Un peu de documentation...
Le premier échappement dont il est question dans l'histoire de l'horlogerie, est l'échappement à palettes. On ne connaît malheureusement pas le nom de l'auteur de cette intéressante invention, ni la date de sa première application.
La photo de droite rappelle ce mécanisme avec un système à folio.
Il s'agit d'une oeuvre collective destinée à prendre place dans notre petit musée.
Cet échappement est très intéressant il préfigure l'échappement à cheville et à ancre. Ses inconvénients ce sont les frottements importants, le balancier qui pivote sur un axe et entraîne les détentes et l'impulsion donnée au point haut, ce qui est délicat à mettre au point.
C'est une opération de longue haleine que vous pourrez suivre en photos...
Un peu d'histoire...
Le « dialogue sur les deux grands systèmes du monde » achevé en 1629 par Galilée paraît en 1632 à Florence après une longue maturation. C'est dans cet ouvrage que les lois du pendule sont énoncées clairement dans la deuxième et la quatrième journée ; elles seront exposées encore plus en détail dans les « Discours concernant deux sciences nouvelles ».
Galilée entreprend ce Discours à l'automne 1633 ; il est alors agé de 69 ans. Le 22 juin de cette même année, à Rome, revêtu de la robe blanche des pénitents, il avait écouté la sentence qui lui interdisait de parler du mouvement de la Terre puis il s'était retirait à Sienne sous la garde de l'archevêque Ascvanio Piccolomine, son ami. L'ouvrage est achevé en juin 1637 et paraît, à Leyde en Hollande chez Elzévir, en juillet 1638, sous le titre : « Discorsi e Dimostrazioni matematiche intorno a due nuove Scienze attenenti allaMeccanica ed ai movimenti locali. Altrimenti, Dialoghi delle nuove Scienze. »
" J'ai pris deux balles, l'une de plomb, l'autre de liège, celle-là bien plus de cent fois plus lourde que celle-ci, toutes deux attachées à des fils fins et égaux, long de 4 à 5 coudées(1), fixés par le haut. Puis, les ayant éloignées l'une et l'autre de la verticale, je les ai laissées aller en même temps ; et toutes deux descendant le long des circonférences, des cercles décrits par les fils et de rayons égaux, dépassèrent la verticale ; puis elles revinrent en arrière par le même chemin et répétant bien cent fois les mêmes allées et venues, elles ont montré d'une manière évidente que la boule lourde marche tellement dans le même temps que la légère, qu'elle ne dépasse pas ce temps ni en cent oscillations, ni en mille, du plus petit intervalle, mais elle marche d'un pas tout à fait égal. . . "
" Éloignant le pendule de plomb de 50° de la verticale, et le laissant en liberté, il court, et dépassant la verticale presque de 50 autres degrés, il décrit un arc de près de 100°. Retournant alors en arrière sur lui-même, il décrit un autre arc plus petit ; et continuant ses oscillations, après un grand nombre de celles-ci, il revient enfin au repos. Chacune de ces oscillations se fait dans des temps égaux, tant celle de 90°, que celle de 50°, ou de 20°, de 10°, de 4°. Il s'ensuit que la rapidité du mobile diminue toujours, puisque dans des temps égaux il décrit successivement des arcs de plus en plus petits. . . "" Ensuite, quant à la proportion des temps des oscillations des mobiles suspendus à des fils de différentes longueurs, des expériences répétées, que chacun peut faire, m'ont démontré que ces temps sont en proportion sous-doublée (2) des longueurs des fils ; en d'autres termes, les longueurs des fils sont en proportion doublée des temps, c'est-à-dire qu'elles sont comme les carrés des tempsdes oscillations isolées ou d'un égal nombre d'oscillations de sorte que, si l'on veut que le temps des oscillations d'unpendule soit double du temps des oscillations d'un autre, il faut que la longueur de la corde de celui-là soit quadruple de la longueur de la corde de celui-ci. Et alors dans les temps d'une vibration d'un pendule, un autre en fera trois si sa corde est neuf fois moins longue que celle de l'autre. Il suit de là que les longueurs des cordes ont entre elles la proportion réciproque qu'ont les carrés des nombres des oscillations qui se font dans le même temps (3). . . "
(1)Coudée : unité de mesure, équivalente à la distance entre le coude et l'extrémité du médium soit environ 50 cm
(2)Les périodes du pendule sont proportionnelles à la racine carrée des longueurs.
