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Des applications aux «roues» carrées

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Professeur à la HE-Arc du Locle, Pascal Winkler a développé des engrenages composés de «roues» en forme de cœur, de trèfle ou de carré. Il a présenté ses recherches lors de la Journée d'étude de la SSC mercredi 15 septembre à Lausanne.
17 septembre 2009

Fabrice Eschmann – BIPH

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Pascal Winkler n'a rien du professeur Tournesol: ni calvitie, ni grosses lunettes, ni pendule. Il a pourtant mis au point des mécanismes qui n'auraient pas déplu au légendaire savant. Depuis six mois, et sur ses heures perdues, cet enseignant et chercheur à la HE-Arc du Locle a développé une série d'engrenages plus spectaculaires les uns que les autres. Et pour cause: les éléments ne sont pas circulaires, mais adoptent des formes les plus incongrues comme le carré, voire plus bizarres encore, s'inspirant du trèfle, de l'escargot ou du cœur. Rencontre.

Quel est votre travail à la HE-Arc du Locle?
Mon travail se développe sur deux axes: l'enseignement et la recherche. Dans le cadre de ce deuxième axe, nous recevons des mandats directement d'entreprises, nous fournissons des prestations de services (comme la réalisation de mesures) et nous avons également des projets que nous appelons de «réserve stratégiques», que l'on peut assimiler à de la recherche fondamentale et qui sont financés par la HES-SO, Haute école spécialisée de Suisse occidentale.

Et vos recherches sur ces engrenages non circulaires s'inscrivent dans ces projets?
Non, pas vraiment. Pour l'instant, il n'y a pas encore de financement pour ces recherches. J'ai développé ça à l'interne, sur mon temps libre.

Comment en êtes-vous venu à travailler là-dessus?
Je n'ai rien inventé, cela existe depuis les années 1920! Mais l'ordinateur permet aujourd'hui de réaliser des formes assez extrêmes. Nous travaillons avec un programme de type MATLAB, pour laboratoire de matrice. Nous générons des formes, puis nous simulons un engrenage en les faisant tourner. Pour finir, nous avons la possibilité de réaliser des modèles en plexiglas.

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Quelles sont les difficultés à mettre au point de tels engrenages?
La principale difficulté est le calcul des dents: chacune est en effet différente de sa voisine, ce qui implique un gros travail de fiabilisation.

L'usinage de ces pièces ne pose-t-il pas problème?
Non. Il est possible de nos jours de les fabriquer grâce à la technique de la photolithographie profonde. Ce procédé, hérité de la micro-électronique, n'est disponible que depuis une dizaine d'années. Cela explique le fait que l'on ne trouve quasiment pas d'engrenages non circulaires dans l'horlogerie.

Justement, des marques horlogères se sont-elles déjà intéressées à votre travail?
J'ai déjà deux ou trois mandats de marques pour calculer un certain nombre de roues. Mais rien d'autre.

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Vos recherches n'intéressent-elles pas l'horlogerie?
Il y a deux problèmes: j'ai déjà montré quelques-uns de mes modèles à des horlogers qui ont été fascinés. Mais ils en voulaient à chaque fois l'exclusivité et gratuitement si possible, ce que je peux difficilement offrir puisque j'utilise mes modèles pour promouvoir le savoir-faire développé. Nous sommes une école au service de tous. Deuxièmement, je propose la «technologie» engrenage non circulaire, mais c'est aux entreprises d'inventer leurs propres applications.

Vous n'avez pas d'applications à proposer?

J'ai bien quelques idées, mais je souhaite les garder. Ce sont les applications qui ont de la valeur, on peut les breveter et les protéger, pas les engrenages en soi. Les horlogers n'ont tellement pas l'habitude de roues dentées non circulaires qu'ils n'arrivent pas à imaginer des applications autres que la beauté de voir tourner de tels mécanismes.

Sans révéler vos idées, quelles sont les applications imaginables?

Avec de tels systèmes, la vitesse de la «roue» menée n'est plus proportionnelle à celle de la «roue» menante. C'est utile lorsqu'on veut un affichage irrégulier, pour suivre par exemple des phénomènes astronomiques: levé et couché du Soleil et de la Lune, marche des marées, équation du temps… On peut également imaginer une autre manière de faire défiler les heures sautantes, un mécanisme qui se fait d'habitude à l'aide de ressorts et de cames.

Y a-t-il un avantage à réaliser cette dernière application de la sorte?
Je pense que mon système consomme moins d'énergie puisqu'il ne nécessite pas de ressort ni de palpeur frottant sur une came. C'est un élément très important dans une montre à grandes complications.