Phare maritime


Phare maritime

Phare

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Un phare est un système de signalisation maritime, constitué d'un puissant système d'éclairage placé généralement en haut d'une tour. Ils 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.

Sommaire

Définition

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

  • Fonction : établissement de grand atterrissage ou de jalonnement (Voir Classifications des phares);
  • Hauteur : établissement d'une hauteur totale au-dessus du sol de plus de 20 mètres ;
  • Intensité : établissement dont le feu est d'une intensité supérieure à 100 000 candélas ;
  • Infrastructure : établissement abritant dans son enceinte un ou plusieurs bâtiments du Bureau des Phares & Balises.

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

Étymologie

Le mot phare vient du grec Pharos, qui est le nom de l'île où se trouvait le phare d'Alexandrie. 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) ou l'allemand (Leuchtturm) ont préféré créer un nom composé expliquant clairement la fonction du phare.

Phares maritimes

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 1 500 phares maritimes encore en service dans le monde.

Historique

Premiers phares maritimes

Les premiers phares maritimes sont vraisemblablement apparus dans l'Antiquité, lorsque la marine a commencé à se développer. Ils permettaient principalement de repérer la terre, ainsi que les villes portuaires. On peut même considérer le volcan Stromboli et ses petites éruptions régulières (environ toutes les quinze minutes à l'heure actuelle) comme le plus vieux (et l'un des plus puissants) phare de Méditerranée (les marins s'en servant effectivement comme d'un repère).

Les premières civilisations à construire des phares furent les Romains et les Grecs.

Huile et lentilles

Jusqu'en 1770, on fait un feu de bois sur la plateforme. C'est coûteux et incommode, on ne l'allume donc pas toutes les nuits. On utilise jusqu'à 700 kilogrammes de bois par nuit sur le phare de Chassiron (Oléron)[réf. nécessaire]. 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 28 kilomètres 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 Suisse Aimé Argand (1784). Un mécanisme d'horlogerie entrainant 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 81 centimètres construit par Étienne Le Noir sur les indications de Borda. 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. Suite aux 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 750 grammes d'huile à l'heure.

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 août 1822 (monté sur l'Arc de triomphe de l'Étoile, alors en construction, on peut observer la lumière à 32 kilomètres de là, à Notre-Dame de Montmélian dans la commune de Saint-Witz). Le système est installé le 20 juillet 1823 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 (60 km de portée), 5 de second ordre (40 km) et 18 du troisième ordre (28 km), 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. 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 [1].

Pétrole et manchons

L'arrivée du pétrole, dont la première qualité est une très grande fluidité, donne aux phares maritimes une puissance encore inconnue, d'abord avec des brûleurs à mèches concentriques à la fin des années 1850[2], puis avec des systèmes à pression munis du bec Auer et du manchon à incandescence de Carl Auer von Welsbach, à la fin des années 1880. La nature ponctuelle, très puissante et très blanche de la lumière à incandescence s'allie au mieux aux procédés de concentration de la lumière de la lentille de Fresnel[3]. Cette évolution est exactement parallèle à celle des lampes à pétrole et des lampes à pression d'usage domestique. L'éclairage à pétrole se maintient jusqu'à la période récente de l'électrification.

Électrification

Automatisation

Évolutions

Dès le début du XXe siècle, l'inventeur suédois Gustav Dahlén et la firme AGA créèrent des systèmes capables d'automatiser le fonctionnement des phares et ainsi de supprimer la présence humaine. Cependant, beaucoup de phares restèrent encore habités (jusqu'aux années 1990), notamment parce que le gardien pouvait également participer à des missions de sauvetage. De nos jours, cela est maintenant exceptionnel. Certains phares sont entretenus uniquement parce qu'ils servent d'attraction touristique, mais on continue encore à en construire dans des zones dangereuses, certains produisant un feu directionnel. L'automatisation, si elle a permis de ne plus envoyer des hommes dans des endroits solitaires et dangereux, laisse cependant sans surveillance constante les édifices des merveilles historiques comme Ar-Men, La Vieille ou Kéréon et, au début du troisième millénaire, beaucoup de ces phares peuvent être considérés en danger si aucun plan de sauvegarde volontariste n'est entrepris.

Dans les phares modernes, inhabités, le système de lentilles en rotation est souvent remplacé par des flashs omnidirectionnels, courts et intenses (dans ce cas on concentre la lumière dans le temps plutôt que dans l'espace). Ces signaux lumineux sont similaires à ceux utilisés pour la signalisation aérienne. Leur alimentation électrique est le plus souvent assurée par l'énergie solaire.

L'Union soviétique a également construit un certain de nombre de phares utilisant l'énergie d'un générateur thermoélectrique à radioisotope. Cela pose des problèmes environnementaux, car le mauvais entretien de ces phares inhabités peut entraîner des contaminations radioactives. Cela pose également des problèmes de sécurité, l'élément radioactif pouvant être volé pour faire une bombe radiologique.

