Les montres, comment ça marche?
Partie II : les montres au quartz (ou : le ballet piézoélectrique!)
Alors que je décrivais dans mon dernier billet l'histoire et les principes de fonctionnement des montres mécaniques, je vais maintenant m'arrêter aux montres au quartz. Dans la seconde moitié du XXe siècle, l'arrivée de ces dernières sur le marché a bouleversé le monde de l'horlogerie.
En fait, il y a de fortes probabilités que la montre (ou si vous êtes comme moi : "les montres") que vous possédez fonctionne(nt) au quartz. De nos jours, la vaste majorité des montres disponibles sur le marché sont des montres au quartz. Elles représentent 85% des ventes de montres au niveau mondial.
Contrairement aux montres mécaniques, qui utilisent l'énergie emmagasinée dans un ressort pour faire fonctionner leurs rouages, les montres au quartz utilisent l'électricité pour actionner les engrenages qui sont reliés aux aiguilles de la montre.
Mais pourquoi alors parle-t-on de montres au quartz? Qu'est-ce qu'une espèce minérale, une des plus abondantes sur terre, vient faire dans une montre? Élément décoratif? Pas du tout! En 1880, les frères Pierre et Jacques Currie (Pierre était le mari de la célèbre Marie Curie) découvrent les propriétés piézoélectriques du quartz. Ils réalisent que lorsque le quartz est soumis à des forces mécaniques (quand on le compresse, par exemple), il génère du courant électrique. Inversement, lorsqu'on expose le quartz à de l'électricité, il bouge! Or, ce mouvement peut être régulé. Ha! Nous avons là un des fondements de la montre au quartz! Le tout est expliqué ci-dessous (en anglais seulement; désolé!) :
Le principe est relativement simple : un faible courant électrique qui provient de la pile (qu'on retrouve dans chaque montre au quartz) est acheminé vers un oscillateur en quartz. Dans la montre, ce minuscule objet a la forme d'un diapason :
Lorsque le courant passe dans ce diapason en quartz, il vibre à une fréquence très précise grâce à l'effet piézoélectrique. Pour être précis (on parle de mesure du temps, après tout!), il vibre à une fréquence de 32 768 Hertz (ou si vous préférez, 32 768 vibrations par seconde!). C'est la constance de cette vibration qui permet de réguler la montre. L'information est relayée à un microprocesseur, qui divise tout simplement de façon électronique cette fréquence par deux jusqu'à ce qu'on arrive à 1 vibration = 1 seconde. Cette fréquence est finalement relayée à un petit moteur, composé d'un aimant mobile et d'une bobine de fil cuivré. Cet aimant bouge donc une fois par seconde, actionnant ainsi les rouages de la montre. La précision inhérente à la vibration du quartz est ainsi relayée jusque dans le mouvement des aiguilles de la montre.
Ainsi actionnée, la montre au quartz est dix fois plus précise que les meilleures montres mécaniques. Alors que l'exactitude de ces dernières - mêmes les meilleures créées par de grands artisans - peut varier de quelques secondes par jour, les montres au quartz modernes ne perdent (ou gagnent) qu'une seule seconde aux six ans!! Seules les montres dites "atomiques" sont plus précises!
Malgré quelques expériences dans les années 1920, c'est réellement dans les années 1960 que les montres au quartz deviennent une réalité. Ceci est rendu possible grâce aux avancées dans la technologie des circuits électroniques. L'honneur de la première montre-bracelet au quartz revient aux Suisses (qui d'autre!), qui présentent en 1967 une prototype, la "Beta 1".
Toutefois, la première montre au quartz offerte de façon commerciale nous vient des Japonais. C'est en effet la compagnie Seiko qui lance, en décembre 1969, la "Astron". Cette montre se détaille alors à 450 000 Yens, soit $1250 US! C'est ce qui a fait dire à certains experts que la montre au quartz ne deviendrait jamais populaire à cause de son prix.
Or, les montres au quartz se sont rapidement imposées sur le marché des montres et des horloges. Au nombre des principales raisons :
Pour ces raisons, le monde de l'horlogerie et des montres a connu la "Révolution du quartz" dans les décennies 1970 et 1980. Du point de vue de l'industrie horlogère suisse, qui connait alors un fort déclin, on parle plutôt de la "Crise du quartz". Les marques asiatiques, elles, prennent leur essor. Les fabricants suisses qui n'ont pas fait faillite choisissent alors de maintenir leur production de montres mécaniques en privilégiant le haut de gamme. Pour leur part, les compagnies asiatiques basées au Japon, en Chine et à Hong Kong (Seiko, Citizen et Casio, entre autres) se concentrent pour leur part sur le quartz et dominent aujourd'hui la marché mondial des montres, qui totalisait près de $40 milliards en 2014 juste pour les montres au quartz!
Ne vous surprenez donc pas de voir la mention "Quartz" sur votre montre préférée!!
En fait, il y a de fortes probabilités que la montre (ou si vous êtes comme moi : "les montres") que vous possédez fonctionne(nt) au quartz. De nos jours, la vaste majorité des montres disponibles sur le marché sont des montres au quartz. Elles représentent 85% des ventes de montres au niveau mondial.
Contrairement aux montres mécaniques, qui utilisent l'énergie emmagasinée dans un ressort pour faire fonctionner leurs rouages, les montres au quartz utilisent l'électricité pour actionner les engrenages qui sont reliés aux aiguilles de la montre.
