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Lexique des termes marins

Phare de Cordouan
Agrandir Cordouan

Les PHARES


Les marins ne donnent pas à ce mot le même sens que les terriens. En matière de navigation, ils emploient le mot feu pour désigner les lumières qui les guident la nuit quand ils se trouvent en vue des côtes, le terme phare désignant le seul édifice.

Un phare est, en général, un bâtiment important qui porte un feu destiné à guider les navigateurs.

Il peut comporter, en outre, un avertisseur sonore ou les émetteurs d'autres aides radio-électriques à la navigation. Dans de nombreux cas, en particulier dans les ports, ou lorsque l'établissement est de petites dimensions et ne comporte qu'un feu, on emploie le terme « feu » plutôt que le terme « phare », mais la frontière entre les domaines d'utilisation des deux termes dépend essentiellement de l'usage.

Avec les amers, les bateaux-feux et les bouées de balisage, les phares, feux et autres aides à la navigation constituent ce qu'on appelle couramment la signalisation maritime.

Agrandir Phare

Historique

Phare d'Alexandrie
Agrandir Le phare d'Alexandrie

Le mot « phare » vient du nom de l'île de Pharos, devant Alexandrie, où fut construite, au IIIe siècle avant J.-C., une tour sur laquelle brûlait un feu de bois, la nuit, pour guider les navires. Cette tour était l'une des Sept Merveilles du monde. On retrouve, par ailleurs, la trace de nombreux phares autour de la Méditerranée antique, ainsi que, au début de notre ère, à Boulogne et à Douvres.

Au Moyen Age, quelques phares furent également construits, dont la première tour de Cordouan, sur un plateau rocheux à l'entrée de l'estuaire de la Gironde. Cependant, la plupart des feux étaient allumés sur les tours des abbayes ou des monastères situés près du littoral. Tel était le cas, par exemple, de l'abbaye de la pointe Saint-Mathieu, à la sortie du goulet de Brest ; les ruines de cette abbaye subsistent à côté du phare actuel.

Phare de La Canée en Crète
Agrandir Phare de La Canée - Crète

Le XVIIe et le XVIIIe siècles virent un fort accroissement du nombre de phares, mais c'est à partir de la fin du XVIIIe siècle que des progrès rapides furent accomplis dans la technique de production de la lumière, tant pour la source lumineuse que pour l'appareillage optique.
En ce qui concerne la source de lumière, on en était resté, jusque-là, au feu de charbon de bois ; on introduisit les lampes à mèches plates vers 1770 et les lampes à mèches multiples vers 1820 ; le premier essai de feu électrique en France eut lieu au phare de la Hève (au nord du Havre) en 1863.
Pour l'appareillage optique, le premier progrès a été l'introduction des réflecteurs sphériques vers 1770 et des réflecteurs paraboliques vers 1790.

Optique Fresnel
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Mais la grande révolution fut l'invention, par Augustin Fresnel, des lentilles de verre à échelons ; la première lentille fut construite en 1821, d'abord polygonale puis à anneaux circulaires. Un ensemble de telles lentilles fut installé pour la première fois au phare de Cordouan, en juillet 1823, après un essai sur l'arc de triomphe de l'Etoile, à Paris.
Le premier appareillage de Cordouan était conçu de telle façon que les rayons lumineux émis vers le haut étaient diffusés au travers de lentilles placées au-dessus de la source, puis renvoyés vers l'horizon grâce à un système de miroirs situés au-dessus de ces lentilles.
Cette combinaison de lentilles et de miroirs était fort encombrante. L'invention par le même Fresnel des anneaux catadioptriques permit de résoudre ce problème en installant de tels anneaux au-dessous et au-dessus des anneaux dioptriques de la lentille à échelons.

Optique Fresnel
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Le premier appareil utilisant ce dispositif fut construit en 1827. Le principe des lentilles de Fresnel continue à être à la base des systèmes optiques qui équipent les phares, les feux et les bouées du monde entier. La principale modification récente dans ce domaine est le remplacement du verre taillé, pour les optiques, par du verre moulé, ce qui permet une économie notable dans la construction.

