Voir la source de Mécanisme (horlogerie)

{{homonyme|Mécanisme (homonymie)}}
{{Infobox Inventaire du patrimoine culturel immatériel en France
| Nom = Les savoir-faire de la mécanique horlogère
| Image = San Geremia (Venice) Mechanical clock dating from 1500.jpg
| Légende = Mécanisme d'une horloge d'édifice daté de 1500, modifié avec un balancier rapporté après l'an 1670.
| Domaine = Savoir-faire
| Domaine2 =
| Domaine3 =
| Domaine4 =
| Localisation = [[France]]
}}

Un '''mécanisme''' d'horlogerie est l'[[organe]] ou l'{{page h'|élément}} fondamental d'un instrument horloger (horloge, pendule, montre, etc.). Il en assure la fonction principale qui est de « donner l'[[Heure (temps)|heure]] ».<br>
Ce [[mécanisme]] résulte d'un [[assemblage mécanique]] de pièces dont certaines peuvent avoir un mouvement par rapport aux autres. Désigné comme mécanisme primaire, il comprend alors d'autres mécanismes plus élémentaires, de niveaux inférieurs, tels l'élément moteur, le rouage, l'échappement, etc.

Ce sont les progrès des différents mécanismes d'horlogerie qui ont permis l'évolution de la science horlogère. Cette pratique est inscrite à l'[[inventaire du patrimoine culturel immatériel en France]] depuis 2018. 

== Constitution d'un instrument horloger ==
Les premières véritables [[Horloge mécanique#Les premières horloges mécaniques|horloges entièrement mécaniques]] datent de la fin du {{s-|XIII}}. Dès cette époque, la première des finalités<ref group="N">On dirait aujourd'hui la « fonction principale »</ref> de l'horloge est de « donner l'heure » :
* soit par un signal sonore : sonnerie de cloche(s) par exemple, notamment sur les premières horloges « aveugles » dépourvues de cadrans ; 
* soit par une indication visuelle : aiguille(s) et cadran ; 
* soit en associant les deux types d'information. 
Pour réaliser cette fonction de service « donner l'heure » la structure de base de l'horloge restera sensiblement identique des siècles durant.

Une analyse technique sommaire de l'instrument permet de visualiser son agencement et de fixer le vocabulaire de référence employé<ref group="N">Le vocabulaire horloger n'est pas normalisé. D'un auteur à l'autre, et suivant l'Histoire, la désignation des éléments constitutifs d'une horloge peut varier quelque peu. Le vocabulaire de base trouvera ses références chez [[Emmanuel Poulle]], historien des sciences du [[Moyen Âge]], ayant participé à l'analyse et à la reconstitution de l'[[horloge astronomique de Bourges]], au vocabulaire de ''Montres et horloges'' de chez Gründ ainsi que dans le ''Dictionnaire professionnel illustré de l’horlogerie'' et d'autres ouvrages, tous cités en bibliographie.</ref>.

[[Fichier:Horl foliot XVe Méca aiguille new.png|800px|vignette|centré| Analyse du mécanisme d'une horloge à foliot du {{s-|XV}} : Organigramme technique.]]

Les éléments constitutifs du mécanisme qui correspondent à une fonction technique comprennent :
* le [[mouvement (horlogerie)#Mouvement mécanique à remontage manuel|mouvement]] : dispositif qui regroupe l'ensemble des mécanismes élémentaires assurant le mouvement régulier de sortie pour donner l'heure voulue<ref group="N"> D'après l'ISO, le mouvement est un dispositif qui produit, entretient et traite un phénomène périodique et susceptible de compter le temps. Il peut comporter des sous-ensembles.</ref>, soit :
** le {{page h'|Moteur (homonymie)|moteur}} : dispositif qui transforme l'énergie emmagasinée d'un poids ou d'un ressort en un mouvement « non uniforme » mais nécessaire au système ;
** les [[rouage (horlogerie)|rouage]]s : ensemble d'engrenages transmettant le couple moteur et le mouvement de l'organe moteur vers les autres éléments du système. On peut distinguer :
*** le rouage des heures qui va transmettre le mouvement vers l'échappement participant à la régularisation du mouvement transmis vers les aiguilles indicatrices ; 
*** d'autres rouages : rouage de sonnerie, rouages de [[Complication (horlogerie)|complication]]s, etc. 
** l' oscillateur (appelé régulateur dans l'image ci-dessus) : ensemble transformant le mouvement « non uniforme » donné par le moteur en un mouvement dit « régulier » du système. Il comprend :
*** l'[[Échappement (horlogerie)|échappement]] constitué d'une roue particulière, la roue d'échappement, lançant et arrêtant alternativement un élément adéquat (verge ou ancre) qui est lié à l'oscillateur ; 
*** le [[Résonateur (horlogerie)|résonateur]] (appelé oscillateur dans l'image ci-dessus), sorte de volant d'inertie couplé à un ressort-spiral, assure la régularité et la périodicité du mouvement alternatif de l'échappement ;
* la cage (ou bâti) : elle reçoit et relie les différents éléments constituant le mouvement. Sur cette ossature viennent aussi se greffer :
* le [[cadran (horlogerie)|cadran]] devant lequel les [[Aiguille (horlogerie)|aiguille]]s vont afficher l'heure ;
* un éventuel mécanisme de sonnerie plus ou moins complexe en fonction du signal sonore attendu<ref group="N"> L'enveloppe de l'instrument (boîte, buffet, etc.) qui est un élément n'intervenant pas directement dans la fonction 
« donner l'heure » n'est pas pris en considération ici.</ref>.

Les principaux éléments seront abordés dans l'ordre de leur présentation en suivant succinctement leur évolution.

== Le moteur ==
Les premières horloges sont à poids. Connu depuis l'[[Antiquité]], ce type de moteur sera utilisé au Moyen Âge dans des [[Horloge mécanique#Les premières horloges mécaniques|mécanismes de sonnerie]] d'[[horloge hydraulique|horloges à eau]]. Il est principalement composé d'un poids accroché à une corde enroulée sur un [[Treuil|tambour]] lié au rouage.

La fonction de ce moteur est d'emmagasiner de l'[[énergie potentielle de pesanteur|énergie potentielle]] lors du remontage du poids puis de la restituer lors de sa descente sous forme d'[[énergie cinétique]] : le couple moteur créé alors va transmettre sa force motrice au rouage.

=== Horloge à poids ===
;Le poids
Il est à l'origine en pierre, matériau économique pouvant être travaillé facilement. Sa masse volumique est de l'ordre de {{unité|2500|kg/m|3}}. Utilisé pendant plusieurs siècles, notamment dans les horloges d'édifices, il sera remplacé, dans les horloges miniaturisées telles les horloges murales, pendules à poids, comtoises, par des poids en fonte, acier, plomb, parfois en argent dont les masses volumiques sont bien supérieures (3 à 4 fois plus) donc de moindre encombrement.

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Clock weight and partly obscured benchmark - geograph org uk - 1029523-1.jpg|Très ancien poids en pierre.
Botevgrad Clock tower interior 03.JPG|Poids : l'un en pierre, l'autre en fonte.
Cotehele clock 05.jpg|Poids en pierre de mouvement ; poids en fonte de sonnerie.
Grandfather Clock Cast Iron Weight (1).JPG|Poids en fer d'horloge de parquet.
</gallery>

;Le filin 
À l'origine simple corde reliant le poids au tambour, il sera remplacé au {{s-|XIX}} par un câble en acier. Dans les horloges miniaturisées, cordelettes, cordes en boyau et chaînettes seront plus adaptées<ref name="rAM0APC" />.

