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Les phares, comment ça marche ?

Malgré l'évolution des technologies : radiophares, radars, GPS..., les phares restent les éclaireurs de nos côtes et le dernier recours des marins lorsque leurs appareils sophistiqués connaissent des défaillances. Plein phare sur ces édifices qui jalonnent le littoral français depuis la fin du XVIIIe siècle.



                           escalier de Phare
                           Photo de Chantal de Bruijne / Shutterstock.com



L'histoire des phares débute certainement en Méditerranée, dans l'Antiquité. D'abord simples feux de bois se consumant à l'air libre au sommet de falaises, puis en haut de tours spécialement construites à cet effet, tel le célèbre phare d'Alexandrie situé sur l'île de Pharos, les phares ont évolué avec le mode d'éclairage utilisé. Ainsi, le charbon a remplacé le bois ; la lampe à huile le charbon et l'électricité la lampe à huile. Mais même si ces sources lumineuses devenaient de plus en plus intenses et de moins en moins difficiles à entretenir, il fallait une technologie capable d'augmenter la portée du faisceau lumineux émis. À cette fin, on plaça la lampe à huile au centre d'un réflecteur parabolique en métal. Cette technique n'augmentait que très peu la portée du faisceau car le métal qui servait à le réfléchir absorbait une grande partie de l'énergie émise par la lampe. Il a donc fallu donc attendre l'idée lumineuse d'un polytechnicien français pour voir la performance des phares s'améliorer considérablement. Soit 4,5 millions de fois plus intense.



Le Phare de Créac'h
Photo de Maurizio Biso / Shutterstock.com

Le Phare de Créac'h, sur l'île d'Ouessant, le plus puissant phare au monde.


En 1821, Augustin Fresnel, ingénieur à la commission des phares,  a  proposé de remplacer les réflecteurs métalliques par des lentilles à échelon. Ces lentilles, dites de Fresnel, constituées d'un disque central convexe (bombé vers l'extérieur) entouré d'une série d'anneaux concentriques jouant le rôle de prismes, focalisent les rayons d'une source lumineuse sur un seul plan. En effet, à la sortie de la lentille, les rayons lumineux réfractés par les anneaux concentriques se trouvent parallèles les uns aux autres et se propagent le long d'une direction unique. Ce procédé permet donc d'éclairer uniquement l'horizon en évitant la diffusion des rayons partout dans l'espace et d'augmenter jusqu'à 4,5 millions de fois l'intensité du faisceau lumineux ! Il s'avère si performant qu'il équipe progressivement tous les phares du monde et se trouve encore aujourd'hui à l'origine des nombreux faisceaux lumineux qui balaient notre ciel.



Optique Fresnel
Photo de Stephane Bidouze / Shutterstock.com

La lentille Fresnel du phare de Créac'h


Un langage pour les marins



Le Phare de Créac'h
Photo de Stephane Bidouze / Shutterstock.com

Le Phare de Créac'h, de l'île d'Ouessant, le plus puissant phare au monde.


Les phares signalent des récifs ou des zones dangereuses de la côte. Mais les phares ne se contentent pas d'éclairer l'abord des côtes. Ils permettent également aux marins de se repérer. Chaque phare possède ses propres caractéristiques, sa façon bien à lui d'éclairer l'horizon. Certains phares émettent des feux à secteurs, c'est à dire des faisceaux lumineux de couleurs différentes : rouge ou verte pour signaler les zones dangereuses, blanche pour indiquer la route à suivre. Ceux qui n'envoient qu'une lumière blanche, peuvent être des feux fixes (intensité lumineuse constante et identique dans toutes les directions), des feux à éclats (périodes d'obscurité plus longues que les périodes d'éclairage), des feux isophases (temps d'obscurité et d'éclairage identiques), ou des feux à occultation (périodes d'éclairage plus longues que les périodes d'obscurité). Pour se repérer, il ne reste plus alors au marin qu'à déterminer quel type de feu l'éclaire, compter les durées d'obscurité et de lumière et mesurer le rythme selon lequel ces durées se répètent. En se référant à son livre des feux, où tous les codes des phares sont indiqués, il découvrira le nom du phare qui l'éclaire et en déduira sa position par rapport à la côte. Utile si le GPS ou le radar sont en panne.

Marche d'un faisceau de rayons à travers la lentille de Fresnel.

Sophie Fromager,

du Centre de vulgarisation de la connaissance (Université Paris-Saclay)
Service COmmunication, Médiation et PAtrimoine Scientifiques (COMPAS)
Faculté des sciences
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