Phare

vignette|Le phare de la pointe Saint-Mathieu (Bretagne). vignette|redresse|Phare du bout du monde à Ushuaia, Argentine vignette|Les phares et leur fréquente situation isolée ont inspiré de nombreux auteurs. Ils sont présents dans la culture picturale et dans l'imaginaire littéraire et cinématographique.

Un phare est un système de signalisation employé, soit dans le domaine maritime (phare maritime), soit dans le domaine aéronautique (phare aéronautique).

Le système de signalisation maritime est constitué d'un puissant système d'éclairage placé généralement en haut d'une tour. Ces phares maritimes sont généralement placés près de la côte. Ils permettent aux navires de repérer la position des zones dangereuses se trouvant près des côtes, ainsi que les ports maritimes. Ils sont de moins en moins utiles étant remplacés par les moyens électroniques de géolocalisation, mais ils gardent toutefois un grand intérêt puisqu'ils ne nécessitent pas de matériel de navigation sophistiqué. Cet intérêt est également patrimonial, architectural et parfois touristique.

Définition Pour l'administration française, un phare est un établissement de signalisation maritime sur support fixe répondant au moins à deux critères parmi les quatre ci-dessous :

fonction : établissement de grand atterrage ou de jalonnement (Voir Classifications des phares) ; hauteur : établissement d'une hauteur totale au-dessus du sol de plus de ; portée : établissement dont la portée est supérieure à ; infrastructure : établissement abritant dans son enceinte un ou plusieurs bâtiments du Bureau des Phares et balises.

Par définition contraire, les feux sont les autres établissements de signalisation, c'est-à-dire ceux ne remplissant pas pleinement au moins deux des critères ci-dessus énumérés.

Étymologie vignette|Le phare d'Alexandrie sur des monnaies du . Le mot « phare » vient du mot latin pharus, lui-même dérivé du grec , du nom de l'île où se trouvait le phare d'Alexandrie. Il est donc un onomastisme nominal. Cette origine est conservée dans beaucoup de langues, comme dans l'italien faro, l'espagnol (également faro) et le portugais farol. Cependant, certaines langues comme l'anglais lighthouse l'allemand Leuchtturm, le néerlandais Vuurtoren, le danois et le norvégien fyrtårn, le russe Маяк ou le tchèque Majàk ont préféré créer un nom composé expliquant clairement la fonction du phare.

Le terme pharologie (étude scientifique des phares et signaux lumineux) a la même étymologie.

Phares maritimes Avec la généralisation de la navigation de nuit, les phares maritimes ont été le premier moyen pour les navires de repérer les zones dangereuses et les ports. Aujourd'hui, avec les systèmes de positionnement modernes, leur utilisation se raréfie. Ainsi, il n'y a que maritimes encore en service dans le monde.

Histoire

Premiers phares maritimes

Les premiers phares maritimes sont apparus dans l'Antiquité avec le développement de la marine. Il s'agit généralement de simples feux de bois placés sur des hauteurs ou des tours. Ces tours à feu sont attestés chez les Grecs et les Romains, et peut-être déjà chez les Puniques, voire les Minoens. Ces dispositifs de signalisation existaient dans plusieurs régions du bassin méditerranéen antique. Tout comme les amers naturels (montagnes, volcans, clochers, etc.), les phares antiques servent avant tout, la nuit, pour assurer la sécurité des voies maritimes, signaler la côte et plus généralement l'entrée d'un port.

Au Moyen Âge, la navigation se fait essentiellement le jour en se repérant grâce aux amers. Au , l'émergence de cités portuaires puissantes s'accompagne de la création de nouvelles tours à feu. Des foyers sont aménagés aux sommets d’édifices militaires (telle la tour de Constance) ou religieux, et sont entretenus avec du bois, du charbon, de la tourbe ou de l'huile. Les seigneurs accordent aux militaires ou religieux qui placent un fanal au sommet d'une tour des droits en compensation de l'entretien de ce feu, notamment le droit de bris..

