La montre tourbillon : cette complication horlogère qui fait tourner les têtes

Cet article vous propose de revenir sur l’histoire fascinante du tourbillon qui est, encore aujourd’hui, très prisé des marques de luxe. Nous reviendrons ainsi sur la généalogie de ce système, conçu pour améliorer la précision des montres de poche. Nous détaillerons également comment fonctionne un tourbillon afin que celui-ci n’ait plus de secrets pour vous !

Derrière cette formidable invention, se cache un grand horloger et ingénieur: Abraham-Louis Breguet. Nous nous attarderons ainsi sur son parcours et ses recherches pour parvenir à cette prouesse technique. Plus tard, nous verrons qu’avec l’avènement des montres bracelets, le tourbillon a une raison d’être différente de l’époque. Finalement, nous examinerons le travail fourni par les grandes manufactures pour élaborer des modèles toujours plus impressionnants.

deux montres tourbillon - détails

Voici une cage de tourbillon

Abraham-Louis Breguet invente le tourbillon en 1801. Au XVIIIème siècle, le mot “tourbillon” désigne le mouvement des astres. Descartes déclare en effet dans les Principes: “Les planètes tournent autour de leur soleil, portées par leur tourbillon”. Effectivement, nous comprenons pourquoi ce nom a été choisi: la petite cage mobile tourne sur elle-même telle une planète.

A cette époque, les montres de poche sont portées en position verticale dans les poches justement et donc placées dans la même position la plupart du temps. L’effet de la gravité sur le balancier et son spiral amène donc une légère déformation de ce dernier et donc à une précision moindre. L’objectif de Breguet est alors d'améliorer la précision des montres mécaniques en contrebalançant les perturbations de l'isochronisme du balancier dues à la gravité terrestre.

Commençons donc par définir ce qu’est l’isochronisme. Les oscillations d’un pendule, d’un balancier-spiral sont isochrones lorsque leur durée est indépendante de l’amplitude, c’est-à-dire que, peu importe l’amplitude de rotation du balancier, sa fréquence reste identique: c’est ce que l’on appelle l’isochronisme. Par exemple, lorsque le barillet d’un mouvement est remonté au maximum, la force transmise au balancier via le rouage est plus importante que lorsque le barillet est moins rechargé, ce qui a pour effet d'augmenter l'amplitude du balancier.

Pour bien comprendre ce système, il est nécessaire de revenir rapidement sur le principe de la réserve de marche. Dans toutes les montres mécaniques, on trouve un système qui emmagasine l’énergie. Ce système, qui s’appelle le barillet, utilise un ressort en spiral qui se comprime lors du remontage et délivre ensuite progressivement l’énergie stockée pour faire fonctionner la montre. C’est en quelque sorte le réservoir de carburant de la montre.

La réserve de marche est justement la durée qu’il faut au barillet pour délivrer toute l’énergie qu’il peut emmagasiner. Autrement dit, c’est le temps qui s’écoule entre le moment où la montre est remontée à son maximum et le moment où elle s’arrête, pour autant qu’elle n’ait pas été remontée entre temps. Pour en savoir plus sur le barillet d’une montre, vous pouvez consulter notre article sur le principe de fonctionnement d’un mouvement mécanique.

Fonctionnement du tourbillon:

Pour contrer l’effet de la gravité, Breguet a l’idée géniale de placer l’ensemble formé par le balancier, le spiral et l’échappement dans une cage tournant sur elle-même, généralement en une minute. Il obtient ainsi un brassage des positions verticales, ce qui permet aux «écarts de marche» de se compenser mutuellement.

invention du tourbillon - montre

Plan d'un tourbillon de Breguet

Le postulat de son invention s’appuie sur le fait que la marche d’une montre diffère selon sa position verticale. L’effet générateur provient principalement du déséquilibre du balancier et de celui du spiral. Pour compenser ces différences et obtenir le mouvement optimal, il faut que le centre de gravité de l’ensemble balancier-spiral-échappement soit au centre de rotation et qu’il s’y maintienne durant les oscillations, comme c’est le cas grâce au tourbillon. Ce mécanisme présente aussi l’avantage d’améliorer la lubrification en évitant que les huiles se figent.

mouvement montre tourbillon et gravité

Cette image illustre le fonctionnement du tourbillon. Nous constatons donc qu’avec ce système, il est possible de faire adopter une multitude de positions à l’ensemble balancier-spiral-échappement et d’obtenir ainsi une précision optimale.

