L'horloge parfaite de Féodosiy Fedchenko

Féodosiy Mikhailovich Fedchenko est né 16 avril 1911, dans une famille de paysans pauvres du village de Bobrovitsa (province de Kiev).
avait été diplômé d'une école rurale de sept ans et d'un collège d'agriculture. Il a ensuite travaillé comme enseignant au primaire. En 1930, il entre à la faculté de physique et de mathématiques de l'Institut pédagogique de Krivoy Rog et en sort diplômé en 1934. De 1934 à 1940, il enseigne la physique et les mathématiques dans le village de Medvedovka, dans la région de Kiev.
Pendant la guerre, de 1941 à 1945, il a servi dans une unité de char en tant que mécanicien d'instruments de précision. Il servira en Russie, Roumanie, Hongrie, Tchécoslovaquie, et même en Chine. Il recevra cinq décorations: "Pour la prise de Budapest", "Pour la libération de Vienne", "Pour la libération de Prague", "Pour la victoire sur l'Allemagne", "Pour la victoire sur le Japon".
En 1946, il fut envoyé travailler à l'Institut national des mesures et des instruments de mesure de Kharkov en tant que chercheur au laboratoire d'électrophysique.
En 1949, il passe au Laboratoire du temps en tant qu'ingénieur.
C'est là qu'il a travailler sur ce qui sera la grande oeuvre de sa vie: la possibilité d'augmenter la précision de l'horloge avec un pendule libre en application des théories d'Huygens.



C'est entre 1658 et 1659, que le grand Huygens a développé l'idée de réguler des horloges au moyen d'un pendule, afin de rendre la mesure du temps plus précise. Il découvre la formule de l'isochronisme rigoureux en décembre 1659 : lorsque l'extrémité du pendule parcourt un arc de cycloïde, la période d'oscillation est constante quelle que soit l'amplitude. Les bases sont jetées pour l'horloge "parfaite".


Le Horologium oscillatorium sive de motu pendulorum, publié en 1673 par Huygens

Fedchenko voulait réaliser le rêve de Huygens et créer un pendule isochrone. Pour cela, il va suspendre le pendule sur trois ressorts: deux longs sur les côtés et un court au milieu.
Cela semble simple, mais il a fallu des milliers d'essais (avec des ressorts épais et fins, longs et courts, plats et à section variable) et cinq longues années de travail patient et minutieux pour trouver la solution.
Fedchenko était confronté au scepticisme de plus en plus marqué de ses collègues quand survint un heureux accident: en raison d'un défaut de serrage de plusieurs vis, la suspension s'est comportée de telle sorte que le pendule a commencé à effectuer des oscillations isochrones.
Fedchenko avait enfin résolu le problème de Huygens avec un dispositif tel que, lorsque l'amplitude de l'oscillation change, la période est restée inchangée.
La suspension à trois ressorts du pendule valu à Fedchenbko, le 18 mars 1955, le brevet d'inventeur n° 100085.

1957 est une année importante dans la vie de F.M. Fedchenko.
D'abord il a finalement reçu le certificat de l'auteur pour l'invention d'une horloge astronomique électromécanique (brevet n °104293)
Ensuite le jeune et prometteur scientifique est transféré à l'Institut de Recherches Scientifiques de Toute-l'Union [soviétique] de Mesures Physicotechniques et Radiotechniques" (Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений, ВНИИФТРИ).

Cet institut était tout récent. Sa création remonte au 18 février 1955, mais le projet remontait  au 5 septembre 1938.
Ce jour là, le Conseil des commissaires du peuple de l'URSS adopta une résolution sur la rationalisation des installations de mesure en URSS, conformément à laquelle le Comité des Mesures et des Instruments de Mesure fut formé sous la direction du Conseil des commissaires du peuple de l'URSS.
Un comité a été chargé d'élaborer une mission de conception en vue de la construction à Moscou d'un l'Institut central de recherche en mesures.
En mai 1941, une mission de conception pour la construction de l'institut fut élaborée, les conditions de financement et de construction furent déterminées, et il fut décider d'installer l'Institut dans une ville nouvelle consacrée aux sciences à édifier dans la région de Moscou nommé d'après le savant Mendeléev. C'est là qu'ont été transportées en 1941, alors que les hitlériens marchaient sur Moscou, les horloges à pendule les plus précises de l'observatoire astronomique de Pulkovo.
Après son achèvement, en août 1946, le Conseil des ministres de l'URSS a chargé le Comité des mesures et des instruments de mesure à entamer la construction de l'Institut central de recherche sur les mesures physiques et techniques ((ЦНИИФТИ). Sont alors nées les institutions qui allaient ensuite constituer le ВНИИФТРИ: le Bureau central de recherche scientifique du temps (ЦНИБ, , 1947) et l'Institut central de recherche sur les mesures radio ЦНИИР, 1953). C'est sur leur base que le 18 février 1955, par ordre du vice-président du Conseil des ministres de l'URSS V.A.Malyshev, le ВНИИФТРИ a été constitué.


