Mécanismes astronomiques

[SULREN]

Bonsoir,

Alors je ne remets pas en cause les machines inventées pour reproduire les systèmes, car elles restent toujours près, très près même, de la vérité... Mais tu es bien d'accord que construire LA machine universelle et juste est illusoire...

Tout à fait d'accord.
Même si les équations de la mécanique célestes et leurs coefficients sont très biens connus (*), nous sommes tous conscients ici, tout en étant des "fan" des mécanismes à engrenages, qu'ils sont un piètre support de ce modèle que les astronomes ont construit au cours des millénaires, comparés à l'informatique par exemple.
Les plus belles merveilles de réalisation de ces mécanismes ne pourront que reproduire partiellement les phénomènes qui se passent dans le ciel (le ou les quelques premiers termes de leur description périodique).
Mais ce n'est plus cela qu'on cherche en eux.

(*) les Français sont très bons dans ce domaine, voire les meilleurs, avec le Jet Propulsion Laboratory (NASA), grâce en particulier à l'impulsion donnée par Pierre Bretagnon (1942 - 2002) de l'IMCCE.
Il a créé le VSOP.
Normal pour un bon vivant de Français, dirons nous ! Oui, sauf qu'il ne s'agit pas d'Armagnac, ni de Calva, mais des:
"Variations Séculaires des Orbites Planétaires".

 

[jms]

Bonjour

nous sommes bien dans la rubrique horlogerie et l'équation du temps est un chef d'oeuvre horloger.

Merci pour ce rappel tout à fait judicieux.
Nous sommes bien sur usinages.com et dans la rubrique horlogerie et donc là pour parler horlogerie et des œuvres d'horlogerie en rapport avec les mécanismes représentant des phénomènes célestes.
Il n'aura échappé à personne (antiphrase ou euphémisme comme vous voulez) qu'il n'y a pas de rubrique astronomie et que donc il ne s'agit pas de débattre de ce thème............
Ne confondons donc pas les mécanismes astronomiques et la mécanique céleste, revenons en aux premiers.

Merci à tous.

 

[SULREN]

Bonjour,
Cette discussion est née d’une discussion ouverte par @Jmr06 qui a comme projet de créer un double planétaire.
ICI
J’espère qu’il viendra nous parler de l’avancement de son projet dans quelques mois.

Il n’est pas rare de voir des amateurs moins ambitieux vouloir ajouter une complication astronomique sur une horloge qu’ils possèdent, une comtoise par exemple.
Dans l’idée cela peut-être critiquable parce qu’on change la nature du garde-temps. Mais d’un autre côté il en part tellement à la benne qu’on peut se dire mais vaut mieux le dénaturer un peu mais le garder parce qu’on lui trouve un attrait nouveau.
Mais attention à réaliser les rouages et pivots de la complication pour qu'ils tournent avec un effort minime, afin de ne pas prélever trop de couple sur le rouage moteur et provoquer l'arrêt, sinon il faudrait augmenter le poids moteur, ce qui n'est pas souhaitable.

Dans ce but, j’avais donné il y a longtemps des schémas de rouages pour réaliser les phases de lune.
J’en remets quelques uns ici, parmi tous ceux qui existent,....à tout hasard.
Certains sont utilisés dans les montres depuis longtemps, et on pourra ajouter des photos de belles réalisations réelles.

Pour un projet qui partirait d'un autre axe d'entrée que celui des heures ou des quantièmes, on pourrait aisément recalculer un train d'engrenages approprié et répondant à une précision spécifiée.

Principe le plus couramment utilisé de visualisation des phases de lune:

Montage le plus simple, à partir de la roue de quantième du garde temps, et avec étoile de 59:

Autre possibilité, avec étoile de 7, pignon de 16 et roue de 135:

Une autre:

Encore:

Et si on veut une extrême précision sur la valeur moyenne de la lunaison, soit une erreur < à 7 sec par siècle:
juste pour se faire plaisir, comme pur exercice de style, car cela ne servira vraiment à rien ,
et bien sûr il n'existe pas de limite, on peut aller encore plus loin en ajoutant des dents aux engrenages.

