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Le défi technique de la nouvelle Zenith El Primero Foudroyante était plus simple à formuler qu’à régler sur le plan horloger.

Surtout avec l’urgence de trouver une solution entre l’été 2009 et Bâle 2010.

Heureusement, il y avait le silicium : c’est le secret de la double roue...

••• 315 MILLIONS DE BATTEMENT PAR ANNÉE DE SERVICE

Pionnier suisse du chronographe automatique, le calibre El Primero est considéré [même si c’est historiquement controversé, à quelques mois près] comme le « premier calibre de chronographe avec remontage automatique par une masse oscillante pivotant sur un mécanisme de roulement à billes placé en position centrale » (définition donnée par Zenith)...

Après avoir exploré quelques bonnes raisons de « reparler de cette Foudroyante au dixième de seconde » (Business Montres du 24 février), quelques bonnes raisons d’en explorer le calibre 4052 B :

• Calé sur un vitesse de 36 000 alternances par heure (le fameux « tic-tac » d’hélicoptère du El Primero), ce calibre effectue donc 864 000 battements par jour, soit plus de 315 millions d’allers-retours par an. Un rythme proprement infernal pour une mécanique, qui exige une maîtrise constante de sa dynamique, dans l’instant comme dans la durée...

• Cette vitesse rend délicate toute intervention sur un mouvement qui est loin d’être fragile, mais qui reste complexe. Chaque mouvement réclame l’intervention d’une vingtaine d’horlogers et environ 5 000 opérations, dont près de 130 fraisages, avec de 5 à 50 opérations pour chacun des composants. On estime que 18 métaux différents sont utilisés dans la réalisation d’un seul mouvement...

• Avec 36 000 A/h, pour marquer les 3 600 secondes de chaque heure, l’aiguille du chronographe El Primero effectue donc 10 « sauts » par seconde : c’était cette précision ultime (chaque saut représentant un dixième de seconde) qu’il fallait capter et asservir à une mode de lecture satisfaisant pour l’œil et le cerveau.




••• UN INTERVALLE DE TEMPS DÉMULTIPLIÉ EN INTERVALLE D’ESPACE

Le brevet initialement déposé par Zenith (article précédent) voyait l’aiguille des secondes effectuer un tour de cadran en 4 secondes. Soit une dixième de seconde pas évident à lire avant une aiguille en prise directe sur le compteur !

En choisissant une rotation complète autour du cadran en 10 secondes, on dispose d’intervalles (divisions) beaucoup plus lisibles sur le rehaut qu’avec un tour classique en 60 secondes : ces divisions sont exactement six fois plus grandes, sur une échelle de 10 secondes au lieu d’une échelle de 60 secondes. Ce qui autorise une lecture aisée pour lire chaque dixième de chaque seconde.

Quelles sont les roues qui interviennent dans cette prise de temps au dixième de seconde (sous-ensemble du calibre ci-dessus) ?

• La roue entraîneuse (en jaune clair, surmontée d'une cupule, à 5 h du schéma ci-dessus). Directement axée sur la roue d'échappement, elle engrène sur la double roue du dixième.

• La double roue du dixième en silicium (couleur bleue, au centre de l'image). Elle engrène à la fois sur la roue entraîneuse et sur la roue d'embrayage. C’est cette double roue qui est au cœur de l’innovation pour la lecture du temps au dixième de seconde.

• La roue du chronographe (en jaune, à 7 h) : elle entraîne l’aiguille rouge du chronographe. On la reconnaît à la pièce en forme de cœur qui assure le retour à zéro. Elle engrène sur la roue d'embrayage.

• La roue d'embrayage en acier (couleur acier, sur son levier, à 10 h) : elle engrène en permanence sur la double roue en silicium et sur la roue du chronographe.

• (pour mémoire) La roue d'échappement qui assure le tic-tac de la montre (roue à très grandes dents, couleur gris clair, à 4 h au bord de l'image).