Le ВНИИФТРИ, à Mendéléev

C'est au ВНИИФТРИ, un institution qui très vite allait avoir une renommée mondiale, qu'une horloge atomique au césium servait d'étalon de temps et de fréquence pour toute l'URSS.
Fadchenko y poursuivi ses travaux pour améliorer les chronomètres pendulaires.
Deux ans plus tard, en 1959, il reçoit reçu un brevet pour l'invention d'un nouveau type d'horloge astronomique à pendule (brevet n°13201).
C'est ainsi qu'est née l'horloge AChF-1, puis l'AChF-2, et enfin, le 22 novembre 1962, le nom AChF-3 est apparu pour la première fois dans les documents officiels.
Le brevet n°32770 entérine l'"Etude de l'influence séparée d'une suspension isochronisante et d'un mécanisme à impulsions sur l'horloge АЧФ-3.
Il avait créé non seulement un chronométreur à pendule parfait, l'horloge la plus précise du monde, mais aussi un indicateur de temps - un nouveau type d'horloge secondaire avec une ancre symétrique.
Par décision du Conseil de l'Institut panrusse de Recherche en Mesures Mendeleev du 24 novembre 1966 Fedchenko reçu le diplôme de candidat en sciences techniques.
À la fin des années 1960, le ВНИИФТРИ a commencé à produire la série d'horloges à pendule АЧФ-3.

Une АЧФ-3


Ces horloges régulatrices "astronomiques" possèdent un pendule de type Shortt d'un mètre, battant la seconde, recevant des impulsions d'un circuit électronique.
Elles comportent des systèmes assurant une pression et une température constantes et la fameuse suspension isochrone.  
Le pendule à impulsion électronique oscille avec une période de 2 secondes à l'intérieur d'une cloche en verre épais contenant un vide presque total.
Afin de ne pas perturber la marche de l'horloge, les heures, minutes et secondes sont indiquées sur un cadran secondaire indépendant.
Les battements du pendule sont envoyés via un fil électrique à une horloge secondaires montée sur le cadre contenant le mécanisme d'horloge-mère.

Les horloges АЧФ-3 sont fiables, elles n'ont pas besoin d'être souvent vérifiées et elles garantissent une précision d'environ 0,002 seconde par jour (soit ± 1 seconde sur 15 ans).
Leur précision était telle qu'elles pouvaient servir de gravimètre et de sismomètre!
Fedchenko a reçu la médaille d'or de l'exposition des réalisations économiques en 1962 et 1965, l'Ordre de l'insigne d'honneur en 1967, la médaille d'argent de l'exposition des réalisations économiques pour 1976.
Les horloges АЧФ-3 eurent rapidement une renommée mondiale et furent exposées dans diverses expositions internationales.
Les brevets de Fedchenko a été racheté par les principaux pays du monde: Grande-Bretagne, USA, Japon, Suisse, Allemagne.
L'heure affichée à la télévision soviétique était commandée par une АЧФ-3.
On espérait que ces horloges pourraient être utilisées dans les coins les plus inhospitaliers et les plus reculés de l'URSS.
Mais seulement une cinquantaine de ces horloges ont été produites dans diverses configurations de la fin des années 1960 au milieu des années 1970: la technologie du quartz allait devenir une alternative moins coûteuse.

