{"id":17164,"date":"2013-10-31T00:00:53","date_gmt":"2013-10-30T23:00:53","guid":{"rendered":"https:\/\/web-pro-design.me\/materiaux-des-montres-mecaniques-diamant\/"},"modified":"2024-04-10T10:06:34","modified_gmt":"2024-04-10T08:06:34","slug":"materiaux-des-montres-mecaniques-diamant","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/diamaze.com\/fr\/materiaux-des-montres-mecaniques-diamant\/","title":{"rendered":"Mat\u00e9riaux des montres m\u00e9caniques : Diamant"},"content":{"rendered":"\n
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Presse, Watchtime.net, 2013.10. \u279c Le silicium, c’est bien, mais pour les montres, il existe fondamentalement un meilleur mat\u00e9riau, que les femmes aiment appeler leur meilleur ami : Le diamant, le mat\u00e9riau le plus dur qui soit.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Ici, on peut Ulysse Nardin<\/strong><\/a> est une fois de plus un pionnier. Le 26 avril 2002, les premiers contacts ont \u00e9t\u00e9 pris avec la GFD, Gesellschaft f\u00fcr Diamantprodukte, une start-up d’Ulm dont l’activit\u00e9 principale est le d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur (CVD) pour la production synth\u00e9tique de diamants.<\/p>\n\n

En juin 2002, on disposait encore d’un objet \u00ab\u00a0test\u00a0\u00bb de la nouvelle inhibition double directe<\/strong> en diamant CVD. Il a \u00e9t\u00e9 suivi par de nouveaux ressorts en spirale qui devaient d\u00e9montrer les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lastiques du diamant. En effet, le diamant n’est pas aussi dur et inflexible qu’il n’y para\u00eet \u00e0 premi\u00e8re vue. Le 27 d\u00e9cembre 2002, les premi\u00e8res horloges ont fait tic-tac. N\u00e9anmoins, le Freak Diamond Heart<\/strong> s’est fait attendre jusqu’en 2005. Les 100 exemplaires ont \u00e9t\u00e9 vendus en un clin d’\u0153il, mais le bilan financier li\u00e9 \u00e0 l’inhibition par diamant complet a \u00e9t\u00e9 d\u00e9cevant : Les composants CVD co\u00fbtent 50 fois plus cher que les composants en silicium. Heureusement, une voie m\u00e9diane en or appel\u00e9e Freak DiamonSil<\/strong> se dessinait d\u00e9j\u00e0 \u00e0 l’\u00e9poque.<\/p>\n\n

L’\u00e9chappement de la montre lanc\u00e9e en 2007 avec le calibre 200<\/strong> \u00e9tait compos\u00e9 d’un mat\u00e9riau composite in\u00e9dit : des composants en silicium recouverts d’une couche de diamant synth\u00e9tique nanocristallin<\/strong>. Les composants pr\u00e9cis et peu gourmands en \u00e9nergie en raison de leur faible masse ont \u00e9t\u00e9 fabriqu\u00e9s par l’entreprise suisse Sigatec SA \u00e0 Sion et par l’entreprise allemande GFD \u00e0 Ulm. <\/p>\n\n

Mais m\u00eame ce proc\u00e9d\u00e9 prometteur impliquait des restrictions quantitatives et une \u00e9dition limit\u00e9e du Freak DiamonSil. C’est encore sous l’\u00e9gide de Rolf W. Schnyder qu’Ulysse Nardin a pu acqu\u00e9rir la technologie DCS (Diamond Coated Silicon)<\/strong>. <\/p>\n\n

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En collaboration avec GFD et son directeur Peter Gluche, un d\u00e9partement sp\u00e9cifique a \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9 dans le nouveau b\u00e2timent de Sigatec SA, qui s’occupe du rev\u00eatement au diamant des composants en silicium \u00e0 l’aide d’un surg\u00e9n\u00e9rateur tr\u00e8s complexe.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Production de diamants : Installation de d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur (CVD) de diamants<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n\n

Au plus tard \u00e0 ce stade, la question se pose de savoir pourquoi le diamant, si le silicium est aussi parfait que certains le pr\u00e9tendent ?<\/strong><\/p>\n\n

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Prototype Ulysse Nardin : le diamant comme mat\u00e9riau pour le spiral de balancier<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n
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L'\u00a0\u00bbindomptable\u00a0\u00bb ne s\u00e9duit pas seulement par sa duret\u00e9, mais aussi par sa l\u00e9g\u00e8ret\u00e9. Son poids sp\u00e9cifique est inf\u00e9rieur d’environ 25% \u00e0 celui du titane, d\u00e9j\u00e0 tr\u00e8s l\u00e9ger. Malgr\u00e9 cela, le diamant poss\u00e8de une r\u00e9sistance m\u00e9canique environ dix fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle du titane. Le fait que des mat\u00e9riaux aussi durs soient extr\u00eamement fragiles s’applique \u00e9galement au diamant. En raison de sa remarquable r\u00e9sistance m\u00e9canique, il faut des forces particuli\u00e8rement \u00e9lev\u00e9es pour casser le diamant. Les pertes sont \u00e9galement comparativement faibles lorsque deux surfaces diamant\u00e9es lisses frottent l’une contre l’autre. M\u00eame sans lubrifiant, ils ne repr\u00e9sentent que 20 % de la friction obtenue par les mesures de la rencontre entre l’acier et le rubis synth\u00e9tique.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n

