Brevet FR3091935A1 — publié le 20200724

Description Titre de l'invention : Montre Avec dispositif d'affichache des croisements de trajectoires d'astres propices à l'apparition d'éclipses [pool j L'invention appartient au domaine des montres et autres pièces d'horlogerie. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à une montre ou une pièce d'horlogerie mécanique ou électromécanique affichant, dans un contexte de représentation coplanaire et en vision géocentrique, les positions du soleil, de la lune et une simulation leurs trajectoires afin de déterminer les moments propices aux éclipses. [0002] A ce jour, certaines horloges astronomiques indiquent la position des noeuds lunaires sur l'écliptique à l'aide d'une aiguille particulière en forme de dragon, appelée « aiguille draconitique » ou « aiguille du dragon », une telle aiguille indique les chances qu'une éclipse survienne quelque part dans le monde à un moment donné. [0003] L'invention présentée dans ce document est un simulateur réalisé au moyen d'une pièce d'horlogerie mécanique ou électromécanique, comprenant au moins un boîtier, un mécanisme de comptage du temps, ainsi qu'un dispositif d'affichage sur une échelle de 24 heures comportant un premier plan parallèle à l'affichage lui-même comportant un marqueur en la forme d'une figure tournante correspondant à la vue et à la position d'un des deux astres, lune ou soleil, vue de la terre, caractérisé en ce qu'un deuxième plan partiellement opaque et masquant la lune, tournant et concentrique au premier plan, ce deuxième plan comporte un marqueur en la forme d'une fenêtre correspondant à la position de l'astre complémentaire à l'astre du premier plan (soleil ou lune), vue de la terre ainsi qu'un troisième plan, tournant et concentrique parallèle aux deux premiers plans, qui suit l'évolution de l'orbite lunaire par rapport au soleil en tenant compte de sa précession d'un peu plus de 18 ans et comportant deux fenêtres correspondant aux noeuds caractérisant l'intersection de la trajectoire lunaire avec le plan de l'écliptique, ces deux noeuds permettant de révéler, lors de l'alignement avec les deux autres marqueurs du soleil et de la lune, les moments propices à l'apparition d'une éclipse. [0004] Afin de corriger l'usage d'un cercle en lieu et place d'une ellipse correspondant à la trajectoire de la lune autour de la terre, il est pratiqué un déplacement. de l'axe des noeuds d'une grandeur correspondant à une fraction de l'excentricité de l'orbite de la lune autour de la terre, le déplacement étant opéré depuis le centre du cercle vers le foyer astral. [0005] Un des modes de réalisation des marqueurs du soleil de la lune, tout comme des 2 fenêtres qui matérialisent les noeuds est l'usage des cercles qui peuvent être de même 2 diamètre. [0006] Le dispositif peut être complété par au moins une lune supplémentaire et l'introduction d'au moins une fenêtre sur le masque permettant de matérialiser la trajectoire haute de la lune qui peut être au-dessus de l'écliptique ou la trajectoire basse de la lune qui qui peut-être est au-dessous de l'écliptique. [0007] Par ailleurs, l'horizon peut être simulé par un disque translucide immobile servant de référence aux 3 autres mouvements. De même, c'est l'une des 3 autres variables que sont la lune, le soleil, et le masque orbital lunaire qui peut être rendu fixe et servir de référence. [0008] Les figures ci-dessous représentent, à titre non limitatif, un exemple de réalisation : [0009] [fig.1] présente les bases de la mécanique céleste. [0010] [fig.2] présente l'effet de la précession de la lune. [0011] [fig.3] présente trois disques permettant de simuler les trajectoires des astres. [0012] [fig.4] présente des orbites elliptiques allongées. [0013] [fig.5] présente des orbites elliptiques allongées. [0014] [fig.6] présente des orbites quasi circulaires. [0015] [fig.7] présente des orbites quasi circulaires. [0016] [fig.8] présente l'ensemble des composants monté sur une montre. [0017] [fig.9] présente une montre avec marquage de l'horizon. [0018] [fig.10] présente diverses éclipses. [0019] Réalisation de l'invention : [0020] La fig. 1 présente les bases de la mécanique céleste des 3 astres soleil (11), terre (12) et lune (13). La terre orbite autour du soleil (14) dans le sens antihoraire (20). La trajectoire de cette orbite (14) est appelée écliptique, il s'agit d'une ellipse, très proche d'un cercle, qui est parcourue en un an. De même, la lune orbite autour de la terre sur une trajectoire elliptique dans un plan incliné de -5° (15). Ainsi, l'orbite lunaire traverse le plan de l'écliptique (14) en deux points appelés noeuds lunaires (16) et c'est lorsque l'axe des noeuds lunaires se confond avec l'axe du soleil que les 3 astres sont alignés sur un axe ce qui est propice à l'apparition d'une éclipse, en particulier