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Horloges électriques

Histoire de l'évolution
des horloges électriques


C. Indépendance de l'état de la batterie
Bain mentionne dès ses premiers brevets la possibilité de rendre la marche du balancier indépendante de l’état de la batterie en utilisant un électroaimant pour remonter un poids ou un ressort, lesquels lui donneraient une force constante.
la boule horaire à Greenwich

Charles Shepherd (1830-1905)
Charles Shepherd de Hendon construisit un tel arrangement (brevet No 12567) en 1849 et son horloge fut un grand succès à l’exposition de Hyde Park en 1851. En conséquence de ce succès, il lui fut demandé de construire une horloge pour l’observatoire de Greenwich afin de contrôler les signaux horaires télégraphiques ainsi que la chute de la boule horaire à Greenwich et Deal. Cette boule horaire était utilisée pour synchroniser les chronomètres des bateaux ancrés en rade. Chaque jour, la boule était remontée sur son mât, afin de tomber exactement à 13h00.
L’une de ces horloges fut également installée à l’observatoire de Neuchâtel.

Lorsque le balancier oscille vers la gauche, il pousse un cliquet qui libère un bras de gravité, lequel donne lui une impulsion en tombant sur une goupille qui lui est fixée.
A la fin de la course vers la droite, un contact est fermé et l’électro-aimant remonte le bras de gravité.

                 animation



Dans l’image qu’on voit ici, de fiers possesseurs de montres les mettent à l’heure en regardant le cadran de l’horloge secondaire de l’observatoire de Geenwich.

L’horloge de Shepherd fut un grand progrès en direction de la précision, mais il y avait encore un long chemin à parcourir. Le balancier a toutes sortes de fonctions à opérer; il actionne un contact en fin d’oscillation et libère le bras de gravité dans les mêmes conditions.

Paul-Gustave Froment (1815-1865)
Pendant ce temps, en France, Paul-Gustave Froment, un fabricant d'instruments qui avait déjà construit son premiere moteur electrique a l’âge 18 ans, et qui avait également construit l’arrangement de la célèbre expérience du pendule de Foucault en 1851, réalisa en 1854 une version améliorée et simplifiée de l’horloge de Shepherd.
Froment

La principale différence par rapport à l’horloge de Shepherd était que l’énergie était stockée dans une lame ressort au lieu du bras de gravité.
                 animation

Dans sa course vers la gauche, le balancier pousse une lame ressort par l’intermédiaire d’une vis de contact. Le courant passe alors dans l’électroaimant qui tire son armature. Lorsque le balancier retourne vers la droite, il ne se sépare pas de la lame ressort avant que celle-ci n’ait atteint un point plus bas qu’au départ. A la rupture du contact, l’armature de l’électroaimant réarme la lame ressort.

La différence entre l’armage et la chute du ressort représente l’impulsion.

F. C. de Jong (1826-1876)
En 1865, F. C. de Jong, un horloger d’Amsterdam, utilisa une roue à rochet non seulement pour actionner la minuterie, mais également pour fermer un contact. Comme Froment, il utilisa une lame ressort pour stocker l’énergie. de Jong

Le contact et l’impulsion se produisent au moment où le balancier passe par le point zéro, si bien que l’interférence sur la liberté d’oscillation est négligeable, ce qui représente une sérieuse amélioration par rapport à la construction de Froment.
                       
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Chaque fois que le balancier oscille vers la gauche, il pousse la roue à rochet et ainsi ferme le contact placé en dessous, activant l’électroaimant. L’armature est tirée vers le bas et une goupille fixée à celle-ci arme une lame ressort fixée au balancier. L’énergie potentielle est stockée dans ce ressort puis restituée au balancier.

L’invention de De Jong n’attira malheureusement pas l’attention du reste du monde, ce qui est assez surprenant si l’on considère qu’elle fut décrite dans un journal de chronométrie français bien connu.

L’horloge de De Jong est exposée au musée de Schoonhoven et est l’une des plus anciennes horloges électriques hollandaises ayant survécu.

David Gill (1843-1914)
Bien loin en Afrique du Sud, David Gill, directeur de l’observatoire royal du Cap de
Gill 1879 à 1907, adapta également le système de Froment. En 1879, il remplaça le ressort de Froment par la gravité. Il fit construire son horloge par la société Cambridge Scientific Instrument Co Ltd pour contrôler ses télescopes.

Malheureusement rien n’en a survécu.
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Dans sa course vers la gauche, le balancier touche un bras de gravité par l’intermédiaire d’une vis de contact. L’électroaimant est alors énergisé et libère ainsi le bras de gravité. A son retour vers la droite, le balancier ne quitte ce bras de gravité que lorsqu’il a atteint un point plus bas qu’au départ.

La différence entre le remontage et la chute du bras de gravité constitue l’impulsion. La rupture du contact entraîne le remontage du bras de gravité.

L’un des problèmes de l’horloge de Gill était le mauvais contact. Comme dans toutes ces horloges, la pression restreinte disponible rendait le contact peu fiable.

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D. Fiabilité du contact

 

 


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
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