Construction

Phare de Sète
Agrandir Sète

Il n'y a, en principe, pas de difficulté spéciale dans la construction de phares à terre. Ceux-ci étaient autrefois construits en maçonnerie ; aujourd'hui, on utilise plutôt le béton ou le béton armé, éventuellement avec un placage de pierre de taille ; les supports des feux de port sont fréquemment métalliques, voire en bois ou, pour les constructions plus récentes, en matière plastique.

 
Amer
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La construction des phares comporte quelques particularités : un phare n'est pas seulement destiné à porter un feu et à abriter divers instruments, il doit également servir d'amer de jour, c'est-à-dire de repère, et donc se détacher parmi les constructions avoisinantes ou dans le décor naturel, tout en contribuant à l'harmonie de ce décor (parfois, on construit des amers qui ne servent que de jour et ne portent pas de feu).
Du fait du site exposé et de la hauteur, des précautions sont prises en ce qui concerne le vent, les embruns, etc.

Phare dans la tempête
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Des difficultés parfois importantes peuvent apparaître lors de la construction de certains phares en mer sur des roches étroites et d'accès difficile.
C'est ainsi que la construction du phare d'Ar-Men, au large de l'île de Sein, a duré quatorze ans ; le phare fut, en effet, construit sur une roche de faibles dimensions qui ne découvrait qu'aux plus basses mers, en restant souvent balayée par les vagues : pendant la première année (1867), la roche put être accostée sept fois et les marins de l'île de Sein purent y travailler huit heures ; le coût de la construction s'éleva à 1 million de francs de 1880, pour une tour de 35 m de haut.
La construction du phare de la Jument, à Ouessant, au début du XXe siècle, s'est également poursuivie sur une période aussi longue et, de plus, des travaux de consolidation durent ensuite être exécutés pendant de nombreuses années.
La construction du phare de Cordouan, dans le golfe de Gascogne, commencée en 1584, dura vingt six ans.

Phare dans la tempête
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Ces phares, souvent battus par la houle, doivent donc être solidement ancrés à la roche qui les porte afin de pouvoir résister à la force des lames.

 

Au large de Plymouth, dans la Manche, l'actuel phare d' Eddystone est le quatrième construit sur le site :

  • Le premier, en pierre, terminé en I698, disparut dans la tempête avec son constructeur et son personnel en 1703.
  • Le deuxième, en bois, terminé en 1708, brûla en 1755.
  • Le troisième, construit de façon beaucoup plus solide en 1759, dut être démonté en 1877, quand il apparut que le roc sur lequel il était construit donnait des signes de faiblesse.
Le phare actuel fut terminé en 1881.
Phare
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De tels phares restent difficiles d'accès.

Phare
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En attendant l'installation de plates-formes d'hélicoptère, on ne peut y accoster qu'exceptionnellement ; on y accède, à partir de la vedette de relève, au moyen d'un va-et-vient actionné par le personnel du phare et on entre à un niveau qui peut être celui d'un deuxième étage.

 

Sauf exception, jusqu'à ces dernières années les phares en mer étaient édifiés sur des îlots ou sur des rochers. Toutefois, quelques uns furent construits, à l'étranger, sur des fonds sableux ; le premier fut le phare de Rothersand, à l'entrée de la Weser (1883) : on immergea un caisson de fondation à 20 m de profondeur, qui fut ensuite rempli de béton puis surmonté d'une tour-support de feu.

Phare du haut-fond Prince
Agrandir Phare du Haut-fond
Prince, au Canada

Cette technique de phare sur caisson a connu d'importants développements à partir de 1950, dans le cadre du programme de remplacement des bateaux-feux, à l'initiative de la Suède : caissons en béton construits à terre, coulés à leur position sur un fond préparé et nivelé, puis remplis d'eau et de sable, la tour étant ensuite montée à l'aide d'éléments préfabriqués.