Constitution

Tour

La tour sert de support au système d'optique. Sa hauteur détermine sa portée géographique, qui correspond à la distance maximale d'où l'on peut voir le phare.

La forme de la tour est généralement cylindrique. Cela lui permet de mieux résister aux rafales de vent, qui peuvent être très puissantes près des côtes.

Système optique

Le système d'optique se trouve au sommet de la tour. Il est constitué de la source lumineuse, d'un système de lentilles, le tout est ensuite placé dans une lanterne.

Pour utiliser au mieux l'énergie lumineuse disponible, elle est concentrée :

  • Le faisceau est aplati sur l'axe vertical pour ne pas s'éparpiller inutilement.
  • Dans le sens horizontal, un ou plusieurs rayons sont créés simultanément et balayent l'horizon afin d'être vus dans toutes les directions.

Traditionnellement, on concentre la lumière par un système de lentilles en rotation. Dans les très anciens phares, l'éclairage était assuré par une lampe à pétrole et la rotation par un mécanisme d'horlogerie. Le bâti sur lequel reposait l'optique pouvait reposer sur du mercure afin de réduire la friction. On a ensuite utilisé des ampoules et des moteurs électriques, alimentés par un groupe électrogène qui fournissait également l'électricité au gardien du phare.

Il n'est pas évident de concentrer efficacement un flux lumineux à partir d'une source omnidirectionnelle. Pour éviter d'utiliser des lentilles d'une épaisseur trop importante, on a développé le système des lentilles de Fresnel spécifiquement pour cet emploi. Leur conception permet d'obtenir un grand diamètre et une distance focale suffisamment courte, sans le poids et le volume inhérent à des lentilles classiques. Certains phares, comme ceux de Cape Race à Terre-Neuve et le Makap'uu Point de Hawaii utilisent des lentilles hyperradiantes fabriquées par la société Chance Bros.

Pour ne pas être confondus avec d'autres sources lumineuses, les phares émettent une lumière intermittente.

Classifications des phares

Selon leur utilité pour la navigation

  • Les phares de « grand atterrissage » marquent les tournants des routes de navigation (exemples : Créac'h, à Ouessant et Bishop Rock, à l'entrée de la Manche; Gris-Nez dans le pas de Calais, cap Bon, en Tunisie);
  • Les phares et feux d'« atterrissage secondaire » ou de « jalonnement » des côtes qui précisent le tracé d'une route très fréquentée;
  • Les phares et feux d'« entrée de port » balisent les estuaires et les ports[4],[5].


Selon leur portée

  • Le phares de « premier ordre » (60 km de portée);
  • Les phares de « second ordre » (40 km);
  • Les phares de « troisième ordre » (28 km).

Selon leur éclairage

  • Les phares dits « feux à secteurs » présentant différentes couleurs sur tout l'horizon (blanc pour une navigation saine, rouge ou vert pour un danger) se distinguent des phares qui présentent des couleurs différentes.
  • Les phares dits « feux de direction » éclairant un secteur étroit (exemple : le phare de Trézien, au nord-ouest de Brest), avec le cas particulier des phares dits « feux d'alignement » qui, ensembles, indiquent en outre un axe (exemple : l'alignement de feux permettant l'accès au port du Havre), se distinguent des phares qui éclairent sur une grande partie de l'horizon[5].

Selon l'intérêt pour les gardiens de phare

En fonction de la dureté des conditions de vie à l'intérieur, les gardiens de phare français désignaient les phares selon trois appellations :

  • Les paradis, phares situés à terre,
  • Les purgatoires, phares situés sur des îles,
  • Les enfers, phares isolés en mer, qui impliquent en plus des relèves dangereuses.

Cette classification correspondait également à une progression de carrière, qui commençait dans un enfer pour terminer dans un paradis.

Phares terrestres

Aux débuts de l'aviation, des phares terrestres furent utilisés pour guider les avions de nuit (aéropostale aux États-Unis, atterrissage de Charles Lindbergh au Bourget, phare sur la Tour Eiffel,...)

Signature lumineuse du phare

Le signal lumineux émis par un phare ou un bateau phare a des caractéristiques spécifiques qui permettent aux marins de l'identifier et de l'utiliser pour déterminer leur position et/ou leur route.

On distingue :

  • les feux à éclats courts ou longs : ils émettent brièvement un ou plusieurs signaux de lumière. Les périodes d'extinction sont plus longues que les périodes de lumière.
  • les feux scintillant : les signaux de lumière sont très brefs et très rapprochés
  • les feux isophases : la durée des périodes de lumière et d'extinction sont identiques
  • les feux à occultations : les périodes d'extinction sont plus courtes que les périodes de lumière.

