Essentiellement utilisée pour les montres sportives ou de plongée, afin de faciliter la lecture des indications du cadran en toutes circonstances, la luminescence horlogère a connu de multiples évolutions tant commerciales que techniques.
Inventé en 1888 par le physicien allemand Eilhard Wiedemann, le terme luminescence s’oppose à celui d’incandescence et désigne l’émission de lumière qui ne résulte pas de la chaleur. Cette lumière, qui diffère selon la nature du corps émetteur, trouve son origine dans le cœur d’atomes ou de molécules qui absorbent de l’énergie en provenance de l’environnement et la restituent sous forme lumineuse.
Lors de la réception de cette énergie, l’atome passe dans un état dit « excité » avant de revenir à son état initial en émettant un rayonnement électromagnétique, dans notre cas, de la lumière.
Au fil des années, la luminescence s’est frayée un chemin vers le monde de l’horlogerie, on parle alors de radio-luminescence. Cette nouvelle voie, produite par la désintégration radioactive d’un élément, représente alors l’association entre chimie et horlogerie et s’installe sur les premiers cadrans, permettant ainsi une lecture de l’heure dans le noir le plus obscur.
Le Radium et la naissance de la luminescence
À cette époque, la radio-luminescence comptait parmi ses composants un mélange de matériaux radioactifs. Parmi eux, le radium (Ra) – découvert par Pierre et Marie Curie en 1898 – permettait de diffuser, dans la plupart des cas, une lueur verdâtre donnant ainsi naissance aux premières montres lumineuses.
Malgré une efficacité hors norme, les effets néfastes de la radioactivité, présentant trop de risques liés à sa manipulation, ont eu raison de son utilisation. En 1963, suite à de nombreuses mesures et restrictions, l’interdiction du radium sera totale.
Luminescence : l’ère du tritium
C’est le tritium (3H ou Ta) qui prendra le relais. Ses radiations, ne dépassant pas le demi-centimètre dans l’air et pouvant être stoppées avec un simple papier de soie, lui donnent un avantage considérable. Mais bien que supposé être moins nocif pour la santé, cet élément, dont la courte demi-vie radioactive* entraîne une perte de brillance – incompatible avec la durée de vie d’une montre – sera lui aussi retiré du circuit.
Super-LumiNova®, la belle-de-nuit
Nous sommes au début des années 1990, figés dans un monde encore sous le choc de la catastrophe nucléaire de Tchernobyl, lorsque l’entreprise japonaise Nemoto vient bousculer les codes de l’horlogerie en développant le premier substitut non radioactif : le LumiNova®. Cette nouvelle technologie, aussi utilisée dans le domaine de la signalétique, est issue d’une céramique luminescente à base d’aluminate de strontium.
Le LumiNova® sera breveté en 1994 et une filiale, issue du japonais et du suisse, LumiNova® Switzerland, ouvrira son usine au Portugal.
En 2007, le Super-LumiNova® – produit en Suisse – devancera finalement le brevet initial et sera, à l’inverse de son prédécesseur, entièrement réservé aux horlogers. Contrairement aux éléments radioactifs qui étaient employés au cours du XXe siècle, le Super-LumiNova® regroupe un ensemble de pigments photoluminescents. Composés d’aluminate de strontium non radioactifs et non toxiques, ils offrent une brillance bien plus intense que ceux de la génération précédente.
Une fois soumises à une source ultra-violette, les propriétés phosphorescentes accumulent de la lumière qui sera restituée une fois dans l’obscurité. Cette luminosité dite prolongée, ne se dégrade pas dans le temps. Elle permet donc de lire l’heure par l’émission d’une couleur bleu-vert. Ce pigment phosphorescent, aujourd’hui disponible dans une large palette chromatique, a l’avantage de ne pas se dégrader dans le temps. Cela permet d’enchaîner les cycles de chargement. Enfin, bien que sa luminescence ne dure pas toute une nuit et malgré un coût onéreux, seulement quelques kilos par an suffisent à faire briller les cadrans du monde entier.