Un rêve de longue date qui se concrétise enfin !
Vianney Halter, horloger des voyages inter-temporels et inter-dimensionnels est particulièrement heureux de vous dévoiler sa nouvelle innovation technique nichée au cœur de son emblématique tourbillon 3 axes: la Deep Space Resonance.
Vianney a re-pensé la cage de tourbillon pour y intégrer un double balancier en résonance acoustique. Un défi technique et une prouesse mécanique hors du commun ! Cette création est une ode aux phénomènes ondulatoires, aux mouvements stellaires et aux mécanismes fondamentaux de notre univers.
Après plusieurs années de recherches et développement, de phases créatives et d’influences extérieures, il peut enfin présenter un système unique qui expose un phénomène physique authentique.
Cette création a nécessité plusieurs étapes, notamment des phases de pause pour laisser mûrir ses idées.
Inspirations et physique:
L’idée de construire un instrument horloger à double balancier en résonance acoustique a germé dans l’esprit de Vianney en 1996 lorsqu’il apprend à jouer du piano. Le principe de fonctionnement vibratoire de cet instrument développe sa compréhension en matière de phénomènes ondulatoires. Lorsqu’il accorde les notes qui sont composées de 3 cordes, il observe un échange énergétique entre elles qui les fait entrer en résonance acoustique. Les ondes de chaque corde se propagent via leur point d’attache commun. Les 3 fréquences émises se perturbent mutuellement et se compensent pour ne devenir qu’une seule fréquence commune. Que se soit dans le diapason, qui représente à ses yeux la simplicité d’une construction à résonance efficace, ou dans le piano, il y a une corrélation entre la mise en résonance et l’attache commune en métal.
Il pressent alors qu’il peut exister une relation similaire entre deux balanciers spiraux.
En parallèle l’horloger a l’occasion de voir des plans de test qui présentent des tentatives de montres à résonance que Breguet avait effectués au début du 19ème siècle.
Ces travaux se basaient sur des systèmes de réglages pour jouer sur les distances entre les serges de balanciers afin d’essayer de les faire interagir l’un avec l’autre. Après observation de ce type de montage et avec la compréhension des phénomènes acoustiques dans les pianos, Vianney comprend qu’il y a en fait deux phénomènes physiques distincts pour faire interagir des balanciers entre eux.
Les travaux de Breguet sont basés sur le phénomène physique de dynamique des fluides. Cela consiste à faire interagir les deux balanciers grâce aux effets des couches limites de l’air entre les deux. Les mouvements des balanciers créent des turbulences dans l’air qui forment des sortes d’engrenages atmosphériques engendrant une liaison et permettant leur synchronisation. Dans cette configuration la présence de l’air, la distance entre les deux balanciers, ainsi que le sens de rotation sont déterminants. Les balanciers ne peuvent tourner que dans le sens qui permet l’accroche mécanique comme dans un système de rouage traditionnel, et sans air, il n’y a plus de couches limites dans lesquelles interagir. C’est un principe physique intéressant qui fonctionne comme un embrayage, mais dans lequel les ondes n’interviennent pas.
En revanche dans le phénomène physique de résonance acoustique, les ondes sont essentielles. Grâce à un pont commun elles peuvent passer d’un balancier à l’autre et s’influencer mutuellement, afin de créer une seule fréquence commune : c’est la résonance. Il y a un échange énergétique entre les deux organes via le pont commun des deux spiraux. Dans cette configuration, les ondes sont déterminantes ainsi que la matière du tronc commun, la mise en résonance est immédiate et perdure tant qu’il y a de l’énergie. Ce phénomène permet la rotation des balanciers soit de concert, soit en opposition de phases.
Pour appuyer sa théorie et commencer ses travaux, il devait déjà identifier les limites des montres à résonance déjà réalisées, puis construire un instrument. Celui-ci lui permettrait de vérifier et démontrer qu’il est effectivement possible de produire une mise en résonance horlogère grâce à un phénomène ondulatoire sans artifices mécaniques.
A partir de là il collecte des objets chronométriques ainsi que des outils scientifiques en lien avec les phénomènes ondulatoires dans l’idée de construire ce démonstrateur. S’entourer de ces objets fait partie de son processus créatif : il étudie leur fonctionnement et s’imprègne de leur essence.
Cette construction est un hommage à toutes ces personnes qui ont développé des théories, puis imaginé et construit des machines scientifiques, afin de mettre en évidence ces phénomènes pour enfin les partager.
L’atelier prend des airs de laboratoire
Dans une montre il ne peut y avoir résonance que s’il y a couplage entre les deux balanciers. Pour ce faire, ils doivent avoir les mêmes caractéristiques physiques, être réglés au plus proche, et surtout être reliés par un tronc commun, à l’instar du diapason. C’est le lien du tronc commun qui sert de passerelle en permettant la transmission des ondes et des énergies. En 2007 il commence la fabrication du démonstrateur qu’il imagine depuis déjà deux ans. Pour le construire il utilise deux montres de bord russes. Il s’agit du premier travail concret qu’il amorce concernant la résonance. Ce démonstrateur arbore une construction en miroir avec un système de rouages de chaque coté d’une platine commune. Sur la tranche de cette platine, les deux spiraux des balanciers sont connectés par un support commun.
