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 des mesures et des instruments de mesure de Kharkov, un institut dépendant de l’Institut de Recherches sur les Mesurespour Toute-l’Union [soviétique], le VNIIM (Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии, ВНИИМ). 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 ».

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 », le VNIIFTRI (Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений, ВНИИФТРИ), un autre institut, récemment créé, dépendant du VNIIM.

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.
Fedchenko 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 VNIIM a commencé à produire la série d’horloges à pendule 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 porte la marque de la Fabrique Expérimentale « Étalon » (эталон) de Léningrad, qui se chargeait des productions des divers instituts relevant du VNIIM.

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.

Féodosyi Fedchenko est mort 14 octobre 1989, à Mendeléev.

Voir l’article sur le VNIIM, le VNIIFTRI et la Fabrique Expérimentale « Étalon » de Léningrad

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