La présente invention se rapporte au domaine technique de l'horlogerie. Plus particulièrement, elle se rapporte à une montre de type squelette comprenant une cellule solaire. Par montre squelette on entend une montre comportant un mouvement dans lequel certaines parties typiquement son cadran, sa platine et/ou ses ponts sont ajourés dans le but de rendre visibles des organes du mouvement par le porteur de la montre.

C'est une pratique courante de munir les montres d'une cellule solaire afin d'alimenter en énergie le mouvement électronique. La cellule solaire est généralement disposée sur le pourtour du cadran en dessous de la glace ou peut remplacer le cadran pour absorber un maximum de lumière. Il existe également des alternatives comme dans les documents US 8,693,290 et EP 2 796 946 où la cellule solaire est positionnée sous le cadran qui est réalisé avec une résine transparente ou translucide.

Dans ces configurations, le mouvement de la montre est occulté par le cadran ou par la cellule solaire, ce qui n'est pas compatible avec les montres dites squelettes, ces dernières ne comprenant généralement pas de cadran plein et laissant voir tout ou partie des organes dont elles sont constituées. En effet, dans ce cas, maintenir les organes visibles est peu compatible avec l'agencement d'une cellule solaire qui elle aussi doit être visible pour absorber la lumière et générer suffisamment d'énergie pour alimenter en énergie un mouvement à quartz.

La présente invention a pour objet d'intégrer une cellule photovoltaïque dans une montre type squelette, tout en maintenant une surface exposée suffisante pour alimenter en énergie un mouvement horloger à quartz ou une fonction électronique additionnelle dans le cas d'un mouvement horloger mécanique.

A cette fin, une montre squelette selon la revendication 1 annexée est proposée et des formes d'exécution particulières sont reprises dans les revendications dépendantes.

Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous faisant référence aux figures suivantes.

• Les figures 1 et 2 représentent respectivement une vue du dessus et une vue en coupe de la montre squelette munie d'une cellule solaire selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Selon ce premier mode de réalisation, la cellule est placée entre le fond et les organes du mouvement.
• Les figures 3 et 4 représentent respectivement une vue du dessus et une vue éclatée de la montre squelette munie d'une cellule solaire selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention. Selon ce second mode de réalisation, la cellule est placée sur des organes visibles à travers la glace et, plus précisément, sur un pont à la figure 3 et sur un circuit intégré à la figure 4.

La présente invention se rapporte à une montre du type squelette pourvue d'au moins une cellule photovoltaïque, qu'on appellera aussi cellule solaire ou simplement cellule dans le cadre de ce document.

Les figures 1 à 4 représentent une montre squelette 1 qui, de manière classique, comporte un boîtier formé de la carrure 2, de la glace 3 et du fond 4. La glace est fixée sur la carrure 2 de manière classique à l'aide d'une lunette L. Dans l'exemple illustré, le boîtier abrite l'ensemble des organes d'un mouvement à quartz 5 (figure 4) classique. On peut voir sur les figures notamment une platine P comportant plusieurs ajourages A₁, A₂, A₃, A₄, A₅, A₆, A₇ et A₈, un moteur électrique M, un rouage R et un circuit intégré 6. Les organes sont disposés entre le fond 4 et la glace 3 et visibles en tout ou partie à travers la glace. Dans cet exemple, le mouvement 5 est maintenu dans la carrure 2 à l'aide d'un rehaut 9 formant également le cercle d'encageage. Selon une variante non représentée le mouvement 5 peut être un mouvement horloger mécanique.

L'originalité de la montre squelette réside dans l'ajout d'une cellule solaire et dans son positionnement au sein du boîtier.

Selon un premier mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, la cellule photovoltaïque 7 est disposée sur le fond 4 de la montre entre ce dernier et le mouvement 5. La lumière traverse la glace 3 et atteint la cellule 7 au travers des ajourages A₁, A₂, A₃, A₄, A₅, A₆, A₇ et A₈ formés entre les organes du mouvement et notamment dans la platine P. Ces organes du mouvement occultent une surface comprise entre 65 et 90% de la surface du fond 4. Cela signifie que les ajourages A₁, A₂, A₃, A₄, A₅, A₆, A₇ et A₈ représentent entre 10 et 35% de cette surface. A titre d'exemple, pour une montre ayant une carrure à cavité circulaire de 2.9 cm de diamètre, soit une surface de fond de l'ordre de 660 mm², la surface des ajourages est de l'ordre de 146 mm², soit 22% de la surface de fond. Avec une telle surface effective éclairée, la puissance collectée par la cellule est équivalente à celle collectée par une cellule de 2.9 cm de diamètre placée sous un cadran ayant une transmission de 22%. La puissance ainsi récoltée par exemple par une cellule solaire en silicium amorphe réalisée par dépositions physiques et chimiques (PVD, CVD) sur substrats rigides ou flexibles est en moyenne de 4.4µW sur une année. Cette puissance est nettement supérieure à la consommation d'un mouvement à quartz à 2 aiguilles qui est typiquement de 0.3µW. Il est à noter que, selon les besoins, il est possible d'augmenter la surface effective éclairée en réalisant certains éléments du mouvement tels que les ponts et rouages en matière transparente ou translucide. Il est ainsi possible d'augmenter la surface effective éclairée jusqu'à 35% correspondant à une puissance moyenne annuelle collectée de 7µW. D'autres technologies de cellules solaires peuvent être utilisées comme par exemple des cellules utilisant: le silicium cristallin, le silicium à hétérojonctions, le CuInGaSe, le CuInSe, le CdTe, l'AsGa, ou encore des matériaux organiques. La technologie AsGa par exemple pourrait fournir pour les mêmes 146mm² de surface exposée une puissance moyenne annuelle de 16.8µW. De plus, on notera que les cellules solaires peuvent être recouvertes de couches additionnelles, par exemple une couche de décor d'un matériau semi transparent pour leur conférer une esthétique particulière pouvant s'accorder aux pièces du mouvement comme, par exemple, un aspect doré. La perte de transmission résultant de l'addition de ces couches pourrait être compensée par une technologie de cellules solaires à plus haut rendement typiquement en utilisant des cellules solaires à base de CuInGaSe ou de AsGa.

