Répondre à la discussion
Affichage des résultats 1 à 3 sur 3

Ch.aide sur l'horloge dite "à résonance" de Antide JANVIER



  1. #1
    SULREN

    Ch.aide sur l'horloge dite "à résonance" de Antide JANVIER


    ------

    Bonjour,
    Antide Janvier (1751-1835) est un horloger-astronome, connu dans le monde entier et souvent présenté comme le plus grand horloger de tous les temps. Il a réalisé un grand nombre d’horloges astronomiques, avec des avancées dans la prise en compte des mouvements vrais, ce qui très difficile dans la technologie horlogère.

    Il a aussi réalisé une horloge à deux balanciers, dite « à résonance ». C’est l’objet de cette discussion.

    Je sollicite ce forum pour m’aider à comprendre les avantages du double balancier. Sur Internet, sur les forums horlogers que je fréquente, dans les livres sur l’horlogerie dont celui sur Janvier, je n’ai trouvé que des affirmations non argumentées. Je relance mes recherches chaque fois que je vais voir cette fameuse horloge au musée Dupuy à Toulouse.

    A) PRINCIPE
    Très schématisé : à gauche une horloge à balancier classique. A droite le principe de Janvier.

    Les deux balanciers sont construits à l’identique. Ils oscillent en opposition de phase et partagent le même échappement, tout en ayant chacun sa propre roue.
    Je les vois comme deux pendules couplés :
    - 1er mode de couplage (faible) : Chaque balancier induit des mouvements sur leur support commun qui se répercutent comme des impulsions sur l’autre balancier.
    - 2eme de couplage (fort) : par l’échappement. Lorsqu’un balancier quitte sa roue d’échappement il entraine la chute de l’autre roue sur l’autre balancier et de début de l’impulsion qu’elle lui donne, pour le faire repartir dans l’autre sens.
    Attention : la forme de l’ancre et la forme des dents de la roue font que l’impulsion peut démarrer plus ou moins tôt (en horlogerie : échappement à repos, ou à recul, ou à…..). Ce n’est pas neutre sur le degré de couplage.



    Remarque : ce problème de balanciers couplés est différent du problème de la synchronisation des deux horloges de Huygens accrochées sur le même mur, mais ils ont à mon avis un point commun.

    B) QUESTIONS :
    En quoi ce principe peut-il améliorer la stabilité de la période, face aux fluctuations:
    -1) de la gravité
    -2) de la température ambiante (si balanciers non compensés, ou de façon asymétrique).
    -3) de la masse volumique de l’air (amortissement).
    -4) de couple moteur sur l’axe des roues d’échappement
    -5) des frottements au niveau de l’échappement
    -6) des frottements au niveau des couteaux de suspension
    -7) de géométrie des surfaces en contact, du fait de l’usure (variations d’angle d’impulsion)
    -8) des perturbations diverses (ondes sonores, vibrations du sol, crottes de mouches, etc).

    C) CE QUE J’AI RETENU DE MES COURS DE PHYSIQUE :
    -1) Balancier en régime libre : il oscille à sa fréquence propre Fp (ou période Tp) variable en fonction de l’amplitude. Il s’amortit.
    -2) Balancier en régime d’oscillations forcées, sous l’effet d’un excitateur de fréquence voisine :
    Le balancier oscille en mode entretenu à la fréquence de l’excitateur Fe, mais avec une amplitude variant en fonction de l’écart (Fe-Fp). C’est la courbe de résonance. A écart nul on est à la résonance, au sommet de la courbe, et l’amplitude est maximale.
    Cette courbe à une forme plus ou moins aplatie, en fonction de l’amortissement ;
    -3) Balancier en régime auto-entretenu : c’est le cas des horloges classiques (celle de gauche su le dessin). Je n’ai pas souvenir d’avoir étudié ce cas en physique, mais je l’assimile au cas précédent en situation de résonance, puisque le balancier est son propre excitateur donc à sa propre fréquence Fp (ai-je raison ?).
    -4) Balancier double de Janvier :
    On étudie les pendules couplés en physique mais pas sous l’angle de la stabilité face aux perturbations, comme demandé ici. On pourrait juste supposer que le balancier double de Janvier possède une courbe de résonance plus pointue que celle de chacun de ses balanciers fonctionnant seul en mode auto-entretenu (à confirmer).

    D) Pour terminer l’ouverture de cette discussion :
    Je vous remercie par avance pour les points que vous pourriez me signaler, comme devant être corrigés ou complétés dans tout ce qui précède, et pour votre contribution aux réponses du B).

    Au revoir.

    PS : Antide Janvier a eu avec cette horloge l’intuition que le fonctionnement en serait plus stable. Peut-être l’a t’il étayé par un argumentaire scientifique, mais pas de traces connues.
    Ce principe a été repris par Breguet (l’horloger) semble t’il, dans une de ses réalisations.
    Il a été repris récemment dans des montres haut de gamme, mais bien sûr avec des balanciers circulaires et ressorts spiral. Etait-ce avec un réel objectif d’amélioration technique, ou à simple visées marketing ?
    Les horlogers emploient généralement le terme d’horloge ou de montre « à résonance », en parlant de ce dispositif double, mais ce terme est impropre, car les horloges ou montres classiques fonctionnent déjà en mode de résonance. Le terme « horloge à balanciers couplés », ou « horloge à couplage » serait plus approprié. Détail.