 

L’homme derrière l’invention du tourbillon : Abraham-Louis Breguet

Abraham-Louis Breguet est né à Neuchâtel (Suisse) en 1747. Sa famille, française, est implantée en Suisse depuis le XVème siècle. A l’âge de quinze ans, il est placé en apprentissage d’horlogerie par son beau-père, lui-même horloger, dans le Val-de-Travers, aux Verrières.

Abraham Louis Breguet, l'inventeur de la montre tourbillon

Il suit pendant quelques années des études auprès de l’abbé Marie, un ecclésiastique passionné de mathématiques et d’astronomie. Celui-ci exercera une influence certaine sur ses futures inventions.

Le jeune homme poursuit sa formation, mais cette fois-ci du côté de la France, à Versailles, où il y fait de belles rencontres puisqu’il aura la chance de connaître Ferdinand Berthoud (inventeur d’horloges marines) et Jean-Antoine Lépine (grand inventeur et horloger pour Louis XV, XVI et Napoléon), qui lui enseignent l’art de l’horlogerie. En 1775, il fonde la maison d’horlogerie Breguet à Paris. Il s’installe ensuite à son compte : 39, rue de l’Horloge, sur l’île de la Cité.

Breguet perfectionne les montres perpétuelles qui se remontent toutes seules par le mouvement qu’on leur imprime en marchant, invente des ressorts-timbres, des cadratures de répétition, des échappements de toutes sortes et introduit l’utilisation de rubis en horlogerie, qui permettent de réduire les frottements.

Garde-temps à tourbillon

Montre Breguet No. 1188 : Garde-temps à tourbillon, vendu en 1808. Collection Musée Breguet.

Habile mécanicien en horlogerie, il devient alors logiquement une référence dans son art; inventant et fabriquant des instruments scientifiques pour les physiciens et les astronomes. Il crée aussi un grand nombre de chronomètres et de pendules astronomiques, d’horloges marines et de thermomètres métalliques. Breguet est ensuite horloger pour la royauté française et y côtoie physiciens et scientifiques. C'est au travers de ses rencontres que naissent les ébauches de ses futures inventions. L’horloger a, de plus, Marie-Antoinette, alors reine de France, comme cliente. C’est en 1800 qu’il dépose sa demande de brevet pour ce qu’il nomme : tourbillon. Il l’obtient une année plus tard, mais ce n’est qu’en 1805 qu’il commercialise son premier tourbillon. Celui-ci étant extrêmement complexe à réaliser. Abraham-Louis Breguet décède en 1823 et a laissé un héritage horloger riche de nombreuses inventions encore couramment utilisées aujourd’hui.

 

Tourbillon ou carrousel ?

Quatre-vingt années après l’invention du tourbillon, le danois Bonniksen met au point un système analogue: le carrousel. Celui-ci, comme le tourbillon, remplit la fonction de compenser les écarts de marche provoqués par la gravité terrestre lorsque le mouvement est en position verticale. L’organe réglant du carrousel est placé sur une plateforme qui le fait tourner à la manière d'un cheval de bois sur un manège. La plate-forme est solidaire du pignon de seconde et entraînée par la roue moyenne. Dans le cas du tourbillon, la cage se trouve au centre du balancier.

Finalement, le tourbillon et le carrousel remplissent la même fonction, à savoir celle d'améliorer la précision des montres mécaniques en contrebalançant les perturbations de l'isochronisme du balancier dues à la gravité terrestre.

