FERDINAND BERTHOUD | Un article par Catherine Cardinal

L'apport de Ferdinand Berthoud à l'horlogerie

Un article par Catherine Cardinal, Professeur en histoire de l’art
à l’université Blaise-Pascal (Clermont-Ferrand)

Conservateur des collections d’horlogerie et automates du Musée des arts et métiers puis conservateur du Musée international d’horlogerie jusqu’en 2000

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Ses premiers succès de chercheur et
la réception à la maîtrise par ordre du Roi

Contraint de travailler comme compagnon-horloger chez les maîtres de la corporation parisienne, faute d’avoir fait son apprentissage chez l’un d’eux, le jeune Berthoud parvient à conjurer le sort en faisant remarquer «son application à perfectionner l’art de l’horlogerie». Il saisit la possibilité de faire connaître ses recherches au sein de l’Académie royale des sciences en déposant, sous pli cacheté, la description d’une nouvelle construction. L’approbation par les académiciens, le 26 avril 1752, d’une pendule à équation, jugée fort ingénieuse, marque le début de sa carrière de chercheur et, en même temps, lui permet de prétendre à une intégration officielle dans la communauté des horlogers. Le Roi ordonne, le 4 décembre 1753, sa réception à la maîtrise, titre qui l’autorise à ouvrir un atelier près de la place Dauphine, rue de Harlay1.

En 1754, le maître dépose à nouveau des inventions auprès de l’Académie. L’une est son premier projet d’horloge marine2. Les autres, examinées et approuvées par les académiciens, sont encore des systèmes à équation: une pendule «à équation à secondes concentriques marquant les mois et quantièmes de mois, les années bissextiles, et va treize mois sans être remontée»; une montre à secondes et équation, marquant les mois et quantièmes.

Avant même d’être reçu maître, Ferdinand Berthoud révèle le sens qu’il souhaite donner à sa vie professionnelle: se consacrer à des recherches et transmettre son savoir à travers des publications et l’enseignement3. Cette double orientation lui permet de s’introduire rapidement dans le milieu scientifique de son époque. Plusieurs articles de l’Encyclopédie dirigée par Diderot lui sont confiés, en particulier l’article «Equation». En 1759, il publie un traité de vulgarisation, qui sera un succès, L’Art de conduire et de régler les pendules et les montres. A l’usage de ceux qui n’ont aucune connaissance d’horlogerie. En 1763, son volumineux traité, l'Essai sur l’horlogerie ; dans lequel on traite de cet Art relativement à l’usage civil, à l’Astronomie et à la Navigation sera aussi bien accueilli.

  • 1Voir Ferdinand Berthoud (1727-1807), sous la direction de Catherine Cardinal, Musée international d’horlogerie, La Chaux-de-Fonds, 1984, p 21-22 et p 304 (Arrêt du Conseil du Roi).
  • 2Berthoud fait remonter ses débuts dans l’horlogerie de marine à cette machine restée mystérieuse jusqu’à l’ouverture du pli en 1976. Op.cit., p 305-308.
  • 3«Lettre sur l’horlogerie», publiée en mai 1753 dans le Journal helvétique.
Planche n° IV - Essai sur l’horlogerie, Ferdinand Berthoud, Paris, 1777
Planche n° IV - Essai sur l’horlogerie

L’affirmation de sa vocation et la reconnaissance officielle de ses travaux

L’année 1763 marque justement un tournant dans la carrière de Berthoud, désormais liée aux progrès de la navigation maritime. L’Académie des sciences en est, une fois de plus, le témoin et le soutien: l’horloger fait ouvrir deux plis déposés en 1760 et 1761. Ils décrivent l’horloge marine N°14. Convaincus par les compétences de l’horloger, les académiciens obtiennent du ministre de la Marine de l’envoyer à Londres pour examiner l’horloge marine de Harrison. L’occasion lui permet de se faire apprécier et élire comme associé étranger à la Royal Society, le 16 février 1764. Le 29 août suivant, Ferdinand Berthoud dépose encore un pli relatif à la «construction d’une montre marine…». Ce sera le dernier; Berthoud est dorénavant certain d’avoir trouvé la voie de ses recherches et d’avoir la possibilité de solliciter des aides officielles. Ses projets faisant l’objet de requêtes détaillées rythment son activité. Il proposera ainsi la construction de deux horloges marines le 7 mai 1766. Après leur expérimentation réussie – les N°6 et 8 conservées au Musée des arts et métiers –, Ferdinand Berthoud reçoit le «Brevet d’horloger Méchanicien du Roi et de la Marine ayant l’inspection de la construction des Horloges marines», créé à son intention, le 1er avril 17705. A partir de cette époque, il délaisse la direction de sa boutique-atelier pour ses recherches; il affirmera en 1792: «c’est surtout depuis 1770 que je m’y livrai sans réserve et que je quittai en quelque sorte dès lors le travail du public».