 

[serge 91]

HS or not HS ?
HS édité

 

[SULREN]

HS or not HS ?

Ben.....comme l'a demandé @jms, mieux vaut en rester aux mécanismes dans leur schéma de principe ou dans les exemples de réalisation, à moins que la vidéo ne vienne expliquer pourquoi on a réalisé tel ou tel mécanisme, d'une façon plutôt que d'une autre.
Mais dans ce cas il faudrait l'abréger, pour la réduire à l'essentiel utile à cette discussion.....sinon on risque petit à petit de dériver vers l'astrophysique.

 

[serge 91]

utile à cette discussion.

Bah,
J'ai hésité, mettre la vidéo dans "vidéo du jour", ça n'a guère de sens..
Mais comme les mécanismes astronomiques sont censé représenter le système, il me semble bon de connaitre sa réalité...
C'est tout...
En pratique, un schéma comme celui-ci nous aide pas beaucoup plus pour une réalisation

 

[SULREN]

En pratique, un schéma comme celui-ci nous aide pas beaucoup plus pour une réalisation

Ce schéma que tu rappelles, que j'avais donné au post#15, était destiné à montrer que si on voulait simuler les mouvements astronomiques avec des mécanismes à engrenages (notre sujet) et avoir une précision qui prennent en compte les petites fluctuations cycliques sur leur position, et pas seulement se contenter du mouvement moyen (le terme périodique principal), il fallait:
- ajouter des corrections par des cames pour générer les termes périodiques d'ordre plus élevé, mais de plus faible amplitude
- créer un additionneur mécanique pour ajouter ces petites fluctuations périodiques au mouvement moyen.

C'est faisable, puisque certains l'ont réalisé, mais ce n'est pas à la portée de tout le monde(*).
Javais voulu expliquer cela, suite à une remarque de quelque'un sur la précision qu'on pouvait attendre de trains d'engrenages dans ce type de simulation.

EDIT: (*) pas à la portée de tout le monde en réalisation de tradition horlogère, mais bien plus accessible en impression 3D, pour ceux qui voudrait créer un mécanisme et pas se contenter d'utiliser un logiciel d'astronomie très bon marché mais très performant tournant sur leur petit PC.
(il y a bien des gens qui au lieu de lire l'heure sur leur téléphone mobile, vont la lire sur une montre à XXXXX,XX €, chacun étant libre de prendre son plaisir comme il l'entend).

 

[f6exb]

Je suppose que le mille-feuille est l'empilage de cames sur lesquelles roulent des galets situés au bout des bras, mais comment se réalise le mouvement général ?
L'axe du haut monte et descend et c'est là qu'est transmis le mouvement à la Lune ?

 

[SULREN]

mais comment se réalise le mouvement général ?

Bonjour @f6exb
Je n'ai pas reproduit le schéma complet du mouvement de la lune créé par Jean Baptiste Schwilgué (ce GENIE !), mon propos étant juste d'illustrer le problème de précision comme je 'ai dit plus haut.
Mais je vais (tenter de) le faire.
La difficulté sera de faire tenir tout cela dans un format acceptable, et que ce soit compréhensible.

 

[f6exb]

Ce que je voudrais savoir c'est juste si la résultante de l'action des 5 cames se traduit par un mouvement vertical du bitonio en haut de l'empilage.Parce que les pignons q m j g d sont de longueur croissante.

 

[SULREN]

Re,
Une idée m'est venue à l'instant même, en me rasant avant de sortir pour faire mes courses (d'autres ont eu des idées plus ambitieuses en se rasant. Chacun joue dans la cour qu'il peut).

C'est une idée pour sortir sa tête des étoiles et la remettre au niveau de son potager.

Bon nombre de nos membres sur ce forum sont des créateurs infatigables, et pas toujours de réalisations utilitaires, quelquefois c'est juste pour le fun. Beaucoup, en plus de faire des copeaux sont des jardiniers émérites, et parmi eux certains cultivent leurs radis à la lune.
Je ne prends pas position pour:
- cultiver à la lune croissante / décroissante, ou bien
- cultiver à le lune montante / descendante.