;Le tambour
[[Fichier:Akademieuhr1.jpg|vignette|250 px|Tambour et filin.]]
Le cylindre se caractérise par son diamètre et sa longueur. 
* le diamètre autour duquel s'enroule la corde doit être compatible avec l'effort à transmettre au rouage : dans les premières horloges d'édifices, les frottements à vaincre étaient importants, d'où des poids de plusieurs dizaines ou même de centaines de kilogrammes<ref>À titre d'exemple, le poids moteur de l'horloge (1920) de l'église saint-Thomas, à Stadtbredimus au Luxembourg, pèse {{unité|80|kg}} ; {{harvsp|ANCAHA|2015|p=51 n° 116.}}</ref> enroulés sur des tambours de fort diamètre ;
* la longueur doit permettre l'enroulement de la corde sur une seule ligne, de telle sorte que ses spires ne se chevauchent pas, ceci pour obtenir une force motrice constante.

[[Fichier:Réveil à poids 1.png|vignette|gauche|200 px|Réveil à poids et contrepoids, jaune : heures ; rouge : sonnerie.]]
 
Diamètre et longueur sont en relation directe avec la fréquence de remontage. Par exemple, si on a un tambour de {{unité|30|cm}} de diamètre qui fait un tour à l'heure avec une corde de {{unité|3|cm}} de diamètre, et que l'on veuille n'effectuer qu'un remontage par 24 heures, la longueur du tambour doit être de plus de {{unité|72|cm}} et celle de la corde devra être de {{unité|25|mètres}}. Cette contrainte de longueur de corde explique en partie l'emplacement en hauteur des horloges d'édifices et le service à temps plein d'un « gouverneur de l'horloge » chargé du remontage et de l'entretien.

Pour gagner en longueur sur la course du filin, il était bien sûr possible d'augmenter la fréquence du remontage ou « d'utiliser une poulie réduisant la trajectoire du poids par moitié, mais exigeant [parfois] la présence d'un second poids »<ref name="rAM0APC">{{harvsp|Radko Kyncl|2001|p=8}}.</ref> ; le poids moteur doit alors être multiplié par deux pour obtenir le même effet.<br>
Au {{s-|XX}}, le remontage du poids sera automatisé. Il en est ainsi par exemple pour l'[[horloge astronomique de Bourges]], automatisation datant de 1994{{sfn|Bougelot|Catoire|2006|p=48}}.

Dans les horloges miniaturisées de l'époque moderne, telles les [[Horloge comtoise|comtoises]], les poids moteur du mouvement et de la sonnerie sont parfois liés aux rouages par des poulies à gorge et non par des tambours. Le système impose alors un contrepoids pour maintenir la cordelette dans la gorge de la poulie. 

Le remontage des poids, quelle que soit la solution envisagée pour entraîner le rouage, nécessite un petit mécanisme - bien souvent à [[Cliquet (mécanique)|cliquet]] - qui permette le mouvement de l'organe moteur dans un sens seulement, le sens du remontage. L'effort manuel de remontage est transmis au système soit par l'intermédiaire d'un cabestan lié au tambour dans les premières horloges ou d'une manivelle. Pour les poids les plus faibles, dans les comtoises par exemple, une clef pourra suffire ; dans le système à poulie, l'action de remontage s'effectuera en agissant sur le contrepoids.

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L-Uhr2.png|Remontage manuel.
L-Uhr2-1.png|Remontage automatique.
</gallery>

=== Horloges à ressort ===
Dès avant le {{s-|XV}} apparait le [[ressort moteur]] qui va permettre la miniaturisation de l'horloge.<br>
Ce ressort est enroulé à l'intérieur d'une boîte, le barillet. Lors de sa détente, il va transmettre indirectement la force motrice au rouage.

; Le ressort moteur
Ce ressort de type « spirale plat » à l'origine en acier trempé, revenu, bleui, sera plus tard en acier traité à haute limite élastique du type allié au cobalt (Co), au chrome (Cr) ou au nickel (Ni). Il est calculé pour une fréquence de remontage de 24 heures au minimum<ref>{{harvsp|Radko Kyncl|2001|p=10}}</ref>{{,}}{{sfn|Georges-Albert Berner|2002|loc=« ressort »}}.<br>
Dans ses premières utilisations, la force motrice engendrée n'est pas constante, elle décroit de façon irrégulière au fur et à mesure du désarmage<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« désarmage »}}.</ref>. Pour pallier cet inconvénient on emploiera une « fusée » attenante au barillet.

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Clock Mainspring.png|Ressort moteur isolé et « détendu ».
Clock, Otto's Encyclopedia-1.png|Ressort moteur d'horloge utilisé sans barillet.
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; Le barillet
* Dans les montres modernes, le [[Barillet (horlogerie)|barillet]] est une « roue formée d'un disque circulaire denté et d'une boîte cylindrique fermée par un couvercle. Il tourne librement sur un arbre et contient le ressort moteur, accroché par sa spire extérieure au barillet, et à l'arbre par sa spire intérieure. Le barillet engrène avec le premier pignon du rouage de la montre ; il tourne lentement et son angle de rotation à l'heure varie entre un neuvième et un sixième de tour<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« barillet »}}.</ref>. » ;

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Ressort moteur & barillet.png|Ressort moteur dans son barillet.
Dscf3997 FederhausKleinuhr.jpg|Vue intérieure du mécanisme.
Uhrwerkszerlegung 01 GW 11.jpg|Vue extérieure du barillet moteur.
UhrwerkVierViertelWestminsterSchlagStundenschlag02.jpg|Barillet en situation dans un mécanisme.
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* Dans les anciens mécanismes avec fusée utilisés jusqu'au début du {{s-|XIX}}, le barillet était lisse. La fusée, bobine de forme conique recevait une corde en boyau - ou, au {{s-|XVII}}, une chaînette en acier - qui s'enroulait dans un sillon hélicoïdal sur sa périphérie. Cette corde entourait le barillet lisse et le reliait à la fusée. « Grâce à cela, on obtenait un couple moteur plus constant : la traction de la corde s'exerçait sur le plus petit diamètre de la fusée au début du désarmage, sur le plus grand lorsque le ressort était presque détendu{{sfn|Radko Kyncl|2001|p=10}}. ». La fabrication des ressorts s'améliorant, on se dispensa de ce système de fusée et, on améliora encore, grâce à l'arrêtage{{sfn|Georges-Albert Berner|2002|loc=« arrêtage »}}, la constance de transmission de la force motrice en limitant la course du ressort à sa phase de détente optimale.

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Barillet et fusée.png|Ancien mécanisme à barillet et fusée.
DeutschesUhrenmuseum UhrwerkKuckuckFederzug.jpg|Mécanisme en situation.
Fusee clock works open.jpg|Liaison barillet-fusée par chaînette.
L-Cronometer - 1.png|Mécanisme à fusée complet.
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On peut signaler, un autre mécanisme employé avant l'apparition de la fusée par les horlogers allemands, le stackfreed<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« stackfreed »}} ; voir aussi {{Lien|trad=Stackfreed|fr=Stackfreed|texte=Stackfreed}}</ref>, qui freine le mouvement du ressort. Son inconvénient était sa consommation d'énergie motrice lors du freinage<ref>{{Ouvrage|langue=fr|auteur1=Collectif|titre=Trésors d'horlogerie|sous-titre=Le temps et sa mesure du Moyen Âge à la Renaissance|lieu=Palais des papes, Avignon|éditeur=RMG|année=1998|pages totales=119|passage=22|isbn=2-906647-30-6}}.</ref>.

