TIPE: expérience sur le tourbillon

Bonjour a tous !

Je suis actuellement en prépa PT et compte faire mon TIPE sur l'horlogerie et plus précisément sur le tourbillon en étudiant la compensation de la pesanteur par la rotation du tourbillon, et l'influence de la vitesse de rotation.
Dans un TIPE, il faut faire une expérience, et dans la mesure du possible, qu'elle soit réalisée par nous même. Or l'univers de l'horlogerie est très minutieux, avec des masses infimes, des liaisons quasi parfaite car avec des matériaux au coefficient de frottement faible, d'où ma question:

Penser vous qu'un modèle agrandit du tourbillon est possible et surtout quels matériaux permettrait d'obtenir un rendement aussi bon que ceux utiliser dans les montres mécaniques équipées de ce système ?
Ou bien avez vous peut être une autre piste d'étude théorique et pratique concernant le tourbillon ?

Merci d'avance de vos réponses !
Ludovic

Salut
Pas évident ton sujet !

si tu es pres de la frontiere ( ou pdt les vacances ), tu peux demander une visite d'atelier aux qq maisons qui produisent des tourbillons, pas evident que tu obtiennes une reponse positive....

pour reproduire le tourbillon, tu auras du mal a trouver des materiaux " de pointe " dans ton lycée...

bon courage
JB

A mon avis le boulot a fournir pour fabriquer un tourbillon meme en plus grand est colossal.
Normalement tu ne devrais pas avoir le temps suffisant pour faire ca en spé et c'est largement au delà de ce qu'ils attendent de toi.

Je te propose de faire une expérience assez simple
Ce serait d'abord de mettre en évidence les lacunes du systeme balancier-spiral.
Tu peux montrer que suivant la position d'une montre, la mesure du temps n'est pas la même en notant combien elle gagne ou perd par jour suivant la position.
C'est sans doute évident sur forum à montre mais ca ne l'est pas du tout pour les gens normaux, même pour un examinateur de tipe.
Tu pourras faire 2, 4, 6, 12, n positions différentes comme tu le sens, moi je choisirai entre 4 et 6 histoire de ne pas noyer le message à passer dans un torrent de chiffres.

Ensuite tu pourrais simuler les effets d'un tourbillon. Tout ce que le tourbillon fait c'est de faire en sorte que le le systeme balancier-spiral passe par toutes les positions et que les durées de chaque position soient les mêmes, ce qui compense les effets de la gravitation (merci wikipedia...).
Dans une montre le tourbillon fait le tour des positions en 60 secondes, tu pourras pas tenir la cadence  
Tu n'as qu'a faire le tour des positions en 24 heures ca doit donner le même résultat.
ex : tu poses la montre pendant 6 heures sur le 6, 6H sur le 9, 6H sur le 12, 6H sur le 3.
ou : 4H sur le 6, 4H sur le 8, 4H sur le 10, 4H sur le 12, 4H sur le 2 et enfin 4H sur le 4.
etc encore une fois c'est comme tu les sens.

Si tout ce passe bien, les erreurs doivent se compenser.

ps : je ferai un essai avant de graver tout ca dans le marbre on ne sait jamais  

Je possède depuis août un tourbillon volant Aatos Tiago à 440 euros neuf sur la toile.








Visiblement, il avait besoin d'une période de rodage (1500 heures minimum) pour commencer à se stabiliser. Je l'ai ouvert pour rerégler la raquette (pas simple car il faut bloquer en rotation la cage du tourbillon pour pouvoir toucher la raquette en espérant ne rien casser car on force nécessairement sur les axes).

Maintenant il est entre + 2 et +3 secondes par jour quand il est porté puis pendu à 12H la nuit (ou mieux à plat à l'envers). Globalement, il est peu sensible aux positions verticales mais un peu moins rapide couronne en bas (9H). Compte-tenu que c'est un tourbillon, je me suis dit que la variation venait de l'inter-dent qui variait entre certaines roues sous leur propre poids (avec le jeu des pivots) ce qui modifiait le couple transmis et donc l'amplitude du balancier... et au final faisait avancer la montre.