Ils peuvent très bien réaliser en fer forgé, ou en mécano-soudé, un train d'engrenages de peu de roues, mais de taille respectable pour trôner dans leur jardin et qui indiquera les deux possibilités.

Ils peuvent aussi y ajouter une commande qui n'autorisera l'ouverture de la porte de leur abri d'outils de jardin, que si la lune est favorable. Il y a de quoi faire un tabac sur ce forum et d'en mettre plein la vue à la "mégère" de voisine, ....ou au contraire se monter à elle sous un jour attractif.

 

[serge 91]

Je n'ai pas reproduit le schéma complet du mouvement de la lune créé par Jean Baptiste Schwilgué (

Mais existe-t-il encore un exemplaire de ce mécanisme ?
( pas trouvé sur GG)

 

[f6exb]

https://odpf.org/images/archives_docs/14eme/memoires/gr-18/memoire.pdf

http://www.infobretagne.com/horloge-astronomique-strasbourg.htm dernière photo.

 

[jms]

 

[serge 91]

OK,
merci, je sais pas chercher..
Effectivement superbe travail, qui s'y met ?

 

[SULREN]

Re,

Effectivement superbe travail, qui s'y met ?

Il n'y a qu'à copier!

J'ai écrit au post#37 ceci concernant ce mécanisme compliqué et qui permet d'approcher les trajectoires réelles au point que les éclipses sont indiquées en temps réel sur le cadran du Temps Apparent de cette horloge de la cathédrale de Strasbourg:

EDIT: (*) pas à la portée de tout le monde en réalisation de tradition horlogère, mais bien plus accessible en impression 3D, pour ceux qui voudrait créer un mécanisme et pas se contenter d'utiliser un logiciel d'astronomie très bon marché mais très performant tournant sur leur petit PC.

Je me suis montré prudent sur les possibilités de réalisation et je parlais de "génération Impression 3D" pour se faciliter la vie, par rapport à la "génération Tradition Horlogère".
Je m'excuse auprès d'eux mais j'avais oublié la "Tradition Ebéniste".

Une telle finesse de modélisation du comportement du système Soleil Terre Lune est à la porté d'un gars qui s'accroche....
Il pourra voir les éclipses en temps réel sur sa bécane. Il y de quoi épater ses amis....et une bonne occasion d'arroser!​

 

[f6exb]

À partir de la page 24 du pdf ci-dessus.

 

[serge 91]

Je m'excuse auprès d'eux mais j'avais oublié la Tradition Ebéniste

Ah, c'est gentil d'abonder dans mon sens (taquinerie)
Il existe donc d'autres procédés mécanique que ceux des horlogers pour rendre compte de tout ça...
Un gars qui ne s'est pas contenté de se promener dans un musée, mais qui a chercher autre chose, c'est ce que j'aime...

 

[SULREN]

Je suppose que le mille-feuille est l'empilage de cames sur lesquelles roulent des galets situés au bout des bras, mais comment se réalise le mouvement général ?
L'axe du haut monte et descend et c'est là qu'est transmis le mouvement à la Lune ?

@f6exb
Tu a dû bien sûr trouver toi-même la réponse à ta question dans les documents dont tu as donné les liens.

Mais je "rebondis" sur ta question (comme on dit à la télé) pour parler d'un autre mécanisme utilisé dans les horloges astronomiques et dans les horloges tout court, puisque nous sommes sur le sujet "des mécanismes".

C'est le différentiel, inventé par:
Onésiphore Pecqueur (1792-1852) ingénieur mécanicien français, chef des ateliers du Conservatoire national des arts et métiers,
passionné de mathématique et maître horloger.
​

On voit bien sur le dessin ci-dessous que les deux "gamelles" de droite additionnent les corrections qu'elles engendrent, celle du bas soulevant l'autre. Ensuite elles renvoient le SOMME algébrique des correction par de de tringlerie vers l'entraînement de l'aiguille du soleil.
L'aiguille du soleil est entraînée par l'horloge au moyen du petit pignon situé à côté de l'aiguille, entre N et M.

La somme des corrections s'AJOUTE algébriquement au mouvement par le biais du différentiel constitué par les deux roues dentées figurées en pointillé et les roues en trait plein.