    -----

  2. #2
    invite07941352

    Re : Ch.aide sur l'horloge dite "à résonance" de Antide JANVIER

    Bonjour,
    Voici une sélection de mes articles que j'ai en réserve sur le sujet ; il y en a d'autres en langue anglaise .
    Mais je ne vais rien commenter , ni expliquer ...il y a un lien développé sur la théorie .
    C'est simplement ( façon de parler ...) dans le but d'augmenter la précision.
    Remettons Janvier à sa place : il ne fait , comme bien d'autres , que reprendre les travaux de Huyghens . Voir le premier lien .
    Oui, Bréguet a construit ( ou construit peut être encore ) des horloges à double balanciers .
    Pour David Walter , c'est sûr , vous pouvez en acquérir une : je crois que le premier prix tourne autour de 180000 $ ( oui , 6 chiffres ...).
    D'autres chercheurs physiciens horlogers continuent à construire des protos et s'intéressent au sujet .


    http://www.tempered-online.com/curti...ulumclocks.pdf
    http://www.nature.com/articles/srep23580
    http://engineering.nyu.edu/mechatron...ef/Senator.pdf
    http://www.davidwalter.com/double-pendulum-clock/
    Dernière modification par catmandou ; 11/12/2016 à 22h01.
    "Un état bien dangereux : croire comprendre "

  3. #3
    SULREN

    Re : Ch.aide sur l'horloge dite "à résonance" de Antide JANVIER

    Bonjour,

    @Catmandou
    Merci pour votre réponse. Désolé de répondre tardivement, j’ai été pris par d’autres activités pendant quelques heures et lorsque je me suis remis sur le sujet j’ai dû lire tous les liens que vous m’aviez indiqués avant de vous répondre.
    Comme je l’ai signalé dans mon premier post, dans la remarque venant juste après le dessin, il y a deux problèmes distincts, mais apparentés au niveau de leur explication par la physique.

    Le premier problème : C’est celui de Huygens :
    Alité suite à une indisposition, il avait fait installer deux pendules identiques sur le mur faisant face à son lit. Il a constaté que les deux pendules se synchronisaient.
    Ce problème a fait gamberger les physiciens pendant plus de deux siècles et a rebondi dans la presse il y a deux ans lorsque deux chercheurs de l’Université de Lisbonne on dit avoir une trouvé une explication complète (notion de soliton….)
    http://www.nature.com/articles/srep11548

    Il s’agit du problème du couplage qui se produit entre deux horloges classiques, chacune ayant son mouvement complet et son échappement complet. Chaque horloge à sa liberté d’oscillation mais est influencée par l’autre et petit à petit la synchronisation se produit. Le couplage est assez lâche, il est dû aux mouvements du support commun aux horloges ou à la transmission de « solitons » par son intermédiaire, disent les deux chercheurs portugais. Ce problème m’intéresse aussi beaucoup, bien sûr.
    Ce problème a d’abord intéressé les physiciens pour la recherche d’une explication, puis des fabricants d’horloges par sa potentialité en matière d’amélioration de la précision en montant deux mouvements dans le même cabinet : Breguet, ….. et aujourd’hui David Walter, F.P.Jourme (montres).

    Le deuxième problème :
    Est celui pour lequel j’ai ouvert cette discussion, c’est-à-dire l’horloge n°400 de Janvier. On a là un seul mouvement, un seul échappement mais deux balanciers. Dans ce cas, par construction, les deux balanciers doivent osciller en synchronisation, en opposition. Le couplage de type lâche, existe aussi par l’intermédiaire du support commun, mais il y a surtout un autre couplage bien plus fort, celui par l’échappement partagé.
    Cette idée a probablement été inspirée à Janvier par les travaux de Huygens, comme vous l'avez dit.

    Moins encore dans ce deuxième problème que dans le premier, je suis convaincu que la présence de deux balanciers améliore la stabilité de marche de l’horloge face aux perturbations. La majorité d’entre elles sont de mode commun et influencent de la même façon les deux balanciers.
    Mais l’amélioration du « coefficient de surtension », c'est à dire du facteur de qualité de la résonance, s'il existe, peut améliorer la robustesse face à certaines perturbations de mode « différentiel » (je ne sais pas si c’est le bon terme).

    C’est cela que j’aimerais tirer au clair, car je soupçonne beaucoup de marketing dans cette affaire, depuis Janvier et Breguet.
    Si vous avez d’autres liens sur l’un ou l’autre des deux problèmes je suis preneur. L’érosion de mes capacités en mathématiques sera un très gros handicap…...ou une opportunité de faire l’effort de me remettre un peu à niveau (heureusement on reste là dans des mathématiques de niveau méca-phi).
    Merci.

Sur le même thème :

Discussions similaires

  1. Détermination du PSA méthode dite "ultra sensible"
    Par 40CDV20 dans le forum Traitement et origine du cancer
    Réponses: 10
    Dernier message: 15/12/2014, 06h25
  2. Réponses: 8
    Dernier message: 09/10/2014, 08h20
  3. Réalisation d'une sonde magnétique dite "planaire"
    Par Sandra_wane dans le forum Électronique
    Réponses: 1
    Dernier message: 02/05/2013, 13h11
  4. Recherche propriétés de la glace dite "Lourde"
    Par 178m2Hf dans le forum Chimie
    Réponses: 9
    Dernier message: 19/07/2010, 00h12
  5. Equation différentielle dite "incomplète"
    Par <Hammer> dans le forum Mathématiques du supérieur
    Réponses: 3
    Dernier message: 03/11/2008, 22h27