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| L'intérieur d'une montre au quartz typique, d'apparence beaucoup moins impressionnante qu'un mouvement de montre mécanique! Source : Wikipedia |
Mais pourquoi alors parle-t-on de montres au quartz? Qu'est-ce qu'une espèce minérale, une des plus abondantes sur terre, vient faire dans une montre? Élément décoratif? Pas du tout! En 1880, les frères Pierre et Jacques Currie (Pierre était le mari de la célèbre Marie Curie) découvrent les propriétés piézoélectriques du quartz. Ils réalisent que lorsque le quartz est soumis à des forces mécaniques (quand on le compresse, par exemple), il génère du courant électrique. Inversement, lorsqu'on expose le quartz à de l'électricité, il bouge! Or, ce mouvement peut être régulé. Ha! Nous avons là un des fondements de la montre au quartz! Le tout est expliqué ci-dessous (en anglais seulement; désolé!) :
Le principe est relativement simple : un faible courant électrique qui provient de la pile (qu'on retrouve dans chaque montre au quartz) est acheminé vers un oscillateur en quartz. Dans la montre, ce minuscule objet a la forme d'un diapason :
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| Source : Wikipedia |
Lorsque le courant passe dans ce diapason en quartz, il vibre à une fréquence très précise grâce à l'effet piézoélectrique. Pour être précis (on parle de mesure du temps, après tout!), il vibre à une fréquence de 32 768 Hertz (ou si vous préférez, 32 768 vibrations par seconde!). C'est la constance de cette vibration qui permet de réguler la montre. L'information est relayée à un microprocesseur, qui divise tout simplement de façon électronique cette fréquence par deux jusqu'à ce qu'on arrive à 1 vibration = 1 seconde. Cette fréquence est finalement relayée à un petit moteur, composé d'un aimant mobile et d'une bobine de fil cuivré. Cet aimant bouge donc une fois par seconde, actionnant ainsi les rouages de la montre. La précision inhérente à la vibration du quartz est ainsi relayée jusque dans le mouvement des aiguilles de la montre.
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Les composantes du mouvement des montres au quartz. Source : Encyclopedia Britannica (traduction par F. Cartier) |
Ainsi actionnée, la montre au quartz est dix fois plus précise que les meilleures montres mécaniques. Alors que l'exactitude de ces dernières - mêmes les meilleures créées par de grands artisans - peut varier de quelques secondes par jour, les montres au quartz modernes ne perdent (ou gagnent) qu'une seule seconde aux six ans!! Seules les montres dites "atomiques" sont plus précises!
Malgré quelques expériences dans les années 1920, c'est réellement dans les années 1960 que les montres au quartz deviennent une réalité. Ceci est rendu possible grâce aux avancées dans la technologie des circuits électroniques. L'honneur de la première montre-bracelet au quartz revient aux Suisses (qui d'autre!), qui présentent en 1967 une prototype, la "Beta 1".
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| La Béta 1, réalisée par le Centre Électronique Horloger de Neûchatel en Suisse. Source : Wikipedia |
Toutefois, la première montre au quartz offerte de façon commerciale nous vient des Japonais. C'est en effet la compagnie Seiko qui lance, en décembre 1969, la "Astron". Cette montre se détaille alors à 450 000 Yens, soit $1250 US! C'est ce qui a fait dire à certains experts que la montre au quartz ne deviendrait jamais populaire à cause de son prix.
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| La Seiko Astron Source : Wikipedia |
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| Le mouvement au quartz de la Astron. On reconnait la pile (en bas à gauche), la bobine reliée à l'aimant, et les circuits imprimés (en haut à droite). Source : Wikipedia |
Or, les montres au quartz se sont rapidement imposées sur le marché des montres et des horloges. Au nombre des principales raisons :
- La précision inhérente des montres au quartz.
- La simplicité de leur mécanisme : moins de rouages et moins de pièces que les montres mécaniques.
- En lien avec le point précédent, leur coût relativement bas. Une montre suisse (mécanique) coûte en moyenne $739. Une montre au quartz bon marché produite en Chine vaut seulement... $3!!
- L'entretien minimal requis : il suffit de changer au besoin la pile; pas besoin des ajustements périodiques que demandent les montres mécaniques (qui peuvent aussi coûter cher!)
- La possibilité de créer des montres légères et très minces.
Pour ces raisons, le monde de l'horlogerie et des montres a connu la "Révolution du quartz" dans les décennies 1970 et 1980. Du point de vue de l'industrie horlogère suisse, qui connait alors un fort déclin, on parle plutôt de la "Crise du quartz". Les marques asiatiques, elles, prennent leur essor. Les fabricants suisses qui n'ont pas fait faillite choisissent alors de maintenir leur production de montres mécaniques en privilégiant le haut de gamme. Pour leur part, les compagnies asiatiques basées au Japon, en Chine et à Hong Kong (Seiko, Citizen et Casio, entre autres) se concentrent pour leur part sur le quartz et dominent aujourd'hui la marché mondial des montres, qui totalisait près de $40 milliards en 2014 juste pour les montres au quartz!
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| Une montre au quartz typique : la Casio MW240-1BV, qu'on peut acheter pour un modeste $25! Source : www.casio.com |
Ne vous surprenez donc pas de voir la mention "Quartz" sur votre montre préférée!!
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