A plat à l'envers, elle a tendance à avancer moins que vertical ou à plat à l'endroit. Compte-tenu que la cage du tourbillon est en porte à faux, j'imagine que selon les positions, c'est le pivot inférieur qui reçoit le poids ou au contraire le roulement (si roulement il y a).

Vraie bizarrerie par contre. Quand le weekend je ne la porte pas mais que je la remonte néanmoins à heure fixe, au bout de deux jours elle accélère à +8 secondes par jour et se stabilise ainsi en devenant plus sensible aux positions. Une fois reportée au bout de quelques heures elle reprend son rythme de + 2 à +3 secondes par jour. Et reste ainsi même si elle est non portée pendant un jour ou deux. Un problème de rodage à terminer peut-être.

Tout ça pour dire que ce n'est pas simple à comprendre un tourbillon, surtout s'il est volant et donc en porte à faux avec à priori un roulement à la place d'une pierre.

Roland

Pourquoi te sens-tu obligé, chaque fois que tu parles de ta montre, de nous sortir son prix de 440€?  

broncos a écrit:

Pourquoi te sens-tu obligé, chaque fois que tu parles de ta montre, de nous sortir son prix de 440€?  

Pour un étudiant prêt à construire de A à Z un tourbillon pour faire ses tests car il n'a pas les moyens d'acheter une montre à 28000 euros, je pensais que c'était sympa de lui dire qu'il existe dans un univers parallèle à la haute horlogerie, des tourbillons pas chers, destinés aux amoureux de la mécanique pure, comme ça semble être son cas, sur lesquels il pourra faire toutes les expériences qu'il veut

Mais si quelqu'un peut lui fournir un tourbillon HH ce serait encore mieux je le reconnais. Je vous laisse arranger ça  

Roland

Je profite de ce post pour vous demander si vous avez des références qui expliquent clairement le fonctionnement d'un tourbillon ?

Que ce soit sur internet ou même sur internet je n'ai jamais rien trouvé à ma grande déception  Ou alors des explications très vagues sans vraiment rentrer dans les rouages ...

On trouve cette vidéo de Blancpain qui est assez détaillée je trouve.
 
Attention, il ne faut pas se fier à la forme extérieure pour différencier un carrousel d'un tourbillon (je dis ça car le carrousel représenté ressemble à mon tourbillon). C'est l'entrainement des pignons qui est différent. Sur le tourbillon, le pignon de la roue d'échappement prend appui sur une denture solidaire du reste du mécanisme de la montre et qui ne tourne pas. Sur le carrousel elle tourne.
 
Bizarrement dans la littérature, on peut parfois lire que le carrousel est sensé avoir l'axe du balancier décentré par rapport à l'axe de rotation de la cage et ce n'est pas le cas ici, c'est même l'inverse.
 

 
Roland

On m'a toujours dit que les tourbillons se révélaient bien souvent moins précis que les mouvements mécaniques classiques et que ces histoires de compensation de l'effet de la gravité étaient assez théoriques...

En bref, les prix élevés se justifient par la complexité de conception et d'assemblage du mécanisme.

Vous confirmez ?

Bien cordialmeent,

Nicolas

Aqualung75 a écrit:

On m'a toujours dit que les tourbillons se révélaient  bien souvent moins précis que les mouvements mécaniques classiques et que ces histoires de compensation de l'effet de la gravité étaient assez théoriques...

En bref, les prix élevés se justifient par la complexité de conception et d'assemblage du mécanisme.

Vous confirmez ?

Bien cordialmeent,

Nicolas

Je ne confirme que ce que me fait dire mon bon sens paysan : un tourbillon fini à la serpe tournera comme une patate, tout tourbillon qu'il est, et les défauts d'ajustements, imprécisions d'usinage, déformations au montage, jeux exagérés, ... rajoutent des erreurs ridiculement plus grandes que le balourd du balancier!
Quant aux tourbillons véritablement HH, je demande à voir un concours de chronométrie qui les mettrait face à n'importe quelle Rolex (pour prendre un exemple de montre sans fioriture mais diablement bien réglée, et de façon industrielle)...

Je pense qu'il faut aborder le tourbillon comme un défi mécanique, une poésie, et pas (plus) une solution fonctionnelle à un problème de chronométrie.

