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Saphir: la quête de transparence

INNOVATION

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décembre 2021


Saphir: la quête de transparence

Utilisé depuis près d’un siècle en horlogerie, le saphir est devenu un matériau high-tech sous sa forme synthétique. Il équipe de plus en plus de composants dans une ère éprise de transparence: Chanel a par exemple lancé le premier bracelet en saphir en 2020. Anthony Schwab, le directeur d’Econorm, une société innovante spécialisée dans le traitement du saphir pour l’horlogerie, nous dévoile les dessous de cette matière prisée.

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errière l’expansion de l’utilisation du saphir en horlogerie, pour le verre de montre et bien au-delà (boîtier, bracelet), figurent plusieurs sociétés spécialisées dans la fabrication et le traitement de ce matériau, comme Econorm, Sébal, Erma, Stettler ou encore Comadur (Swatch Group), pour ne citer que quelques acteurs de la branche.

Son entrée en horlogerie date de plusieurs décennies déjà, avec l’utilisation dès 1929 d’une glace saphir pour protéger le cadran de la Duoplan de Jaeger-LeCoultre. Depuis 1966, la marque suisse Century a pour sa part fait des montres en saphir sa spécialité, grâce à la technique ingénieuse «Megalith» qui permet de fusionner deux disques de saphir en une seule pièce inséparable. En 1980, le maître-horloger Vincent Calabrese concevait quant à lui une montre entièrement en saphir pour Corum, dont la transparence permettait d’admirer toute l’ingéniosité du mouvement baguette de la Golden Bridge.

Le saphir est la marque de fabrique des montres de la société Century depuis 1966.
Le saphir est la marque de fabrique des montres de la société Century depuis 1966.

Depuis lors, la quête de transparence de l’horlogerie, qui «se dénude» pour se révéler toujours plus spectaculaire, a mené à l’utilisation croissante du saphir dans l’industrie. En 2020, Chanel poussait l’exercice jusqu’à proposer un bracelet entièrement en saphir sur sa J12, une première mondiale. En 2021, Hublot dévoilait son spectaculaire modèle Big Bang Integral Tourbillon Full Sapphire.

La quête de transparence de l’horlogerie, qui «se dénude» pour se révéler toujours plus spectaculaire, a mené à l’utilisation croissante du saphir dans l’industrie.

 Le modèle J12 X-Ray Calibre 3.1 de Chanel est entièrement réalisé en cristal de saphir et serti de diamants taille baguette. En 2020, la marque a présenté pour la première fois un bracelet entièrement en saphir.
Le modèle J12 X-Ray Calibre 3.1 de Chanel est entièrement réalisé en cristal de saphir et serti de diamants taille baguette. En 2020, la marque a présenté pour la première fois un bracelet entièrement en saphir.

Saphir et rubis, des cousins

«Pour innover et affiner le traitement du saphir, il faut commencer par connaître parfaitement la matière première», souligne Anthony Schwab, à la tête d’Econorm, qui dispose d’ateliers à Saint-Imier et Gams. Le saphir est en réalité un type de gemme de corindon, dont la variante rouge est connue sous le nom de rubis. Saphir et rubis sont donc des «cousins», tous deux très répandus en horlogerie, connus pour leur dureté (le deuxième matériau naturel le plus dur après le diamant) mais difficiles à usiner.

Des diamants sur un saphir coloré? C'est ce que Richard Mille a réalisé avec la Gemset Sapphire RM 07-02. Le sertissage sur saphir est une véritable prouesse d'ingénierie qui nécessite un laser fonctionnant au micromètre près. Ce procédé prend deux fois plus de temps que pour la céramique ou le carbone.
Des diamants sur un saphir coloré? C’est ce que Richard Mille a réalisé avec la Gemset Sapphire RM 07-02. Le sertissage sur saphir est une véritable prouesse d’ingénierie qui nécessite un laser fonctionnant au micromètre près. Ce procédé prend deux fois plus de temps que pour la céramique ou le carbone.

Naturellement incolore, le corindon se teinte par la présence d’«impuretés» – par exemple des traces de fer et titane engendrent la couleur bleue, la plus répandue à l’état naturel. Les principaux gisements de saphir se trouvent dans le sud de l’Asie et l’est de l’Afrique.