  • 4A propos de cette horloge (Musée des arts et métiers, Paris, inv. 1386), op.cit. p 191-193 et p 25-26.
  • 5Le brevet d’Horloger Mécanicien du Roi et de la Marine est reproduit p 313 du même ouvrage.
Ferdinand Berthoud, traité des Horloges Marines, Horloge Marine 8
Planche XVIII du traité des Horloges Marines: Horloge Marine n°8
Ferdinand Berthoud, traité des Horloges Marines, echappement libre, mécanisme de compensation
Planche XIX du traité des Horloges Marines: Echappement libre. Mécanisme de compensation de l’Horloge Marine n°8

Des horloges et des montres de précision pour le public

Les Tablettes royales de renommée font état de la notoriété de l’horloger: «Berthoud (Ferdinand) rue du Harlay un des plus célèbres pour les pendules les plus précieuses et les plus compliquées, les horloges marines, astronomiques, à équation, etc…» (1772).

En effet, son œuvre ne se borne pas à la fabrication d’horloges marines. Ses descriptions complétées de dessins, ses inventions déposées à l’Académie, ses oeuvres conservées, son journal rédigé depuis 1760, vingt-trois volumes conservés à la Bibliothèque du Conservatoire des arts et métiers, permettent d’entrevoir son rôle dans les progrès de l’horlogerie civile. Des régulateurs de précision, des pendules à équation, des montres souvent à secondes et à répétition, parfois à équation et à calendrier, des chronomètres astronomiques prouvent l’inventivité de Ferdinand Berthoud et la qualité des ouvrages sortis de son atelier parisien, notamment quand il se consacre encore à sa direction6.

Toutes les questions de la recherche contemporaine sur la précision de l’horlogerie sont étudiées par Berthoud: l’échappement qu’il soit à cylindre, à détente ou à ancre, le problème des frottements, l’isochronisme du ressort-spiral, la compensation thermique, l’indication du temps vrai et du temps moyen. Ses recherches sont souvent menées pour le double profit des horloges marines et des horloges civiles. Reportons nous ainsi au mémoire déposé en 1764 à l’Académie des sciences au sujet d’une montre marine à double balancier avec remontage automatique; l’horloger notait en conclusion «je vais aussi travailler à une montre de poche qui sera exécutée sur ces principes. J’en ai même fait le plan.»

  • 6L’exposition présentée en 1984-1985 au Musée international d’horlogerie, au Musée de la Marine à Paris, au Musée d’histoire à Besançon réunissait un nombre important d’œuvres de Ferdinand Berthoud décrites dans le catalogue. Il faut leur en ajouter de nombreuses autres, conservées dans des collections publiques et privées.
Ferdinand Berthoud, régulateur de table de précision, équation du temps
Régulateur de table de précision avec équation (Indication du temps vrai par des aiguilles en or et du temps moyen par des aiguilles bleuies. Secondes au centre. La cadrature d’équation se trouve entre la platine avant et le cadran. Quantième annuel au-dessus du six. Pendule de demi-seconde à compensation, avec un dispositif spécial de réglage.
Ferdinand Berthoud, Paris, 1764 – collection L.U.CEUM

Une construction exemplaire de son temps:
les horloges et montres à équation

Les horloges et les montres à équation, permettant de suivre directement sur le cadran la différence entre le temps vrai (solaire) et le temps moyen, retiennent très tôt l’attention de Berthoud. En 1752 et 1754, les académiciens admirent sa construction simplifiée, caractérisée par un cadran mobile des minutes du temps vrai et par une aiguille des minutes, pourvue à sa base d’un index ajouré en forme de soleil, permettant une lecture simultanée des deux temps. Fier de son système, l’horloger présente en 1754 une montre à équation à secondes concentriques marquant les mois et leurs quantièmes. Cette montre signée et datée «Ferdinand Berthoud N°144, Invenit et Fecit 1753», apparue sur le marché, témoigne de la virtuosité du jeune horloger qui s’inspire de modèles antérieurs pour innover7. Parmi ses remarquables horloges à équation et calendrier, pourvues en outre d’un baromètre, somptueuses par leur caisse décorée de bronzes, retenons le régulateur de la Frick Collection, daté de 1767, et celui similaire de la Wallace Collection8.

