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.
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)
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 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.
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 inventa
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.
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.
Page 1. |
Page 2. |
. |
Page 3 |
Page 4 |
Page 5 |
Page 6 |
Page 7 |
Page 8 |
Page 9 |
Page 10 |
Page 11. |
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.
Un contact est ainsi établi chaque seconde et une impulsion électrique
est transmise à une horloge secondaire.
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.