Un nouveau progrès devait encore être apporté lors de la construction, en 1959, du phare de Grundkallen, en Suède, par l'emploi d'un système télescopique : deux caissons de béton à fond fermé furent construits l'un dans l'autre, le caisson extérieur servant de fondation, le caisson intérieur télescopique étant la tour. L'ensemble des caissons fut remorqué à la position assignée au phare et posé sur un fond préalablement nivelé ; le caisson extérieur fut alors rempli d'eau par pompage, ce qui provoqua la montée du caisson télescopique formant la tour du phare ; une fois ce dernier en place, l'espace entre les deux caissons fut chargé de graviers et de galets solidarisés par un mortier de ciment.
Cette dernière technique a connu de nombreuses applications.

The Diamond Shoals Texas Tower
Agrandir Diamond Shoals Texas
Tower, construit en 1966

Un autre mode de construction de phare est le type en plate-forme, reposant sur le fond par plusieurs pieds comme certaines plates-formes d'exploitation pétrolière.
La plate-forme sert d'hélistation et la tour de phare est construite dans un des angles.
Le premier phare de ce type fut, en 1961, celui de Buzzards Bay, sur la côte est des Etats-Unis.

 
Phare
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Un phare en mer gardé, de type classique, comporte, de haut en bas :

  • • Une galerie portant la lanterne et son appareillage de feu, et parfois, l'avertisseur sonore.
  • • En dessous de la lanterne se trouve la salle de veille.
  • • Encore en dessous, les locaux d'habitation. Dans un phare à terre, ceux-ci sont souvent dans un bâtiment séparé.

La tour de certains phares, dont la base est au niveau de la mer, peut être très haute ; ainsi, le phare de l'île Vierge, au nord du Finistère, dépasse 80 mètres. Au contraire, la tour est beaucoup moins haute si sa base est sur une falaise : le phare de Vaté, en Nouvelle-Calédonie, a une hauteur de 11 m, mais il est construit à une altitude de 370 mètres.

Classification des phares et feux

Il y a plusieurs manières de classer les phares et feux :

Par leur importance vis-à-vis de la navigation

Ce sont, dans l'ordre, les phares de grand atterrissage (Créac'h, à Ouessant, et Bishop Rock, à l'entrée de la Manche) ou qui marque les tournants des routes de navigation (Gris-Nez dans le pas de Calais, cap Bon, en Tunisie), les phares et feux de jalonnement de la côte, les feux extérieurs d'entrée de port, les feux de balisage sur tourelle ou sur bouée, et, enfin, les feux de rive des estuaires et intérieurs des ports.

Selon qu'ils présentent la même couleur (blanc, rouge ou vert) sur tout l'horizon ou qu'ils ont des couleurs différentes

On parle alors « feux à secteurs » ; dans la plupart des cas de feux à secteurs, les secteurs éclairés en lumière blanche sont sains pour la navigation, tandis qu'il existe des dangers dans les secteurs éclairés en lumière rouge ou verte.

Selon qu'ils éclairent sur une grande partie de l'horizon ou dans un secteur étroit

On les appelle alors « feux de direction » (le phare de Trézien, au nord-ouest de Brest, par exemple).
Un cas particulier de feux de direction est celui des feux d'alignement : deux ou trois feux placés de telle sorte qu'un navigateur qui voit les feux l'un derrière l'autre peut suivre un axe. L'un des alignements de feux les plus puissants est celui d'accès au port du Havre ; les supports de ces feux sont de véritables phares, hauts de 35 et 80 mètres. Afin qu'ils puissent être utilisés de jour, les feux de cet alignement sont très intenses (150 millions de candelas) et leur intensité est réduite de nuit pour éviter l'éblouissement.

Visibilité des phares et feux

Phare
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La visibilité des phares est caractérisée par leur portée. La portée d'un feu est la plus faible des deux grandeurs que sont sa portée géographique et sa portée lumineuse.

