Tout savoir sur l’horloge à quartz

Tout savoir sur l’horloge à quartz

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A la quête du temps et de la précision, optimiser les horloges devient une nécessité lorsqu’à l’époque celles-ci dépendent d’une pendule et d’engrenages mécaniques pour obtenir l’heure avec précision. Le quartz fut la solution ! Une nouvelle ère entre en jeu et révolutionne l’univers de l’horlogerie. Plus besoin de régler votre horloge à la main ! Avec simplement un cristal et une batterie, l’affichage de l’heure n’aura jamais été aussi manifeste.

Vous vous êtes sûrement déjà demandé pourquoi appelait-on ainsi une horloge à quartz ? Comment cela est-il possible qu’elle soit bien plus précise qu’une horloge à remontage ? Comment cela marche-t-il ? C’est ce que nous allons voir dans cet article avec une bref explication de ce qu’est qu’un quartz, l’histoire de l’invention du mouvement quartz puis le fonctionnement réel d’une horloge à quartz.

 Bonne lecture !

 Horloge à affichage analogique et engrenage

Tout comme les horloges mécaniques, les horloges à quartz possèdent des engrenages à l'intérieur qui entraîne la rotation des aiguilles sur le cadran, mesurant les secondes, les minutes et les heures et permettant d’indiquer avec précision l’heure. La différence réside par le fait que le mécanisme est régulé par un minuscule cristal de quartz plutôt que par une pendule oscillant ou par un balancier.

 1. Qu’est-ce que le cristal de quartz ?

L’origine du quartz

Silice cristalline, le quartz est composé de dioxyde de silicium ou de silice. Il fait partie de la famille des silicates et possède une dureté de sept ans sur l’échelle de Mohs. C’est une espèce minérale que l’on trouve principalement dans les roches granitiques et les roches composées de sable et de grès. Un des minéraux les plus communs, il constitue 12% de la lithosphère.

Son apparence

En générale, le quartz se révèle comme un grand ou microscopique cristal translucide. Souvent incolores, le cristal peut présenter plusieurs variantes de couleurs. On peut citer les principales cristallines : l’améthyste (violet), l’aventurine (vert), la citrine (jaune), le quartz fumé (brun) et le quartz rose.

Utilisation du quartz

C’est sans conteste un des matériaux naturels les plus utiles ! Il possède des propriétés physiques et chimiques, lui permettant de résister à la chaleur. On le trouve en horlogerie, dans l’électricité, dans la fabrication d’appareils optiques comme les lentilles. Egalement pierre semi-précieuse grâce à sa couleur, son éclat et sa diaphanéité, le quartz est couramment utilisé en joaillerie.

 Cristal de quartz, horloge quartz

2. L’invention du mouvement quartz

La découverte de la piézoélectricité

Cette invention fut à l’origine des frères Pierre et Jacques Curie. En 1880, ils découvrent un phénomène intéressant sur le quartz. Lorsque le quartz est soumis à des déformations, un courant électrique émerge à sa surface. Inversement lorsqu’il reçoit une tension électrique, il se comprime et se met à vibrer. Cette déformation amène le cristal à créer des oscillations. C’est un phénomène appelé piézoélectricité.

Le rôle du quartz dans l’horlogerie

Mais comment ce bout de roche de cristal à t-il joué un rôle dans l’horlogerie ? Grâce à l’apparition et la disparition de charges électriques très régulières et rapides (32 768 à la seconde), entraînant des vibrations. Ce sont ces vibrations qui par le moyen de circuit électronique permettent de bouger les aiguilles des horloges. La précision de ce système est telle que l’on perd seulement une seconde tous les six ans. Plus d’excuses pour arriver en retard ! Excellent oscillateur, il est choisi dans la fabrication des garde-temps en 1920.

Première Parution

C’est en 1928, qu’apparaissent les premières horloges à quartz. Elles sont constituées de tubes électroniques et elles sont comparables à des réfrigérateurs posés à l’horizontale. Ce n’est seulement qu’à la fin des années 1960, grâce au développement des circuits intégrés et des semi-conducteurs, que l’on commence à commercialiser les premières montres-bracelets à quartz. A l’époque les premières montres à quartz coûtaient le prix d’une voiture !

C’est une révolution qui va chambouler l’univers de l’horlogerie et qui va surpasser la traditionnelle mécanique. Les oscillateurs de quartz servent encore aujourd’hui de référence de temps.

 Montre quartz, montre-bracelet à quartz

3. Le mécanisme d’une horloge à quartz

Principe

A l’intérieur de l’horloge se trouve une pile miniaturisée qui envoi de l’électricité au fragment de quartz en forme de diapason. Ce diapason a remplacé le balancier et le ressort que l’on trouvait avant dans les pendules mécaniques. La source d’énergie créée provoque des vibrations relativement stables du cristal.

Ces oscillations sont entretenues grâce à un circuit intégré et génèrent des impulsions électriques. Ces impulsions électriques font tourner les rouages qui déplacent à leur tour les aiguilles de la pendule.

Les types d’affichages

On peut distinguer deux types d’affichages. L’affichage analogique (avec des aiguilles) dont les vibrations du cristal de quartz maintiennent un moteur pas à pas qui permet la rotation des aiguilles de l’horloge. L’affichage digital (ou numérique) doté de cristaux liquides qui grâce aux impulsions émise par le circuit intégré permettent l’affichage de l’heure.

Les avantages

On retrouve encore une certaine stigmatisation des régulateurs à quartz chez les horlogers et les fabricants de montres. Pour eux, ces réveille-matins à quartz n’ont pas l’élégance d’une horloge mécanique.  Cependant  pour les plus pragmatiques, les montres à quartz sont la combinaison parfaite entre qualité et rentabilité ! Aujourd’hui encore ce sont les instruments de mesure du temps les plus utilisés dans le monde.

Elles ne sont pas totalement sans « tic-tac » car il y a toujours un son régulier mais celui-ci est extrêmement silencieux, si bien qu’on ne l’entend pas à moins de ne faire aucun bruit.

Une horloge à quartz fera un excellent élément de décoration murale. Donnez à votre intérieur un nouvel éclat. Tout est bon pour faire de n’importe quel endroit, un espace accueillant et original !

 Horloge à quartz, boussole quartz, pendule quartz

4. Explication de l’horloge à quartz qui retarde

Les horloges à quartz aussi performante qu’elles soient, perdent ou gagnent des secondes avec le temps. Ce décalage est dû au quartz qui vibre avec une fréquence différente suivant les températures et les différentes pressions atmosphériques. Ainsi  le degré de changement de température et l’évolution permanente de la terre affecte la capacité de chronométrage du cristal.

Aussi du fait du circuit intégré, des frottements, d’une déficience des engrenages des irrégularités sont provoqués affaiblissant la mesure du temps.

Mais rassurons-nous ce dérèglement est très léger contrairement à celui des pendules mécaniques qui ne peuvent produire qu'environ 2 vibrations par seconde. Une erreur de 1% correspondrait à un décalage de 0,02 secondes ce qui est très significatif.

 Horloge murale quartz, affiche analogique

J’espère que cet article vous aura permis d’apprendre un peu plus sur le fonctionnement des horloges à quartz. C’est un mécanisme qui aura marqué notre monde et qui ne s’oubliera pas de sitôt !

Bien sûr aujourd’hui d’autres mouvements plus performants ont été découvert tel que le mouvement atomique qui est notre étalon du temps.

Sans plus attendre laissez nous vous faire découvrir nos horloges murales à quartz !

 Horloge Murale Quartz


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