Réparer un mécanisme d’horloge hollandaise de 300 ans au Fablab !

Parmi les personnes que je côtoie, il y a Joël, un passionné d’horloges anciennes, croisé la première fois à la sortie de Troc avec un mécanisme d’horloge poussiéreux qui avait attiré ma curiosité.

Ayant chez lui un mécanisme d’horloge d’origine hollandaise datant d’après lui d’entre 1725 et 1745, il s’est mis en tête de le réparer pendant la période de confinement.

L’originalité et la valeur de ce mécanisme tient, au-delà de son ancienneté, de presque 3 siècles, dans la quantité d’informations qu’il délivre pour une horloge de cette époque : Les heures et les minutes, bien sûr, mais aussi le jour de la semaine, le jour du mois et la phase de la lune.

Malheureusement il manquait 2 roues dentées pour animer ces 3 dernières informations.

Joël s’est donc mis en tête de recréer ces 2 roues en calculant leur diamètre (les axes étant encore présents) ainsi que leur nombre de dents  respectifs.

Confinement aidant (il faut bien s’occuper) , il a réalisé ces deux  roues à partir d’un morceau de parquet flottant qu’il avait sous la main, afin de vérifier ses calculs et positionner sur chaque roue dentée les ergots à la bonne place pour faire tourner le rouage dit “à virgule” correspondant supportant les indication à afficher (lune, jour du mois, jour de la semaine). 

Ci-contre, l’arrière du cadran avec en bas de la photo, la roue à virgule pour la lune et en haut la grande roue pour le jour du mois et la petite pour le jour de la semaine.

L’ergot, au terme d’une révolution de la roue reconstituée,  entraine la roue à virgule d’un cran ou d’un pas, permettant de changer l’information affichée sur le cadran (cfqd).

3 informations à actualiser , mais 2 ergots me diriez-vous, oui, car l’ergot qui fait évoluer le jour de la semaine , fait , avec un poil de retard évoluer le jour du mois (ou le contraire).

Le cadran
L’arrière du cadran

C’est ici que j’interviens car on se téléphone de temps en temps pour discuter et il me parle de son horloge et de la patience qu’il lui a fallu pour reconstituer les roues dentées avec sa “lime à ongles”. Il est quand même bien équipé Joël avec tous les outils de l’horloger, comme un pro.

Il se trouve que je venais de terminer les tutos de “Freecad” et que l’un des tutoriels détaille un outil magique  de Freecad : “Involute gear” de la boite à outil “Part design” : on choisit le nombre de dents, quelques autres paramètres qui donneront notamment un diamètre à la roue, et le tour est joué : une roue dentée parfaite en 3 clics.

Freecad outil “Involute gear”

J’ai donc proposé à Joël de lui imprimer ses roues dentées à l’imprimante 3D, ce qu’il a accepté avec un brin de curiosité, on verra bien le résultat.

Comme il m’a prêté ses prototypes de roues, c’est plus facile pour moi, de relever les cotes ainsi de la position de l’ergot sur chaque roue.

Ci-dessous la conception de la roue “du mois” dans le format de Freecad.

Les tutoriels sur Youtube sont bien faits pour commencer à appréhender le logiciel. Il ne faut pas essayer de s’en passer car c’est le meilleur moyen de s’énerver et d’abandonner.

Les trous sont tous coniques, c’est ce que m’avait demandé Joël car les axes sur lesquels les roues seront installées le sont, ainsi que les pointes de fer qui servent d’ergot.

Une fois au point , on sauvegarde le fichier en format STL qui est un standard pour le pièces en 3D.

Modélisation de la roue “du mois”

On change de logiciel pour utiliser Repetier-Host en important notre fichier STL. Après quelques manipulations  liées  à la qualité d’impression et à l’imprimante 3D qui va opérer, on génère une séquence G-CODE qui est la suites d’instructions données à l’imprimante pour réaliser l’objet couche par couche à partir d’une bobine de fil plastique. Ci-dessous après la génération du “G-code” pour la roue “de la lune”.

La roue “dela lune” après tranchage

Après impression de la roue “de la lune”, les dimensions de l’impression ne correspondaient pas tout à fait , j’ai recommencé en appliquant un facteur d’échelle de 0.99 avant la génération du G-code, que j’ai également appliqué pour l’autre roue. Cette fois les dimensions étaient bonnes. L’impression de pièces de ce type dure entre 30 et 45 minutes par pièce. C’est assez rapide et ça n’est pas très consommateur de matière.

J’ai utilisé l’imprimante TOBECA 3 du Fablab pour faire ça , elle se débrouille très bien : température de chauffe du plateau :60° , température du filament : 213°, pour le PLA, une matière facile à travailler par tous les types d’imprimante 3D.

On pulvérise un-peu de laque à cheveux sur le plateau avant le démarrage de l’impression pour améliorer l’adhérence de la pièce. Ici , la pièce est plate et large, donc pas de problème de décollement en cours d’impression à craindre.

Les pièces terminées  à côté des prototypes en composite.

Les roues imprimées

Joël remonte alors le cadran sur laquelle sont fixées les rouages à virgule

Ré-assemblage du cadran par Joël

Après quelques ajustements pour retarauder les axes et incruster les ergots, ça marche !

Les dimensions sont bonnes, pas de point dur lorsque les aiguilles sont tournées, c’est parfait.

Montage des roues à leur emplacement définitif

Voilà une fois remontée, on voit bien les ergots positionnés respectivement pour actionner une virgule à chaque rotation.

L’horlogeest fonctionnelle.

Voilà, comment la technologie 3D vient aider à remonter 3 siècles d’une technologie d’horlogerie vraiment innovante à l’époque. En tous cas j’ai produit mon effet vis-à-vis de Joël qui n’en revenait pas et qui était très content.

J’ai pris le fil PLA que j’avais (une roue bleue et une roue rouge) et j’ai refait un jeu de roues en ABS, plus résistant.

Les roues tournent lentement : 1 rotation complète par 24 heures, donc avec une usure faible du plastique mais qui ne résistera pas 3 siècles lui ! Mais qui suffira pour  l’horloge à boucler ses 300 ans de service, j’espère.  Joël dispose d’un kit de rechange, cette fois en ABS.

J’espère que ce retour d’expérience , va vous donner des idées de réalisation. Il n’y a pas de limites ! Faites-vous plaisir ou faites plaisir à quelqu’un, c’est encore mieux.

Jean-Jacques

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