Dans le langage courant, dire que deux événements sont synchrones suffit. En haute horlogerie, l'isochronisme désigne une propriété bien plus exigeante : la capacité d'un oscillateur (pendule ou couple balancier-spiral) à accomplir ses oscillations dans une durée rigoureusement constante, quelle que soit leur amplitude.
Le mot dérive du grec ancien isos (« égal ») et khronos (« temps »). Selon le récit de son élève Vincenzo Viviani, c'est en observant en 1583 une lampe se balancer dans la cathédrale de Pise que Galilée aurait pressenti que de grands ou de petits arcs de cercle semblent parcourus dans un même intervalle de temps.
Pourtant, dans la réalité physique d'une montre mécanique, l'isochronisme parfait n'existe pas.
Au fur et à mesure que le ressort de barillet se détend (voir le Module : Barillet & Réserve de marche), la force motrice délivrée à l'échappement faiblit, et l'amplitude du balancier chute (passant par exemple de 300° à 220°). Si le système n'est pas rigoureusement isochrone, ce changement d'amplitude modifie la période de l'oscillation : la montre se met à avancer ou retarder en fin de réserve de marche.
Plusieurs perturbations physiques s'opposent à cet idéal :
- La résistance de l'air, qui varie selon la vitesse du balancier.
- Le frottement interne des spires de métal et l'adhérence du spiral sur ses points de fixation.
- L'influence des frottements des pivots dans les contre-pivots selon les positions (horizontales ou verticales).
Pour dompter ce défaut, Abraham-Louis Breguet a imaginé sa fameuse courbe terminale (rehaussant la dernière spire du spiral pour forcer un développement concentrique). Plus tard, les physiciens Edouard Phillips et Charles-Edouard Guillaume ont affiné les calculs mathématiques et la métallurgie pour neutraliser les dérives thermiques et élastiques (étudié en détail dans le Module : Organe Régulateur & Balancier-Spiral).
Rechercher l'isochronisme, c'est toute la noblesse du régleur : faire en sorte que le temps mesuré reste insensible aux caprices de l'énergie restante.