Le quotidien des travaux horlogers à son atelier commençant à lui prendre de plus en plus de temps, il doit mettre de côté ce projet.
Au fil des années, son envie de reprendre les expérimentations sur ce sujet et d’aller au delà des constructions déjà réalisées sur ce phénomène se renforce.
Plusieurs facteurs le poussent à reprendre ce projet
En 2012 il a l’occasion d’acquérir une pendule ancienne de l’horloger Langlois. La construction de cette pièce fabriquée à Paris au début des années 1660 l’interpelle. En s’appuyant sur les expertises de Jean-Claude Sabrier, il constate qu’il s’agit d’une des pendules qui avait été commanditée à différents horlogers par Christian Huygens, pour démontrer sa théorie sur l’isochronisme. Au-delà de confirmer sa théorie, le scientifique et père de l’horlogerie moderne avait également observé un phénomène de résonance: les balanciers se synchronisent lorsque les pendules sont posées sur le même support. Cet objet est pour Vianney une des pièces historiques qui est à la base de l’idée de résonance acoustique en horlogerie.
En 2016 une découverte majeure dans le monde scientifique finit de motiver l’horloger à reprendre ses recherches. En effet un siècle après les théories d’Albert Einstein, la détection d’ondes gravitationnelles dues à l’effondrement de deux trous noirs l’un dans l’autre fait frémir la communauté scientifique et les passionnés de science-fiction, Vianney y compris.
Les ondes gravitationnelles sont l’une des manifestations les plus spectaculaires de la relativité générale. Cette théorie d’Albert Einstein stipule que l’espace-temps forme la matrice de l’univers. Les objets, à cause de leur masse, déforment cet espace-temps. Or, s’ils entrent en collision ou accélèrent, des objets très massifs peuvent provoquer des vagues dans l’espace-temps, comme une pierre lancée dans un étang forme des ondes. Ces ondes gravitationnelles se propagent dans le cosmos à la vitesse de la lumière et dans toutes les directions.
Ils perturbent et influencent tout l’univers, c’est en quelque sorte une résonance générale.
La détection et l’observation de ces phénomènes ondulatoires sont possibles grâce à l’utilisation du principe de résonance dans une sorte de sismographe de l’espace-temps.
Cette découverte est un déclencheur pour Vianney. Il est déterminé pour reprendre et finir ses recherches sur la résonance acoustique en horlogerie. Il effectue de multiples essais sur son démonstrateur pour trouver une configuration et une architecture technique permettant une mise en résonance acoustique des deux balanciers sans passer par l’air.
Entre temps une nouvelle idée et un nouveau défi viennent se greffer sur l’idée de base.
En 2011 Vianney avait en effet rêvé d’un objet permettant de se souvenir des 4 dimensions de notre condition humaine lors de voyages stellaires : la Deep Space Tourbillon. En 2013 la montre était née, un tourbillon 3 axes central représentant les 3 dimensions physiques, un ballet mécanique entouré par la 4eme dimension : l’affichage du temps.
Ces 4 dimensions forment le continuum espace-temps, cette trame du monde dans lequel nous vivons, un tissu élastique déformé par les ondes gravitationnelles.
C’est l’impact de l’évidence : la résonance doit être placée au cœur de la Deep Space.
L’architecture du démonstrateur a permis de définir la configuration technique des deux balanciers spiraux tel un diapason, l’effet de résonnance est donc naturel et non pas artificiel. Il y a cependant un challenge avec cette configuration : éviter que les ondes ne se dissipent dans la matière. Cette configuration ne nécessite pas la présence de l’air, en revanche il faut choisir une matière solide qui transmet efficacement les ondes acoustiques.
Les balanciers et les spiraux sont superposés en miroir pour diminuer le chemin que les ondes ont à parcourir à travers ce pont commun et éviter une perte d’énergie. De plus ce pont arbore une construction géométrique particulière : c’est grâce à cette forme que l’interconnexion ondulatoire des deux balanciers, via la matière, est possible. Vianney a conçu et fabriqué ce démonstrateur dans le simple but de concrétiser un phénomène physique authentique et fondamental et non par astuces.
La persévérance et le travail portent leurs fruits. Début 2019 les deux balanciers du démonstrateur fonctionnent en résonance acoustique et sont suffisamment stables pour que le principe utilisé soit transposable dans une montre poignet. La conception de la Deep Space Resonance commence.
Chaque développement nécessite des étapes, et avec le recul la Deep Space Tourbillon originale en fait partie. Elle est apparue comme si elle devait être construite en amont pour naturellement accueillir et transcender la résonance.
Ces 4 dimensions de l’espace-temps, une constante universelle, ne sont pas aussi inaltérables qu’on le croit. La résonance a atterri dans la DST car c’est l’ultime dispositif technique pour expliquer qu’il n’y a pas que les 4 dimensions. Il y a aussi une interférence entre toutes les ondes et une incidence sur tout l’univers.