lorsque l'alignement est quasi parfait. On parlera d'éclipse lunaire lorsque la lune est située derrière la ten-e vue du soleil, il s'agit d'une pleine lune avec visibilité de l'ombre de la terre qui masque une partie ou toute la surface de la lune et on parlera d'éclipse solaire lorsque la lune est située entre le soleil et la terre il s'agit de la lune noire ou nouvelle lune qui masque une partie ou toute la surface du soleil. [0021] La fig. 2 met en évidence la précession de la trajectoire de la lune dont le cycle est d'environ 1 tour ou 360° en un peu plus de 18 ans ce qui donne un angle de 19.35° par année. Si l'on prend la position des noeuds sur le plan a) comme référence de début de cycle, on constate qu'après 3 mois, l'angle de précession (18) est passé de 0° à -5° 3 visible sur le plan b) puis à -10° sur le plan c) pour être à -14.5' sur le plan d). [0022] Les critères importants pour réaliser un simulateur mécanique des trajectoires sont : [0023] - la durée d'une journée soit la durée d'une rotation de la terre sur elle-même vue du soleil est de 24 heures soit 1 jour la durée de 2 passages successifs identiques de la terre par rapport au soleil vue de l'observateur terrestre (intervalle moyen entre 2 solstices) est de 365.242436 jours de 24 heures en moyenne. la durée de deux passages de la lune qui séparent deux phases identiques de la lune est de 29530646 jours de 24 heures en moyenne. la période de précession des noeuds que les anciens nommaient « Saros » est de 6585,33405 jours de 24 heures en moyenne soit un peu plus de 18 ans. [0024] Les influences négligées et approximations : [0025] - Représentation coplanaire en vision géocentrique des mouvements des 3 astres que sont le soleil, la lune et la terre. L'écliptiques est admise circulaires L'orbite lunaire est simulée par des arcs de cercle concentrique. Les vitesses orbitales sont prises en moyenne Les variations de dimensions apparentes et relatives des astres sont adaptées au design [0026] Ci-dessous est décrit un mode ou un exemple de réalisation de l'invention. [0027] La fig. 3 présente un fond d'affichage (9) avec une échelle fixe (10) de 24 heures et 3 disques tournants (23, 27, 21) permettant de simuler les trajectoires du soleil (22) dite écliptique, dont la position indique l'heure sur le cadran de 24 heures, de la lune (25) rapportée sur le même plan que la trajectoire du soleil alors qu'en réalité, elle orbite dans un plan incliné d'environ 5° par rapport au plan de la trajectoire de l'écliptique ainsi que d'un masque (27) permettant de révéler les moments propices à l'apparition d'une éclipse. [0028] La vitesse de rotation du disque solaire (21) est de 1 tour pas jour. La vitesse de rotation du disque lunaire (23) est de 0,966136874 tour/jour ce dernier chiffre met en évidence le retard journalier que prend la lune (25) par rapport au soleil (22). Ces vitesses de rotation sont obtenues par des jeux d'engrenages partant de la vitesse de rotation du disque solaire. [0029] La vitesse de rotation du disque dit masque (27) est de 1.002885198 tours /jour ce qui correspond à la période de précession des noeuds (16) et qui signifie qu'il effectue un tour de plus que le soleil durant le cycle de précession de plus de 18 ans. Cette vitesse de rotation est aussi obtenue par un jeu d'engrenages partant de la vitesse de rotation du disque solaire. [0030] Sur le plan graphique, le disque (23) porteur de la lune (25) est de couleur claire alors que la lune est de couleur pastel. On note que la lune (25) est triplée (24, 26) ceci permettant de la visualiser en dehors des moments propices aux éclipses. Le disque dit masque (27) est opaque et comporte 4 fenêtres transparentes (28, 29, 30, 31), les 2 fenêtres (30, 31) permettent de révéler les moments propices à l'apparition des éclipses alors que la fenêtre intérieure (29) permet de visualiser la lune (26) lorsqu'elle est en orbite basse c'est-à-dire que son orbite est en dessous de l'écliptique et la fenêtre extérieure (28) permet de visualiser la lune (24) lorsqu'elle est en orbite haute c'est-à-dire que son orbite est en dessus de l'écliptique. Le disque porteur du soleil (21) est transparent avec une bande opaque permettant de masquer la lune (25) et comportant une première fenêtre (22) constitué d'un filtre de couleur chaude représentant le soleil ainsi qu'une deuxième fenêtre (32) transparente placée en face. [0031] Le dispositif révèle une éclipse de soleil lorsque la lune (25) passe sous l'une des fenêtres du masque et qu'elle est visible au travers du filtre de couleur chaude (22) ce qui correspond à un alignement sur un axe des trois astres, alignement propice à l'apparition d'une éclipse. L'éclipse est totale lorsque les 3 cercles (25, 30 ou 31, 22) sont en phase parfaite, elle est partielle lorsqu'ils ne sont pas en phase. La durée