(3)Les longueurs du pendule sont proportionnelles au carré des périodes.
Galilée n'avait pas vu que la période dépend de l'amplitude pour de grandes oscillations. Marin Mersenne (1588-1648) relève l'erreur dans sa traduction, adaptation, compilation (Nouvelles pensées de Galilée, Liv. I, Art. XVII, Paris 1639) : " Si l'auteur eût été plus exact en ses essais, il eût remarqué que la corde est sensiblement plus longtemps à descendre depuis le haut de son quart de cercle jusqu'à la perpendiculaire (verticale), que lorsqu'on la tire seulement dix ou quinze degrés, comme témoignent les deux bruits que font deux cordes égales, frappant contre un ais (planche) mis au point de la perpendiculaire. Et s'il eût seulement nombré jusqu'à trente ou quarante retours de l'une tirée vingt degrés ou moins, et de l'autre quatre-vingts ou nonante degrés, il est connu que la moins tirée fait un retour davantage sur trente ou quarante retours ; et si l'on pouvait toujours en faire aller une à quatre-vingts degrés, tandis que celle de dix ou vingt degrés irait se diminuant, celle-ci pourrait gagner un retour sur dix ou douze retours."
Galilée reprit à partir de 1641, un an avant sa mort, le 9 janvier 1642, les essais que Santorio Santorio (1561-1636) avait faits avec son " pulsilogium " permettant de mesurer le pouls des patients. Son souhait était de réaliser un échappement entretenant les mouvements du pendule. Il imagine une combinaison où le pendule est aussi peu influencé que possible par l'échappement. Son fils, Vicenzio Galileo commença à construire l'horloge conçue par son père mais il n'eut pas le temps de l'achever avant sa propre mort le 16 mai 1649. Lorsque le Prince Léopold deMédicis (1617-1675) reçut un exemplaire de l'ouvrage de Huygens" Horologium " en octobre 1658 puis une horloge équipée d'un pendule, c'est Vincenzio Viviani (1622-1703) disciple de Galilée qui fut chargé par le prince d'un rapport sur la priorité de l'invention de Galilée.
L' " horloge de Galilée " a été réalisée plusieurs fois d'après les dessins de Viviani pour certains musées : Istituto e Museo di storia della scienza " à Florence, " Science Museum " à Londres, " Smithonian Institution " àWashington. L'échappement de Galilée est particulièrement intéressant du point de vue historique et du point de vue technologique.
Pourquoi l'échappement de Galilée
Galilée est ce grand savant Italien , mathématicien et astronome né en 1564 mort en 1642. Dès 1583 il remarque dans la cathédrale de Pise en suivant l'office que les candélabres attachés au plafond oscillent régulièrement et ceci indépendamment de leur poids. La longueur du fil de suspension définissant seul la période . C'est l'isochronisme , il est seulement valable pour de très petites oscillations.
Très pris par ses recherches sur l'astronomie, il ne mettra son idée en application qu'a la fin de sa vie. Son fils réalisera un croquis sur ses instructions d'une horloge avec son échappement qui permet d'échapper l'énergie délivrée par le poids ou le ressort.
Je crois qu'on peut classer cet échappement dans la catégorie des échappements à détente.
Plusieurs exemplaires existent dans les musées, nous avons choisi les plans de John Wilding, nous allons construire l'échappement seul avec ses trois roues et son barillet a ressort, ce devrait être un bon exercice de fabrication.
Echappement de Galilée 1
Ils réalisent...
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