Deep Space Resonance Prototype :
2020 aura été l’année de construction du prototype de la Deep Space Resonance. Il aura fallu une année complète pour achever ce travail titanesque. Vianney a pu vérifier que son développement à résonance acoustique fonctionne correctement dans une montre poignet à tourbillon 3 axes, et effectuer les tests nécessaires avant de lancer la fabrication de pièces marchandes.
Grâce à la rotation sur 3 axes, tous les détails du mécanisme sont visibles. La complexité de cette structure méritait d’être soulignée par une construction architecturale unique et légère afin de profiter pleinement du phénomène mis en avant. Les 42 piliers qui le composent sont un hommage au travail de l’horloger Achille Benoit, notamment à son superbe chronomètre de marine fabriqué en 1939 arborant avec originalité des piliers aux courbes variées, une prouesse pour l’époque. La délicatesse de la nouvelle traverse de 2,8gr dans son berceau et les 371 pièces techniques qui la composent ont été travaillées et rehaussées avec des finitions d’horlogerie traditionnelle pour un effet à couper le souffle. Malgré la complexité de cette nouvelle construction, le principe d’architecture technologique est au plus simple est au plus efficace, rien n’est superflu. La cage des balanciers pèse 0,6gr pour 162 pièces. Leurs fréquences de 21’600 alternances/heure sont proches mais légèrement différentes, chacun va transmettre son onde à l’autre via le pont commun. Les deux fréquences vont s’influencer mutuellement. Très rapidement, ils trouvent une fréquence commune et se mettent à battre ensemble en résonance acoustique. Que ceux qui se demandent à quoi sert cette synergie soit rassurés : outre le challenge mécanique que représentait la construction d’un système à résonance acoustique au cœur d’un tourbillon 3 axes, cet instrument technique offre une amélioration du réglage horloger.
Les temps de rotations des trois axes sont respectivement 30 min pour le berceau, 6min pour la traverse et 60secondes pour la cage.
Le remontage se fait manuellement pour une réserve de marche de 65h. Les deux balanciers entrent en résonance dès que l’énergie est suffisante pour faire fonctionner le mécanisme et restent dans cet état jusqu’à la fin de la réserve de marche. Les balanciers peuvent battre de concert ou en phase opposées de manière aléatoire, selon le point de rencontre des sinusoïdes lors de leur entrée en sympathie. On ne peut pas décider dans quel sens ils vont se coordonner, et resteront dans cette configuration jusqu’à la fin de la réserve de marche. Au prochain remontage il résonneront peut être dans l’autre sens pour vous offrir une nouvelle appréhension du phénomène.
Pour ce prototype le cadran a été conçu comme un instrument scientifique pour effectuer les mesures de contrôle, il est directement inspiré des outils de mesures utilisés en horlogerie comme le pied à coulisse traditionnel, les verniers de tours et les règles à calcul. L’heure et les quarts d’heure se lisent sur la partie supérieure du disque (à 12h). Affiner la lecture à la minute près se fait par observation de la concordance des traits sur la partie inférieure (à 6h).
Sur les pièces finales, la lecture de l’heure sera simplifiée grâce à un cadran inédit construit en adéquation avec les phénomènes ondulatoires. Il y aura aussi certaines mises à jour en fonction des limites observées sur le prototype. De plus la réserve de marche sera drastiquement augmentée.
En attendant cette pièce finale, nous vous invitons à profiter de cette première résonance acoustique portable au poignet. La beauté de la construction miroir, la symétrie architecturale, le contraste des reflets sur la matière rendent le cœur de cet instrument presque insaisissable, tel un mirage, on est happé par la danse des piliers et des roues interagissant avec harmonie. Il n y a plus de haut, de bas, de droite et de gauche, comme au milieu de l’univers, on se perd dans la résonnance comme on se perd au milieu des étoiles.
L’intérêt de la vie humaine, c’est de résonner avec ce qui l’entoure, d’être accordé avec son environnement.
Cette nouvelle construction est une piste d’exploration pour faire fonctionner un objet mécanique incluant un phénomène de résonance acoustique. Cependant Vianney ne prétend en aucun cas détenir la vérité absolue concernant ce phénomène.
L’horlogerie est un moyen d’expression et de partage pour Vianney. Avec cette construction il avait envie d’entrer en résonnance avec ceux qui l’entourent et ceux qui partagent cette fascination pour la science et la mécanique.
« Imaginer et construire des démonstrateurs comme celui-ci m’apporte beaucoup. Chaque challenge mécanique m’aide à comprendre toujours plus notre univers. A chaque fois je m’émerveille comme un enfant face à la complexité et à la finesse de son fonctionnement. J’aime par-dessus tout comprendre, fabriquer, tester puis partager. Ce partage est l’aboutissement de mon travail d’horloger. »
Photos : Copyright Guy Lucas de Peslouan
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