  • 7Vente aux enchères de la maison Antiquorum, à Genève, 14 novembre 1993, N°83, p 134-135.
  • 8French Clocks (Winthrop Edey), The Frick Collection, New-York, 1982, p 69-75 ; Clocks and Barometers in the Wallace Collection (Peter Hughes), 1994, p 56-57.
Pendule astronomique squelette, Ferdinand Berthoud, 1775, L.U.CEUM
Pendule astronomique squelette, Ferdinand Berthoud, Paris, 1775 - collection L.U.CEUM

Une question essentielle de la recherche:
la compensation thermique

L’influence des changements de température sur la marche des horloges est un problème primordial. Ferdinand Berthoud s’attache à le résoudre tant pour ses horloges que pour ses montres astronomiques. En 1763, il publie ses recherches sur «une horloge astronomique la plus parfaite possible» qu’il munit d’un pendule compensateur à trois verges, deux en acier, une en laiton. Un régulateur de ce type, à équation et calendrier, appartient au Musée des arts et métiers (inv. N°22591). Il choisit plus généralement des pendules à gril composés de neuf verges. C’est le cas d’une horloge astronomique au comte de Cassini, directeur de l’Observatoire, dont la livraison en avril 1789 est attestée par un reçu signé par l’horloger: «pour payement d’une horloge astronomique de ma façon…allant un mois sans remonter, le pendule composé en châssis pour la compensation de effets du chaud et du froid…».

Ferdinand Berthoud introduit un «châssis» dans une première version de montre astronomique datée de 1764. Une deuxième version de montre astronomique sera mise au point en 1775. Puis, inspirée des plans de l’horloge à longitudes N°73, une variante est exécutée par son élève Jean Martin en 1806; ce chronomètre livré à Chaptal fait partie des collections du L.U.CEUM. La compensation est assurée par le balancier bimétallique à quatre bras, portant quatre masses avec des vis de réglage en or. On peut rapprocher cette pièce du chronomètre daté de 1796, également exécuté par Martin (musée du Louvre, OA 8530) et celui utilisé par l’académicien Laplace (Observatoire de Paris, N°38129). Berthoud est convaincu des avantages de la compensation par un balancier bimétallique mais, avant cela, il a souvent réglé la longueur du spiral pour compenser les variations de température en faisant agir une lame bimétallique doté d’un «pince-spiral». Dans le cadre de cette recherche, il a sans doute décelé, dès les années 1770, les irrégularités de la compensation aux températures intermédiaires, désignées plus tard sous le terme d’erreur secondaire. Son compatriote, Charles-Edouard Guillaume, qui corrige en 1899 ce défaut par son balancier «intégral» lui donne la primeur de l’observation9.

Expérimentateur tenace, constructeur habile et audacieux, inventeur soucieux de diffuser son savoir, Ferdinand Berthoud a non seulement participé au perfectionnement de l’horlogerie mais il a aussi promu l’usage d’horloges de précision dans les sciences de son temps, contribuant ainsi à leur progrès. Les titres, les privilèges, les témoignages de reconnaissance qui jalonnent sa carrière, entre le règne de Louis XV et le premier Empire, puis les hommages, les études qui marquent sa fortune critique jusqu’à nos jours reflètent l’importance de sa place dans la longue quête de l’exactitude depuis les découvertes de Huyghens jusqu’à celles de Guillaume.

  • 9Ch.-Ed. Guillaume, L’invar et l’élinvar, conférence Prix Nobel de physique en 1920, Société suisse de chronométrie, 1974, p 31.
Chronomètre astronomique n°3, Ferdinand Berthoud, 1806
Chronomètre astronomique n°3 de poche en argent, Ferdinand Berthoud (exécutée par Jean Martin), Paris, 1806- collection L.U.CEUM

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