Les Horloges à Quartz

Un Quartz de 4 MHz dans un boîtier hermétique HC-49/US

En électronique, un Quartz est un composant qui a la propriété d’osciller soit d’avoir un mouvement répétitif d’une pièce mobile autour d’un point fixe à une fréquence stable lorsqu’il est stimulé. Les propriétés piézoélectriques qui sont des propriétés que possèdent certains corps de se polariser électriquement sous l’action d’une force mécanique et de se déformer lorsqu’on applique un champ électrique remarquables du Quartz permettent d’obtenir des fréquences d’oscillation très précises, et en font un élément important en électronique numérique.

L’effet piézoélectrique c’est comme si vous frappez sur un verre de cristal, vous entendrez alors un son car il vibre avec une fréquence qui lui est propre. C’est pareil pour le Quartz. Et si en 1920, on choisit le Quartz comme oscillateur, c’est à cause des charges électriques qui apparaissent et disparaissent en permanence à sa surface, au rythme des vibrations.

Tout choc sur un cristal entraîne donc des vibrations mécaniques, d’amplitude maximale selon des directions particulières, lesquelles sont la cause de charges électriques variables. La fréquence des oscillations est très stable pourvu que le cristal conserve ses dimensions. Il faut donc lutter contre les phénomènes de dilatation, les déformations dues aux variations de température. Pour lutter contre ces phénomènes, il faut isoler le cristal.

Ces vibrations sont par l’intermédiaire d’un circuit électronique à l’origine du déplacement des aiguilles d’une montre. La précision obtenue est dix fois plus grande que celle de la meilleure des montres mécaniques soit 1 seconde en 6 ans.

La première horloge à quartz date de 1930. Utilisant des tubes électroniques elle avait des dimensions comparable à celle d'un réfrigérateur tourné à l’horizontale

L'illustration montre un cristal de quartz avant sa taille, qui dépend des dimensions de l'horloge. En 1970, la miniaturisation est telle qu'apparaît la première montre-bracelet à quartz.

Avec l'apparition des semi conducteurs et des circuits intégrés, la miniaturisation est telle qu'apparaît la première montre-bracelet à quartz en 1967.

Dans les montres à quartz, le principe est le même que pour les horloges, le mouvement du balancier est remplacé par les vibrations d'un cristal de quartz, entretenues par l'énergie fournie par une pile électrique. Chaque vibration du quartz provoque à son tour un petit courant électrique. Dans une montre à quartz à aiguilles, ce courant fait tourner un moteur qui entraîne le mécanisme des aiguilles. Comme dans une montre mécanique, un système de roues dentées permet aux aiguilles des heures, des minutes et des secondes de tourner à des vitesses différentes.

Gruson Estelle et Becker Yona