[[Fichier:Stackfreed.jpg|vignette|centré|Stackfreed]]

== Les rouages ==
Les [[Rouage (horlogerie)|rouage]]s sont des [[Engrenage#Trains d’engrenages|train]]s d'[[engrenage]]s transmettant le couple moteur et le mouvement de l'organe moteur vers d'autres éléments du mécanisme<ref>Pour les engrenages, voir la définition et les différents types dans {{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« engrenage »}}.</ref>.

Un [[engrenage]] est constitué d'une roue et d'un pignon montés sur des axes différents ; si un pignon et une roue sont montés sur un même axe, on pourra parler de [[mobile horloger|mobile]].
<gallery>
Gears animation.gif|Un engrenage classique à denture droite.
AnimatedGears.gif|Un train de deux engrenages.
Mobile horloger.png|Un premier mobile : roue et pignon accolés.
Clock Guts - Gears.jpg|Un second mobile : roues & pignons arbrés.
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Les engrenages étaient connus depuis l'Antiquité. La célèbre [[machine d'Anticythère]] datée de l'an [[87 av. J.-C.]] en est le témoin ; des engrenages à denture triangulaire s'intégraient déjà dans ce mécanisme complexe comportant même un train différentiel<ref>{{harvsp|Chavigny|Perissas|2009|p=21-23}}</ref>. <br>
En horlogerie, la denture des roues peut être de différents types ; sur les engrenages des horloges d'édifices, le profil est passé d'une forme triangulaire à d'autres plus élaborées, déterminées par tâtonnement puis, aux {{s2-|XVII|e|XVIII}}, à des profils plus scientifiques : le profil épicycloïdal et le profil en développante de cercle permettant une transmission par roulement, donc sans glissement et théoriquement sans frottement<ref name="YDYNHB">{{harvsp|Chavigny|Perissas|2009|p=31}}</ref>.

[[Fichier:Engineering; large cogs meshing together, and diagrams of ep Wellcome V0024643.jpg|300px|vignette|centré|Profil épicycloïdal de denture. ]]


Chaque élément de rouage est fabriqué à partir de matériaux spécifiques :
;La roue
La roue est l'élément dont le diamètre est le plus important. À l'origine en fer, puis en acier, ces métaux ont souvent été remplacés par du [[laiton]] ou mieux du [[bronze]], alliages moins oxydables et de moindre frottement.
;Le pignon
C'est la désignation de la roue de petit diamètre dans un engrenage. Il tourne plus rapidement que la roue. De ce fait, il a tendance à s'user plus rapidement. Les pignons ont donc été réalisés, le plus souvent, en fer puis en acier traité pour pallier cette usure. Il existe une exception à l'usage des matériaux précités : les engrenages en bois des horloges fabriquées en [[Forêt-Noire]] et parfois en [[Espagne]].

[[Fichier:Uhrwerkszerlegung 01 02 détail.jpg|vignette|Un engrenage avec pignon à fuseaux dit aussi à lanterne.]]

En horlogerie, les rapports d'engrènement sont importants : par exemple, entre l'affichage des heures et des secondes il y a un rapport à obtenir de 1 / 3600. Ceci implique la construction de pignons avec le moins de dents possible (pour les dents des pignons, la profession dit aussi des ailes). 
* une solution ancienne a été d'employer des pignons dits [[Roue cylindrique à fuseaux|à lanterne ou à fuseaux]] : dans ce genre de pignon, les dents sont remplacées par des tiges cylindriques appelées fuseaux fixés entre deux flasques. Le nombre de fuseaux peut descendre à quelques unités sans nuire à l'engrènement. Il est recommandé de choisir de l'acier doux pour les fuseaux, c'est un choix délibéré pour une maintenance à moindre coût : en effet, il est préférable de changer ce type de pignon qui va s'user rapidement plutôt que les roues de fort diamètre les engrenant<ref name="YDYNHB" /> ;
* l'autre solution est d'employer des dents à profil épicycloïdal. Les engrenages à développante sont incompatibles avec un fort rapport d'engrènement : le nombre minimal de dents sur un pignon doit être de treize, ou mieux de dix-huit, pour éviter les interférences<ref>{{Ouvrage|langue=fr|auteur1=A. Chevalier|titre=Guide du dessinateur industriel|lieu=Paris|éditeur=[[Hachette Livre|Hachette]]|collection=Technique|année=2001|pages totales=319|passage=227|isbn=2-01-168288-6}} ; c'est l'isbn imprimé sur l'ouvrage !</ref>.
; Les axes
les axes, dits « arbres » pour des axes de fort diamètre par rapport à leur longueur, reçoivent la pignonnerie. Les matériaux employés à travers les époques sont passés du fer aux aciers traités pour des raisons évidentes de résistance. Leurs extrémités cylindriques ou en forme de pivots<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« pivot »}}.</ref> sont supportés par des paliers ou coussinets intégrés dans la structure de la cage.

=== Rouage des heures, minuterie ===
Les premières horloges, au mécanisme simple, ne comportaient qu'un « rouage des heures ».

Aux extrémité de ce rouage se trouvaient :
# d'une part la dernière roue du train : la roue de rencontre ou roue à couronne. Cette roue particulière est le lien fonctionnel avec le système de régulation du [[Mouvement (horlogerie)|mouvement]] qui sera appelé ici « régulateur ». Cette roue de rencontre sera considérée plus loin comme un élément de la fonction technique « régulateur » ;
# d'autre part, à l'autre extrémité du train, l'élément « indicateur » réduit à sa plus simple expression, soit une [[Aiguille (horlogerie)|aiguille]] se déplaçant devant un cadran.

Dans les horloges plus modernes et les montres, le rouage de base est le « rouage des minutes » ; il transmet le mouvement à la minuterie<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« minuterie »}}.</ref>, rouage secondaire placé sous le cadran, qui communique la rotation du pignon des minutes à l'aiguille des heures.

<gallery mode="packed" heights="120" caption="Minuteries">
Tidens naturlære fig23-1.png|Rouage des minutes (en jaune) et minuterie (en mauve) pour les heures.
Mouvement horloge.jpg|Mise en situation dans le mouvement.
Clock, Otto's Encyclopedia-2.png|Autre configuration, vue en perspective.
</gallery>

=== Rapport de transmission ===
Dans un [[engrenage#train d'engrenages|train d'engrenages]] simple, le rapport de transmission<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« rouage » et « minuterie »}}.</ref> est égal au produit des nombres de dents des roues menantes divisé par celui des roues menées.


<center><math>\frac{\omega_s}{\omega_e} = \frac{\prod Z_\text{menantes}}{\prod Z_\text{menées}}</math></center>


Avec :

* <math>\omega_e</math> et <math>\omega_s</math> respectivement les vitesses angulaires en entrée et en sortie du train d’engrenages ;
* <math>\prod Z_\text{menantes}</math>, le produit des nombres de dents des roues menantes ;
[[Fichier:Huygens clock minuterie détail.png|vignette|400 px|Détail de minuterie de l'horloge d'Huygens.]]
* <math>\prod Z_\text{menees}</math>, le produit des nombres de dents des roues menées.


; Exemple simple
Dans la minuterie de l'horloge d'Huygens, reprise par Bion (voir ci-avant), qui communique la rotation du pignon des minutes à l'aiguille des heures on a : 
* les roues menantes : {{grossir|'''a'''|facteur=1.25}} et {{grossir|'''c'''|facteur=1.25}} avec ''Za'' = 30 et ''Zc'' = 6 ;
* les roues menées : {{grossir|'''b'''|facteur=1.25}} et {{grossir|'''d'''|facteur=1.25}} avec ''Zb'' = 30 et ''Zd'' = 72.
Le rapport de transmission est de (30 x 6) / (30 x 72) soit 1/12 ce qui correspond bien au fait que 
l'aiguille des heures fait un tour de cadran quand l'aiguille des minutes en fait douze.