Huile

Six phares jalonnent la côte française à la fin du , 15 en 1770, année où l'allumage se fait encore par un feu de bois sur la plateforme. C'est coûteux et incommode (on utilise jusqu'à de bois par nuit sur le phare de Chassiron à Oléron), on ne l'allume donc pas toutes les nuits. Le plus souvent, ils ne sont allumés qu'à l'approche d'un navire. Cette année-là, la Compagnie Tourville-Sangrain, qui vient d'obtenir la concession des phares, installe la première lampe à huile munie d'un réflecteur sur le phare de Sète. Ce procédé, moins onéreux, se répand rapidement (phare de Saint-Mathieu…). On compte 15 phares l'utilisant en 1775. Les phares sont munis d'un réflecteur en cuivre argenté. La portée du phare de Planier (Marseille) atteint par beau temps.

Les lampes à huile étant peu puissantes, on multiplie les mèches, mais le résultat est décevant (en 1782, le phare de Cordouan est muni de 84 mèches). Joseph Teulère apporte les améliorations proposées par Borda, les mèches deviennent circulaires et creuses, une invention du Genevois Ami Argand (1784). Un mécanisme d'horlogerie entraînant le système optique pour réaliser un phare à éclat est utilisé pour la première fois au phare de Dieppe en 1787. En 1791, le phare de Cordouan est équipé de 12 miroirs paraboliques de construit par Étienne Le Noir sur les indications de Borda d'après le mémoire de Joseph Teulère de 1783. C'est le plus puissant du monde.

En 1792, les phares et balises sont nationalisés mais restent affermés à la Compagnie Tourville-Sangrain. En 1811, les phares passent du Ministère de la marine au Ministère de l'intérieur. À la suite des nombreux problèmes rencontrés, une Commission permanente est créée pour analyser la question. En 1813, c'est l'arrivée de François Arago qui succède à Malus, décédé. Fort occupé et devant les nombreuses plaintes, il s'adjoint un collaborateur : Augustin Fresnel. À eux deux, ils amélioreront la puissance des lampes à huile en munissant les becs de mèches concentriques alimentées par de l'huile sous pression (suivant les traces de Benjamin Rumford, Bertrand Guillaume Carcel et Wagner). Les plus puissantes consommeront jusqu'à d'huile à l'heure.

Lentilles de Fresnel vignette|redresse|Vue éclatée d'une optique avec lentilles de Fresnel

Fresnel pense que des lentilles sont plus adaptées que des miroirs pour concentrer la lumière. Cependant, des lentilles simples de grands diamètres et de courtes distances focales auraient un poids excessif, seraient peu lumineuses et poseraient des problèmes de dispersion des couleurs. D'où l'idée de lentilles à échelons. L'idée n'est pas neuve, Buffon y avait déjà pensé pour concentrer les rayons du Soleil, mais c'est Fresnel, aidé de l'opticien Jean-Baptiste Soleil qui s'attache à leur construction pratique. La lumière émise par la lampe à l'horizontale est concentrée et la lumière émise en haut et en bas est rabattue vers l'horizon par des miroirs. Testé à Paris en (monté sur l'Arc de triomphe de l'Étoile, alors en construction, on peut observer la lumière à de là, à Notre-Dame de Montmélian dans la commune de Saint-Witz). Le système est installé le au phare de Cordouan. Les marins sont enthousiastes et, fort de ce succès, un programme général d'éclairage des côtes françaises est lancé. Ainsi, 28 phares de premier ordre ( de portée, tel les Héaux de Bréhat, premier grand phare réalisé sur des écueils), 5 de second ordre () et 18 du troisième ordre (), plus quelques autres sont construits. En 1843, les miroirs destinés à rabattre la lumière (difficiles à fabriquer et qui s'encrassent facilement) sont remplacés par des prismes annulaires. En 1850, il y a 58 phares sur les côtes françaises : les tours sont de forme circulaire, réduisant la prise au vent pour les plus hautes, ou de forme carrée pour les phares peu élevés. Le nombre de naufrages décroit fortement (en France, il passe de 161 par an à 39 entre 1816 et 1831). À la même époque, on compte 126 phares au Royaume-Uni et 138 aux États-Unis. La plupart sont équipés de lentilles de Fresnel James Lequeux, François Arago, un savant généreux. Physique et astronomie au , EDP Science 2008, .

