Girard-Perregaux Echappement Constant
Le principe d’un échappement à force constante est que, quelle que soit l’énergie du barillet, l’échappement restitue une énergie constante au régulateur (balancier).
Pour y parvenir, l’idée géniale a été d’intégrer dans l’échappement un dispositif intermédiaire, comprenant une lame d’une extrême finesse qui accumule l’énergie jusqu’à un seuil proche de l’instabilité, toujours le même, puis la transmet intégralement et instantanément, avant de recommencer, inlassablement.
L’inspiration est venue d’une expérience que chacun peut faire, comme l’inventeur, en tenant entre le pouce et l’index un billet de chemin de fer, verticalement, en lui donnant la forme d’un C ou d’une parenthèse ouverte. Si vous exercez alors une pression latérale, vous sentirez une résistance jusqu’au moment où… clac ! La carte bascule brusquement de l’autre côté, position symétrique, parenthèse refermée. Essayez avec une carte de visite, ça marche à tous les coups.
Le phénomène d’instabilité est connu sous le nom de flambage, qui est le passage d’un état de compression à celui de flexion. Les spécialistes des ressorts parlent ainsi de lames flambées. Ici la lame, qui est en silicium, a la dimension d’un sixième de cheveu. Elle joue le rôle d’un micro-accumulateur d’énergie. Cette lame étant armée à un point aussi proche que possible de son état instable, il ne suffit que d’une quantité infinitésimale d’énergie - micro-impulsion donnée par le balancier (moins perturbante que dans un échappement à ancre) - pour qu’elle passe d’un stade à l’autre, profitant de ce mouvement pour relancer le balancier et compenser l’énergie variable du barillet en libérant à chaque fois la même quantité d’énergie.
La lame étant l’élément clé de l’Echappement Constant, la vision de sa vibration a été privilégiée au moment du choix de la fréquence : ce sera 3 Hz (21’600 alternances par heure) pour que la magie s’opère. Mais l’avenir reste ouvert, des tests ont déjà été effectués à d’autres fréquences. Toutefois, le challenge ici n’est pas celui de la haute fréquence.
Les deux roues d’échappement ne ressemblent pas à celle qui caractérise l’échappement à ancre. Elle compte 3 dents pour une fréquence de 3 Hz, elle en comporterait 4 pour passer à 4 Hz.
Le mouvement a été conçu pour une autonomie de plusieurs jours et indication de la réserve de marche linéaire sur le cadran, démontrant l’efficience de cet échappement sur la durée.
L’énergie est fournie par deux barillets couplés en parallèle, d’une conception nouvelle faisant l’objet d’un dépôt de brevet : le couvercle et le rochet ne font qu’une seule pièce pour maximiser la hauteur disponible et chaque tambour contient deux ressorts superposés en série.
Deux autres brevets ont été déposés, l’un pour la lame évidemment, en 2008 déjà, l’autre pour l’intégration de butées dans un système flexible.
En inaugurant la collection de Haute Horlogerie Echappement Constant, le premier modèle d’échappement à force constante se distingue par un design résolument technique et contemporain, avec un clin d’œil aux codes de la Marque et à sa tradition créative.
Le mouvement prend place dans un confortable boîtier rond de 48 mm en or blanc à la carrure galbée.
Pour offrir le maximum de visibilité à l’échappement lui-même, à son cadre en forme d’aile de papillon et à sa lame vibrant dans son axe médian, les heures et les minutes occupent un sous-cadran excentré à midi. Celui-ci est encadré des deux réservoirs d’énergie que constituent les doubles barillets.
Logiquement linéaire, la réserve de marche apparaît à 9 h. Toute la partie inférieure de la montre est réservée à l’Echappement Constant, vers lequel convergent les regards et qui occupe brillamment le devant de la scène, battant à la fréquence de 3 Hz ou 21’600 alternances par heure.
Sous la glace saphir traitée antireflet sont également visibles les trois ponts emblématiques de la Marque qui jouent leur rôle structurel dans une disposition inédite. Ce calibre à remontage manuel ne dépasse pas 8 mm d’épaisseur tandis que le boîtier qui l’accueille compte 14,63 mm.
Celui-ci propose un fond saphir largement ouvert et sécurisé par 6 vis permettant d’admirer sous un autre angle la remarquable construction tridimensionnelle d’un mouvement d’exception.
The principle of a constant force escapement is that whatever the energy supplied by the barrel, the escapement returns a constant energy to the regulator (balance wheel). To achieve this, they had the brilliant idea of integrating an intermediate device into the escapement, consisting of an extremely thin blade that stores the energy up to an invariable threshold bordering on instability, and then transmits it all instantaneously, before recommencing the cycle.
The inspiration came from an experiment, which anyone can repeat by holding a train ticket vertically between thumb and forefinger, bending it to form a C or an open round bracket. If you then apply pressure from the side you will feel resistance until the moment when the card snaps to the other side to mirror its former shape, and close the round bracket. Try it with a business card, it works every time.
The phenomenon of instability is known as buckling, which is the passage from a state of compression to one of bending. Spring specialists thus speak of buckled blades. Here, the silicon blade measures one sixth of a hair’s thickness and plays the role of a micro-accumulator of energy. This blade is flexed to a point as close as possible to its unstable state, and only needs an infinitesimal quantity of energy – a micro-impulse given by the balance wheel (less perturbing than in a lever escapement) – for it to snap from one state to the other, and in the process, to push the balance wheel forward, compensating for the variable energy of the barrel and liberating the same quantity of energy every time.
