Les Optiques

publié le 15 octobre 2007 (modifié le 2 juillet 2008)

 

Augustin Fresnel est l’inventeur des lentilles à échelons utilisées dans les phares. Il appliquera pour cela une idée déjà développée par Buffon vers 1850, puis commentée par Condorcet.

Fresnel a l’idée de diviser l’optique en anneaux concentriques ce qui permet d’obtenir une intensité équivalente à celle de très grosses lentilles, tout en enlevant les parties inutiles de son épaisseur, celle-ci absorbant la lumière.

Optique focale 0,25m, à éclats réguliers tournants et réservoirs à niveau constant (construction : entre 1883 et 1894)
Optique focale 0,25m, à éclats réguliers tournants et réservoirs à niveau constant (construction : entre 1883 et 1894)
(source : Dreyer-Dam)

Dès 1819, une première lentille est présentée. Elle est constituée d’un assemblage de prismes collés sur une glace. Chaque prisme dévie et renvoie le faisceau suivant un même axe. Des essais entrepris en septembre 1821 et août 1922 montrent l’indiscutable supériorité de la nouvelle lentille. En comparaison, les intensités, face aux réflecteurs paraboliques, sont presque quatre fois plus importantes.

Le 20 Juillet 1823, une première optique composée d’éléments annulaires remplacent l’appareil à réflecteurs de Cordouan. Ses huit lentilles récupèrent et rabattent horizontalement un faisceau lumineux provenant d’une grosse lampe à mécanisme à quatre mèches. L’optique tourne lentement en huit minutes actionnée par une horloge à poids fabriquée par l’horloger Wagner.

Optique à 4 éclats réguliers de 4 panneaux focale 0,50m du phare du Four (installation le 6 octobre 1932)
Optique à 4 éclats réguliers de 4 panneaux focale 0,50m du phare du Four (installation le 6 octobre 1932)
(source : Dreyer-Dam)

Au départ, du fait des difficultés de fabrication du verre et du polissage des échelons, les optiques étaient composées de différentes parties distinctes :

  • la partie dioptrique centrale formée de panneaux de 80 cm de hauteur ;
  • des miroirs supérieurs et inférieurs qui renvoyaient les rayons extrêmes. Ce principe sera appliqué jusqu’en 1850.

Dès 1826, Augustin Fresnel entreprend la fabrication d’optiques à anneaux catadioptriques qui utilisent la réflexion totale des rayons dans les prismes pour récupérer les faisceaux extrêmes. Un premier projet est mis en oeuvre avec l’éclairage du canal Saint martin de Paris en 1826, mais il ne pourra, du fait de sa mort, le mener à son terme.

À partir de 1848, les procédés techniques de moulage du verre et d’usinage sur de très grands tours à polir permettent la réalisation d’anneaux catadioptriques pour les grands phares. Le premier appareil de ce genre est construit en 1843 pour le phare de Gravelines (feu fixe). Le phare de l’Ailly, en 1852, sera le premier appareil de premier ordre tournant à éclats. Les lentilles de phares possèdent maintenant leur forme aboutie.

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