La signature complète du phare est fournie par :

  • la couleur du signal lumineux : le plus souvent blanc (visible de plus loin), parfois rouge. Le vert est réservé aux feux à secteur car cette couleur n'est visible que de relativement près (les feux à secteurs émettent un signal de plusieurs couleurs : il éclaire généralement en blanc la zone de navigation saine, en vert et rouge les zones dangereuses situées à bâbord et tribord de la zone saine).
  • le nombre des éclats lumineux ou des phases d'obscurité
  • la période au bout de laquelle le feu reproduit la même séquence d'éclats ou de périodes d'obscurité : par exemple 15 secondes

Pour éviter toute erreur d'identification, deux phares situés dans la même zone de navigation n'auront jamais les mêmes caractéristiques.

Les signaux émis par les phares, la description des phares (hauteur du phare, hauteur au-dessus du niveau de la mer), leur portée théorique et leur position sont fournis dans des ouvrages publiés par les services hydrographiques (le SHOM pour la France, UKHO pour le Royaume-Uni…) : livres des feux / Admiralty List of Lights and Fog Signals. Ces informations figurent également dans des guides plus locaux (par exemple en France pour la côte Atlantique et la Manche l'Almanach du Marin Breton).

Ces informations sont notées sur les cartes marines sous une forme abrégée, les codes sont disponibles dans l'ouvrage 1D du SHOM (symboles et abréviations figurant sur les cartes marines françaises).

Voici un exemple : « Fl(3) G 12s » signifie : feu à 3 éclats verts, période 12 secondes) ; les principaux éléments de cette légende sont :

  • la première abréviation indique le type du feu :
    • feu à éclats : Fl (pour Flash),
    • feu scintillant : Q (pour Quick),
    • feu isophase : Iso,
    • feu à occultations Occ,
  • le nombre d'éclats ou d'occultations est donné entre parenthèses (rien : 1 seul éclat ou occultation)
  • la deuxième abréviation donne la couleur : pas de mention pour les feux blancs ; G : vert (pour Green) ; R pour rouge (Red), Y pour jaune (Yellow) ;
  • la période est donnée en secondes ;
  • la hauteur est donnée en mètres (ex : 75m) ;
  • la portée en milles est indiquée sous la forme "x M" (exemple : 8M pour une portée de 8 milles marins) ;
  • les signaux sonores complémentaires peuvent être figurés sous la forme d'une mention (Horn pour une corne de brume, Whis (Whistle) pour un sifflet ;
  • lorsque le feu porte un radiophare, la légende est complétée par RC (radiophare circulaire).

Exemple de légende complexe : « Fl 5s 60m 24M Siren(1) 60s RC » signifie : feu à un éclat blanc toutes les cinq secondes, dont la lanterne est située à une hauteur de 60 m, portant à 24 milles, muni d'une sirène émettant un signal toutes les 60 secondes et d'un radiophare.

Galerie

Références

  1. James Lequeux, François Arago, un savant généreux. Physique et astronomie au XIX-ième siècle, EDP Science 2008, ISBN 978-2-86883-999-2
  2. Louis Figuier, Les Merveilles de la science, Paris, 1867, BNF Gallica
  3. Processus d'allumage du feu à pétrole sur Ar-Men
  4. Source : Encyclopédie Hachette Multimédia
  5. a  et b Source : Site internet Mandragore2.net [1]

Voir aussi

Bibliographie

  • Louis Figuier, Les Merveilles de la science, Paris, 1869, BNF Gallica .
  • Daniel Raes, L'architecture des phares, éd. Ancre de marine, 1993, 440 pages (ISBN 2-905970-63-4)
  • François Angevin, Fabuleuses histoires sur les phares, Côtes et îles du couchant , Corsaire Éditions[2], 2007, (ISBN 9782910475321)

Filmographie

  • Les Gardiens du feu, documentaire de 52 minutes sur la vie des deux gardiens du phare de la Vieille lorsqu'il était encore gardé et qu'il fonctionnait encore avec son feu au pétrole, réalisé par Jean-Yves Le Moine et Thierry Marchadier, produit par 1+1 Production [www.1plus1production.com] en 1992
  • Le Phare, documentaire de 11' 15 réalisé par Jean-Yves Le Moine et Thierry Marchadier et produit par 1+1 Production en 1992 ; documentaire poétique où le phare de l'Espiguette se mêle au phare de la Vieille pour créer un phare onirique: le Phare.
  • La Lumière et les hommes, documentaire de 52 minutes sur l'électrification et l'automatisation du Phare de la Vieille avec la dernière relève en hélicoptère de ses deux gardiens, réalisé par Thierry Marchadier, produit par 1+1 Production en 1996
  • Un navire de granit , documentaire de 52 minutes sur le phare des Roches-Douvres,un des phares en mer les plus hauts et les plus spacieux, réalisé par Thierry Marchadier, produit par 1+1 Production en 2001
  • Il était un phare, documentaire de 52 minutes sur Ar-Men, le phare de l'enfer et Kéréon, le palace des océans, entre autres, réalisé par Thierry Marchadier, produit par 1+1 Production en 2000
  • Le phare de Bell Rock dans la série Les Sept Merveilles du Monde Industriel (docu-fiction produit par la BBC en 2003 et le livre éponyme de Deborah Cadbury, met en scène la construction du phare de Bell Rock par Robert Stevenson)

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