De préférence, une seule cellule solaire est disposée sur le fond 4 et couvre l'ensemble du fond ou une partie particulièrement bien éclairée du fond. Il est cependant également envisageable de placer plusieurs cellules individuelles connectées entre elles sur le fond 4 avec chacune des cellules agencée en regard d'un ajourage. Dans le cas où les cellules sont connectées en série pour obtenir une tension de sortie plus élevée, il est préférable que la surface de chacune des cellules soit similaire pour éviter une limitation du courant imposée par la cellule ayant la surface exposée la plus petite. En connectant les cellules en parallèle, on évite la limitation de courant due à la surface mais la tension de sortie est plus faible. La connexion électrique des fils est réalisée par exemple par brasage avec un alliage approprié (étain ou autre), par thermo compression, assistée ou non, ou par ultrasons.

Selon un second mode de réalisation illustré aux figures 3 et 4, une cellule photovoltaïque 7 est placée sur un organe exposé à la vue, entre ce dernier et la glace 3. De cette manière, la lumière traverse la glace et atteint directement la cellule photovoltaïque 7. La cellule est préférentiellement placée sur un organe fixe du mouvement pour maintenir visibles au moins partiellement les organes mobiles qui font l'attrait de la montre squelette. Par exemple, la cellule 7 peut être placée sur un pont 8 comme montré à la figure 3. Elle peut également être placée sur le circuit intégré 6 du mouvement à quartz, comme montré à la figure 4, ou de la fonction électronique à alimenter dans le cas d'une variante non représentée d'un mouvement mécanique équipé d'un module électronique complémentaire. Dans une variante la cellule 7 peut être placée alternativement ou aussi sur le circuit imprimé CI portant le circuit intégré 6. Une cellule peut être à cheval sur plusieurs organes ou plusieurs cellules peuvent être disposées sur les organes à condition que chaque cellule ait une surface exposée similaire pour à nouveau éviter la limitation de courant imposée par la plus petite cellule. Dans ce mode de réalisation, on vise une surface effective éclairée comprise entre 8 et 27 % de la surface totale visible à travers la glace, soit une puissance moyenne récoltée par année comprise entre 1.6 et 5.4 µW pour du silicium amorphe et entre 6.1 et 20.6 µW pour de l'AsGa.

La présente invention n'exclut pas que les deux modes de réalisation soient combinés, c.à.d. que des cellules soient positionnées sur le fond et sur des organes visibles à travers la glace.

L'assemblage de la cellule au boîtier peut s'effectuer de manière très simple sans devoir réaliser une structure portant la cellule. Par exemple, la cellule 7 peut être collée ou clipsée sur le fond 4 ou sur un organe suivant le mode de réalisation choisi. Il n'est pas nécessaire de ménager un logement spécifique qui modifierait les opérations d'étampage lors de la fabrication du boîtier. Au besoin, il suffit de surélever le mouvement 5 de l'épaisseur de la cellule dans le cas où la cellule est positionnée sur le fond du boîtier. Ce type de montage permet en outre de mieux protéger la cellule qui selon la technologie photovoltaïque choisie peut être intrinsèquement fragile comme, par exemple, dans le cas d'un substrat en verre.

Pour stocker l'énergie électrique produite, le circuit intégré est de préférence associé à un condensateur de stockage ou une batterie rechargeable (non représenté). La connexion électrique entre la ou les cellule(s) et le circuit imprimé peut être réalisée par deux fils ou par des contacts ressorts disposés sous la carte de circuit imprimé CI portant notamment le circuit intégré et le condensateur.

L'énergie électrique produite sert à alimenter le mouvement à quartz ou une fonction additionnelle sur une montre mécanique, par exemple, une fonction d'illumination.