F. Gordon présentait dans sa collection une horloge-secondaire.
Ce cadran de cette horloge est signé "Étalon" (эталон).

Ce qui est curieux, c'est qu'elle est marquée "Léningrad", ce qui semblerait que sa fabrication ait été faite dans cette ville.
En outre ce cadran ne ressemble pas aux cadran des Fedchenko connues.
Y aurait-il eu une erreur de la part de F. Gordon?
Quoiqu'il en soit, la qualité de sa construction est exceptionnelle: elle est faite de laiton lourd et assemblé avec des vis bleuies.
Elle a un cadran en métal magnifiquement gravé et est protégé par une face en verre biseauté épais.
Elle mesure 35 cm de diamètre et pèse 9 kg.
C'est un régulateur, avec des cadrans séparés pour les heures, les minutes et les secondes.
C'est le seul régulateur authentique de toute sorte de fabrication soviétique.

Et voilà ce que j'ai pu trouver sur la fantastique horloges АЧФ-3 de Fedchenko, qui est mort 14 octobre 1989, à Mendeléev.

Sources:
https://polymus.ru/ru/persons/fedchenko-feodosiy
http://216.92.63.125/hsn2006/pendulum-tides-ch5.pdf
http://www.mathnet.ru/org2101

Cette horloge secondaire de F. Gordon sollicite ma curiosité.
Alors j'ai un peu creusé et voilà où j'en suis:

L'organisme qui chapeautait les références et systèmes de mesures en URSS était (et est encore) le VNIIM (Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии, ВНИИМ).
Son centre principal était à Léningrad où il employait, en 1940, 600 personnes dont 200 chercheurs, répartis en 25 départements et laboratoires de recherche, une Direction des Mesures et Instruments de Mesure de Leningrad et la Fabrique Expérimentale "Etalon" - celle-ci étant par ailleurs liée à Fabrique "Tsentrorempribor" (завод "Центроремприбор").
Deux autres grands centres existaient alors hors de Léningrad: l'Institut d'État des poids et mesures de Moscou et l'Institut d'État des poids et mesures de Kharkov. S'ajoutaient divers établissements d'étalonnage dépendants du VNIIM.
Le VNIIM lui-même dépendait du Conseil des commissaires du peuple de l'URSS.



Une balance produite en 1948 par la Fabrique Expériemntale "Étalon" en 1948

Pendant la guerre, des laboratoires et les étalons d'État ont été évacués de Léningrad et de grands centres de mesures et d'étalonnage ont été créés à Barnaul, Sverdlovsk, Novossibirsk, Tomsk, Kazan, Kirov. A Sverdlovsk, les travailleurs du VNIIM calibraient et testaient une large gamme d'instruments de mesure dans les usines de défense de l'Oural (dynamomètres, etc.). En 1942, le centre de Sverdlovsk du VNIIM est créée.
Les travailleurs du VNIIM restés à Leningrad assiégée ont apporté toute l'aide possible au front. Les recherches scientifiques étaient principalement de nature appliquée et visaient à développer de nouvelles méthodes et instruments de mesure utilisés dans l'aviation, l'artillerie et la marine.
L'horloge de référence du VNIIM a servi de source de l'heure exacte pour le Leningrad assiégé L'horloge de référence a été utilisée pour comparer les horloges mécaniques quotidiennes, installées en 1905 sur la tour d'un des bâtiments de l'institut. Pendant les années du siège, c'était la seule horloge de la tour à fonctionner dans la ville. Ils sont devenus un symbole de vie pour les citadins.
Des sources autonomes de signaux horaires précis avec encodeurs pour navires de guerre et navires civils, développées par les employés de ce laboratoire et fabriquées par les mécaniciens de la Fabrique "Étalon" ont été installées en septembre 1941 à Cronstadt, et au début de 1942 à Mourmansk.
En 1942, un laboratoire spécial a été organisé au VNIIM a conçu un dispositif pour détecter l'emplacement et la nature des dommages au câblage électrique dans les chars, les avions, les sous-marins, un appareil de communication téléphonique avec des transmissions cryptées sur le terrain, des équipements pour bloquer les champs de mines pour renforcer la défense antichar de la ville; des recherches sur les systèmes de référencement automatique ont été menées.

Bref, il est tout à fait logique que la Fabrique Expérimentale de Leningrad "Étalon " (Петрозаводский производственный участок Ленинградского экспериментального завода «Эталон»), comme unité de production du VNII, ai assuré la production en série des horloges de Fedchenko.

