Montre mécanique : vue éclatée

• Article retraçant le processus de fabrication d’un modèle exposant en volume les composants démontés d’un mouvement de montre mécanique
• Il n’existait pas auparavant sur le marché de pièce démontée préservant à la fois l’ordre réel d’assemblage et la disposition spatiale
• Plusieurs tentatives avec de la résine (époxy) ont été menées, mais se sont heurtées à des problèmes d’indice de réfraction entre les couches et de bulles
• La solution finale a consisté à utiliser du fil de pêche (monofilament) pour soutenir les pièces, puis à couler l’ensemble en une seule fois
• Après de nombreux prototypes, l’auteur a obtenu un résultat très abouti grâce à des améliorations comme le contrôle précis des positions et le revêtement de surface

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Introduction

• Le projet est né en mai 2022, après la découverte via un billet de blog de Bartosz Ciechanowski du principe de fonctionnement d’un mouvement de montre mécanique
• Cet article se distinguait par des illustrations interactives permettant de visualiser chaque composant du mouvement en vue “éclatée” et de le faire pivoter
• Contrairement à cette visualisation en ligne, l’auteur s’est lancé dans l’idée qui le fascinait depuis longtemps : et si l’on pouvait tenir en main un véritable modèle de montre démontée ?

Impossible de trouver un modèle éclaté réel

• On trouve parfois dans le commerce du steampunk art plaçant arbitrairement des pièces d’horlogerie dans des blocs de résine, mais cela a peu de rapport avec la structure réelle d’un mouvement
• Il existe aussi des présentations “buffet style” où les pièces sont simplement étalées dans la résine, sans conserver l’ordre d’assemblage tridimensionnel ni les bons espacements
• Déployer et fixer tous les composants d’un mouvement selon leurs relations de position exactes dans une vue “explosée” est extrêmement laborieux
• C’est aussi la raison pour laquelle il est difficile de réaliser correctement ce type de pièce sans expérience d’assemblage horloger

Comment le fabriquer ?

• Le mouvement ETA 2824-2 pris comme référence sur le blog de Bartosz Ciechanowski comporte trop de microcomposants pour convenir à un premier prototype
• Un mouvement de montre de poche se prête mieux aux essais initiaux grâce à un nombre de pièces réduit et une structure plus simple
• Divers mouvements vintage de montre de poche se trouvent facilement d’occasion à bas prix et servent souvent aussi de support d’entraînement aux horlogers débutants

Tentative de coulée en couches de résine

• Comme le modèle devait être assez solide pour être tenu en main, l’idée a été d’immerger les pièces couche par couche dans une résine époxy transparente
• Verser la couche suivante après durcissement de la précédente laissait des interfaces très visibles, avec en plus des problèmes de jaunissement et de temps de prise
• Les différences d’indice de réfraction entre couches donnaient un rendu visuellement hétérogène, et la résine à moitié prise était difficile à manipuler et générait beaucoup de bulles
• La méthode consistant à fabriquer puis empiler les couches séparément a été abandonnée car elle demandait trop de temps et d’efforts

Suspension des pièces au fil de pêche

• À la place de tiges plastiques transparentes, le choix s’est porté sur du fil de pêche monofilament (pour la pêche à la mouche), dont l’indice de réfraction est proche de celui de la résine époxy et qui se remarque donc moins
• Comme le fil garde la forme de son enroulement, il a fallu le tendre à plusieurs reprises dans un four chaud pour le redresser parfaitement
• Un travail de fixation précis entre pièces et fil de pêche a ensuite été nécessaire à l’aide d’outils, de pinces brucelles et de colle cyanoacrylate (CA glue)

Coulée de résine époxy à domicile

• Plusieurs résines époxy transparentes ont été testées ; la transparence de base était satisfaisante, mais la viscosité, le temps de prise et la formation de bulles variaient selon les produits
• Pour obtenir une transparence maximale, l’auteur a utilisé une chambre à vide afin d’extraire les bulles
• Le processus suivait plusieurs étapes : mélange de la résine, passage sous vide, coulée dans le moule, puis nouveau passage sous vide

Résultats du premier prototype

• Il est apparu qu’un moule cylindrique rendait la lecture de la structure interne difficile, et qu’un moule cubique était plus adapté
• Le fil de pêche est presque invisible, et aucun problème particulier d’interaction entre colle cyanoacrylate et résine n’a été observé
• Lors du durcissement, la résine s’est rétractée, provoquant la casse du cylindre

Deuxième prototype et amélioration de la méthode d’assemblage

Démontage et nettoyage

• Le mouvement a été entièrement démonté, nettoyé, puis remonté avec un collage minutieux
• Des pinces brucelles, de la colle cyanoacrylate et un gabarit de coupe du fil de pêche ont permis d’ajuster précisément la position des pièces

Assemblage côté train de rouages

• Le travail a commencé par la partie la plus complexe du mouvement, celle du train, et les éléments principaux comme les ponts ont été alignés en reliant le fil de pêche aux vis
• Les petites pièces ont été collées sur des sections distinctes de fil de pêche puis maintenues en position verticale

