EPFL: vers des mécanismes horlogers en diamant

Cette roue d'échappement fabriquée en diamant de synthèse a un diamètre de trois millimètres. Keystone/Alain Herzog/FNS sda-ats

(Keystone-ATS) Des chercheurs de l’EPFL ont fait évoluer une technique de gravure de matériaux afin de façonner des systèmes mécaniques en diamant synthétique pour l’horlogerie. Ils ont notamment fabriqué un minuscule rouage horloger.

Dur, élastique, très bon conducteur de chaleur et d’une grande transparence, le diamant trouve de nombreuses utilisations mécaniques et optiques, a indiqué lundi le Fonds national suisse (FNS) dans un communiqué.

Toutefois, le façonner en des formes complexes avec une précision de l’ordre du micromètre (millième de millimètre) reste très difficile. Un procédé développé par l’équipe de Niels Quack, professeur boursier du FNS à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), a permis de sculpter un diamant monocristallin synthétique en un système micromécanique horloger: une roue d’échappement de trois millimètres de diamètre accompagnée de son ancre.

L’équipe lausannoise a amélioré une technique appelée « gravure ionique réactive », employée à large échelle par l’industrie des puces électroniques. Elle a pu ainsi tailler dans un diamant de synthèse des formes tridimensionnelles d’une épaisseur de 0,15 millimètre. Jusqu’à présent, cette technique ne pouvait créer que des structures de 0,05 millimètre d’épaisseur.

Standards horlogers

« Nous nous approchons ainsi des standards de l’industrie horlogère, soit une épaisseur d’environ 0,2 mm », explique Niels Quack dans le communiqué.

« Notre technique intéresse l’industrie, et nous sommes en discussion avec une entreprise horlogère helvétique. Nous pensons que le diamant offre une friction réduite, ce qui augmenterait la réserve de marche, à savoir la durée de fonctionnement avant que la montre ne doive être remontée. Il s’agit encore d’une hypothèse, qu’il faudra tester », note le spécialiste.

Autres avantages du diamant pour le milieu horloger: un matériau noble, translucide et susceptible d’être coloré, ainsi que non magnétique, une propriété appréciée. Bénéficiant d’un soutien d’Innosuisse, l’équipe va poursuivre sa collaboration avec le producteur de diamants de synthèse Lake Diamond à Yverdon-les-Bains (VD), avec lequel elle a déposé un brevet.

Dans un second projet, les scientifiques poursuivent l’élaboration de pièces optiques en diamant ultra-pur, telles que des lentilles laissant passer les infra-rouges utilisées dans l’imagerie thermale, ainsi que des composants pour des lasers de découpe industriels. Ces travaux ont également bénéficié du soutien de la Fondation Gebert Rüf.