L'histoire des phares, de l'antiquité à Fresnel

Les premiers navigateurs, peut-être même avant l’apparition d’Homo Sapiens, utilisaient pour se repérer des amers, c’est-à-dire des points caractéristiques de la côte.

Les premiers amers étaient naturels : des promontoires, des collines, des montagnes. Puis l’homme a commencé à construire des bâtiments, très souvent des lieux de culte – temples antiques, chapelles. Parfois, des feux étaient entretenus pour les divinités, ce qui permettait aux navigateurs d'avoir des repères aussi la nuit.

La sécurité des navigateurs est tributaire de l’existence d’un amer, naturel ou artificiel. C’est la hauteur de l’amer, qu'on ne maîtrise pas toujours, qui fixe la portée du signal.

Le temple de Poséidon, au cap Sounion en Grèce, était un amer très pratique dans l’antiquité. Comme il était éclairé par des feux, il pouvait aussi servir la nuit.

Les premiers phares

Au cours du premier millénaire av. J.-C., on voit apparaître des constructions pouvant accueillir des feux, et dédiées à la navigation : ce sont les phares. Le plus ancien connu et avéré est celui installé sur l’île de Pharos, à Alexandrie.

Les premiers phares semblent être apparus vers le Ve s. av. J.-C., en Grèce. C’était de simples tours surmontées d’un feu. Le phare d’Alexandrie, construit vers 280 av. J.-C., est le premier phare monumental. Construit sur l’île de Pharos, située à l’époque à 1 km au large d’Alexandrie, en Égypte, il était classé parmi les sept merveilles du monde. Son nom est l’origine du mot « phare ». Jusqu’au XVIIIe s., les phares évoluent peu. On utilise comme combustible du bois, du charbon, des bougies ou des lampes à huile.

Un feu émet beaucoup de fumée. La suie se dépose partout autour du feu : impossible de protéger le feu par des vitres ou d'y adjoindre des optiques.

Le phare d’Alexandrie faisait 135 m de haut et était visible à 50 km. Il était sur l'île de Pharos, à l'origine du mot « Phare »

Les premiers phares sans fumée

En 1782, le physicien suisse Ami Argand invente la lampe d’Argand, aussi appelée quinquet, 6 à 10 fois plus lumineuse que les lampes à huile précédentes, et qui n’émet pratiquement pas de fumée.

On a toujours cherché à réduire la consommation des phares, pour faciliter le stockage du combustible et l’entretien du feu. Certains phares pouvaient brûler plus d’une tonne de charbon par nuit, et l’entretien des mèches des lampes à huile nécessitait parfois la présence de plusieurs gardiens. Le quinquet résout ces problèmes, et permet aussi de protéger les feux avec des vitres, sans qu’elles se couvrent trop rapidement de suie.

Le phare émet de la lumière dans toutes les directions, y compris vers le ciel et vers le pied du phare, où elle ne sert à rien. L'idéal serait de récupérer la lumière perdue pour la renvoyer dans la bonne direction, ce qu'on ne sait pas encore faire.

Le quinquet, ou lampe d'Argand, a trouvé de très nombreuses applications, y compris comme éclairage domestique.

Les premières optiques

Dès les premiers phares, on tente de concentrer l’énergie lumineuse là où elle est utile, c’est-à-dire le plus loin possible au large. On utilise pour cela des miroirs plans et, dès 1780, des miroirs paraboliques, plus efficaces.

Le phare d’Alexandrie était déjà équipé d’un miroir plan, pour réfléchir la lumière du soleil dans la journée, et celle du feu la nuit. Ces miroirs se couvraient rapidement de suie, et il fallait donc les nettoyer souvent. Grâce au quinquet, ce problème disparaît, et des réseaux de miroirs plans ou paraboliques sont positionnés de façon à augmenter la portée du phare. Comme les miroirs occultent une partie de la lumière, c’est aussi l’avènement des phares tournants.

Les miroirs renvoient la lumière au mieux vers la moitié de l'horizon, et ils ne concentrent aussi au mieux que la moitié de la lumière émise par le feu.

Le phare d'Old Hunstanton, dans le comté du Norfolk en Angleterre, est réputé avoir accueilli le premier miroir parabolique, en 1776.

Les phares juste avant Fresnel

Début 1819, alors que le commerce maritime explose, la France a pris un retard considérable dans l'aménagement de ses phares.

Les plaintes des navigateurs sur l'insuffisance et l'imperfection de notre éclairage maritime étaient incessantes, et, dans un mémoire transmis, vers la fin d'avril 1819, par le ministère de la marine à celui de l'intérieur, on signalait nos principaux phares de la Manche comme très-inférieurs en portée aux phares de même ordre de la côte d'Angleterre .

C'est alors qu'entre en scène Augustion Fresnel. La suite relève de son histoire.

Faire connaissance
avec Augustin Fresnel