Retournement côté cadran puis assemblage

• Un gabarit auxiliaire a été fabriqué pour maintenir la demi-assemblée terminée et permettre de travailler de l’autre côté de manière stable

Préparation du moule et de la résine

• Un moule cubique a été fabriqué à partir de plaques d’acrylique, de ruban anti-époxy et de colle structurelle
• À la lumière des prototypes, les pistes d’amélioration suivantes ont été identifiées : contrôle plus précis de la hauteur, disposition plus éclatée, et alignement plus facile des pièces

Troisième prototype : contrôle fin des positions

• L’usage d’un élévateur à ciseaux (lab jack) et de pinces brucelles aimantées a permis d’améliorer la précision des micro-ajustements
• Un accélérateur de colle cyanoacrylate a été appliqué très finement avec un outil de dépôt afin d’améliorer l’efficacité du collage
• Le balancier et le spiral ont été déployés de manière naturelle pour mettre visuellement en valeur le cœur de la montre
• En raison de la structure générale de l’assemblage, l’ensemble a été coulé à l’envers pour que les pièces restent correctement suspendues

Quatrième prototype : mouvement ETA-2824 / PT5000

• L’auteur est ensuite passé au mouvement ETA 2824, objectif final du projet (modèle compatible PT5000)
• Malgré les difficultés liées à la miniaturisation des pièces, à l’huile, aux défauts de finition et aux dommages sur la peinture, le processus d’assemblage de base a pu être appliqué tel quel
• La suspension de composants sensibles comme le ressort antichoc et l’ensemble du balancier a demandé un savoir-faire spécifique
• Des erreurs sont survenues, comme un angle anormal de l’assemblage dû aux limites de taille du moule ou encore la dégradation de la peinture au contact de la résine, mais un résultat final a été obtenu après environ 18 heures de travail

Réalisation de la version finale et préservation de la peinture

• Après avoir constaté que l’époxy et la colle cyanoacrylate dissolvaient la peinture, l’auteur a confirmé qu’un revêtement final au spray laqué constituait la meilleure solution
• Le développement d’un gabarit de coupe pour le fil de pêche et d’outils auxiliaires d’assemblage a amélioré la répétabilité de la production
• Chaque étape — assemblage, peinture et montage final — a été menée de façon détaillée

Résultat final et impressions

• Même s’il reste difficile d’obtenir une finition de surface parfaite, l’auteur décrit la satisfaction d’avoir enfin obtenu la structure qu’il visait après 2,5 ans d’essais
• Il souligne que le billet de blog a été le déclencheur de cette véritable aventure et entrevoit la possibilité d’étendre l’idée à d’autres modèles éclatés de mouvements horlogers

[GN⁺]