On voit que la modélisation "trigonométrique" de l'aiguille du soleil comporte:
- un terme périodique principal: celui de l'entraînement par l'horloge de façon linéaire en fonction du temps qui passe
- des termes périodiques secondaires qui sont des corrections pour affiner la position.
Dans mes posts plus haut, j'ai souvent parlé de ces "termes périodiques" et j'ai précisé que les spécialistes de la mécanique-céleste disent que si on voulait représenter le mouvement de la lune avec une extrême précision il faudrait prendre en compte des centaines de termes périodiques.
Schwilgué s'est limité à quelques uns (voir photo de ses équations lunaires) et cela suffit pour aller jusqu'à l'indication des éclipses en temps réel.

PS:
Un autre exemple bien connu de différentiel utilisé dans les complications astronomiques des horloges, est celui de l'Equation du Temps Marchante "de F. Berthoud, posté pour essayer de la rendre compréhensible dans la discussion de l'époque:

 

[SULREN]

Ah, c'est gentil d'abonder dans mon sens (taquinerie)
Il existe donc d'autres procédés mécanique que ceux des horlogers pour rendre compte de tout ça...

Oui par exemple: Tradition Ebénisterie, ..... mais fais cela en bambou, c'est un matériau très solide.

Il me semble qu'il existe bon nombre d'amateurs d'horlogerie ou de mécanique qui ont envie de réaliser un tel mécanisme, plus ou moins complexe. Cela s'est vu au cours des dernières années, par les questions souvent posées sur les forums, ou en MP, concernant des projets franchement envisagés. Mais on a vu bien moins de réalisations présentées, hormis celles des horlogers.

C'est la situation normale d'abandon en cours de route de projets qui n'ont pas de nécessité pratique, de caractère impératif, mais qui consomment des centaines et même des milliers d'heures, sauf pour les horlogers qui y éprouvent la jubilation de l'excellence dans leur art et qui vont jusqu'au terme de l'effort.
Et même chez eux, j'oserais dire. Il m'est arrivé d'en conseiller à leur demande, en matière de mécanique céleste ou de calcul de trains d'engrenages devant réaliser des rapports extrêmement précis, toutes choses qu'ils ne connaissent pas forcément, puisqu'elles ne sont pas nécessaires à l'exercice de leur profession. Je n'ai eu ensuite que des retours partiels....des projets à mi-chemin.
La principale raison de l'abandon provient des difficultés de la réalisation en métal (pour les amateurs, même s'ils s'abstiennent de respecter strictement les canons de l'horlogerie) et pour tous elle provient du temps à y consacrer.

Si l'impression 3D se développe, et surtout s'améliore du côté des petites roues dentées, peut-être verrons nous surgir quelques réalisations d'amateurs ?

Et pour confirmer ta remarque @serge 91 sur les autres procédés possibles que ceux des horlogers, tu as bien sûr le procédé du Meccano. Et pas n'importe quelle réalisation: The Comput Eclésiastique himself !

page not_03

On ne va pas se vautrer dans les mécanismes astronomiques en Meccano, le but étant ici de les réaliser par usinage, quitte à accepter des simplifications d'esthétique, mais si on veut d'autres exemples il n'en manque pas.

horloges astronomiques Meccano - Recherche Google

www.google.com

Il est évident qu'il a quand même fallu usiner par mal d'engrenages pour compléter les possibilités réduites du jeu d''engrenages Meccano.

 

[shodan47]

Je trouve celui ci magnifique, c'est celui que j'ai vu chez William Chauvin !
Que de calcul pour en arriver la, chapeau!

 

[SULREN]

Bonjour,

Je trouve celui ci magnifique, c'est celui que j'ai vu chez William Chauvin !

Très belle réalisation.
(a mettre sous globe....parce que faire la poussière là-dedans , oui.... à la buse d'air comprimé)
Quant au volume de travail: si c'est un exemplaire unique, cela fait beaucoup. Si c'est pour une petite série, une fois qu'on a programmé les machines numériques......

