Fini la science-fiction, voici comment la nanotechnologie repousse les limites de la haute horlogerie

Vient ensuite le balancier, qui garantit que les mouvements sont capables de garder un temps régulier, inventé au milieu du XVIIe siècle par le mathématicien hollandais et connaisseur polyvalent Christiaan Huygens. Et, bien sûr, tout collectionneur digne de ce nom connaît le tourbillon d'Abraham-Louis Breguet qui fait tourner le mouvement d'une montre pour contrer l'effet négatif de la gravité terrestre.

Tag Heuer crée des spiraux en utilisant des plaquettes de silicone et des atomes de fer.

Beaucoup de choses ont changé au cours des années qui ont suivi, avec des matériaux et des méthodes améliorés permettant une miniaturisation, une précision et une fiabilité accrues. Aujourd'hui, une autre vague d'innovation déferle sur le domaine de l'horlogerie : les nanotechnologies, l'étude et la manipulation de la matière à l'échelle quasi-atomique pour produire de nouvelles structures et matériaux.

Pendant des années, la communauté universitaire a sauté de joie sur la façon dont cette science pourrait être appliquée à de nombreuses industries - dans tous les domaines, des soins de santé aux énergies renouvelables.

La Hermès Cape Cod Crépuscule avec son cadran 3D distinctif par le designer/graphiste Thanh Phong Lê.

Aujourd'hui, les horlogers commencent à s'en apercevoir, Hermès intégrant la nanotechnologie dans ses nouveautés 2023. La Crepuscule - "crépuscule" en français - est la nouvelle itération de la montre emblématique Cape Cod de la marque. Conçu par l'artiste Thanh Phong Lê, le cadran présente une œuvre d'art graphique pensive représentant un soleil couchant se reflétant dans l'eau.

L'un des plus grands experts suisses en silicium, le Centre suisse d'électronique et de microtechnique, a été chargé de réaliser le cadran, façonné à l'aide d'une tranche de silicium de seulement 0,5 mm d'épaisseur. Pour atteindre l'intensité de couleur demandée par la maison, un procédé nanotechnologique appelé photolithographie a été utilisé pour transférer le motif de Phong Lê sur le silicium, qui a ensuite été recouvert d'or jaune.

Tag Heuer expérimente également la nanotechnologie et a breveté un spiral en composite de carbone, composé de feuilles enroulées, chacune d'une seule couche d'atomes de carbone. Le spiral est fixé au balancier d'une montre pour aider les montres mécaniques à garder l'heure exacte. "Notre spiral est au cœur même de nos mouvements", explique Emmanuel Dupas, directeur de l'Institut Tag Heuer. "Nous avons développé notre propre spiral basé sur un échafaudage de nanotubes de carbone, qui est rempli de carbone amorphe. Les nanotubes de carbone ont des diamètres extrêmement étroits mais peuvent être très longs."

Ces matériaux et structures à l'échelle nanométrique ont souvent d'excellentes propriétés mécaniques. "Imaginez une forêt dense où tous les arbres sont des nanotubes", explique Dupas. "Nous soudons les nanotubes ensemble en remplissant les espaces entre eux avec du carbone amorphe." Cela augmente la résistance à l'usure et la résistance du spiral, tout en le gardant extrêmement léger et à l'abri du magnétisme.

"Le plus grand défi qui affecte les performances de chronométrage est l'exposition aux champs magnétiques", explique Dupas. "Contrairement à d'autres spiraux, notre spiral en composite de carbone n'est pas aussi sensible, ce qui nous aide à garantir qu'une montre Tag Heuer fonctionnera aussi parfaitement au jour 500 qu'au premier jour."

L'Institut Tag Heuer utilise également trois autres applications de la nanotechnologie - le dépôt physique en phase vapeur (PVD), le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et le dépôt de couche atomique - pour innover en matière de couleurs et de rendus de surface de pointe, qui sont appliqués aux cadrans de l'horloger. "Bien que différentes, ces nanotechnologies consistent toutes à déposer des atomes individuels ou de petits groupes, les uns après les autres, sur le substrat ou la surface cible", ajoute Dupas.

Sonnant un peu comme un chef étoilé au Michelin, Dupas explique que pour vraiment comprendre comment fonctionne une "recette de nanotechnologie", il est essentiel que l'équipe de recherche et développement ait une compréhension approfondie des ingrédients avec lesquels elle travaille. Et malgré le temps et l'investissement supplémentaires nécessaires pour utiliser efficacement la science, Dupas pense que cette approche futuriste de l'horlogerie portera ses fruits au fil du temps.

"Les nanotechnologies sont similaires à d'autres technologies de fabrication comme l'impression tridimensionnelle. De cette façon, elles offrent bon nombre des mêmes opportunités, y compris une augmentation de la flexibilité et de la créativité", dit-il.

Julien Tornare, président-directeur général de Zenith, confirme : « La nanotech aide l'industrie horlogère à faire mieux, à être plus précise et à être plus précise. Cette technologie nous permet de sortir des sentiers battus. Elle repousse les limites du possible en nous permettant de réaliser des choses qui n'étaient même pas imaginables."

Zenith est depuis longtemps célèbre pour avoir apporté des mises à jour techniques à ses nouveautés éprouvées - de son Chronomaster El Primero entièrement intégré à ses montres Pilot ludiques. L'équipe de Tornare utilise également régulièrement des procédés de revêtement PVD et CVD pour développer de nouvelles couleurs de cadran, toutes soigneusement protégées par des couches de laque transparente.

Au-delà des améliorations cosmétiques, les progrès de la nanotechnologie pourraient également conduire au développement de montres mécaniques qui n'ont jamais besoin d'être révisées. C'est du moins ce que l'horloger britannique indépendant Roger W. Smith aspire à réaliser avec l'aide de la Manchester Metropolitan University. L'institution teste des nano-revêtements pratiquement sans frottement à l'aide de bisulfure de molybdène, un composé noir argenté qui pourrait remplacer les lubrifiants traditionnels à base d'huile utilisés pour empêcher les montres mécaniques de broyer leurs composants métalliques en morceaux.

Ulysse Nardin est une autre marque qui révolutionne la fabrication horlogère en intensifiant son utilisation de la technologie - de la photographie hybride à la gravure en trois dimensions. Dans le cadre de cet effort, il a défendu les composants mécaniques à l'échelle nanométrique - en particulier ceux en silicium - depuis le lancement en 2001 de sa collection emblématique Freak.

Ulysse Nardin a longtemps été un pionnier dans l'utilisation de la nanotechnologie dans les montres, comme dans la Diver X Skeleton.

"Notre technologie silicium n'est pas affectée par les champs magnétiques et elle est extrêmement durable", précise Jean-Christophe Sabatier, directeur produit d'Ulysse Nardin. "La nanotechnologie est l'une des rares avancées techniques qui redéfinit le monde très traditionnel de l'horlogerie."

L'horloger est allé jusqu'à s'associer dès 2006 au fabricant de composants Sigatec pour développer encore le potentiel des nanotechnologies. Au fil des années, le partenariat les a amenés à créer des pièces sur mesure avec une précision au micron et la marque est passée de l'utilisation d'échappements en silicium à des spiraux en silicium et même à des balanciers.

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