Face au succès de son calibre Heart Beat Manufacture lancé en 2004, la marque horlogère suisse Frédérique Constant a souhaité améliorer son mouvement pour créer des montres encore plus fiables, précises et perfectionnées. L’objet de ses recherches ? La conception d’une roue d’échappement en silicium. Aujourd’hui, Frédérique Constant est fière de présenter, en avant-première de Bâle, le calibre Heart Beat FC-935 Silicium, sa première réalisation avec des matériaux technologiques de pointe. . .


La précision d’un mouvement mécanique dépend de la précision de son dispositif de mesure du temps. Le dispositif horloger du calibre mécanique Heat Beat de Frédérique Constant est constitué d’un balancier, d’un ressort spiral et de l’échappement. Le balancier oscille à une fréquence de 4 Hz. La période d’oscillation du balancier détermine la précision. L’élément crucial dans la conception d’un échappement consiste à fournir juste assez d’énergie au balancier pour qu’il continue d’osciller, tout en interférant aussi peu que possible dans le mouvement d’oscillation libre du balancier. A mesure que le lubrifiant de l’échappement vieillit, les frottements augmentent, et le balancier reçoit moins d’énergie.

L’échappement doit recevoir et retransmettre la force du ressort. Dans l’histoire de l’horlogerie, cette exigence a induit des frottements considérables dans l’échappement. Les dents de la roue d’échappement sont entraînées par l’énergie du ressort principal et coulissent véritablement contre l’ancre avant de s’emboîter ; c’est ce frottement qui lance l’ancre, mais impose une lubrification. Dans les échappements modernes, les palettes d’ancre sont fabriquées dans une pierre extrêmement dure et polie, mais la lubrification demeure un élément essentiel.

Le tic-tac d’une montre Frédérique Constant provient du bruit provoqué par le contact répété 28.800 fois par heure entre ces pièces. Si la lubrification est déficiente (en raison de la dilution ou du dessèchement de l’huile liés au vieillissement), l’échappement peut être endommagé, ce qui implique le remplacement des pièces métalliques. La fiabilité accrue des montres modernes découle avant tout des huiles de qualité supérieure qui sont utilisées pour lubrifier l’échappement. D’une manière générale, un calibre mécanique doit être nettoyé et lubrifié tous les quatre ans.

Conformément aux progrès de l’industrie horlogère, Frédérique Constant cherchait à adapter de nouveaux matériaux pour ses calibres Heart Beat Manufacture. La marque horlogère a l’ingéniosité de fabriquer une roue d’échappement en silicium, supprimant la nécessité d’une lubrification régulière. De ce fait, les inconvénients auparavant recensés comme la dilution et le dessèchement de l’huile liés à son vieillissement sont supprimés.

Pour célébrer cette amélioration majeure dans l’industrie horlogère, Frédérique Constant lance la FC-935 Silicium Phases de lune. Editée en série limitée et numérotée à 188 exemplaires pour le monde, ce nouveau modèle est disponible exclusivement en or rose. Avis aux collectionneurs !

Amagnétique, extrêmement dur (1 100 Vickers par comparaison à l’acier, qui a une dureté de 700 Vickers), le silicium est très résistant à la corrosion. Dans le tableau périodique, le silicium a pour symbole Si et pour numéro atomique 14. Métalloïde tétravalent, le silicium est moins réactif que son équivalent chimique, le carbone. On ne le trouve pas à l’état de corps simple dans la nature. Il se rencontre essentiellement dans les minéraux composés de dioxyde de silicium pur (ou presque) sous différentes formes cristallisées (quartz, calcédoine, opale) et dans les silicates (différents minéraux contenant du silicium, de l’oxygène, et un autre métal), comme le feldspath. Le silicium est le principal composant de la plupart des semi-conducteurs et, sous forme de silice et de silicates, du verre, du ciment et de la céramique. Le silicium est largement employé dans l’industrie car il reste semi-conducteur à des températures supérieures au germanium ; parce que son oxyde natif est facilement obtenu dans un four ; et parce qu’il offre une meilleure interface semi-conductrice/diélectrique que la grande majorité des autres combinaisons de matériaux. Dans sa forme cristallisée,

le silicium a une couleur gris sombre et un lustre métallique. Il est identique au verre en ce qu’il est relativement dur. Le silicium pur offre une résistance à coefficient de température négatif, puisque le nombre de porteurs de charge libres qu’il contient augmente avec la température


La fabrication des roues d’échappement en silicium requiert un nouveau procédé technologique appelé gravure profonde par ions réactifs (DRIE). Une image multiple des roues d’échappement est produite et projetée sur une galette de silicium mesurant 100 mm de diamètre sur 0,5 mm d’épaisseur. Les galettes standard se déclinent dans plusieurs tailles comprises entre 25,4 mm et 300 mm, pour une épaisseur de l’ordre de 0,5 mm. Généralement, elles sont découpées dans un lingot de silicium au moyen d’une scie ou d’un câble à diamant, puis polies sur une ou deux faces. Une galette de 100 mm permet de fabriquer approximativement 250 roues d’échappement. La galette est composée de trois différents substrats (ou couches) de silicium. Le substrat central sert de couche de séparation. Une fois que l’image des roues d’échappement est projetée sur la galette, le substrat poli exposé est supprimé, découvrant les parties non exposées de la galette. Puis le substrat poli non exposé est découpé avec du plasma jusqu’à la couche de séparation. Les roues d’échappement sont donc obtenues par gravure isotrope. Les pièces qui résultent de cette opération n’ont plus qu’à être nettoyées en surface. Elles sont toutes identiques et n’ont pas besoin d’être équilibrées, centrées ou polies. Les galettes jouent donc un rôle décisif dans la fabrication des roues d’échappement en silicium de Frédérique Constant.


Fabriquer une roue d’échappement en silicium présente de nombreux atouts. Elle fonctionne sans lubrifiant d’où, une suppression du risque de diffusion de l’huile dans les autres parties du mouvement. Plus légère qu’une roue d’échappement classique, elle a une inertie inférieure, et donc un rendement énergétique supérieur. Enfin, la réduction des frottements limite la perte d’énergie, si bien que l’énergie requise par le calibre est moindre. La réserve de marche de la montre s’en trouve augmentée. Bref, que des avantages…