Voici les remarques que je ferais, mais comme on nage en pleine subjectivité, il peut y avoir une quantité d'avis contraires.
- Pluton est incluse dans ce planétaire, sauf erreur, alors que depuis quelques années on ne la considère plus comme une planète. La réalisation est peut-être antérieure à cette décision.
- On tombe là dans le défaut de ce type de mécanisme: par simplification on fait l'impasse sur l'ellipticité des orbites, et on les rend circulaires. C'est acceptable pour la majorité des planètes, mais par pour Pluton qui a une orbite fortement elliptique et de plus très inclinée sur le plan de l'écliptique.
- Un seul satellite est pris en compte: la lune. D'autres planétaires (voir Gogol) prennent en compte ceux des autres planètes. Mais cela vaut-il la peine? Et surtout est-ce fiable? Ils ont tellement de bras que cela finit vite par tomber en panne et devient indem.......
Le planétaire en objet a probablement plus de chance de vieillir en bonne santé.

Que de calculs pour en arriver la, chapeau!

Toujours de mon point de vue d'amateur, qui pratique ces calculs. Non, il n'y a pas d'exploit !
La principale difficulté serait presque de trouver les bonnes données sur les périodes de révolution.
Ensuite, avec les méthodes de calcul numérique actuelles on détermine les trains d'engrenages facilement (j'en parle en connaissance de cause).

Il y a quand même une réelle difficulté d'arbitrage, que voici:
- Le logiciel va "cracher" toute une liste de combinaisons d'engrenages qui répondent aux critères qu'on lui a indiqués: période de révolution de la planète considérée, nombre de roues qu'on veut dans le train, erreur maximale tolérée.
- Il faut alors choisir le meilleur compromis : nombre de dents à tailler/précision atteinte (j'ai constamment ce problème. L'exemple très simple que j'ai donné plus haut pour les phases de lune peut en être une illustration).
- Même si on dit pour réduire le nombre de solutions proposées par le logiciel :
"je décide que l'erreur doit être comprise entre ErreurMax que je fixe comme ligne rouge, et ErreurMin en dessous de laquelle il serait trop luxueux donc stupide d'aller", il peut y avoir des cas difficiles à trancher, comme:
"les roues pour telle planète ont un trop gros diamètre, si j'accepte de dégrader d'un poil la précision au dessus de ErreurMax, je gagne énormément en nombres de dents....et cette dérogation exceptionnelle ne dégradera pas trop la qualité de l'objet".

PS: le nombre de roues et de dents m'intrigue un peu. Mais, il faudrait examiner les choses de plus près (objectif technique, marketing, etc).

 

[f6exb]

Et comment "ça se met à l'heure" ?

 

[SULREN]

Et comment "ça se met à l'heure" ?

Bonne question Monsieur el -k.... @f6exb !

Ta question se décline en au moins trois questions:
1- Comment cale t'on les angles entre les planètes au moment où le bidule sort d'usine?
2- Comment l'heureux acquéreur ou celui qui se l'ai fait offrir, met-il l'ensemble en conformité avec le système solaire lorsqu'il le démarre chez lui et aussi après chaque arrêt (panne de courant, départ en vacances, etc). On lui envoie peut-être un technicien?
3- Par quoi le mécanisme est-il entraîné?

Laissons tout le monde réfléchir et proposer sa solution...laissons les savants descendre dans l'atelier pratique de ce meli-melo d'engrenages. Tous les amateurs qui ont des projets de mécanismes astronomiques, ou qui simplement en utilisent, même si c'est une simplissime phase de lune, se sont posé ces questions. Cela fait du monde.
(C'était mentionné au point N°8 du post d'ouverture de cette discussion).

Source photo: site Internet du Musée des Arts et Métiers.

 

[shodan47]

Bonjour,


Très belle réalisation.
(a mettre sous globe....parce que faire la poussière là-dedans , oui.... à la buse d'air comprimé)
Quant au volume de travail: si c'est un exemplaire unique, cela fait beaucoup. Si c'est pour une petite série, une fois qu'on a programmé les machines numériques......

On ne parle pas de logiciels qui va "cracher" des données sur cette réalisation, ni de machine numérique sur cette réalisation, mais d'un véritable travail d'artisan....