Zenith a récemment réinterprété deux de ses calibres pour les exposer à travers la transparence d'un boîtier saphir. D'une part, la Defy Zero-G Sapphire, dont le cadran décentré est réalisé à la main dans une mosaïque de météorite, de verre aventurine et d'émail grand feu sur une base en or. D'autre part, la Defy 21 Double Tourbillon Sapphire, équipée de deux tourbillons indépendants.
Zenith a récemment réinterprété deux de ses calibres pour les exposer à travers la transparence d’un boîtier saphir. D’une part, la Defy Zero-G Sapphire, dont le cadran décentré est réalisé à la main dans une mosaïque de météorite, de verre aventurine et d’émail grand feu sur une base en or. D’autre part, la Defy 21 Double Tourbillon Sapphire, équipée de deux tourbillons indépendants.

Mais qu’on ne s’y trompe pas: l’horlogerie a essentiellement recours à du saphir de synthèse, produit dans la plupart des cas grâce à une méthode conçue en 1902 par Auguste Verneuil. Le procédé industriel «Verneuil» fait naître le saphir goutte à goutte à partir de poudre d’alumine mise en fusion par une flamme à l’hydrogène, à une température supérieure à 2’000 °C.

L’horlogerie a essentiellement recours à du saphir de synthèse, produit dans la plupart des cas grâce à une méthode conçue en 1902 par Auguste Verneuil.

En 2021, Jacob & Co. a lancé de modèles dans sa collection Twin Turbo Furious intégrant à la fois un boîtier en verre saphir entièrement transparent et une répétition minutes, une première.
En 2021, Jacob & Co. a lancé de modèles dans sa collection Twin Turbo Furious intégrant à la fois un boîtier en verre saphir entièrement transparent et une répétition minutes, une première.

Traitements de pointe

«Face à la concurrence asiatique, nos partenaires Timsaph et Sébal, tous deux implantés dans le Jura, ont lancé une production de saphir 100% suisse, ce qui nous permet de pouvoir compter sur une ressource locale pour affiner nos technologies», souligne Anthony Schwab. Sur la base de cette matière première, Econorm produit depuis 2018 des saphirs «fonctionnels» pour l’horlogerie bénéficiant de traitements de pointe: antireflets 2 faces, à filtre UV, achromatiques ou encore antistatiques et hydrophobes. Non traité, le saphir reflèterait beaucoup trop la lumière et le cadran ne serait pas bien visible.

 Le boîtier de la Big Bang Integral Tourbillon Full Sapphire de Hublot a été totalement revu. L'objectif: retirer la quasi-totalité des vis apparentes, revoir la géométrie générale du boîtier pour l'intégrer au bracelet en saphir et retravailler les ponts et les platines principales pour leur donner l'illusion d'être suspendus dans l'espace. Le bracelet représentait également un défi complexe: il comprend à lui seul 165 composants, dont 22 sont en saphir.
Le boîtier de la Big Bang Integral Tourbillon Full Sapphire de Hublot a été totalement revu. L’objectif: retirer la quasi-totalité des vis apparentes, revoir la géométrie générale du boîtier pour l’intégrer au bracelet en saphir et retravailler les ponts et les platines principales pour leur donner l’illusion d’être suspendus dans l’espace. Le bracelet représentait également un défi complexe: il comprend à lui seul 165 composants, dont 22 sont en saphir.

Le responsable précise: «Les saphirs fonctionnels sont conçus pour aider le porteur de la montre tout comme la manufacture qui la conçoit. Par exemple, l’ajout d’une fonction antistatique permettra d’éviter les poussières au montage et de préserver la bonne chronométrie de la montre face aux effets d’électricités statiques. La fonction filtre UV, quant à elle, permet de préserver les couleurs du cadran et garantit ainsi au client un produit fidèle à son choix. Elle évite aussi le vieillissement prématuré des huiles pour une montre squelette et donc un retour SAV à la manufacture.»

Un traitement anti-reflet double face du saphir est une étape clé pour garantir la performance visuelle et une haute résistance aux rayures.
Un traitement anti-reflet double face du saphir est une étape clé pour garantir la performance visuelle et une haute résistance aux rayures.

Outre les glaces, la société livre également des cadrans, des carrures et même des éléments du mouvement comme des roues dentées en saphir.

Les saphirs «fonctionnels» bénéficient de traitements de pointe: antireflets 2 faces, à filtre UV, achromatiques ou encore antistatiques et hydrophobes. Non traité, le saphir reflèterait beaucoup trop la lumière et le cadran ne serait pas bien visible.