Avis Hacker News

• Je pense que l’article de blog de Bartosz Ciechanowski est l’un des meilleurs contenus qu’on puisse trouver actuellement sur Internet lien
  • Il a déjà mené plusieurs projets avec le même niveau de détail lien vers les archives
  • Le sujet avait déjà été discuté sur Hacker News il y a 3 ans, avait obtenu plus de 4 000 points et est devenu un véritable classique, se classant comme le 8e post le plus populaire de l’histoire discussion liée
• Travail vraiment magnifique. Cela me rappelle un artiste qui encapsulait des objets comme des appareils photo dans de la résine, puis les découpait au jet d’eau pour créer une sorte de « vue éclatée » originale. Mais je n’arrive pas à retrouver le lien
  • Fabian Oefner a effectivement réalisé ce type de travail
• Je me suis demandé s’il y aurait moyen d’ajuster l’indice de réfraction de la résine pour faire complètement disparaître le fil de pêche (la suspension)
  • Je n’y ai pas réfléchi très sérieusement, mais je me demande quels additifs seraient nécessaires. En cherchant un peu, on trouve déjà pas mal de travaux préalables dans le domaine de l’optique. Ça me semble toujours être une piste intéressante
• Je comprends bien le commentaire sur le fait qu’il est difficile d’obtenir une finition miroir parfaitement lisse sans les outils ni l’expérience adéquats. J’ai déjà transformé un socket CPU LGA en dessous de verre, et avec du papier abrasif classique en montant progressivement dans les grains, j’ai pu obtenir une forme presque parfaitement rectangulaire. Je le déplaçais sur une feuille de verre avec le papier abrasif fixé dessus, et je ne me souviens plus si j’ai utilisé un compound de polissage à la fin
  • Comme le ponçage prend beaucoup de temps et devient vite fatigant, j’aimerais bien avoir une ponceuse orbitale. Il faut aussi travailler la finition de surface, et si j’avais le temps et la place, j’aimerais utiliser différents types de ponceuses et d’outils de polissage. On peut voir le processus dans une vidéo d’un fournisseur d’époxy réputé lien vidéo
  • Si on colle ou fixe le papier abrasif sur du verre, on peut vraiment obtenir un surfaçage très plat. J’ai pu constater par moi-même à quel point cette méthode permet d’aiguiser un couteau
• Ravi de voir l’utilisation du mouvement PT5000. C’est l’un de mes calibres préférés. Ce mouvement est un clone chinois de l’ETA 2824-2, très courant dans les montres bon marché qu’on trouve sur AliExpress. On peut acheter pour 100 dollars une montre hommage à la Submariner avec verre saphir, lunette céramique, lume, étanchéité totale, etc., et ce mouvement atteint une précision comparable à celle d’une montre suisse (la mienne restait dans les tolérances COSC). Une montre que j’ai possédée tournait à +5 secondes par jour, et ça montre bien les progrès de l’industrie horlogère chinoise
  • Si quelqu’un a de bonnes ressources ou des conseils pour acheter des clones de montres mécaniques sur AliExpress, je suis preneur. J’aimerais pouvoir juger correctement le rapport qualité-prix avant d’acheter
  • Je pense que l’expérience acquise en usinage et en assemblage dans l’électronique grand public a joué un rôle majeur dans la croissance du marché horloger chinois
  • C’est vraiment impressionnant. Quand je ne massacre pas des montres avec de la résine, j’ai comme hobby de réviser des montres, et mon prochain objectif est d’apprendre le fonctionnement des mécanismes de chronographe. Un mouvement ST19 devrait arriver bientôt ; lui aussi est peu coûteux, fiable, entièrement mécanique et doté d’une architecture à roue à colonnes. Chapeau à l’industrie horlogère chinoise
• Pour certains, ce travail a quelque chose d’un peu « sacrilège ». Le charme de ces incroyables machines ne tient pas seulement à leur structure interne, mais aussi au fait qu’elles continuent de fonctionner pendant des décennies, et qu’on peut les ramener à la vie par une réparation : c’est ça, la vraie magie. Lien YouTube de Wristwatch Revival. Ça me rappelle quand, enfant, mon frère fabriquait des objets décoratifs en résine censés ressembler à des fonds marins. Moi, j’étais trop impatient et je les touchais toujours avant qu’ils ne soient complètement durcis, donc je ratais tout
  • On voit facilement des montres de poche vendues dans les boutiques d’antiquités pour des sommes comparables. Il est assez simple d’en trouver qui sont complètes, encore vivantes en quelque sorte, et qui repartent après un nettoyage et un huilage. Il y a dix fois plus de montres de poche que de propriétaires, donc c’est très utile comme matériel d’entraînement. Le coût de réparation est élevé, mais la demande reste faible faute de techniciens et d’outillage (j’en possède moi-même deux)
  • Si on considère cela comme un outil pédagogique, c’est encore plus pertinent. La version numérique qui a inspiré ce projet avait elle aussi une vocation éducative
  • La magie de la réparation est fascinante, mais comprendre le fonctionnement du mécanisme l’est tout autant. Il est naturel d’être attiré par les deux
• Je me demande s’il n’existe pas un matériau transparent qui reste sous forme de gel tant qu’il n’a pas complètement durci, et dont on pourrait ajuster la position à la main. Le principe serait de suspendre les pièces comme dans une impression 3D avec un gel, puis de tout faire durcir à la fin. Si la résine pour imprimante 3D SLA a une viscosité suffisante, on pourrait imaginer placer chaque élément comme voulu, puis tout polymériser aux UV vidéo liée
  • Il existe des résines en gel, mais c’est difficile à réaliser à cause des bulles, et on utilise en général une méthode de coulée par couches successives. Il n’est pas facile d’éviter les lignes de séparation, car l’indice de réfraction diffère légèrement d’une couche à l’autre
  • Si le matériau reste fluide, les pièces remonteront ou couleront forcément à cause de la poussée d’Archimède et de la densité. On pourrait aussi imaginer les maintenir temporairement avec de petites billes ayant le même indice de réfraction, puis couler la résine par-dessus pour conserver leur position. C’est effectivement une méthode utilisée pour des décorations d’aquarium, par exemple vidéo liée
• Bartosz, si jamais tu vois ce message, j’aimerais que tu me contactes directement. C’est grâce à ton blog que j’ai pu réaliser ce travail, et j’aimerais t’envoyer le résultat final. Je suis impressionné par un tel niveau de qualité et de finition jusque dans les détails, surtout pour un projet annexe
• Si la suspension (le support) est faite d’un matériau ayant le même indice de réfraction, elle ne devrait pas être visible
  • Le nylon et la résine époxy ont bien des indices de réfraction proches, mais pas identiques. J’ai essayé de fabriquer moi-même de fines tiges en époxy au lieu d’utiliser du nylon, mais je n’ai pas obtenu le résultat souhaité
• L’apparence finale de l’objet est impressionnante. Ce serait sans doute très populaire dans une exposition de musée. Et le site ciechanow.ski est toujours une grande source d’inspiration