Axes de rotation du tourbillon

Le nombre d'axes sur lesquels tourne la cage détermine combien de plans géométriques le tourbillon peut compenser. Le tourbillon classique, celui de Breguet, fonctionne sur un seul axe : il corrige les erreurs de positionnement vertical, mais laisse inaffectées celles dans les orientations obliques ou horizontales. Dès qu'un deuxième axe est ajouté, le mécanisme commence à corriger sur deux plans simultanément — et c'est là que la complexité constructive commence à augmenter de manière non linéaire.

Le tourbillon biaxial, aussi appelé à deux axes, nécessite déjà des cages concentriques qui tournent à des vitesses différentes en se transmettant le mouvement l'une l'autre. Le saut au triple axe ajoute une troisième cage : dans le Spherion d'Éric Coudray — employé dans la Purnell Escape II — la cage interne complète une rotation tous les huit secondes, la cage intermédiaire tous les seize, la cage externe tous les trente. Jaeger-LeCoultre appelle ce même concept Gyrotourbillon ; la version dans l'Heliotourbillon Perpetual utilise des roulements à billes en céramique et une spirale cylindrique, avec une cage de 163 composants pesant moins de 0,7 gramme. Henri Grandjean dans le Magician travaille à dix, dix-huit et soixante secondes, utilisant deux disques transparents superposés pour transmettre le mouvement : l'un s'engage avec la roue fixe, l'autre incorpore la denture, de sorte que la cage semble flotter sans support visible.

Au-delà du troisième axe, chaque niveau ajouté apporte friction et inertie proportionnelles : dans le Seven Spheres de Marco Lang, sept anneaux imbriqués en titane — décalés de 30° l'un par rapport à l'autre — font en sorte que l'énergie doit traverser sept étages d'engrenages avant d'atteindre l'échappement, et l'anneau extérieur met une heure entière pour accomplir une rotation. Le tourbillon à quatre axes de l'Astronomia Revolution de Jacob & Co. marque des cycles respectivement de 60, 18, 15 et 60 secondes pour les quatre axes.

De mon établi, j'ai vu démonter des tourbillons à trois axes : le vrai problème n'est pas la théorie, c'est le jeu entre les cages. Même quelques microns de tolérance en excès entre les anneaux annulent une bonne part du bénéfice théorique. Plus d'axes signifie plus de joints, plus de joints signifie plus de possibilités de perdre de l'énergie ou d'accumuler des erreurs de transmission. Pour cette raison, les constructeurs sérieux préfèrent souvent un tourbillon à un seul axe bien exécuté à un multi-axe construit avec des tolérances relâchées.

Le concept d'axe multiple apparaît aussi en dehors de l'échappement : le système cardan des remontoirs automatiques de bureau — repris aux chronomètres marins — utilise deux axes perpendiculaires pour maintenir le rotor toujours correctement orienté indépendamment de l'inclinaison du support.