En 2008, De Bethune a réalisé les premières aiguilles en saphir, cerclées de titane bleui, destinées à équiper la DB26QP. Sur la nouvelle Dream Watch 5, loin de se contenter de tailler le boîtier dans un seul bloc de saphir selon les méthodes traditionnelles, le maître-horloger Denis Flageollet s'est attaché à adapter le saphir au boîtier en titane de la montre. L'équipe a dû insérer pas moins de sept pièces de saphir différentes - chacune conçue avec des courbes et des proportions uniques - qui sont ensuite encastrées dans l'exosquelette en titane poli bleui.
En 2008, De Bethune a réalisé les premières aiguilles en saphir, cerclées de titane bleui, destinées à équiper la DB26QP. Sur la nouvelle Dream Watch 5, loin de se contenter de tailler le boîtier dans un seul bloc de saphir selon les méthodes traditionnelles, le maître-horloger Denis Flageollet s’est attaché à adapter le saphir au boîtier en titane de la montre. L’équipe a dû insérer pas moins de sept pièces de saphir différentes - chacune conçue avec des courbes et des proportions uniques - qui sont ensuite encastrées dans l’exosquelette en titane poli bleui.

Une question de prix

Pour sa R&D, Econorm collabore avec le Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa). Plus d’un million et demi de verres saphir sortent chaque année des ateliers de la société, à un prix unitaire allant de moins de dix francs à plusieurs milliers de francs selon la complexité de l’ouvrage (la société a par exemple travaillé sur le verre dôme de la Flying T, la première montre pour femmes de MB&F).

Le saphir est de plus en plus utilisé pour révéler les subtilités de mouvements mécaniques complexes. Le boîtier de l'Astronef de Louis Moinet est inhabituel: une construction en saphir montée sur un cadre en or 18K, des cornes et une carrure ajourées, un dôme en saphir avec anneau intérieur de lunette appliqué. Sa transparence permet aux observateurs d'admirer un mécanisme qui a nécessité plus de trois ans de recherche. Au total, six éléments distincts sont en mouvement: deux tourbillons satellites tournant autour du cadran, ainsi que leurs deux cages et leurs deux contrepoids.
Le saphir est de plus en plus utilisé pour révéler les subtilités de mouvements mécaniques complexes. Le boîtier de l’Astronef de Louis Moinet est inhabituel: une construction en saphir montée sur un cadre en or 18K, des cornes et une carrure ajourées, un dôme en saphir avec anneau intérieur de lunette appliqué. Sa transparence permet aux observateurs d’admirer un mécanisme qui a nécessité plus de trois ans de recherche. Au total, six éléments distincts sont en mouvement: deux tourbillons satellites tournant autour du cadran, ainsi que leurs deux cages et leurs deux contrepoids.

Le modèle Purnell Escape II Absolute Sapphire est le premier double tourbillon à trois axes au monde logé dans une boite entièrement en saphir avec des ponts de mouvement et un cadran en saphir.
Le modèle Purnell Escape II Absolute Sapphire est le premier double tourbillon à trois axes au monde logé dans une boite entièrement en saphir avec des ponts de mouvement et un cadran en saphir.

Son saphir fonctionnel n’est d’ailleurs pas réservé à l’horlogerie: comme nombre de sous-traitants suisses, l’entreprise de 60 collaborateurs travaille également pour le secteur médical et automobile et même le spatial.

La marque horlogère indépendante Artya a récemment introduit un concept de nano-saphir permettant de modifier la couleur du boîtier en saphir. Sur la Purity Tourbillon Chameleon, le boîtier passe d'un bleu profond à un vert translucide lorsqu'il est exposé à la lumière artificielle (6500K ou plus).
La marque horlogère indépendante Artya a récemment introduit un concept de nano-saphir permettant de modifier la couleur du boîtier en saphir. Sur la Purity Tourbillon Chameleon, le boîtier passe d’un bleu profond à un vert translucide lorsqu’il est exposé à la lumière artificielle (6500K ou plus).

Dans le prolongement des modèles Quasar Light et Quasar Azure, Girard- Perregaux a lancé un garde-temps logé dans un boîtier en saphir aux accents rouges, le modèle Quasar Infrared.
Dans le prolongement des modèles Quasar Light et Quasar Azure, Girard- Perregaux a lancé un garde-temps logé dans un boîtier en saphir aux accents rouges, le modèle Quasar Infrared.

«Aujourd’hui, la majorité des approvisionnements en verre saphir de l’horlogerie suisse provient d’Asie, relève encore Anthony Schwab. Nous avons espoir que cela change, peut-être avec la montée en gamme de l’horlogerie suisse et l’augmentation du prix moyen. La demande devrait croître pour notre verre saphir high-tech. Mais c’est dommage de devoir en passer par là, car parfois, ça se joue à une différence de deux francs pièce…»

«Aujourd’hui, la majorité des approvisionnements en verre saphir de l’horlogerie suisse provient d’Asie. Nous avons espoir que cela change, peut-être avec la montée en gamme de l’horlogerie suisse et l’augmentation du prix moyen.»