chronoscope
Page  4/13
Prochaine page
Page précédente

Horloges électriques

Histoire de l'évolution
des horloges électriques


B. Les premiers inventeurs

Carl August Steinheil (1801-1870)
En 1839, Carl August Steinheil, professeur à l’université de Munich, construisit une horloge mécanique équipée d’un contact basculant sous le balancier.
Son horloge mère était placée dans l’Institut de l’éducation à Munich et envoyait des impulsions à une horloge secondaire placée à l’observatoire de Bogenhausen à une distance de 2 km. Steinheil



Son horloge secondaire était équipée d’un aimant permanent et d’un solénoïde. Celui-ci agissait sur l’aimant fixé à une ancre entraînant le mécanisme de minuterie.

                         animation



En oscillant, le balancier actionnait une sorte de bascule équipée de goupilles qui plongeaient tour à tour dans des vases de mercure placés dessous pour faire le contact. Grâce à un arrangement des fils inventé par le mathématicien et physicien Carl Friedrich Gauss (1777-1855), le courant passait dans l’horloge secondaire de façon alternée à chaque impulsion.

Pour la première fois, on était capable d’indiquer l’heure à deux endroits éloignés l’un de l’autre grâce à une seule horloge.

Steinheil proposa également d’installer de grandes boucles de fils électriques afin de distribuer le temps de façon uniforme à travers de grandes villes, des signaux toutes les minutes ou demi minutes devant suffire à son avis. Il suggéra également d’utiliser des courants électromagnétiques générés par un aimant attaché à un pendule oscillant dans et hors d’une bobine fixe pour actionner de petites horloges secondaires, et mentionna même l’idée d’utiliser une horloge mère pour synchroniser d’autres balanciers de différentes longueurs toutes les 2 minutes.

Steinheil fut ainsi le premier à appliquer l’électricité à l’horlogerie et à transmettre des signaux horaires.

Cependant, c’est Alexander Bain, un horloger d’Edimbourg, qui posa véritablement les bases de l’horlogerie électrique.

Alexander Bain (1810-1877)
Bain
En 1840, Alexander Bain, qui était arrive à Londres en 1837, présenta quelques modèles d’une horloge électrique à Charles Wheatstone, professeur de physique au King’s College. Malheureusement pour Bain, il n’aurait pas pu faire un plus mauvais choix. Wheatstone lui donna 5 £ tout en lui promettant plus et en lui demandant de retarder son travail et de n’en parler à personne. En novembre 1840, Wheatsone présentait un modèle d'un horloge électrique, prétendument de sa conception, à la Société Royale de Londres.

Cependant, juste un mois plus tôt, en octobre 1840, Alexander Bain et son partenaire de l’époque, John Barwise, avaient déposé le premier brevet pour une horloge électrique en Angleterre. Le brevet de Bain fut accordé en 1841 et Wheatstone fut obligé de retirer son modèle, ce qui entraîna une querelle à vie entre Bain et Wheatstone.

Charles Wheatstone (1802-1875)
Charles Wheatstone, l’inventeur du pont de Wheatstone, était professeur
Wheatstone de physique lorsque Bain s’adressa à lui pour un avis sur son horloge électrique. Le modèle présenté à la Société Royale en novembre 1840 était une horloge à remontage manuel ordinaire.commutator
Une roue de laiton munie de 60 fentes remplies de bois était montée sur l’axe d’échappement et une lame ressort fermait le contact à chaque seconde, actionnant un cadran électromagnétique.


Le système utilisé était une sorte d’interrupteur primitif utilisé plus tard dans la dynamo, mais inutilisable pour une horloge à cause de la friction.


En même temps que Wheatstone montrait son modèle, il décrivit également une horloge dans laquelle étaient utilisés des courants magnéto-électriques de Faraday. On verra cette horloge plus loin.

