horlogerie

Super-alliages pour montres du futur

Ils riment avec «ium» ou se terminent par «tech» et donnent la mesure d’une horlogerie qui se réinvente en mode futuriste. Eux? Les matériaux innovants développés pour habiller le temps et mieux le cadencer

Difficile, a priori, de faire le rapport entre la mesure du temps et les technologies développées par l’aéronautique, de trouver le lien entre l’industrie médicale et la précision horaire. Surtout si l’on s’en tient à l’archétype horloger véhiculé depuis des siècles par une industrie qui porte ses traditions en bandoulière.

Et pourtant, derrière les murs des manufactures helvétiques, les horlogers en blouse blanche ne sont plus les seuls à arpenter les coulisses de la chronométrie. Plus particulièrement dans les départements de recherche et développement, où s’épanouissent les compétences mêlées d’ingénieurs, de physiciens ou de mathématiciens qui n’ont, pour la plupart, jamais passé les portes d’une école d’horlogerie. Dans leur quête de précision, les magnats de la micromécanique et des engrenages complexes ont dû élargir leurs horizons à des territoires qui échappent aux rouages classiques de la mesure du temps. Leur nouveau terrain de jeu? La physique des matériaux.

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Parcours du combattant

Plus durs, plus résistants, plus légers, hypoallergéniques ou tout simplement parce que la nature les a dotés d’une esthétique en phase avec les aspirations contemporaines, une pléiade de nouveaux matériaux déferle depuis quelques années sur les collections horlogères avec la puissance d’une lame de fond. Ceratanium, Carbonium, BMG Tech, silicium, Carbonglass… Leurs noms sont savants. Les moyens mis en œuvre pour les développer tout autant.

Pour parvenir à fabriquer en série le boîtier de la Montre d’Aviateur Double Chronographe Top Gun Ceratanium, les ingénieurs d’IWC ont effectué un véritable parcours du combattant. «Il nous a fallu cinq ans et demi pour développer ce nouveau matériau, explique Lorenz Brunner, manager du département R&D de la marque. Je viens d’une société du secteur médical qui produit des implants avec des matériaux très résistants à l’abrasion. Chez IWC, nous nous en sommes inspirés, mais trouver le bon alliage et le bon traitement thermique a été un vrai challenge!» Avec une dureté de 1300 Vickers pour une résistance optimale aux rayures et un poids plume 33% inférieur à celui de l’acier, le Ceratanium combine le meilleur des propriétés de la céramique et du titane. Tout d’abord usiné – sablé, poli ou satiné –, l’alliage est ensuite cuit au four pour opérer sa transformation physique. L’intérieur du boîtier reste constitué majoritairement de titane tandis qu’une couche de céramique plus ou moins épaisse en fonction du temps de cuisson se forme en surface. «Evidemment, si vous faites une chute à vélo avec votre montre, il y a de fortes chances qu’elle se casse, mais pour un usage normal au quotidien, les propriétés du Ceratanium sont très convaincantes», ajoute Lorenz Bruner.

Chaud-froid

Autre exemple de matériau innovant développé récemment par les horlogers pour l’habillage des montres, le BMG Tech a largement fait parler de lui au dernier Salon international de la haute horlogerie. Présenté par Panerai sur le modèle Submersible BMG Tech, ce matériau, dont l’acronyme signifie bulk metallic glass, puise également son inspiration dans deux secteurs de pointe, le médical et l’aérospatial, qui en maîtrisent les secrets depuis les années 1970. Là encore, une demi-décennie a été nécessaire pour développer et industrialiser ce verre métallique amorphe composé d’un alliage de cuivre, d’aluminium, de nickel, de titane et de zirconium. Le processus? Le métal est préalablement chauffé à très haute température pour être injecté dans un moule avant un refroidissement ultra-rapide afin d’empêcher la cristallisation. Ses qualités? Une robustesse accrue, une résistance aux chocs, aux champs magnétiques, à la corrosion et aux rayures 70% supérieure à celle du titane. Sans oublier un poids plus ou moins à mi-chemin entre l’acier et le titane.

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Grâce aux compétences de fournisseurs spécialisés, aux recherches accomplies par de grandes écoles comme l’EPFL, aux développements opérés au sein même des manufactures ou à travers des synergies de groupes, l’élaboration et la production de nouveaux matériaux avancent à grande vitesse. Impensable il y a peu, on est aujourd’hui capable de fabriquer en usine des boîtiers en saphir, de créer de la céramique de couleur vive ou de rendre l’or inrayable. On est aussi en mesure de produire des boîtiers en carbone et d’y ajouter des inclusions d’or, de verre, ou des nuances puisées sur une vaste palette de couleurs.

Révolutions en spirale

Mais l’innovation technique dans le domaine des matériaux ne s’arrête pas à l’habillage des montres. Elle vise aussi l’organe vital du garde-temps. Ce qui fait battre son cœur, assure la cadence et garantit sa précision. Ainsi le ressort spiral, qui ramène le balancier à sa position de départ à la fin de chaque alternance, est l’objet de toutes les attentions. Avancée majeure dans l’industrie horlogère, le silicium a fait son apparition au début des années 2000. Dès 2001 chez Ulysse Nardin. Quelque temps après et de manière moins confidentielle, grâce aux recherches communes d’un consortium réunissant Patek Philippe, Rolex et Swatch Group au sein du CESM, le Centre suisse de recherche électronique et microtechnique de Neuchâtel.

Rigide et flexible à la fois, résistant, léger, insensible au magnétisme et aux variations de températures: ses qualités sont indéniables. Le silicium a pourtant désormais de la concurrence. Composé de mathématiciens, de physiciens et de chimistes, l’Institut TAG Heuer vient à peine de lever le voile sur un spiral en carbone particulièrement bien mis en valeur au cœur de la TAG Heuer Carrera Calibre Heuer 02T Nanograph Tourbillon. Produit à partir de gaz naturel, ce spiral multiplie les avantages. Sa faible densité et sa légèreté le rendent insensible à la force de gravité et aux chocs. Ses oscillations parfaitement concentriques augmentent la précision de la montre. Le composite de carbone est également amagnétique et assure un comportement thermique optimal. En bref, une petite révolution qui en annonce déjà de prochaines. «La succession d’innovations réalisées dans les locaux de l’Institut TAG Heuer peut être comparée à un escalier, car chaque nouveauté mène à la suivante, souligne Guy Sémon, PDG de l’Institut TAG Heuer. Le spiral en composite de carbone est donc un premier pas vers de nouvelles améliorations, encore en cours d’élaboration et qui seront mises au point dans nos laboratoires.»

En attendant, Swatch Group ne s’endort pas non plus sur ses lauriers et continue de monter les marches de l’innovation. Son nouveau fait d’armes en matière de développement technique se nomme Nivachron. Constitué d’une base en titane, ce spiral de dernière génération développé en partenariat avec Audemars Piguet présente des caractéristiques paramagnétiques remarquables, une excellente résistance aux chocs et aux variations thermiques. Une preuve supplémentaire que l’amélioration de la précision chronométrique évolue avec son temps. Grâce à l’ingénierie des matériaux, l’horlogerie mécanique est loin d’avoir dit son dernier mot.

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