du phénomène qui commence avec une apparition de segments grossissant puis passe par des cercles entiers pour terminer par des segments en forme de lentille diminuant puis disparaissant (Fig. 10). Le dispositif révèle une éclipse de lune lorsque la lune (25) passe sous l'une des fenêtres du masque et qu'elle est visible au travers de la fenêtre (32) du masque solaire opposé au filtre de couleur chaude (22). [0032] Les fig. 4, 5, 6, 7 ont pour but de positionner les 2 fenêtres en forme de trous cir- culaires (30, 31) permettant de marquer la présence des éclipses. [0033] Les fig. 4 et 5 présentent, pour les besoins de la compréhension, des orbites el- liptiques allongées avec le foyer astral (35) et l'autre foyer (36) marqué d'une croix et placé du côté de la culmination haute. Le centre de l'ellipse (37) est situé à mi-distance entre les deux foyers. La fig. 5 présente le cercle extérieur (38) tangent à l'ellipse, le cercle intérieur (39) ainsi que le cercle médian (40). Ainsi on peut constater que si le simulateur était construit sur la base d'une ellipse, les deux trous seraient situés sur un axe passant par le centre de l'astre. Si par contre, on cherche à simplifier le simulateur en le construisant sur la base d'un cercle médian (40), dont le centre est l'astre, alors l'axe des deux trous se trouverait fort éloigné de l'astre ce qui ne semble pas très heureux. [0034] Les fig. 6 et 7 présentent une orbite similaire à celle de la lune autour de la terre. Elle est proche d'un cercle avec la distance terre-lune minimum de 356'700 km et maximum de 406'300 km ceci pour une excentricité moyenne de 5,5%. Le dessin des fig. 6 et 7, bien que peu précis, respecte les proportions avec le centre de l'astre (41) dessiné en pointillé et visible à l'extrémité de la flèche, le deuxième foyer (42) re- présenté par une croix et le centre de l'ellipse (43) représenté par le petit cercle (44). Sur la fig. 7, un cercle est dessiné en pointillé, il s'agit du cercle médian (40) ayant son centre (43) représenté par le petit cercle. Ainsi, on constate que si l'on simule la trajectoire de la lune par un cercle tournant autour de la terre plutôt qu'une ellipse, la rigueur exige que l'axe des trous soit légèrement décalé, plus précisément d'une valeur de l'ordre d'une fraction de l'excentricité (45). [0035] La fig. 8 présente l'ensemble des composants monté sur une montre qui affiche 10h10 (AM). Les composants sont le soleil (22), dont la position indique l'heure sur le cadran de 24 heures, la lune (24) qui a environ 4 heures d'avance sur le soleil, les fenêtres d'éclipses (30, 31), ainsi que les fenêtres (28, 29) permettant de visualiser les trajectoires hautes (28) et basses (29) de la lune et la fenêtre (32) du masque solaire (21) fenêtre qui est opposée au soleil et qui permet de visualiser les éclipses de lune. [0036] La Fig. 9 présente une variante de montre équipée d'un masque supplémentaire (52) immobile représentant l'horizon. Ce masque peut être plus ou moins opaque selon que l'on désire visualiser ou non les astres invisibles car situés sous l'horizon. La montre comporte aussi un affichage sur 12h décentralisé (53) ainsi qu'une lunette ajustable pour s'adapter aux fuseaux horaires (54). La montre affiche 14h14 avec le soleil placé sur 14h14. Elle est dans une situation d'éclipse totale (65). [0037] La fig. 10 présente diverses éclipses avec le soleil (61) représenté par une hachure horizontale en lieu et place du filtre translucide de couleur chaude, la lune (62) par une hachure verticale. La hachure quadrillée est à voir comme l'apparition de la lune derrière le soleil lui-même translucide. La durée du phénomène qui commence avec une apparition de segments grossissant (63, 64) puis passe par un cercle entier (65) pour terminer par des segments diminuant (66, 67) puis disparaissant est d'environ 2 jours soit 1 jour avant l'apparition du cercle entier puis 1 jour après. Une éclipse partielle (68) restera limitée à des segments de cercle. L'orientation de l'éclipse dépend de son heure d'apparition, les segments sont rayonnants comme une aiguille, ils sont verticaux (68) si c'est midi (axe i-i) ou oblique à 45° (axe i-i) si c'est 15h00 (69). [0038] La description précédente fait intervenir 3 variables tournantes, sur fond d'horizon fixe, variables qui peuvent être des disques ou parfois des marqueurs et qui sont : [0039] - La lune Le soleil Le masque orbital lunaire [0040] dont les vitesses angulaires relatives sont adaptées à un horizon fixe. Chacun des 3 marqueurs peut être choisi comme point fixe ce qui donne 3 autres présentations des phénomènes. [0041] Les 3 disques ou marqueurs peuvent être superposés dans un ordre différent en adaptant les zones transparentes. 6 [0042] Ces montres selon l'invention sont particulièrement destinées au marché de l'horlogerie de luxe.