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Senfine : principe, recherche et développement...


Alors que Parmigiani Fleurier a présenté à l’occasion du dernier SIHH 2016 son nouveau concept Senfine, voici donc ci-après, les principes fondamentaux (attention, c’est technique !) de cette invention de Pierre Genequand qui ont été transposés en un régulateur horloger permettant une réserve de marche de plusieurs semaines…



- L’usage de guidages et structures flexibles à frottement infime dérivées de la technologie aérospatiale pour l’ensemble des composants du régulateur
- L’usage exclusif de silicium, usiné au micron pour chaque composant, qui a d’excellentes propriétés mécaniques de par son élasticité, son caractère infatigable, sa densité et son coefficient de frottement faibles
- Un oscillateur monolithique, réunissant les fonctions du balancier, du spiral mais aussi de l’ancre, à laquelle il est solidarisé par le biais d’une attache commune
- Une roue d’échappement à contact permanent, de type sauterelle.
 
L’oscillateur du Senfine
Le régulateur Senfine est formé de guidages à structures flexibles et oscille avec une amplitude de 16 degrés. Cette limitation d’amplitude est le fondement de l’invention, puisqu’elle permet une dissipation minimale d’énergie par frottement. Elle s’oppose de manière flagrante aux 300 degrés de rotation du balancier d’un régulateur classique.
 
L’oscillateur du Senfine possède une ancre solidarisée au balancier par une attache commune. Ce balancier est une pièce de forme circulaire au centre duquel deux lames flexibles se croisent sans se toucher. Ces lames assurent, en conditions oscillatoires, la fonction de ressort de rappel et remplacent ainsi le spiral d’un balancier traditionnel.
 
Le caractère monolithique de cette structure en silicium – qui regroupe balancier, spiral et ancre en un seul tenant – supprime tous les pivots et axes de rotation d’un régulateur classique. Le régulateur Senfine se trouve en suspension, oscillant sous l’impulsion de l’ancre, sur son axe virtuel, sans point de friction et avec un coefficient de frottement infime.
 
L’échappement sauterelle
En horlogerie classique, l’échappement fournit l’énergie du mouvement, du barillet vers l’oscillateur. Il est la pièce maitresse dans l’entretien et le décompte des oscillations de l’organe réglant. Dans le mouvement du Senfine, un échappement adapté aux spécificités du système a été mis sur pied : l’échappement sauterelle à contact permanent.
 
Dans ce principe, les deux palettes flexibles de l’ancre interagissent avec l’échappement en stockant et restituant leur énergie de déformation élastique à mesure qu’elles s’engrènent et se désengrènent avec la roue.  L’interférence du frottement est moindre et la consommation énergétique de cet échappement correspond à celle de l’oscillateur Senfine.

De 2008 à 2014
Les six années de recherches qui ont mené jusqu’au développement actuel du Senfine étaient probablement les plus difficiles. Parmigiani Fleurier a commencé par comprendre l’invention, c’est-à-dire s’en approprier les termes, en saisir chaque détail et appréhender la théorie physique sous-jacente.
 
Les horlogers se sont ainsi aventurés très loin dans le monde de l’aérospatial et une fois prêts, ils ont ramené le projet pas à pas dans la réalité tangible d’une tête de montre, affrontant les défis de miniaturisation et d’assemblage. Face aux scientifiques, ils ont fait valoir les contraintes de l’univers horloger et repéré surtout, les cas où elles pourraient contrecarrer la théorie.
 
Par exemple, aux prémices de l’aventure, les ingénieurs du CSEM se réjouissaient que leur prototype résiste à une accélération de 20G (qui est l’accélération d’une fusée au décollage). Or une montre bracelet subit des accélérations au porter normal qui se situent entre 500 et…  5.000G –un ordre de grandeur qui n’avait jamais été anticipé par les modélisations du CSEM. Les défis que ce dialogue passionnant a fait surgir ont été résolus un à un, créant cette passerelle entre la théorie et la pratique tout en intégrant le Senfine dans une réalité concrète.
 
En 2014, le pôle horloger de Parmigiani Fleurier présente le prototype 1:1 de ce régulateur. Lorsqu’il est ajouté à un calibre conventionnel, il porte sa réserve de marche à 45 jours et ce n’est que le début de son potentiel. 

L’année 2015
Du point de vue de la recherche et du développement, l’année 2015 a été consacrée à la réduction de la sensibilité aux chocs du Senfine. Vu son amplitude d’oscillation si faible (16 degrés) et le fait qu’il se trouve en suspension, sans contacts physiques, la marche du régulateur était largement affectée par la moindre secousse.
 
Ce travail a commencé par une caractérisation empirique de tous les facteurs de choc. Bien souvent, la théorie prédisait que le système résisterait aux chocs, confirmée ensuite par des simulations, mais la pratique finissait par les contredire. De fait, il y a un monde entre le porter virtuel ou simulé et le porter véritable.
 
En caractérisant chaque facteur de secousse et d’arrêt, les ingénieurs ont trouvé des solutions consistant à amortir et restituer le choc pour chaque facteur d’arrêt. Puis pour renforcer cette victoire, les horlogers ont prévu d’alimenter le mouvement à une fréquence de 16 Hertz, soient 115.200 alternances par heure. Cette cadence spectaculaire (vs 3 ou 4 Hertz d’habitude) achève de diminuer l’impact des chocs sur le régulateur et garantit la stabilité de la marche.
 
L’année 2015 a également porté sur le réglage de l’échappement. Dans un mouvement classique, son réglage est une formalité puisqu’il est une structure à part entière, indépendante des autres. Dans le Senfine, l’échappement est en contact permanent avec l’ancre, qui est lui-même fusionné à l’oscillateur en une structure monolithique. Une sacrée différence. Pour régler l’échappement, il fallait donc inventer un dispositif incluant le calibrage de tous les éléments du régulateur en un seul tenant. Ce développement est désormais accompli et en cours de production.

L’année 2016
L’année 2016 sera consacrée aux considérations thermiques. Il s’agira de rendre le Senfine compatible avec la norme du COSC qui prévoit une isochronie constante pour toute température interne au mouvement qui soit comprise entre 8 et 38 degrés. La serge en or aux confins du mécanisme réagit aux variations de température de manière complexe. Une solution théorique a déjà été validée et sa mise en application est imminente.
 
En 2016 également, les processus de fabrication et l’outillage qui entourent le produit Senfine seront précisés. Au-delà du système en lui-même, c’est tout l’environnement du produit que les horlogers sont en train de créer. Les appareils de réglage sont à inventer, les outils de mesure n’existent pas encore. Comment évaluer sa marche par exemple, quand le Senfine ne fait pas « tic-tac » ?
 
C’est un chemin entièrement nouveau qui est à paver. Mais le défi est à la hauteur de la richesse de l’aventure, et surtout, de la révolution qui se prépare. Car une fois ces étapes résolues, une fois que les paramètres externes seront clairs, alors la manufacture Parmigiani définira la réserve de marche du Senfine et son potentiel. Elle se comptera en mois et elle transformera pour toujours le visage de l’horlogerie mécanique.
 
Le pôle horloger Parmigiani vous donne rendez-vous dans une année pour la suite de l’aventure.

Montres-de-luxe.com | Publié le 1 Février 2016 | Lu 916 fois



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