 

Le cas du gyrotourbillon

Le gyrotourbillon, permet aux «écarts de marche» induits par la gravité de se compenser de manière encore un peu plus optimale.

En effet, le principe du tourbillon est ainsi poussé à l’extrême: au lieu de prendre toutes les positions verticales possibles, le gyrotourbillon passe par l’ensemble des positions possibles sur trois axes et tourne ainsi à la manière d’une sphère en trois dimensions.

 

L’évolution du tourbillon

Depuis 1801, la complication a été retravaillée et perfectionnée. Comme nous l’avons vu, certaines montres de très haute horlogerie utilisent des tourbillons sur plusieurs axes, comme par exemple le gyrotourbillon  de Jaeger-LeCoultre (premier modèle réalisé en 2004). D’autres modèles contiennent plusieurs tourbillons dont la moyenne, calculée au moyen d’un différentiel, est utilisée pour donner l'heure, par exemple le quadruple tourbillon de Greubel Forsey.

Gyrotourbillon Jaeger-lecoultre

Dans ce même principe de différentiel, Blancpain a réuni le tourbillon et le carroussel dans la même montre. Franck Muller, lui, a créé le Giga tourbillon en 2011. La platine a été inversée pour ce modèle, le tourbillon se trouvant devant et non plus derrière. L’aiguille des heures se trouve au-dessus des aiguilles des minutes alors que c’est l’inverse pour les mouvements mécaniques traditionnels. Celui-ci est aussi le plus grand tourbillon visible dans une montre- bracelet. Ulysse Nardin a développé ce qu’ils appellent un carroussel tourbillon. Ce dernier a pour fonction de montrer l’affichage des minutes et remplace donc l’aiguille. L’ensemble effectue donc un tour complet toutes les heures. Enfin, Breguet reste dans le traditionnel avec son tourbillon classique, le terme de fusée ayant rapport à la transmission de l’énergie du barillet et non au tourbillon à proprement parlé.

 

Quadruple tourbillon de Greubel Forsey

Quadruple tourbillon de Greubel Forsey

Giga tourbillon de Franck Muller

Giga tourbillon de Franck Muller

Gyrotourbillon de Jaeger-Lecoultre

Gyrotourbillon de Jaeger-Lecoultre

Tourbillon à fusée de Breguet

Tourbillon à fusée de Breguet

Collection Freak d’Ulysse Nardin

Collection Freak d’Ulysse Nardin

Tourbillon Carroussel de Blancpain

Tourbillon Carroussel de Blancpain

Le tourbillon aujourd’hui

L’utilité technique du tourbillon est de plus en plus discutée. En effet, à l’époque, ce mécanisme apportait une réelle amélioration de la précision pour les montres de poche, qui étaient en position verticale la plupart du temps. Mais actuellement, les montres-bracelets sont appelées à suivre les mouvements du poignet et adoptent donc des positions très variées. Son utilité a donc évolué. De plus, quantité d’autres améliorations techniques ont permis de rendre les montres mécaniques toujours plus précises depuis l’invention du tourbillon. Certaines marques sont aujourd’hui capables de produire des montres sans complications dont la précision égale ou surpasse celles de montres équipées d’un tourbillon. Les tourbillons sont également moins complexes à concevoir actuellement, avec l’évolution des techniques de production. Ils restent toutefois des ambassadeurs de l’horlogerie haut de gamme et sont présents dans les modèles de montres de luxe des plus grandes marques suisses à des prix n’étant jamais en dessous de quelques dizaines de milliers de francs suisses. Cela démontre à quel point la montre tourbillon est, encore aujourd’hui, représentative de la technicité de l’industrie horlogère.

En conclusion, le tourbillon séduit désormais principalement par son histoire et son aspect esthétique: il est vrai qu’il est tout à fait hypnotisant de voir ce mécanisme des plus ingénieux en marche. Il est cependant toujours très difficile à réaliser, seule une poignée d’horlogers est capable d’effectuer son assemblage au sein d’une manufacture, et constitue un des symboles de la haute horlogerie.

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