Merci pour la vidéo helicopsi

J'ai toujours un peu de mal à comprendre comment la rotation de la cage du tourbillon se fait dans le sens horaire alors que le balancier oscille sur lui même.
As-tu des références littéraires à conseiller ?

ramo69 a écrit:

Merci pour la vidéo helicopsi

J'ai toujours un peu de mal à comprendre comment la rotation de la cage du tourbillon se fait dans le sens horaire alors que le balancier oscille sur lui même.
As-tu des références littéraires à conseiller ?

Train épicycloïdal

La roue d'échappement est le satellite, elle engraine sur une couronne fixe.

kiv a écrit:

Train épicycloïdal

La roue d'échappement est le satellite, elle engraine sur une couronne fixe.

 
 
Tout à fait  
 
Pour simplifier, un tourbillon c'est une montre ordinaire où l'on aurait découpé le châssis autour des pivots de "balancier, ancre et roue d'échappement" et monté le tout sur un roulement. Le triplet de pièces résultant peut alors tourner librement sur lui-même comme une roue de vélo. Si en plus de cette modification, on rajoute un dispositif d'entrainement (comme la chaine du vélo) entre le ressort du barillet et la portion de châssis contenant ces trois pièces... et bien, comme une roue de vélo quand on pédale, la cage du tourbillon avec "balancier, ancre et roue d'échappement" va rentrer en rotation rapide. Du genre, vider le ressort de barillet en 30 secondes et centrifuger les aiguilles

Pour réguler la rotation de la cage du tourbillon à un tour par minute, on utilise la présence du pignon de roue d'échappement pour "s'agripper" à une partie fixe de la montre (denture en creux ou pignon fixe), ce qui stoppe tout risque de rotation incontrôlé. Mais comme la roue d'échappement est reliée au balancier, celui-ci va commencer à battre et au final laisser tourner la roue d'échappement à vitesse régulée constante donnant le un tour par minute.
 
Rien de bien compliqué dans un tourbillon donc.
 
Quant à chercher à être plus précis avec un tourbillon, certains concours d'horlogerie laissent penser que c'est possible. Personnellement je pense qu'avec un balancier parfaitement équilibré sur une montre ordinaire, l'écart doit être faible. D'un autre côté, partir d'un balancier moyennement équilibré (et pas cher) et le monter dans un tourbillon, donne forcément un résultat positif (mais inférieur ou égal à un super balancier).
 
Roland

Merci pour vos réponses

Il faudra que je me plonge dans cette notion de train hélicoïdal à l'occasion !

helicopsi a écrit:

je pensais que c'était sympa de lui dire qu'il existe dans un univers parallèle à la haute horlogerie, des tourbillons pas chers, destinés aux amoureux de la mécanique pure

Il y a un souci dans cette phrase...

ramo69 a écrit:

Merci pour vos réponses

Il faudra que je me plonge dans cette notion de train hélicoïdal à l'occasion !

[b]épicicloïdal[/b]  

latoupille a écrit:

Il y a un souci dans cette phrase...

Quel soucis ? pas cher et amoureux dans la même phrase, ça te choque ? Étrange vision de l'amour...

kiv a écrit:

[b]épicicloïdal[/b]  

Mon ignorance m'a trahi !

kiv a écrit:

Je ne confirme que ce que me fait dire mon bon sens paysan : un tourbillon fini à la serpe tournera comme une patate, tout tourbillon qu'il est, et les défauts d'ajustements, imprécisions d'usinage, déformations au montage, jeux exagérés, ... rajoutent des erreurs ridiculement plus grandes que le balourd du balancier!
Quant aux tourbillons véritablement HH, je demande à voir un concours de chronométrie qui les mettrait face à n'importe quelle Rolex (pour prendre un exemple de montre sans fioriture mais diablement bien réglée, et de façon industrielle)...

Je pense qu'il faut aborder le tourbillon comme un défi mécanique, une poésie, et pas (plus) une solution fonctionnelle à un problème de chronométrie.

100% d'accord avec ce qui vient d'être dit, le bon sens avant tout  

De plus, le Tourbillon c'était surtout conçu pour des montres "statiques", maintenant que nous les avons au poignet, elle font déjà toutes les positions au cours de la journée donc ma montre sur mon poignet c'est déjà un tourbillon