=== Autres rouages ===
Dans le mouvement, d'autres rouages peuvent intervenir, notamment dans les instruments horlogers à complication : horloges, pendules, montres où sont affichées d'autres indications que les heures, minutes et secondes, soit par exemple le quantième, le mouvement diurne du Soleil, les phases de la Lune, le zodiaque, etc.

[[Fichier:Ms 7295 f 66v Vue coupe Sun.jpg|700px|vignette|centré|Schéma d'époque de rouage de complication pour le mouvement du Soleil, ca. 1446.]]


Le rouage de sonnerie, autre rouage particulier, sera intégré, plus loin, dans le mécanisme de sonnerie.

== Le régulateur ==
Le [[mouvement (horlogerie)|mouvement]] d'un mécanisme d'horlogerie simple comme une horloge à poids, comporte trois éléments : le moteur, le rouage et le régulateur{{sfn|Chavigny|Perissas|2009|p=26}}{{,}}<ref name="rAM0APC" />.

Sans régulateur, la descente du poids moteur est un [[mouvement rectiligne uniformément accéléré]]. Il sera transmis au rouage sous forme de [[Mouvement circulaire non uniforme|mouvement circulaire uniformément accéléré]], mouvement ne convenant pas à l'indication régulière des heures.<br>
La fonction « régulateur » va rendre le mouvement du rouage périodique et assez régulier pour être considéré, à l'œil comme [[Mouvement circulaire uniforme|circulaire uniforme]]. Ce sera l'invention qui correspondra à la naissance de l'horloge mécanique à l'aube du {{s-|XIV}}.

La régularisation du mouvement est obtenue à partir de deux éléments intimement liés : l'[[Échappement (horlogerie)|échappement]] et l'[[Régulateur (horlogerie)|oscillateur]]{{sfn|Radko Kyncl|2001|p=8, 14, 17}}{{,}}<ref>{{harvsp|Chavigny|Perissas|2009|p=38}}.</ref> qui ont évolué conjointement.
# l'échappement transforme l'énergie motrice des petits déplacements successifs du mouvement circulaire du rouage en impulsions alternatives sur l'oscillateur ; 
# l'oscillateur, sorte de [[volant d'inertie]], assure la régularité<ref group="N">D'où son appellation consacrée en horlogerie : « régulateur », mais, en fait, c'est l'ensemble du système échappement+oscillateur qui assure la régularité du mouvement du rouage.</ref> et la périodicité du mouvement de la roue d'échappement. Cet organe est le plus souvent réglable pour jouer sur la durée des oscillations, fraction de temps intervenant dans le choix des rapports d'engrènement. La finalité est que l'aiguille des heures fasse un tour en {{grossir|''n''|facteur=1.25}} périodes d'oscillations.

[[Fichier:00 horloge foliot XVe Mécanisme Régulateur.png|center|400 px|vignette|Régulateur à foliot : échappement R + V ( (vert émeraude), oscillateur F (vert pré).]]

=== Le régulateur à foliot ===
C'est le premier régulateur reconnu, décrit pour la première fois en 1385{{sfn|Gerhard Dohrn-van Rossum|1997|p=51}} et employé durant plus de six siècles. Il est composé de trois éléments :
* la roue de rencontre R : dernière roue du rouage des heures, elle a un nombre de dents impair. Leur profil en forme de scie vient, lors du mouvement, rencontrer alternativement les palettes de la verge ; 
* la verge V : c'est le dispositif d'échappement. Cette tige, avec ses deux palettes, va transmettre le mouvement de la roue de rencontre vers le foliot : la palette du haut dans un sens, puis, la palette du bas dans l'autre sens, créant ainsi les oscillations du régulateur{{sfn|Radko Kyncl|2001|p=15}}. Pour avoir une action alternative d'entrainement et l'échappement, les palettes doivent avoir entre elles un angle d'environ 90°. La transmission du mouvement présentait un inconvénient : le changement brusque du sens de rotation sous l'action des palettes engendrait des coups de boutoir dans le foliot ; il y était remédié en reliant l'extrémité haute de la verge à une potence par un accouplement élastique : soies de porc ou lacet de cuir{{sfn|Chavigny|Perissas|2009|p=39}} ; 
* le foliot F : monté perpendiculairement à l'extrémité de la verge, il est composé de deux bras assurant la fonction de volant d'inertie. Deux masselottes dites aussi « régules », réglables en position sur les bras de la verge, permettent d'augmenter ou réduire le moment d'inertie, donc l'amplitude des oscillations qui va ainsi jouer sur le retard ou l'avance de l'horloge.
{{article détaillé|Foliot}}

La précision de ce type de régulateur, suivant les auteurs, était de l'ordre d'une demi-heure à une heure par jour{{sfn|Chavigny|Perissas|2009|p=39}}{{,}}{{sfn|Bougelot|Catoire|2006|p=21, 40}}. Cependant, cette variabilité n'a jamais été constatée par mesurage <ref group="N"> Un horloger de renom, professeur à l' [[École normale supérieure de Lyon|ENS de Lyon]] et horloger du [[musée du Temps|musée du temps de Besançon]] avait reconstruit, après l'an 2000, ce type d'horloge à foliot. Il avait été surpris de son exactitude et en avait fait part dans la revue ''ANCAHA''. Malheureusement décédé, cette ébauche d'étude a été perdue.</ref>.

=== L'échappement ===
Le mécanisme d'échappement peut être considéré, pour étude, comme constitué de :
* la roue d'échappement, dernière roue du rouage, avec une denture particulière adaptée à chaque type d'échappement ;
* l'échappement proprement dit, élément qui entretient les oscillations de l'organe régulateur ou oscillateur.
 
« Il y a autant d'échappements que d'horlogers célèbres ! » s'exclamait déjà [[Jean-André Lepaute]] en 1755. Celui de [[Louis Moinet]], inventé en 1816 et aujourd'hui toujours fonctionnel et préservé à [[Saint-Blaise (Neuchâtel)|Saint-Blaise]] (NE), battait à 216'000 vibrations par heure, faisant de [[Louis Moinet]] l'inventeur de la Haute Fréquence en matière d'échappement. <br>
Il en est dénombré aujourd'hui plus de {{unité|2500}} qui peuvent être regroupés par familles. On peut citer : l'échappement à verge, décrit ci-avant, qui s'adaptera à différents types d'oscillateurs, l'échappement à ancre, à cylindre, à leviers, à chevilles, etc.{{sfn|Chavigny|Perissas|2009|p=45-50}}{{,}}{{sfn|Radko Kyncl|2001|p=15-17}}{{,}}<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« échappement »}}.</ref>.<br>

<gallery caption="Quelques types d'échappements">
Spindelhemmung 01.tif|À verge.
Anchor escapement animation 217x328px.gif|À ancre.
Tidens naturlære fig27.png|À cylindre.
Grasshopper-escapement colored.gif|À leviers.
Спусковой механизм Аманта.gif|À chevilles.
RelojCatedralBarbastro Escape.jpg|À chevilles.
</gallery>