Pour qu'un feu puisse être vu par un navigateur, il faut qu'il lui apparaisse au-dessus de l'horizon (encore que, parfois, on puisse voir les faisceaux tournants des grands phares au-delà de l'horizon), et on définit ainsi la « portée géographique ».
Cette portée dépend de la hauteur visuelle de l'observateur (la valeur conventionnelle donnée dans les livres correspond à la visibilité d'un observateur situé à environ 5 m au-dessus de l'eau).
En outre, un feu ne peut être vu que s'il donne un éclairement supérieur au minimum que l'œil peut percevoir (minimum dont on admet qu'il vaut 0,2 microlux si le feu est, par ailleurs, sur fond sombre).
La distance à laquelle le feu donne cet éclairement minimal est la « portée lumineuse ».

Cette portée découle de deux grandeurs :

  • • L'une qui dépend du phare lui-même, et c'est l'intensité de son feu, constante dans le temps.
  • • L'autre qui dépend de l'état de l'atmosphère, plus ou moins brumeuse.
Phare-Californie
Agrandir Californie

Conventionnellement, le phare est caractérisé par sa « portée nominale », c'est-à-dire sa portée lumineuse lorsque la visibilité météorologique est de 10 milles marins (la visibilité météorologique est celle qui est donnée dans les bulletins diffusés par radio).

L'intensité d'un grand phare dépasse souvent 1 million de candelas et sa portée nominale dépasse alors 25 milles marins.
Les navigateurs disposent, dans les livres des Feux, de tables leur permettant de connaître la portée lumineuse d'un phare au moment de l'observation (c'est-à-dire la distance à partir de laquelle ils peuvent le voir) dès lors qu'ils connaissent sa portée nominale et que la radio leur a donné la visibilité.
Les tables leur montrent, par exemple, que le phare de 25 milles marins de portée minimale ne sera pas visible au-delà de 1 km si la visibilité descend en dessous de 200 m, soit en moyenne cent vingt heures par an dans la région du Pas-de-Calais ou cinq heures par an dans celle de Saint-Tropez.

Phare
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Mais il peut arriver également qu'un feu soit difficilement visible parce qu'il est noyé dans un fond lumineux intense ; on dit alors que le feu n'est pas « évident ». Cela se produit rarement pour les grands phares, qui sont très puissants et souvent dégagés des autres lumières. Mais les feux d'entrée des ports, dont on peut difficilement augmenter l'intensité car on éblouirait les navigateurs, sont souvent difficiles à trouver ; on pallie cet inconvénient en accélérant le rythme du feu pour que celui-ci attire l'œil malgré l'éclairage du fond ; les premières applications en France ont été faites à Marseille, à Cannes ainsi qu'à Menton.

Sources lumineuses

Les sources d'énergie utilisées dans les phares sont l'électricité, le gaz et la vapeur de pétrole.

Le gaz porte à incandescence un manchon. Il est rarement utilisé dans les phares importants, alors qu'il était d'usage presque général pour les feux sur tourelles et les bouées. Toutefois, le phare du Grand-Léjon, en baie de Saint-Brieuc, est un phare automatique à gaz avec changeur de manchons.

La vapeur de pétrole porte également à incandescence un manchon et permet des portées plus grandes que le gaz. C'était la source d'énergie la plus courante dans les phares isolés en mer, mais elle impose une surveillance constante du feu. Progressivement, les phares à vapeur de pétrole ont été électrifiés.

L'électricité est, chaque fois que c'est possible, et en particulier pour la plupart des phares et feux à terre, fournie par le secteur de distribution électrique ; en cas de panne, suivant la puissance du feu, l'alimentation est assurée par un groupe électrogène, une batterie d'accumulateurs ou des piles chimiques.
Dans les établissements isolés, l'électricité peut être fournie par des groupes électrogènes. Néanmoins, en France, on développe l'emploi d'aérogénérateurs (éoliennes) : ceux-ci sont actionnés par le vent et fournissent un courant électrique qui charge une batterie d'accumulateurs, elle-même alimentant le feu. La gamme des aérogénérateurs permet d'approvisionner des feux de toute puissance, depuis les grands phares (la première installation a été faite au phare de Sept-Iles, ou phare de l'île aux Moines, au large de Perros-Guirec) jusqu'aux petits feux sur tourelle.