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Comme chacun sait, les diamants naturels sont extr\u00eamement chers. Une autre raison pour laquelle ils ne sont pas adapt\u00e9s aux composants horlogers est le manque de possibilit\u00e9s d’usinage avec les technologies conventionnelles. D’autre part, le diamant est enti\u00e8rement compos\u00e9 de carbone. Celui-ci est quant \u00e0 lui bon march\u00e9 et disponible de mani\u00e8re quasi illimit\u00e9e. Dans la nature, les diamants se forment sous une puissante pression d’environ 70 kbar \u00e0 des temp\u00e9ratures d’environ 1500\u00b0Celsius, \u00e0 une profondeur d’environ 150 km. En 1955, on a r\u00e9ussi pour la premi\u00e8re fois \u00e0 imiter la nature et \u00e0 transformer artificiellement le graphite, c’est-\u00e0-dire le carbone faiblement li\u00e9, en diamant. Ce processus n\u00e9cessitait des temp\u00e9ratures allant jusqu’\u00e0 2.000\u00b0C et des pressions allant jusqu’\u00e0 60 kbar. Une autre perc\u00e9e a eu lieu dans les ann\u00e9es 1980, lorsque des techniciens ont mis au point le proc\u00e9d\u00e9 CVD<\/strong> innovant.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Chambre de traitement CVD : le jet de plasma fait cro\u00eetre le diamant.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n<\/div>\n\n

Le CVD, dont l’abr\u00e9viation est Chemical Vapor Depositon, permet de condenser le carbone contenu dans le m\u00e9thane (biogaz) en une fine couche sous forme de diamant. Les rev\u00eatements diamant\u00e9s sont produits sur un mat\u00e9riau support sous l’effet d’un apport d’\u00e9nergie et d’une d\u00e9pression d’environ un mbar. Cette couche est compos\u00e9e de cristaux de diamant plus ou moins gros qui se rejoignent sur leurs c\u00f4t\u00e9s. Les composants rev\u00eatus poss\u00e8dent donc quasiment les propri\u00e9t\u00e9s du diamant d\u00e9crites. Pour la plupart des applications microm\u00e9caniques, une \u00e9paisseur de cinq milli\u00e8mes de millim\u00e8tre est largement suffisante. Le diamant se distingue du graphite et d’autres types de carbone par la liaison particuli\u00e8rement forte des atomes de carbone entre eux. Il est vrai que rien ne vient de rien. Dans ce cas, la liaison des atomes de carbone n\u00e9cessite une grande quantit\u00e9 d’\u00e9nergie. Et un concentr\u00e9 de savoir-faire qui se trouve dans le r\u00e9acteur de Sigatec SA. Il r\u00e9sulte d’une dizaine d’ann\u00e9es de travail de d\u00e9veloppement intensif. Durant cette p\u00e9riode, quatre mod\u00e8les ont \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9s, chacun ayant \u00e9t\u00e9 test\u00e9 de mani\u00e8re approfondie. La variante actuelle, la plus grande de ce type \u00e0 ce jour, permet d’industrialiser ce type de production de diamants pour la microm\u00e9canique. <\/p>\n\n

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Les couches minces de diamant sont demand\u00e9es l\u00e0 o\u00f9 il existe d\u00e9j\u00e0 une pi\u00e8ce \u00e0 optimiser. Dans ce cas, ce sont des composants en silicium qui sont cr\u00e9\u00e9s par voie microtechnologique \u00e0 l’aide de la technologie Deep Reactive Ion Etching, ou DRIE.<\/p>\n\n\n\n

Image, exemple : La roue d’\u00e9chappement d’Ulysse Nardin est entour\u00e9e d’une couche de diamant nanocristallin de 5 \u00b5m d’\u00e9paisseur autour du noyau de silicium.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n

Le processus brevet\u00e9 de gravure \u00e0 sec du silicium a \u00e9t\u00e9 mis au point par les ing\u00e9nieurs de Robert Bosch GmbH d\u00e8s le d\u00e9but des ann\u00e9es 1990. Ensuite, un d\u00e9veloppement continu a eu lieu. DRIE grave le silicium non prot\u00e9g\u00e9 par voie chimique \u00e0 l’aide d’ions fluor. Il en r\u00e9sulte des composants aux ar\u00eates droites et aux flancs presque parfaitement lisses. Il en r\u00e9sulte un glissement presque sans friction et un fonctionnement sans huile<\/strong>. Cependant, la technique de traitement extr\u00eamement complexe rend le DRIE extr\u00eamement cher. Par analogie avec les micropuces, cette m\u00e9thode permet de cloner litt\u00e9ralement les petites pi\u00e8ces de montres. Une pi\u00e8ce est donc identique \u00e0 100 % \u00e0 une autre. Pour la fabrication, il faut d’abord un dessin tr\u00e8s agrandi et extr\u00eamement pr\u00e9cis du composant souhait\u00e9. Gr\u00e2ce \u00e0 une habile projection de r\u00e9duction \u00e0 la dimension d\u00e9finitive, la surface d’une plaquette de silicium recouverte d’une laque photosensible est utilis\u00e9e de mani\u00e8re optimale.<\/p>\n\n

Si l’on souhaite encore appliquer un rev\u00eatement en diamant, il faut bien entendu en tenir compte lors de la conception. Dans le waver en silicium, les composants sont maintenus \u00e0 l’aide de minuscules ponts et recouverts en trois dimensions de la tr\u00e8s fine couche de diamant nanocristallin. L’\u00e9nergie n\u00e9cessaire au processus n’est d’ailleurs pas de trop. Pour ceux qui, comme Ulysse Nardin, souhaitent utiliser des composants en silicium diamant\u00e9s dans le calibre de manufacture UN 118<\/strong>, il suffit en fait d’un seul concept : Mimotec fournit l’\u00e9tape lithographique pr\u00e9liminaire ultrapr\u00e9cise, Sigatec offre les installations de gravure et le r\u00e9acteur pour le rev\u00eatement en diamant.<\/p>\n\n

Source : Watchtime.net, Gisbert L. Brunner, 31.10.2013<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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