Plus fin qu'un cheveu, ne pesant que quelques milligrammes et pourtant indispensable au bon fonctionnement d'un mouvement : le spiral compte parmi les composants les plus délicats d'un garde-temps moderne. Fort d'une histoire plusieurs fois centenaire jalonnée d'innovations techniques, il ne cesse d'être perfectionné afin de porter au plus haut la précision des montres automatiques. Nous vous expliquons le rôle du spiral dans le mouvement, les points décisifs de sa fabrication et la manière dont les méthodes les plus modernes améliorent sans cesse ce composant microscopique.
Le chemin vers la perfection – histoire du spiral
Les montres mécaniques doivent leur cadence régulière à l'ensemble balancier-spiral, mis au point pour la première fois en 1675 par le physicien néerlandais Christiaan Huygens. Celui-ci comprit que le balancier ne pouvait remplir de façon fiable sa fonction d'organe réglant que si un spiral, se contractant et se dilatant de manière concentrique, lui imposait un rythme régulier. Le principe reste toujours le même : une impulsion met le balancier en oscillation, puis le spiral le freine, le ramène et le relance dans la direction opposée. Il ne faut pas confondre le spiral avec le ressort de barillet (également appelé ressort moteur), qui fournit l'énergie motrice du mouvement.
Les spiraux utilisés dans les montres-bracelets sont des spiraux plats : les deux extrémités de leur fine lame d'acier sont fixées dans un même plan, ce qui leur permet d'occuper très peu de place. Vers 1796, le célèbre horloger suisse Abraham Louis Breguet apporta une amélioration décisive à ce système en relevant la dernière spire de ses spiraux selon une courbe spécialement calculée. Grâce à ce détail discret, ce « spiral Breguet » se montrait nettement plus précis, et son principe est toujours utilisé aujourd'hui. Les calculs ultérieurs du mathématicien français Eduard Phillips permirent, à partir de 1860, de concevoir la courbe terminale physiquement parfaite. Une autre caractéristique du spiral allait toutefois se révéler encore plus déterminante : son matériau.
Matériau et fabrication : tout se joue dans les moindres détails
Après des décennies de recherche sur la composition idéale de ce minuscule spiral, l'ingénieur et entrepreneur suisse Reinhard Straumann réalisa enfin la percée en 1931 : son alliage « Nivarox », dont le nom signifie « non variable, non oxydable », atteignit les meilleures performances de précision connues jusqu'alors. Si la composition approximative est généralement connue (outre le fer, le nickel et le chrome, il contient aussi du béryllium), les détails exacts de sa structure ne sont connus que de l'entreprise Nivarox-FAR.
Cette filiale de Swatch est de loin le plus grand fabricant de spiraux de toute l'industrie horlogère.
Mais comment ce petit composant est-il réellement produit ? Le processus commence par la fabrication d'un fil de Nivarox d'environ 0,5 mm d'épaisseur, un diamètre toutefois bien trop important pour un spiral. Le fil passe donc à travers plusieurs filières qui en retirent les couches extérieures jusqu'à ce que son diamètre soit réduit à environ dix pour cent de sa valeur initiale. La régularité est ici primordiale : un écart d'un millième de millimètre suffit à rendre le fil inutilisable. Une fois la lame terminée, elle est coupée en segments de longueur précisément définie, auxquels on donne la forme d'un spiral à l'aide d'un bloc d'enroulement.
Le traitement thermique qui suit, réalisé dans un four sous vide, confère aux ébauches une stabilité supplémentaire. Avant que les spiraux puissent être montés dans des montres automatiques, il reste encore à former avec précision la courbe terminale. Un classement des spiraux et des balanciers en 20 classes permet d'accorder exactement les deux composants : ils ne peuvent être appairés que s'ils appartiennent à la même catégorie.
Le secteur : où naissent ces spiraux d'une grande finesse ?
Lorsque l'on observe le marché des spiraux, la domination presque écrasante de Nivarox-FAR, déjà évoquée, saute aux yeux : environ 90 à 95 pour cent des fabricants horlogers suisses s'y approvisionnent. Contrairement aux ressorts de barillet ou ressorts moteurs, souvent fabriqués en interne, la concurrence est donc ici fortement monopolisée. Ce qui semble négatif de prime abord se révèle en réalité être une situation gagnant-gagnant : la haute spécialisation de l'entreprise garantit non seulement une qualité de produit irréprochable, mais aussi des prix avantageux. Il existe néanmoins quelques marques dont les spiraux sont issus de leur propre production.
Rolex, en particulier, s'est illustrée dans ce domaine : la manufacture genevoise utilise comme matériau de base un alliage niobium-zirconium particulièrement résistant. Les montres automatiques de la maison Montblanc sont, elles aussi, équipées de spiraux maison. En Allemagne, c'est surtout la manufacture saxonne A. Lange & Söhne qui se distingue. Le savoir-faire en matière de spiraux est si développé à Glashütte que d'autres membres du groupe Richemont en profitent : Jaeger-LeCoultre, par exemple, est approvisionné en composants provenant de cette petite ville riche en traditions.
Une longueur d'avance : les montres mécaniques de demain
La volonté de s'améliorer sans cesse est depuis des siècles l'un des moteurs de l'horlogerie. Il n'est donc guère surprenant que le spiral continue d'évoluer au XXIe siècle. Le spiral en silicium constitue une innovation décisive : fruit d'une collaboration entre Rolex, Patek Philippe et le Swatch Group, il garantit, grâce à une couche d'oxyde de silicium, une influence encore plus faible des variations de température sur la précision de marche.
Ce n'est là qu'une des nombreuses avancées récentes dans le domaine des spiraux : en 2018 seulement, Precision Engineering AG, fournisseur de l'industrie horlogère suisse, a présenté une version cylindrique et extrêmement précise de ce composant. Elle permet une oscillation encore plus régulière, mais exige un processus de production très complexe et ne devrait, dans un premier temps, équiper que des modèles haut de gamme. Tag Heuer, de son côté, a récemment dévoilé son propre spiral en graphène, composé essentiellement de carbone et censé se distinguer par une robustesse exceptionnelle. Au vu de ces travaux de développement créatifs, nous pouvons attendre avec impatience les innovations que l'avenir nous réserve.