Ampoule
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En général, la source lumineuse d'un phare électrifié est une lampe à incandescence d'un type un peu différent de celles du commerce ; on a utilisé de plus en plus des lampes à basse tension (24 V) à halogènes, qui, à intensité lumineuse égale, ont une consommation moindre.
On se sert également de lampes à arc à décharge dans le xénon : c'est le cas des feux très puissants de l'alignement d'entrée au Havre ou du phare du Créac'h, à Ouessant.

appareils optiques et coloration

Les optiques des phares et feux continuent à être du type des lentilles à échelons mises en œuvre par Augustin Fresnel.

Optique Fresnel
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Les anneaux centraux sont dioptriques (la lumière s'y réfracte deux fois) et les anneaux périphériques catadioptriques (la lumière subit une réflexion totale entre deux réfractions, voir schéma).

La coupe verticale d'une optique montre un profil en crémaillère. Selon la manière dont ce profil se reproduit dans toute l'optique, on obtient une optique-tambour (ou optique d'horizon, ainsi nommée parce qu'elle éclaire tout l'horizon) ou un panneau-optique de direction, qui éclaire dans un angle étroit.
En montant plusieurs panneaux optiques de direction sur un bâti et en faisant tourner cet ensemble, on réalise une « optique tournante pour feu à éclats » ; c'est ce dispositif qui équipe les phares dont les faisceaux balaient l'horizon.

Mécanisme de rotation
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C'est la rotation de l'optique tournante qui donne son rythme au phare. Lorsqu'il y a une optique d'horizon, on peut encore rythmer le feu, le plus souvent par l'allumage et l'extinction périodique de la source, parfois à l'aide d'écrans tournants (par exemple, au phare de la Vieille, au large de la pointe du Raz).

La couleur des phares et feux est obtenue par des filtres colorés, autrefois en verre, de plus en plus en matière plastique aujourd'hui. Les seules couleurs utilisées dans les phares sont le rouge, le vert et le blanc (on utilise parfois le violet à l'intérieur des ports).
Les conditions de propagation de la lumière dans l'atmosphère autant que les possibilités de l'œil humain ne permettent d'ailleurs pas d'utiliser d'autres couleurs, parce qu'on ne pourrait, à distance, les distinguer des trois couleurs normales.

Autres dispositifs installés dans les phares

A côté de leur feu, de nombreux phares comportaient d'autres dispositifs d'aide à la navigation : c'étaient les radiophares et autres aides radio-électriques à la navigation ; devenus aujourd'hui obsolètes avec l'utilisation généralisée du G.P.S., ils ont été supprimés.

Les dispositifs les plus courants sont les avertisseurs sonores mis en service par temps de brume. En dehors des cloches et des sifflets utilisés sur les bouées, les avertisseurs sonores les plus courants sont :

  • La sirène à air comprimé, où un jet d'air est haché par un tambour ajouré tournant, et le diaphone, où ce jet fait osciller un piston de fonte : ces dispositifs consomment une énergie élevée et sont très encombrants.
  • La sirène électrique telle que la sirène d'alerte des villes, en général de portée trop faible.
  • Les vibrateurs électromagnétiques, de plus en plus utilisés.

La portée des signaux sonores émis par un avertisseur atteint rarement 5 milles marins dans les conditions les plus favorables, mais elle peut être diminuée très considérablement, en particulier par vent contraire. Cette portée, parfois très réduite dans certaines conditions, conduit en général à ne pas installer d'avertisseurs sonores dans les phares éloignés des dangers les plus au large.

Bateaux-feux

Bateau-feu
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Les bateaux-feux sont de véritables phares flottants. Leur longueur est souvent de l'ordre de 40 mètres. Ils permettent de réaliser un phare en pleine mer pour marquer soit l'atterrissage sur un port (bateau-feu Le Havre) soit l'extrémité de bancs dangereux (par exemple, les bancs San­dettie, Bassurelle, Varne, etc., dans le pas de Calais et ses abords).