The blade is formed in one piece with the frame which holds it by both ends and plays a decisive role in the very precise locking of the point of contact for the micro-impulse which will make it snap over. The relatively simple principle brings with it the need for absolute precision to put it into practice, which would have been impossible before the use of silicon and the arrival of new part manufacturing techniques, such as deep reactive ion etching (DRIE). The partnership with CSEM) in Neuchâtel, Switzerland was decisive. Watchmaking experts and physicists carried out complex calculations to determine the characteristics of the blade, and the many factors governing the buckling point. In the end, the structure of the device incorporating the blade is monolithic. It is held in virtual levitation and undergoes no friction except at the moment of the impulse and the flexing of the blade. The energy of the blade is directly transmitted back to the balance wheel.
Since the blade is the key element of the Constant Escapement, its natural vibration governed the choice of frequency: it will be 3 Hz (21.600 vibrations per hour) for the magic to work. But the future remains open, and tests have already been carried out at other frequencies. In any case, the challenge here is not about high frequencies.
The two escapement wheels look nothing like those found in a lever escapement. They have three teeth for a frequency of 3 Hz, and would need four for 4 Hz. The movement was designed to run for several days with a linear power reserve indicator on the dial, demonstrating the efficiency of this escapement in the long run. The energy is supplied by two barrels coupled in parallel (a new patented design): the cover and the ratchet are a single piece to maximize the thickness available and each drum contains two springs stacked in series. Two other patents have been filed: one for the blade naturally, filed back in 2008, the other for the incorporation of limit stops in a flexible system.
Launching the Haute Horlogerie Constant Escapement collection, the first model to be equipped with the device stands out with its resolutely technical and contemporary design, with a nod Girard-Perregaux’s codes and its creative tradition. The movement takes its place in a comfortable round 48 mm diameter case in white gold with a curved case band.
To offer maximum visibility to the escapement itself, with its butterfly wing frame and the vibrating blade in its central axis, the hours and minutes occupy a sub-dial off-centered at 12 o’clock. This is flanked by the two energy reservoirs in the shape of the double barrels.
Logically linear, the power reserve indicator is placed at 9 o’clock. The whole of the lower part of the watch is reserved for the Constant Escapement, which occupies center stage and steals the show, beating at the frequency of 3 Hz or 21,600 vibrations per hour. Under the anti-glare treated sapphire glass the brand’s three emblematic bridges are visible and play their structural role in a novel layout.
This manually wound caliber is no thicker than 8 mm, while the case that houses it measures 14.63 mm, with a wide open sapphire glass back held in place by 6 screws offering another angle of view on the remarkable 3-D construction of this unique movement.
Girard-Perregaux Traveller phases de lune et grande date
La grande date à 12h, coiffée par une applique GP polie ; la phase de lune escortée de la petite seconde à 7h30 ; et la réserve de marche à 4h30. Instrumentées par le mouvement à remontage automatique calibre manufacture GP03300, les indications rivalisent d’élégance et d’originalité dans leur agencement.
Bénéficiant d’une conception innovante, le dispositif de l’affichage des phases de lune et de la réserve de marche est directement connecté au barillet. Extrêmement précises, les lunaisons apparaissent sur une roue en rotation constante précise au point de ne nécessiter qu’un unique ajustement d’un jour dans 122 ans.
Le correcteur intégré au boîtier se situe à 10h.
Le design choisi pour la lune est d’un réalisme frappant. Représentant la face visible de la lune, le dessin effectué sur un verre minéral est métallisé dans un subtil dégradé de noir au gris qui n’est pas sans rappeler la voie lactée. Ici et là, des étoiles argentées s’installent dans la nuit … l’une d’elles dissimule le logo Girard-Perregaux. Le pourtour satiné circulaire de l’affichage accueille la minuterie de la petite seconde.
La grande date à saut instantané au 15/1000ème de seconde couronne le tout dans un guichet poli. Elle s’affiche selon un système breveté par Girard-Perregaux. Deux disques, l’un transparent, l’autre mat, respectivement pour les unités et aux dizaines, se chevauchent sans laisser apparaître aucune démarcation.
The large date at 12 o’clock, capped by a polished GP applique; the moon phases escorted by the small second at 7.30; and the power reserve at 4.30. Driven by the self-winding mechanical movement Manufacture caliber GP03300, the indications outdo one another in the elegance and originality of their layout.
Using a novel design, the moon phases and power reserve display mechanisms are directly connected to the barrel. The extremely precise lunations appear on a wheel in constant rotation, which needs to only be adjusted by one day in 122 years.
The corrector is placed on the case at 10 o’clock.
The design chosen for the moon is strikingly realistic. Representing the visible face of the moon, the image is made on a mineral glass and then metalized with a subtle gradation from black to gray somewhat reminiscent of the Milky Way. Silvery stars stud the night; one of them hides the Girard-Perregaux logo.
The satin-brushed circular border of the display is marked with the divisions of the small second dial. The instantaneous large date, jumping in 15 milliseconds, crowns the whole view with a polished aperture.
The display mechanism works with a system patented by Girard-Perregaux. Two disks, one transparent, the other matte, for the units and tens respectively, overlap without leaving any borderline. The feat is certainly helped by their thinness, at 0.10 mm.
Eric Cosandey
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