Horloge à quartz
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Une horloge à quartz utilise un oscillateur à quartz pour définir le temps. Le quartz a la propriété d'osciller à une fréquence précise lorsqu'il est stimulé électriquement.
Historique
En 1880 les physiciens français Pierre Curie et Jacques Curie découvrent l'effet piézoélectrique du quartz : celui-ci possède la capacité de générer des charges électriques à sa surface lorsqu'il subit des forces mécaniques. Cette capacité en fait un matériel intéressant dans la constitution d'horloges.
La première horloge est mise au point en 1928 par Warren Morrison et J.W. Horton aux Bell Telephone Laboratories[1],[2],[3]. Constituée de tubes électroniques elle avait des dimensions comparables à celles d'un réfrigérateur tourné à l’horizontale.
La première montre-bracelet à quartz apparaît en 1967.
Fonctionnement
Le fonctionnement de l’horloge à quartz est simple : tout choc sur un cristal engendre des vibrations mécaniques, d'amplitude maximale selon des directions particulières (axes mécaniques), lesquelles sont la cause de charges électriques variables. On obtient ainsi un oscillateur électrique dont la fréquence de vibration est propre au quartz lui-même. Ces vibrations, mises en forme et associées à un moteur synchrone, sont à l'origine du mouvement des aiguilles d'une montre.
Les limites du quartz
Mais le quartz a des inconvénients. En effet, la fréquence des oscillations n'est stable uniquement tant que le cristal conserve ses dimensions. Il faut donc lutter contre les phénomènes de dilatation dues aux variations de température en isolant le cristal. C’est pour cela qu’il n'est tout d'abord que conservé dans une horloge et plus tard dans une montre. Néanmoins la précision obtenue est dix fois plus grande que celle de la meilleure des montres mécaniques qui fut inventée précédemment (en 1675 par Isaac Thuret) : une seconde de retard en six ans.
Références
- Encyclopédie mondiale de la science et de l'innovation 2008, page 132
- (en) W.A. Marrison, « Precision determination of frequency », I.R.E. Proc., vol. 16, no 2, , p. 137–154 (DOI 10.1109/JRPROC.1928.221372)
- (en) Warren Marrison, « The Evolution of the Quartz Crystal Clock », Bell System Technical Journal, AT&T, vol. 27, , p. 510–588 (lire en ligne)
