En horlogerie, le différentiel est un engrenage — ou un système d'engrenages — qui reçoit l'énergie ou l'information de deux sources et en calcule la moyenne, ou qui distribue une seule impulsion vers deux destinations. Ce n'est pas un concept unique : il existe au moins trois familles distinctes, et les confondre conduit à des erreurs d'évaluation.
La première famille est celle des différentiels pour double oscillateur. Philippe Dufour l'a codifiée dans la Dualité avec un différentiel central qui coordonne deux balanciers indépendants ; François-Paul Journé a repris le même principe dans le Chronomètre Résonnance. Greubel Forsey emploie dans le Double Balancier un différentiel sphérique qui fait la moyenne des taux de deux oscillateurs inclinés à 20°, réduisant théoriquement de moitié la marge d'erreur sur la fréquence. Ulysse Nardin dans le calibre UN-251 utilise un différentiel vertical breveté — déclaré le plus petit du monde — sur roulements à billes, qui harmonise deux balanciers en silicium inclinés. La distinction fondamentale par rapport à la résonance : dans le différentiel les deux oscillateurs restent indépendants et leur moyenne est calculée mécaniquement ; dans la résonance ils se synchronisent par proximité physique, sans engrenages de médiation.
La deuxième famille est celle des différentiels pour remontage et transmission. Bovet a breveté un différentiel sphérique tridimensionnel qui duplique chaque action de remontage sur la couronne, réduisant le nombre de rotations nécessaires pour accumuler dix jours de réserve de marche et protégeant le train. Ferdinand Berthoud utilise un mécanisme différentiel qui sépare le parcours de remontage de la transmission au ressort moteur, permettant la marche continue pendant le remontage manuel. Hamilton, à une échelle beaucoup plus réduite, adopte un différentiel asservi par frottement dans l'indicateur de réserve du Khaki Field Mechanical, avec un ressort de glissement qui synchronise l'aiguille pendant le remontage.
La troisième famille est celle des différentiels pour affichage et distribution. Le Twin Beat de Vacheron Constantin utilise un différentiel pour transmettre aux aiguilles la vitesse correcte selon le train actif — 5 Hz ou 1,2 Hz — sans que le calendrier perpétuel perde le compte. Le Big Bang Meca-10 emploie deux disques opposés reliés par un ressort spiral pour un affichage de réserve. Le Winnerl Heart Return actionne sa propre réserve par sauts discrets tous les sept heures au moyen d'un différentiel avec doigt sur le côté cadran.
Un point que j'observe souvent ignoré : la position du différentiel dans le train compte autant que sa présence. S'il fait la moyenne des taux à la roue centrale plutôt qu'à celle des secondes, les bénéfices de précision se réduisent sensiblement. David Candaux dans le DC12 MaveriK résout cela avec un différentiel planétaire volant monté sur ressort, intégré par une spirale amortissante qui absorbe les perturbations quand les deux balances requièrent l'énergie simultanément.