 

[tranquille]

Je file à Prague la semaine prochaine, si vous avez besoin de quelques cotes, n'hésitez pas !
Pour info, Mr Chauvin était le boss de Sidermeca/Sidermo

 

[SULREN]

Re,

On ne parle pas de logiciels qui va "cracher" des données sur cette réalisation, ni de machine numérique sur cette réalisation, mais d'un véritable travail d'artisan....

Lors de mon post précédent je n'avais que la photo, n'ayant pas eu le temps de faire des recherches sur Internet, parce que je devais aller bosser dehors(en ce moment les deux mamelles de la France ne sont pas "labourage et pâturage", mais "tronçonnage et fendage" sans parler de leurs "têtons" nettoyage, affûtage, graissage, et tout cela colle mal avec "grand âge" ).

Comme je l'ai dit plus haut cette réalisation est magnifique.
- Au niveau exécution des pièces, je ne sais pas faire donc je suis incapable de juger, mais j'imagine mal ce travail d'usinage fait de façon artisanale sur petite machine conventionnelle, plutôt sur machine de pointe.
Les horlogers nous le diront. Faire le croisage des roues (découpe des bras) de cette façon au boc fil.....euh!!!....... et en trois exemplaires.....
Nous avons sur ce forum des membres qui sont maîtres horlogers et d'autres qui travaillent dans l'industrie horlogère, donc tout le panel.

- Au niveau des études théoriques: mécanique-céleste et calculs des engrenages, là je sais faire tout en n'étant qu'un amateur et avec seulement mes outils logiciels créés maison, voilà pourquoi j'ai dit que ce n'était pas un exploit.
Sur ce point ce planétaire me paraît même plus simple à concevoir et à calculer que l'astrolabe dont j'ai parlé au post#1 .Ce dernier a moins de trains d'engrenages mais ce sont des trains planétaires.

- Par contre, au niveau études du dossier de réalisation, en détails pour exécution, il y a un très gros travail. Là chapeau!
Je suppose que cela n'a pas été fait à la planche à dessin, mais sur CAO).
Si @tranquille obtient des infos, merci d'avance.

 

[f6exb]

En attendant Godot tranquille :

Nuit des Musées : le planétarium héliocentrique

« L’univers est en action permanente, et en perpétuelle évolution depuis la nuit des temps. La représentation dynamique de notre système solaire

www.museumspass.com

Référence Horlogerie Passemant : Agence de communication Esprit Nomade - Jura

www.agence-esprit-nomade.com

Nuit des musées – planétarium héliocentrique

Modèle réduit du système solaire, le planétarium conçu par William et Rémy Chauvin est né au cœur du massif jurassien, à proximité du berceau horloger

www.macommune.info

 

[f6exb]

Autre style :

 

[SULREN]

Bonsoir,
On pourrait ajouter de telles belles images ou vidéos à l'infini en allant piocher sur Internet. Il y en a pour tous les goûts.
Chacun pourra trouver ce qui lui plait en tapant sur le moteur de recherche:
Planétaire héliocentrique,
ou:
William pearson orrery
Planetary machines
Tellurion
Orrery
Orrery planetary model
etc.

J'invite les amateurs qui voudraient réaliser des mécanismes astronomiques à réfléchir à ce qui suit:
Ce n'est que mon avis (j'insiste la-dessus), mais il me semble que les planétaires héliocentriques sont impressionnants, font "cossu", mais sont très difficiles à réaliser mécaniquement, et en réalité sont plutôt "bourrins" au niveau conception.
Quantité plutôt que qualité. Cela en jette,... mais pas de finesse.

Il y a bien plus de subtilité et d'informations astronomiques dans:
- Un petit planétaire Soleil Terre Lune, surtout si on arrive à lui faire indiquer tout ce qu'il peut indiquer: éclipses.....etc.
- Les cadrans astrolabe comme ceux des cathédrales, ou celui dont le lien et donné au post#1, ou dans le Cadran du Temps Apparent de l'horloge de Strasbourg.
Et ils sont plus faciles à réaliser: moins de pièces....mais plus difficile à concevoir....c'est tout le plaisir.
Là aussi il suffit de taper les mots clé sur internet pour les trouver tous.