Gaz d'éclairage

vignette|redresse|Le Phare de Chassiron dans lequel sera essayé le gaz Pintsch entre 1895 et 1902. vignette|redresse|Le Grand phare de l'île de Sein. Équipé en gaz Pintsch en 1896.

Gaz d'huile végétale et animale

Entre 1824 et 1826, Fresnel réalisa des expériences sur des gaz d'huile produits par distillation d'huile de baleine, d'huile de colza et d'huile factice, en vue de les appliquer à l'illumination des pharesAugustin Fresnel Œuvres complètes d'Augustin Fresnel: "Phares et appareils d'éclairage". Imprimerie impériale, 1870 Livre numérique google. Cependant rien n'indique qu'ils seront mis en œuvre avant ou après sa mort en 1827.

Gaz d'huile minérale

On utilisa dans les phares un gaz obtenu à partir de la distillation de goudron ou de résidus de pétrole qu'on appela gaz d'huile mais aussi gaz Pintsch. Le gaz Blau, mis en œuvre vers 1890 est une amélioration du gaz Pintsch.

Le gaz Pintsch, diffusé vers 1880 en France par la Société internationale d’Éclairage par le Gaz d'Huile (SIEGH) permettra la mise en place du premier réseau de balisage flottant. Différentes usines à gaz seront installées sur le littoral, à Honfleur, Dunkerque, Royan, Saint-Nazaire, Granville et Brest. Les phares suivants en seront équipésLes grands phares du littoral de France Objets et matériels techniques et scientifiques : les systèmes à gaz sur le site culture.gouv.fr : Phare de Chassiron sera essayé, au travers de l'incandescence dans un manchon à incandescence, de 1895 à 1902 ; Phare d'Ailly ; Grand phare de l'île de Sein : construction de l'usine de fabrication en 1896 ; Phare d'Ar-Men : équipé au gaz d'huile en 1897, le gaz est fabriqué à l’île de Sein ; Tourelle de la Plate : équipé au gaz d'huile en 1911.

Seront également mis en œuvre les gaz suivants : à partir de 1895, le pétrole vaporisé n'est toutefois pas un gaz mais une vaporisation ; à partir de 1900, l'acétylène est utilisé en France jusqu'aux alentours de 1940. Ce gaz était alors assez dangereux et son stockage demandait l'utilisation de citernes garnies d'un ciment poreux. L'incandescence à l'acétylène sera essayée au phare de Chassiron à titre expérimental de 1902 à 1905. Il sera très utilisé à l'étranger ; en 1923, le gaz BBT (du fabricant français de phares Barbier, Bénard et TurenneNotice descriptive Barbier Bénard Turenne (BBT), état des fonds BBT et inventaire du fonds BBT de l'École des Ponts ParisTech consultables sur la Bibliothèque des phares.

“BBT” Bibliothèque des Phares, consulté le , http://bibliothequedesphares.fr/acteurs/BBT.) représente une forte amélioration des qualités de compression et de sécurité. Il sera produit entre les deux guerres mondiales. Des usines de fabrication seront installées à Sfax en Tunisie et à Marseille. Après 1935, le butane et le propane : le développement des exploitations pétrolières, dans les années 1930, permettait la fabrication standardisée du propane puis du butane. Les premiers essais en mer seront réalisés au banc du Turc (Phare de la Banche), en face de Lorient en 1932. Il faudra toutefois attendre la fin de la Seconde Guerre mondiale pour qu'une utilisation régulière soit faite par le Service des phares et balises. Les deux gaz seront utilisés jusque dans les années 1980. Les citernes de gaz étaient directement livrées dans les services qui les ventilaient en fonction de leurs besoins.

L'électricité (Des lampes à arc et ensuite des lampes à incandescence) remplacera le gaz d'éclairage dans les phares à partir de 1863 mais surtout à partir de 1920

Pétrole