{{article détaillé|Échappement (horlogerie)}}

=== L'oscillateur ===
Il n'existe que trois types d'[[Régulateur (horlogerie)|oscillateurs]] ou [[Régulateur (horlogerie)|organes régulateurs]] : le [[foliot]], le [[Pendule (horlogerie)|pendule]], et le [[balancier (horlogerie)|balancier]]. 
* le [[foliot]]<ref>Le foliot n'est pas un oscillateur à proprement parler puisqu'il ne possède pas sa propre période d'oscillation, mais le fait qu'il soit « le siège d'un phénomène périodique » provoqué et entretenu par une verge à palettes peuvent excuser cette désignation qui facilite le regroupement catégoriel employé par certains auteurs, en horlogerie, tel {{Ouvrage|langue=fr|langue originale=cs|auteur1=Radko Kyncl|titre=Montres et horloges|lieu=Paris|éditeur=[[Éditions Gründ|Gründ]]|collection=Encyclopédie illustrée|année=2001|pages totales=256|isbn=2-7000-1851-6}}.</ref> a été décrit précédemment dans la section « régulateur » ;
* le pendule d'horlogerie, issu des réflexions de [[Galilée (savant)|Galilée]] en 1638, et concrétisé par [[Christian Huygens|Huygens]] en 1657. Les premières horloges à [[Pendule pesant|pendule]] cycloïdal, inventé par Huygens, avaient des oscillations de grande amplitude non {{page h'|isochrone}}s (de même durée). L'isochronisme était obtenu grâce à deux lames en forme de cycloïdes contre lesquelles s'appuyait le fil de suspension du pendule, pendant l'oscillation. Plus tard, l'amplitude des oscillations est réduite, réalisant ainsi l'isochronisme sans recourir aux joues cycloïdales{{sfn|Georges-Albert Berner|2002|loc=« pendule »}} ;
 
<gallery caption="Les premiers pendules">
Galileo pendulum clock 2.png|Projet d'horloge à pendule de Galilée, dessin de 1659.
Huygens first pendulum clock.png|Première horloge à pendule de Huygens dite à pirouette, 1658.
Huygens clock.png|Seconde horloge de Huygens, à pendule cycloïdal, 1673. 
3h Bion 0279.png|Horloge à secondes, décrite dans le détail, 1709.
Tidens naturlære fig18.png|Pendule adapté à un échappement à ancre.
</gallery>
 
* le balancier d'horloge : les horlogers réservent actuellement le terme de balancier à l'oscillateur circulaire des montres, pour éviter des confusions avec le pendule des horloges appelé lui aussi traditionnellement balancier.
 
Il en existe une dizaine de variétés<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« balancier »}}.</ref>.

<gallery caption="Quelques types de balanciers">
Giovanni Di Dondi clock.png|Premier balancier ? dit aussi foliot à couronne, Dondi, 1364.
Tidens naturlære fig12.png|Balancier, simple volant, avec un échappement à verge.
Tidens naturlære fig25.png|Balancier-spiral.
Unruh mit Feder einer mechanischen Damenarmbanduhr 1753.JPG|Balancier-[[Ressort spiral|spiral]], échelle, 1753.
Pocket Watch Balance Wheel a.JPG| Balancier bimétallique ou compensateur.
Benrus Watch Balance Wheel.JPG|Balancier compensateur en situation.
</gallery>

{{article détaillé|Organe régulateur|Résonateur (horlogerie)|foliot|Pendule (horlogerie)|balancier (horlogerie)}}

== La cage ==
Comme son nom l'évoque, elle « enferme » l'ensemble du mécanisme des différents types d'instruments horlogers.

Sur les premières horloges, qu'elles soient d'intérieur ou d'édifices, sa structure, de forme généralement parallélépipédique, est constituée d'un assemblage de barres de fer reliées par des coins, sorte de clavettes pentées. Plus tard, ces coins seront remplacés par des chevilles et des boulons, mais ce type de squelette perdurera jusqu'au {{s-|XIX}} pour les horloges d'édifices. Tardivement, à la même époque, la cage se transformera en bâti de fonte pour les horloges de clocher dites horizontales.

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Cotehele clock 02.jpg|Coin d'assemblage en fer forgé, ca. 1500.
Ortenburg Schlossmuseum - Uhrwerk 2.jpg|Cage en fer, avec chevilles, 1546.
Turmuhr mit Schlagwerk, 18. Jahrhundert (1).jpg|Ici, éléments boulonnés et clavetés, {{s-|XVIII}}.
Lüneburg - Sankt Michaelis in 01 ies.jpg|Bâti en fonte d'horloge horizontale, 1910.
St Peter's church,High Street, Marlborough - clock mechanism - geograph.org.uk - 460585.jpg|Autre bâti en fonte, {{s-|XX}}. 
</gallery>

Le laiton remplacera avantageusement le fer dans les horloges miniaturisées, qu'elles soient d'intérieur ou de voyage. La structure de ces dernières résultera d'un assemblage de [[Platine (horlogerie)|Platine]]s reliées par des piliers<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« platine » ; « pilier »}}.</ref> ; de forme carrée, hexagonale, elle sera aussi adaptée à la conformation circulaire des montres.

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Laternenuhr Italien 1500 DSC 5741.jpg|Horloge lanterne en fer, ca. 1500.
Huygens clock - 1.png|Platines A et B et pilier Z dans l'horloge de Huygens, 1673.
Marine clock no 2-CnAM 1387-IMG 1514-white.jpg|Horloge marine, principalement en laiton , 1763.
Musée Paul-Dupuy - Horlogerie 04.JPG|Montre avec platines et piliers en laiton, {{s-|XVI}}.
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Une des fonctions de la cage est de supporter les axes des mobiles à leurs extrémités.<br>
À l'origine, ce n'était que de simples trous percés dans les platines ou les piliers, trous dont la forme était parfois carrée, dans les horloges de clocher. Des éléments rapportés, paliers ou coussinets<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« coussinet »}}.</ref>, amélioreront la fonction guidage des axes. Plus précis, adaptés à la lubrification, notamment par les huiliers<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« huilier / huilage »}}.</ref>, ils seront interchangeables. D'abord en acier ou en bronze, ils seront remplacés à certains endroits des montres, par des « [[Pierre d'horlogerie|pierres]]<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« pierre »}}.</ref> », dès le {{s-|XVIII}}. Ce seront des pierres naturelles (grenat, agate, diamant) ou synthétiques (corindon, rubis), matières qui réduisent le frottement et diminuent ainsi l'usure des surfaces en contact<ref>{{harvsp|Radko Kyncl|2001|p=11, 13}}.</ref>.

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St Roberts Interior 053.jpg|Quelques coussinets en laiton ou bronze.
Watch jewel bearing.svg|Pivot cylindrique et coussinet type [[Pierre d'horlogerie|pierre]].
Watch jewel bearing and capstone.svg|Pivot dit « conique » et son contrepivot pierre. 
</gallery>

== Le cadran, les aiguilles ==
[[Cadran (horlogerie)|Cadran]] et [[Aiguille (horlogerie)|aiguille]]s sont des indicateurs. Ils permettent de remplir la fonction principale d'un instrument horloger : « donner l'heure ».<br>
Ils sont souvent présentés conjointement dans un cadre descriptif et artistique concernant un style d'horloge ou de montre. Ici, ne sera développé que l'aspect historique de ces deux éléments.

Les premières horloges sont aveugles, c'est-à-dire qu'elles ne présentent ni cadran, ni aiguille ; elles sonnent tout simplement. Cette information sonore, qui n'intervient qu'une fois par heure, à l'« heure sonnante », sera vite complémentée par un affichage en continu, tout d'abord en plaçant un index fixe devant la roue graduée des heures, puis grâce au couple cadran-aiguille. Le cadran, solidaire de la cage ou en avant de celle-ci, comporte alors [[Cadran 24 heures|24 divisions horaires]] et l'aiguille est unique. Cette aiguille, fixée à l'extrémité du rouage des heures n'a pas de sens de rotation fixé, elle peut tourner dans le sens horaire ou dans le sens rétrograde. Tout ceci ayant lieu avant les années [[1400]]<ref>D'après Emmanuel Poulle, ''La mesure du temps et son histoire'', [http://www.persee.fr/doc/bec_0373-6237_1999_num_157_1_450968 voir l'article en ligne] {{p.|225 et 227}}.</ref>.