••• 100 DENTS POUR 100 DIXIÈMES DE SECONDE PAR TOUR DE CADRAN

L’idée a donc été de créer, entre la roue entraîneuse (menée par le roue d’échappement) et la roue d’embrayage, une roue à double étage en silicium. Cette double roue tourne en permanence, au rythme des 36 000 A/h de l’échappement à haute vitesse. Elle est en prise permanente sur la roue d’embrayage : silicium contre acier, un frottement insignifiant et une usure pratiquement nulle.

• En déclenchant le chronographe, on lance l’aiguille des secondes, grâce à la roue du chronographe (par l’intermédiaire de la roue d’embrayage).

• En appuyant à nouveau (« stop » du chrono), grâce à la bascule d’embrayage, la double roue bleue vient se caler dans la roue d’embrayage avec une terrible précision, qui est instantanément transmise à l’aiguille des secondes par la roue des secondes : on peut ainsi lire le dixième de seconde sur le rehaut.

• La double roue bleue permet de démultiplier idéalement la position de l’aiguille des secondes, en transformant chaque « saut » en arrêt net sur une des divisions du cadran...

• La roue du chronographe compte 100 dents sur la Foudroyante, soit une dent par « division » (contre habituellement 180 dents pour les 600 « divisions » par minute, soit une dent pour quatre « divisions »). Paradoxalement, avec moins de dents, on peut afficher un résultat plus précis de l’affichage du temps décompté : tout dépend de l’exactitude du point d’arrêt de l’aiguille du chronographe. Il est vrai que la vitesse même du El Primero prémunit le calibre contre les perturbations classiques, y compris au démarrage

••• Cette précision dans le débrayage et l’arrêt de l’aiguille du chronographe mérite un développement ultérieur, tellement elle résulte d’une système très astucieux de « bloqueur » qui vient caler l’aiguille entre deux des 100 dents...

••• UNE RÉSERVE DE MARCHE PEU INFLUENCÉE PAR LE CHRONO

La rigueur de l’information spatiale transmise par cette double roue a été rendue possible par sa fabrication en silicium, matériau qui présente le double avantage de la légèreté (trop de poids fausserait l’instantanéité de l’affichage : le silicium est 3,5 fois plus léger que le métal classique) et de l’économie d’énergie.

Le silicium est ici un allié précieux par sa résistance au frottement. A ce niveau de micro-mécanique, les contraintes sont très fortes en termes d’accélération et de précision à l’arrêt instantané. L’accélération que les pièces subissent les unes par rapport aux autres est terrible : elle disperserait la précieuse énergie du barillet, mais la vitesse est dans ce cas un atout : on va plus vite avec moins de force.

• Autre atout de cette construction avec une double roue en silicium (réalisée par le procédé Liga) : le déclenchement et la remise à zéro du chronographe s’opèrent encore plus instantanément, avec encore moins de frictions au niveau de l’embrayage. Ce qui limite encore la dépense d’énergie : en optimisant d’autres composants, l’équipe de Zenith est ainsi parvenue à garantir une réserve de marche quasiment égale avec le chrono embrayé que sans chrono (à peu près 50 heures en réalité, 42 heures dans le dossier de presse). Ceci sans perte sensible d’amplitude et sans influence sur la précision de la position de la montre. Etonnant, mais vérifiable en mesures au laser (la vitesse d’un « hélicoptère » comme le calibre El Primero rend inopérantes les mesures classiques à la Witschi)...

Autre bonne surprise de l’équipe technique : la relative solidité de cette double roue en silicium, testé à 5 000 G et très solide quand elle est en place, alors qu’un rien peut la briser quand on la saisit isolément (par exemple, avec des brucelles au montage).

••• A suivre : l’esthétique néo-classique alliée à une sophistication mécanique révolutionnaire sont-elles une arme fatale de Zenith pour mettre fin au règne de Sa Majesté Rolex Daytona, première du nom ?