Comme les phares, les bateaux-feux portent un feu puissant (environ 1 million de candelas) et un avertisseur sonore.

Bateau-feu
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Ces bateaux réclament une construction robuste et un amarrage solide, car ils doivent rester à leur poste dans les plus dures tempêtes ; il leur est interdit de pouvoir aller se mettre à l'abri ou de courir le risque de partir à la dérive. Les bateaux-feux imposent de lourdes servitudes aux marins qui les arment. Ils coûtent fort cher tant en investissement que pour leur fonctionnement courant et leur entretien. Aussi, dans tous les pays, existe-t-il un programme pour les remplacer. De nombreux bateaux-feux ont déjà été remplacés par des phares que les techniques modernes permettent maintenant de construire. D'autres ont été ou seront remplacés par des bouées géantes de 10 à 12 m de diamètre, pouvant montrer un feu aussi puissant que celui d'un bateau-feu et porter d'autres aides à la navigation : c'est dans cette voie que s'est orienté, en France, le service des Phares et Balises.

Avenir

Malgré le développement des nombreuses aides radio-électriques à la navigation et l'utilisation de G.P.S., les phares et feux restent indispensables et le resteront encore pendant de très nombreuses années.

Si les plus petits navires (pêche et surtout plaisance) ne disposent pas des équipements perfectionnés, même les plus grands navires ont besoin des phares et feux, comme l'alignement de feux de jour destinés à faciliter l'accès du Havre aux pétroliers géants : et on ne conçoit pas ce qui pourrait être aussi efficace que des feux pour permettre aux navires de passer entre les jetées qui ferment un port.

Les progrès de la technologie permettent tant de faciliter la maintenance des établissements que d'améliorer le service rendu aux navigateurs.


Agrandir Phare de Saint-Tropez

Le phare du bout du monde

En 1884, les Argentins construisirent un phare sur une des îles des États, à San Juan de Salvamento, en Terre de Feu, entre Ushuaïa et les îles Falkland.
Il était destiné à baliser la route du Cap Horn pour les grands voiliers s'aventurant dans ces contrées sauvages et hostiles.

Le phare fut construit sur un promontoire de 70 mètres d'altitude, couvrant de son faisceau d'une portée de 15 milles un secteur de 93°. L'édifice était en bois, octogonal et mesurait 11 mètres de largeur pour une hauteur de 6,5 mètres. Sa lumière était produite par 9 lampes fonctionnant à l'huile de colza.

Les difficiles conditions de vie des gardiens de ce phare inspirèrent Jules Verne pour l'écriture de son roman "Le phare du bout du monde". Le livre est paru en 1905, après sa mort, alors que le phare était abandonné depuis 1902, et tombait en ruines.

Le phare du bout du monde
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En 1993, un rochelais, André Bronner, eut l'idée de faire reconstruire ce phare mythique, sur l'île même où il exista un siècle plus tôt. Il dut retrouver des photos et les faire interpréter par un architecte avant la réalisation du phare définitif devant résister à des vents de 250 km/h.

Réalisé en France, ce phare de quinze tonnes a été transporté en Argentine et, d'Ushuaïa, chargé sur deux voiliers jusqu'au site de l'ancien phare. Malgré la difficulté de progression et un dénivelé de 70 mètres, malgré la tempête soufflant à près de soixante-dix nœuds, le montage a été mené à bien par une huitaine d'hommes décidés.

Depuis février 1998, son faisceau lumineux à deux éclats blancs est visible par 54°45 Sud et 64°50 Ouest.

Réplique du phare du bout du monde
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Pour célébrer le 1er janvier 2000, une réplique du phare du bout du monde fut construite à la Pointe des Minimes à La Rochelle.

Liens

Bibliographie

  • Les phares - 1889, E. Allard
  • Phares et signaux maritimes - 1908, Ch. Ribière
  • The world's lighthouses before 1820 - 1959, D.A. Stevenson
  • British lighthouses - 1947, J.P. Bowen


 
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