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Astrarium Dondi roue des heures.jpg|Roue des 24 heures de l'[[Astrarium]] de [[Dondi]]{{Lequel|date=avril 2020}} : il est 22 heures à l'index (1348-1364).
Florence-Duomo-Clock.jpg|Horloge 24 heures du [[Duomo]] de [[Florence]] à chiffraison antihoraire (1443). 
Clock Torre dell'Orologio Venice 2010.jpg|Horloge 24 heures, sens horaire, de la place saint Marc à [[Venise]] (fin du XV<sup>e</sup> siècle).

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L'évolution des [[horloge mécanique#1350 - 1500 : diffusion et évolution succincte|cadrans d'horloges]] se traduira d'abord par un affichage sur deux fois douze heures, limitant ainsi le nombre de sonneries, puis par un tour de cadran de douze heures, et même de [[Cadran à six heures|six heures]] en Italie.

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Chartres - Horloge astro 03.jpg|Cadran 2 fois 12 heures de l'horloge de la [[cathédrale Notre-Dame de Chartres|cathédrale de Chartres]] (1528).
Gros Horloge, Rouen (2).jpg|Cadran 12 heures du [[Gros-Horloge]] de [[Rouen]] (cadran 1527).
6h-orologioQuirinale.jpg|Cadran 6 heures du [[Palais du Quirinal]] à [[Rome]]. 
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Le couple cadran-aiguille, en plus d'indiquer l'heure, pourra fournir d'autres informations correspondant aux diverses complications de l'horloge (course du Soleil, de la Lune, etc.). Cet affichage multiple sera le fait des [[horloges astronomiques]], dès le {{s-|XV}}. <br>
L'[[aiguille des heures]] verra l'apparition de sa petite sœur, l'[[aiguille des minutes]], avant la fin du {{s-|XVI}}, sur un cadran auxiliaire<ref group="N"> Voir ci-dessous l'illustration des horloges de [[Tycho Brahe]] dans un ouvrage datant de 1598.</ref>. Elle rejoindra, après avoir changé de taille, l'aiguille des heures au centre du cadran à la fin du {{s-|XVII}}, fait de l'horloger anglais [[Daniel Quare]], en 1686<ref group="N"> Néanmoins, une gravure de l'ouvrage ''Machina coelestis'' d'[[Johannes Hevelius|Hevelius]], présentée ci-dessous et datant de 1673, montre différentes horloges, dont une à pendule, qui ont deux et même trois aiguilles différentes...</ref>. Il est intéressant de signaler ici que sur le tour du cadran, « l'intervalle « heure » est [théoriquement] divisé en quatre pour les horloges à une aiguille, en cinq pour les horloges à deux aiguilles<ref>{{harvsp|Chavigny|Perissas|2009|p=64}}</ref>. » <br>

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Mauerquadrant-1.jpg|Horloges de [[Tycho Brahe]] à cadrans auxiliaires, 1598.
P. 115.jpg|Horloges à deux ou trois aiguilles d'[[Johannes Hevelius|Hevelius]], 1673.
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À la fin du {{s-|XVI}}, [[Tycho Brahe]] possédait des horloges qui indiquaient la seconde de temps. L'une d'entre elles avait une roue de 1200 dents sur un diamètre de deux coudées (environ {{unité|80|cm}})<ref>{{Ouvrage|langue=la|auteur1=Tycho Brahé|titre=Astromiae instauratae mechanica|éditeur=|année=1598|lire en ligne=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k106374p/f20.image}}, ouvrage traduit par {{Ouvrage|langue=fr|auteur1=Jean Peyroux|titre=Mécanique de l'astronomie rénovée|lieu=Bordeaux|éditeur=Bergeret|année=1980|passage=32|isbn=}}</ref>, mais il n'était guère content de leur exactitude ; plus tard, l'[[aiguille des secondes]] fera son apparition, probablement du fait de la mise en application du pendule par Huygens vers 1660-1673 et des besoins en astronomie : dans les années 1670-1680, en France, les astronomes tels [[Jean Picard]], [[Jean Richer]], [[Giovanni Domenico Cassini|Dominique Cassini]] se servent d'horloges à pendule dont l'exactitude est donnée pour quelques secondes de temps par 24 heures. La lecture se fera d'abord au pendule, en 1671, puis sur un cadran secondaire avant 1709<ref>{{Ouvrage|auteur1=Nicolas Bion|titre=Traité de la construction et des principaux usages des instruments de mathématique|lieu=La Haye|éditeur=|année=1709-1723|passage=248|isbn=|lire en ligne=https://dx.doi.org/10.3931/e-rara-1439}}.</ref> et, pour finir, la trotteuse rejoindra le centre du cadran en 1730<ref>{{Ouvrage|langue=fr|auteur1=Marie-Christine de La Souchère|titre=Une histoire du temps et des horloges|lieu=Paris|éditeur=ellipses|année=2007|pages totales=169|passage=84|isbn=978-2-7298-3555-2}}.</ref>.<br>

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3h Bion 0279-1.png|Horloge murale à secondes de Bion, 1709.
Standuhr KGM 1980-91.jpg|Horloge de parquet de [[Jean-André Lepaute|Lepaute]], ca. 1770.
Moellinger 1.jpg|Horloge à trotteuse centrale de [[: de : Christian Möllinger|Möllinger]]. 
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Une autre aiguille pourra, dès cette époque, indiquer les [[quantième]]s.

L'affichage considéré ici est [[analogique]]. Dans la seconde moitié du {{s-|XX}} un autre type d'indicateur verra le jour, l'affichage numérique où les aiguilles disparaîtront du cadran qui ne servira plus alors que de cadre.

== La sonnerie ==
Les premières horloges étaient « sonnantes » exclusivement. Elles indiquaient une heure particulière, l'heure du lever par exemple dans les communautés religieuses. Quelques décennies plus tard, l'innovation fut de sonner toutes les heures avec un nombre de coups correspondant à l'heure donnée par le mécanisme horaire. Les progrès, liés aux besoins des utilisateurs apportèrent des complications à la sonnerie de base.<br>
On distinguera donc essentiellement les mécanismes suivants :
* la sonnerie de réveil, mécanisme relativement simple qui n'intervient qu'une fois dans le cycle de l'horloge ;[[Fichier:Horl xve réveil.png|vignette|Mécanisme de sonnerie de réveil.]]
* la sonnerie des heures, mécanisme plus sophistiqué qui est mis en œuvre à chaque heure avec un comptage des coups ;
* les complications qui, comme leur nom l'indique, constituent des mécanismes complémentaires, tels la sonnerie des demies ou les quarts, les répétitions, les carillons, etc.

Quelle que soit la sonnerie envisagée, c'est le rouage des heures qui est appelé à déclencher le rouage de la sonnerie.

=== Sonnerie de réveil ===
C'est le plus simple et le plus ancien type de sonnerie. Malheureusement les sources sont pratiquement inexistantes avant le {{s-|XVI}} <ref group="N"> Voir une illustration d'un mécanisme de réveil sur une horloge hydraulique « archaïque » dite [[Clepsydre à tambour#La fonction réveil|Clepsydre à tambour.]].</ref>.