Matthäus Hipp (1815-1893)
C’est autour de 1842 que Matthäus Hipp de Reutlingen
Hippinventa son fameux contact de Hipp mais ce n’est pas avant 1869 qu’il déposa un brevet (aux USA). En 1849, il se présenta au poste de directeur de l’école d’horlogerie de Furtwangen mais fut écarté pour des raisons politiques. C’est ainsi qu’il décida en 1852 de quitter l’Allemagne pour devenir peu après directeur de l’administration suisse des télégraphes. Tout en exerçant ses fonctions à la tête de cette entreprise d’état, il continua ses recherches sur les horloges de précision et les instruments scientifiques. Un de ses inventions etait le chronoscope, un instrument capable de mesurer un événement avec une exactitude de 1/1000 d'un seconde.

                                                       animation

En raison de ses succès en tant qu’inventeur et horloger, il créa sa propre entreprise à Neuchâtel en 1860. Ses horloges eurent beaucoup de succès en raison de leur fiabilité et on les retrouve dans de nombreuses cités du continent.


Dans ses premières horloges, la palette pend sous le balancier et passé
et repasse sur une encoche fixée à la lame supérieure d’une paire de lames contacts. Lorsque l’arc d’oscillation se réduit, la palette s’engage dans l’encoche et ferme le contact par arc-boutement, redonnant ainsi de l’énergie au balancier par l’électro-aimant.

une pendule de Hipp


Plus tard, la palette est suspendue à la lame de contact et la pierre à encoche se trouve fixée au balancier, bien au-dessus de la lentille.
        
                               animation

Un levier actionné par le balancier pousse une roue à rochet à chaque oscillation et fait ainsi avancer le mouvement de minuterie.



Quoique l’énergie nécessaire au contact soit prélevée sur le balancier, ceci ne se produit qu’occasionnellement et à des intervalles assez longs. L’électroaimant est excité lorsque le balancier passe à la position zéro et possède donc l’énergie cinétique maximum, si bien que l’interférence sur sa liberté d’oscillation est négligeable.


Hipp fut le premier à employer un entraînement par roue à rochet.

vers page 5
C. Indépendance de l'état de la batterie

 



                          

Introduction
Electricité et magnétisme
Electricité et horlogerie
   A. Horloges électrostatiques
   B. Les premiers inventeurs
   C. Indépendance de l'état de batterie
   D. Fiabilité du contact
   E. Synchronisation
   F. Roue à rochet et impulsion
   G. Le premier balancier libre
   H. Le balancier libre de Shortt
Conclusion
Page   1.
Page   2.
          .
Page   3
Page   4
Page   5
Page   6
Page   7
Page   8
Page   9
Page 10

Page 11.

Dans son brevet No 8783 de 1841, Bain anticipe la plupart des applications de l’électricité à l’horlogerie, en particulier:
- l’usage d’électro-aimants pour stocker l’énergie dans un poids ou un ressort
- l’usage d’électro-aimants pour actionner une horloge secondaire
- l’usage de contacts sur un balancier pour actionner le remontage d’autres horloges
- l’usage d’une horloge mère pour régler les balanciers d’autres horloges
- l’usage d’une horloge mère pour synchroniser d’autres horloges

A la fin de son brevet, Bain envisage même la distribution d’une heure uniforme à travers tout le pays. Dans cette illustration, nous voyons la première conception d’un système d’horloge électrique selon Bain. Le balancier battant la seconde est mû par un mouvement mécanique à remontage manuel. Une petite pièce métallique frotte aller et retour sur un matériel isolant muni au centre d’une languette de métal.une pendule de Bain
Un contact est ainsi établi chaque seconde et une impulsion électrique est transmise à une horloge secondaire.

                                                   animation

Ce n’est pas avant 1843 (brevet No 9745) et 1845 (brevet No 10838) que Bain construisit des horloges à impulsion électromagnétique. Cependant, ces horloges ont encore des insuffisances tracassières, telles que le mauvais contact et leur dépendance de l’état de la batterie.


L’image montre l’une de ces horloges, mais d’une date beaucoup plus tardive.

Hipp