs de cycloïde a précisément pour diamètre la moitié de la longueur d'oscillation du pendule (fig. 174), le centre de celui-ci décrit un arc P"PP' qui. est lui-même un arc de cycloïde. Or un corps pesant qui descend sur un arc de cette nature met le même temps pour arriver au bout de sa course en F, quelle que soit la hauteur

Fig. 175. — Pendule cycloïdal d'Huygens.

du point de départ. En un mot , les oscillations du pendule sont toujours isochrones, et cet isochronisme est indépendant de l'amplitude.

L'isochronisme des oscillations pendulaires suppose, outre la petitesse des arcs décrits, l'invariabilité de longueur du pendule lui-même. De là une autre difficulté qui vient de ce que la

longueur du pendule varie en réalité avec la température, augmentant quand la température augmente , se raccourcissant quand elle diminue. Nous verrons plus tard, dans les chapitres consacrés aux applications de la Chaleur, comment on parvient à surmonter cette difficulté d'un autre genre. Nous terminerons ce paragraphe en faisant ressortir l'extrême imporlance de la découverte et de l'invention de Huygens, invention qui a été elle-même une conséquence des observations de Galilée. L'horlogerie est devenue, à partir de cette époque, un art de précision qui a rendu à toutes les sciences physiques, mais surtout à l'astronomie, les services les plus précieux.

Fig. 174. — Mouvement du pendule cycloïdal.