; Description de principe
Le mécanisme de la sonnerie (en jaune sur la figure) vient se greffer sur la cage de l'horloge de telle sorte que le rouage des heures de l'horloge puisse déclencher le mécanisme. Ce dernier comporte un poids moteur et un échappement à verge qui va agir sur un marteau de sonnerie.
# sur la roue des heures, une pige ou cheville sert d'obstacle de déclenchement ;
# elle agit sur le levier de détente lié à un axe qui, en tournant, va déverrouiller la roue de rencontre ;
# le poids moteur entraîne alors la verge à palettes à l'extrémité de laquelle se trouve un marteau qui frappera une cloche ou timbre de réveil.

Le système d'échappement n'est pas équilibré, le poids moteur est déterminé par tâtonnement pour que le mouvement ne soit pas trop accéléré.<br>
Si l'on dispose {{grossir|''n''|facteur=1.25}} piges sur la roue dite des heures, le déclenchement pourra intervenir plusieurs fois, à la condition de remonter le poids moteur.
; Exemple pratique
Ce mécanisme de sonnerie de réveil est emprunté à l'[[Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers|Encyclopédie de Diderot et d'Alembert]], 1763<ref>[https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k9964w/f2.item BnF, Gallica, Horlogerie].</ref>.

<gallery mode="packed" heights="300" caption="Mécanisme de sonnerie de réveil">
Horl réveil Encyclop p 28- Réveil seul couleur.png|Vue de face du réveil avec son cadran de réglage surligné.
Horl réveil Encyclop p 28- mécanisme.png|Mécanisme de sonnerie seul surligné.
Horl réveil Encyclop p 30-X.png|Mise en situation du mécanisme.
</gallery>

Commentaires sommaires :<br>
* l'affichage manuel de l'heure de réveil se fait en tournant le cadran de réveil et en plaçant l'heure désirée dans le prolongement arrière de l'aiguille des heures ; ainsi on joue sur la position de la cheville X liée à la pièce XZ, adhérente à la roue des « heures » ; X lève la détente SR ;
* le bras T arc-boute au repos contre la cheville V liée à la roue de rencontre ;
* le levage de la détente déverrouille la roue de rencontre, le poids moteur entre en action et la sonnerie s'effectue<ref>Voir la description dans l'Encyclopédie : [https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Diderot_et_d%27Alembert/Clocks#/media/File:Encyclopedie_volume_3-326.png accès en ligne.]</ref>.

=== Sonnerie des heures ===
Elle est liée à l'invention du comptage des coups. La première horloge qui frappa les heures est l'horloge de Milan, datée de 1336<ref>{{harvsp|Gerhard Dohrn-van Rossum|1997|p=113, 137}}.</ref> ; il ne semble pas exister de documentation technique la concernant. Un des premiers témoins subsistants de ce type de mécanisme est visible sur l'horloge de la [[cathédrale de Salisbury]], datée de 1386 (voir plus bas).

==== Sonnerie à roue de compte ====
Elle est commandée par une roue munie d'encoches dont l'espacement règle le nombre de coups frappés.

; Description de principe

Comme pour le mécanisme de réveil, la sonnerie des heures vient se greffer sur la cage de l'horloge, en parallèle avec le mouvement, de telle sorte que le rouage des « heures » de l'horloge puisse déclencher le mécanisme par l'intermédiaire de la chaussée<ref>Pignon qui commande la minuterie ; la chaussée fait un tour en 1 heure {{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« chaussée »}}.</ref> agissant sur un levier de déclenchement. Ce mécanisme de sonnerie est composé des mêmes éléments que le mécanisme du mouvement, soit un moteur, un rouage, un régulateur :
* le moteur dédié : poids sur les premières horloges, ou plus tard, ressort moteur. Dans le schéma proposé cet organe n'est pas représenté - il agit sur le train à un niveau différent suivant le type d'instrument horloger ;
* le rouage de sonnerie<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« rouage »}}.</ref> qui est un train d'engrenages comprenant des roues aux fonctions spécifiques ; il comprend le plus souvent :
# la roue de sonnerie dite « roue des chevilles » mais aussi, roue à piges (goupilles), à pointes ou à crans : lors de la rotation du train, entrainée par le moteur, chaque goupille va agir sur le levier du marteau pour frapper un unique coup des heures à sonner [[Fichier:Train de sonnerie.png|vignette|300 px|Rouage de sonnerie.]] ; 
# la roue d'arrêt<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« arrêt »}}.</ref> : elle comporte sur sa périphérie un obstacle (encoche, entaille, pige) qui par l'intermédiaire d'un levier de blocage s'oppose à la rotation du train hors sonnerie. Au déclenchement, ce levier est soulevé, permettant la rotation du train. Un tour de roue correspond au pas des chevilles sur la roue précédente ; 
# la roue de compte<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« chaperon »}}.</ref> : elle règle le nombre de coups frappés ; c'est l'élément clef de la sonnerie des heures. Un levier palpeur solidaire du levier de blocage est soulevé hors de son encoche lors du déclenchement. Le palpeur est alors à hauteur du diamètre extérieur et glisse sur celui-ci lors de la rotation. Durant ce glissement, il maintient le levier de blocage en position haute malgré la retombée du levier de déclenchement. La longueur du déplacement sur le diamètre extérieur est déterminée pour correspondre à un nombre de coups sonnés par la roue de sonnerie. Quand, en fin de course, le palpeur tombe dans l'encoche suivante, le levier de blocage retombe et vient bloquer la roue d'entrainement. Les encoches de la roue de compte et leurs intervalles permettent de frapper de 1 à 12 coups consécutifs. Si la chaussée comporte deux piges (une pour chaque 1/2 heure), une légère modification des entailles de la roue de compte permet de sonner un coup aux demi-heures. 
# la roue de délai<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« délai »}}.</ref> qui, associée avec la roue d'arrêt a pour fonction de libérer le rouage de sonnerie. D'autre part elle va entraîner rapidement une hélice-frein ; 
* le régulateur - c'est ici l'hélice-frein : la régularité approximative du mouvement du train est obtenue par brassage de l'air occasionné par la rotation rapide des ailettes de l'hélice dite aussi volant ou papillon. Ce système simple permet d'avoir un rythme cadencé satisfaisant des coups frappés sur l'élément sonnant<ref>Un article détaillé sur ce mécanisme existe en allemand « traduisible » dans Wikipédia : [[: de : Schlagwerk (Uhr)|Schlagwerk (Uhr)]]</ref>.



<gallery mode="packed" heights="300" caption="Mécanisme de sonnerie à roue de compte">
Schéma mécanisme de sonnerie new.png|Schéma simplifié d'un mécanisme.
Uhrwerkszerlegung 01 SW 01 fr.jpg|Exemple de mécanisme.
Salisbury Cathedral 2012 11 new1.jpg|Exemple sur l'horloge de la [[cathédrale de Salisbury]]<ref group="N">Voir les notes de repères ajoutés sur l'image sous Commons : [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Salisbury_Cathedral_2012_11_new1.jpg#.7B.7Bint:filedesc.7D.7D accès en ligne].</ref> (1386).
</gallery>
 

Ce type de sonnerie peut « décompter » (sonner faux, soit sans correspondance avec l'affichage) lorsqu'on manœuvre les aiguilles<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|ploc=« chaperon »}}.</ref>. La roue de compte sera utilisée jusqu'aux années 1720. Plus tard apparaîtra le chaperon, ayant la même forme et la même fonction, mais dont la conduite sera différente (fixation sur l'arbre de barillet)<ref>À ce sujet, voir l'article d'André Lemaire dans la revue {{harvsp|ANCAHA|2015|p=45-50 n° 109 et p. 70-71 n° 112.}}</ref>.

