Chronomètre

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Dans le langage commun, un chronomètre désigne un chronographe ou chronoscope, c'est-à-dire un instrument horaire muni d'un système servant à mesurer la durée d'un événement. Le nom est dérivé du grec chronos (χρόνος), signifiant le temps.

En horlogerie, un chronomètre est une montre munie d'un affichage de la seconde, et dont le mouvement a été testé et a passé avec succès des mesures d'exactitude grâce aux aiguilles faites par un organisme officiel neutre, plusieurs jours durant, dans différentes positions et à différentes températures.

L'appellation « chronomètre » est définie par la norme ISO 3159, et protégée par certaines législations nationales, qui accréditent des organismes habilités à pratiquer la certification de mouvements. Le Contrôle officiel suisse des chronomètres (COSC)^[1] est le plus important de ces organismes, et le seul capable de certifier des quantités industrielles de mouvements (environ un million par an).

[modifier] Histoire

À l'origine, les chronomètres étaient destinés à être utilisés sur des bateaux pour déterminer la longitude selon les principes de la navigation céleste.

Jusque vers 1750, la position d’un navire en haute-mer ne pouvait pas être connue avec une grande précision, celle-ci étant estimée à partir de la dernière position connue, c’est-à-dire depuis la dernière terre connue. Les navigateurs pouvaient déterminer leur latitude avec précision. Afin de pouvoir déterminer la longitude, il faut disposer d’un appareil de mesure du temps fiable, stable et précis; en effet la longitude se détermine par la mesure de l’heure du passage du soleil au méridien et par comparaison avec l'heure de ce passage au port de départ : chaque minute d’erreur sur cette mesure conduit à une erreur sur la position au maximum égale à 15 nm mille marin à l’équateur; une seconde d'erreur en temps correspond à une erreur de positionnement de 463 mètres.

Résoudre le problème des horloges était difficile. À l'époque, les garde-temps les plus précis étaient basés sur le principe de l’horloge à pendule, qui étaient continuellement déréglées par le roulis du navire en mer. John Harrison, un charpentier-horloger anglais, développa une horloge avec une paire de pendules oscillants en sens contraire, connectés par des ressorts, dont les mouvements étaient soustraits à l'influence de la gravité et des mouvements d'un bateau. Ses chronomètres H1, H2, H3, conçus selon ce concept, étaient grands et lourds et devaient être suspendus librement dans le navire.

Il résolut finalement le problème avec son prototype H4, en principe une montre de grand diamètre, remportant ainsi le prix de l'Amirauté britannique. Son nouveau concept était basé sur l'utilisation d'une roue oscillante, le balancier, thermo-compensée. Ce principe est parfois encore en usage dans les chronomètres mécaniques actuels. La détermination de la longitude continua de se faire par l'observation astronomique, essentiellement pour des raisons de coût.

Par la suite, le Royaume-Uni fut un grand demandeur en « chronomètres de marine » et des concours de précision étaient régulièrement organisées par divers observatoires.

Aaron Lufkin Dennison fut le pionnier de la révolution industrielle dans la manufacture horlogère dès 1850 et développa l'American System of Watch Manufacturing en établissant la production en quantités des parties constitutives de la montre parfaitement interchangeables à la Waltham Watch Company, qui fut la base des méthodes de production actuelles dans le monde entier. En 1893, Webb C. Ball établit les critères de base pour le Chronomètre de chemin-de-fer, à la base des critères actuels pour les chronomètres officiellement certifiés COSC.

Depuis la découverte de l'effet piézo-électrique du quartz et de la mise au point de circuits intégrés, chacun peut disposer d'une montre à quartz, fournissant une précision chronométrique à un prix abordable. De nos jours, les horloges atomiques sont utilisées pour la mesure des temps standards.

[modifier] Notes

[modifier] Bibliographie

• Dava Sobel, Longitude. L'Histoire vraie du génie solitaire qui résolut le plus grand problème scientifique de son temps, Points Sciences, Le Seuil, 1998.
  L'ouvrage relate des vicissitudes de John Harrison dans le développement du chronomètre de marine et sa lutte contre le conservatisme des astronomes de l'époque qui refusaient d'envisager qu'un mécanisme puisse les surpasser dans la mesure du temps.