Le logo de la Fabrique "Étalon" à l'époque soviétique

La fabrique existe entre sous ce nom.
Elle continue à produire, entretenir, calibrer, ajuster et réparer des instruments de mesures.
Le nouveau logo de la fabrique:




http://poz-etalon.ru/o-kompanii/

De lien en lien, j'arrive sur une belle histoire du VNIIM (https://www.vniim.ru/history.html)
Le VNIIM est donc de l'Institut qui chapêautait à la fois l'institut où Fedchenbko a conçu son horloge et la fabrique où elle a été produite.

On fait remonter l'origine du VNIIM au 16 juin 1842, lorsque le premier institut de mesures de Russie a été fondée à Saint-Pétersbourg par le décret de Nicolas Ier: Le "Dépôt des Poids et Mesures étalons". Il a établi un système unique d'unités, obligatoire pour une utilisation dans toutes les parties de l'Empire russe à partir du 1er janvier 1845. Le dépôt était situé sur le territoire de la forteresse Pierre et Paul de 1842 à 1880. Les tâches du dépôt comprenaient le stockage des mesures et poids standard russes (normes), la fabrication et la vérification de mesures exemplaires et les études de mesures. Un bâtiment spécial a ensuite été construit pour le Dépôt en 1879 sur l'avenue Zabalkansky 19 (maintenant l'avenue Moskovsky 19).




Le 8 (20) juin 1893, à l'initiative grand scientifique russe D.I. Mendeléev, le Dépôt est transformé en Chambre Principale des Poids et Mesures qui reviendra une référence nationale et internationale, comprenant des étalons de masse, longueur, température, pression, temps, unités électriques, etc.
Dès les premiers jours de la révolution, la Chambre principale était subordonnée au Commissariat du Peuple au Commerce et à l'Industrie, et par décret du Conseil des Commissaires du Peuple de la RSFSR du 19 octobre 1920, elle a été transférée au Service Scientifique et Technique du Conseil suprême de l'économie nationale.
En 1922, un nouveau règlement sur la Chambre principale a été adopté, selon lequel il a été divisé en deux instituts distincts sous une direction unique, un pour les mesures et un pour l'étalonnage.
En 1931, la Chambre principale a été rebaptisé Institut de recherche scientifique de Toute-l'Union [soviétique] en Mesures et Normes (Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии и стандартизации, ВИМС), le VIMS.


Le VIMS au début des années '30

En 1934, le VIMS a été transformé en Institut de recherche scientifique de toute l'Union en métrologie (VNIIM).
Dans les années d'avant-guerre, le VNIIM a mené un travail scientifique, qui a eu une grande influence sur la formation et le développement de nouvelles industries.
Ce sont des études pour déterminer le compteur en longueurs d'onde lumineuses, la création de normes pour les unités magnétiques et lumineuses, le développement d'un ensemble d'équipements de contrôle des manomètres, etc.
En 1935, la Fabrique Expérimentale «Etalon» est organisée sur la base des ateliers mécaniques du VNIIM.
Au cours de la guerre, une partie du personnel de l'Institut et un certain nombre d'étalons étatiques ont été évacués vers Sverdlovsk.
Les activités des laboratoires restés à Leningrad (électrique, jauge, radiologique, chimique, etc.) visaient à satisfaire les commandes du front et de l'industrie de la défense.
Le service du temps de l'institut et la norme du temps n'ont pas cessé de fonctionner même pendant le blocus de la ville.

Le 10 janvier 1945, VNIIM reçoit le nom du fondateur de la métrologie scientifique D.I. Mendeléev.
Dans les années d'après-guerre, les orientations traditionnelles des travaux de l'Institut ont été considérablement élargies et complétées par des orientations fondamentalement nouvelles pour la métrologie: mesure des constantes physiques, caractéristiques des processus thermiques, paramètres des champs physiques, mesures hydrophysiques.
En 1971, VNIIM a reçu l'Ordre du Drapeau Rouge du Travail.
Une étape importante dans l'histoire de l'institut a été la création en 1977 sur la base d'une association de recherche et de production (NPO «VNIIM nommé d'après DI Mendeleev»).


Le VNIIM aujourd'hui

Après l'effondrement de l'URSS, l'institut est devenu "Institut Panrusse de Recherche Scientifique en Mesures nommé d'après D.I. Mendeleev". Depuis 1994, l'institut a le statut de centre scientifique d'État.

Merci pour tes recherches que je lis souvent, mais que je commente peu... une vraie mine d'infos...