[[Fichier:De Wick clock front.png|vignette|centré|Dessin de 1820 d'une horloge construite à Paris en 1379 par Henri de Wick. ]]

==== Sonneries à râteau ou à crémaillère ====
C'est une sonnerie dans laquelle le nombre de coups frappés est réglé soit par la position d'un râteau dont les dents actionnent la levée du marteau. Sur les [[horloges comtoises]], le râteau est remplacé par une crémaillère. Ces deux types de sonnerie ne décomptent pas.
; Principe sommaire
[[Fichier:Schlagwerk (Uhr) 6 fr.png|center|vignette|400px|Mécanisme partiel de sonnerie à râteau.]]

La sonnerie à râteau est déclenchée comme la sonnerie à roue de compte : la chaussée liée à la roue des minutes va agir toutes les heures par l'intermédiaire d'une goupille sur le levier de déclenchement ''{{grossir|bc|facteur=1.25}}''. Ce dernier va, entre autres, soulever l'esse<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« esse »}}.</ref> ''{{grossir|d|facteur=1.25}}'' solidaire de la petite détente ''{{grossir|a|facteur=1.25}}'' qui va libérer la roue d'arrêt ; le mécanisme de sonnerie entre alors en action.<br>
[[Fichier:L-Uhr9 détail.png|vignette|Limaçon.]]
La sonnerie des heures est obtenue à partir d'une came, appelée limaçon<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« limaçon »}}.</ref>, centrée et orientée sur la roue des heures. Les douze heures à sonner correspondent aux douze secteurs de cette came, en relation avec la position de l'aiguille des heures ; ainsi la sonnerie asservie à l'aiguille des heures ne décompte-t-elle pas. Sur cette came, le palpeur ''{{grossir|g|facteur=1.25}} '' va permettre la descente du râteau à la libération de ce dernier par l'effacement de l'esse simultanément avec la libération de la roue d'arrêt : en position I sur le limaçon, le râteau descend d'une dent, en position III il descend de trois dents… jusqu'à douze dents en position XII. La descente de ''{{grossir|X|facteur=1.25}}'' dents va permettre de frapper ''{{grossir|X|facteur=1.25}}'' coups à l'heure ''{{grossir|X|facteur=1.25}}''.<br>
C'est la levée de râteau ou virgule<ref>{{harvsp|Georges-Albert Berner|2002|loc=« virgule »}}.</ref> ''{{grossir|s|facteur=1.25}}'' sur la roue d'arrêt qui va relever à chaque tour le râteau d'une dent et qui va commander la frappe d'un coup du marteau (mécanisme non représenté). Lorsque le râteau est entièrement relevé, le levier ''{{grossir|bc|facteur=1.25}}'' étant descendu, l'esse bascule, arrête le râteau en position haute initiale et le levier ''{{grossir|a|facteur=1.25}}'' bloque la roue d'arrêt par sa goupille ''{{grossir|h|facteur=1.25}}''.

Sur les comtoises, le râteau est remplacé par une crémaillère ; un site particulier décrit bien le mécanisme de sonnerie dans sa totalité avec ses illustrations<ref>Voir le site de Michel Dumain ''DIS MOI COMMENT CA MARCHE UNE SONNERIE DE COMTOISE'', [http://www.horlogerie-comtoise.fr/docs/Horloge-Comtoise-1.pdf accès en ligne]</ref>.

{{citation| Cette sonnerie nous vient d’Angleterre, elle fut adaptée aux montres par messieurs Edouard BARLOW et Daniel QUARE. En France, c’est Honoré PONS qui dépose un brevet pour la « sonnerie à râteau pour les pendules de Paris » en 1829}}<ref>Voir la page ''Quelques notions d'horlogerie'' sur le site du musée d'horlogerie d'Aliermont, [https://www.musee-horlogerie-aliermont.fr/msmedias/activites/Mediation-scientifique-Copie.pdf accès en ligne]</ref>.

== Les complications ==
Elles concernent des indicateurs particuliers ou des sonneries sophistiquées.
{{...}}


== Notes et références ==
=== Notes ===
{{Références|groupe=N|taille=30|colonnes=2}}
=== Références ===
{{Références|taille=30|colonnes=2}}

== Annexes ==

=== Bibliographie ===
{{légende plume}}
* {{plume}} {{Ouvrage|langue=fr|langue originale=cs|auteur1=Radko Kyncl|titre=Montres et horloges|lieu=Paris|éditeur=[[Éditions Gründ|Gründ]]|collection=Encyclopédie illustrée|année=2001|pages totales=256|isbn=2-7000-1851-6}}. 
* {{plume}} Emmanuel Poulle, ''La mesure du temps et son histoire'', [http://www.persee.fr/doc/bec_0373-6237_1999_num_157_1_450968 voir l'article en ligne].
* {{plume}} {{Ouvrage|auteur1=Georges-Albert Berner|titre=Dictionnaire professionnel illustré de l'horlogerie|éditeur=Fédération de l'industrie horlogerie suisse FH|année=2002|isbn=|lire en ligne=http://www.fhs.swiss/berner}}. Accès Wikipédia : [[Dictionnaire professionnel illustré de l'horlogerie]].
* {{plume}} {{Ouvrage|auteur1=ANCAHA|titre=Bulletin de l'association nationale d'horlogerie ancienne et d'art|lieu=Paris|éditeur=|année=2015 max.|isbn=}}.
* {{plume}} {{Ouvrage|langue=fr|auteur1=Alain Bougelot|auteur2=Jean-Yves Catoire|titre=L'horloge astronomique de la cathédrale de Bourges|sous-titre=son histoire, sa réhabilitation|lieu=Levet|éditeur=J.-Y. Catoire|année=2006|pages totales=80|isbn=2-9526232-0-1}}. 
* {{plume}} {{Ouvrage|langue=fr|auteur1=R. Chavigny|auteur2=M. Perissas|titre=La mesure du temps à travers les âges|sous-titre=son art - sa technique|lieu=Toulouse|éditeur=Ixcéa|année=2009|pages totales=306|isbn=978-2-84918-106-5}}.
* {{plume}} {{Ouvrage|langue=fr|langue originale=de|auteur1=Gerhard Dohrn-van Rossum|titre=L'histoire de l'heure|sous-titre=L'horlogerie et l'organisation moderne du temps|lieu=Paris|éditeur=La Maison des sciences de l'homme|année=1997|pages totales=464|isbn=2-7351-0741-8|lire en ligne=https://books.google.fr/books?id=fqm7wThdCd4C&pg=PA57&dq=pacificus+de+v%C3%A9rone}}.

=== Articles connexes ===
* [[Horloge (horologium)]] ;
* [[Horloge mécanique]] ;
* [[Horlogerie]] ;
* [[Résonateur (horlogerie)]].
* Voir la « Catégorie : Horlogerie » en bas de page.

=== Liens externes ===
{{Autres projets|Commons=Category:Clockworks}}
{{liens}}
* [https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k9964w/f2.item BnF, Gallica, fascicule « Horlogerie »] : issu de l'Encyclopédie de Diderot et d'Alembert ;
* [https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Diderot_et_d%27Alembert/Clocks Commons, catégorie : Diderot et d'Alembert / Horloges] : scan des différentes pages du fascicule « Horlogerie » de la BnF ; 
* [http://horloge-edifice.fr/Histoire/Encyclopedie-diderot-d-alembert.htm Site consacré aux horloges horizontales.] : d'après l'Encyclopédie de Diderot et d'Alembert. 

{{Portail|horlogerie|technologies|temps|patrimoine culturel immatériel}}

[[Catégorie:Horlogerie]]
[[Catégorie:Dispositif mécanique|Horlogerie]]
[[Catégorie:Inventaire du patrimoine culturel immatériel en France]]