II

MOYENS EMPLOYE* P01R ECLAIRER LES PHARES ET Y \ RI EU LEURS APPARENCES.

Il vient d'être question des différentes conditions à remplir pour compléter le système d'après lequel toutes les côtes de France doivent être éclairées,

si l'on veut assurer pendant la nuit la navigation des navires et des vaisseaux 'V X\ (A), qui fréquentent nos ports et les soustraire, autant que l'état de nos connaissances le permet, aux dangers qu'ils ont à courir pendant le mauvais temps et les longues nuits d'hiver.

I^s marins avaient depuis longtemps reconnu les besoins de la navigation: plusieurs projets avaient été proposés relativement à la répartition de phares et de feux sur toute l'étendue des côtes de France, principalement sur celles de l'Océan; car il paraît qu'à l'égard des côtes de la Méditerranée, on ne s'était pas occupé d'établir un système général; on s'était contenté d'indiquer quelques lieux particuliers sur lesquels des feux avaient été allumés, et encore ces feux n'étaient-ils pas placés de manière à assurer la navigation des ports les plus fréquentés, tels que Toulon, l'un des arsenaux les plus importants de la marine royale, et Marseille, ville si considérable par l'étendue de son commerce.

L'exécution des différents systèmes proposés pour éclairer les côtes de l'Océan a souffert pendant longtemps de grandes difficultés: d'abord, parce qu'on n'avait pas à sa disposition des moyens simples et peu dispendieux de produire des masses de lumière assez intenses pour atteindre A la distance que certaines configurations de la côte rendaient indispensable d'éclairer avec un seul phare, mais surtout parce que les moyens alors connus ne permettaient pas de varier les apparences de la lumière et de remplir, ainsi qu'on vient de le dire, une des conditions les plus essentielles, toutes les fois que l'on veut qu'une côte soit éclairée, sans interruption, dans toute son étendue.

Le chevalier de Borda, capitaine de vaisseau, dont le nom est aussi respecté par les marins de toutes les classes que par le monde savant, est parvenu , en plaçant une lampe d'Argant au foyer d'un grand miroir parabolique argenté, à donner à la lumière un degré d'intensité qui lui a procuré toute la portée désirable, du moins dans la direction de l'axe du réflecteur w. La pre-

*' Quelque temps avant que Borda eût été appelé par le minisire de la marine à s'occuper de l'amélioration du pbare de Cordouan. l'ingénieur Teuière avait proposé de l'illuminer au moyen de grands réverbères paraboliques. Les effets de cette espèce d'appareils avaient d'ailleurs été rationnellement apprécies par Lavoisier dans le mémoire qu'il présenta au concoure ouvert en 1760 . par M. de Sartmes, pour l'éclairage des rues de Paris. ( Voyejs l'inlnxiitelion.)

N" XX (A), mière application qui ail été faite de ce moyen puissant d'augmenter la lumière d'un simple bec de lampe a eu lieu sur la tour de Cordouan. On sait que ces miroirs ne jouissent d'un si grand avantage que par la propriété qu'ils ont de répéter, sur tous les points de leur surface, le point lumineux placé au foyer de la parabole génératrice et d'en former un faisceau de lumière qui se propage directement jusqu'à une grande distance, mais qui n'éclaire qu'une très-petite portion du cercle de l'horizon. C'est en fixant autour d'un même axe vertical plusieurs becs d'Argant placés au foyer de miroirs diriges dans différents sens, et en faisant tourner l'axe qui les supporte, à l'aide d'une machine de rotation , que l'on est parvenu à éclairer successivement tous les points de l'horizon. Il en résulte que l'observateur ne voit la lumière des phares ainsi éclairés que pendant le temps qu'un des faisceaux de lumière, renvoyé par chaque miroir parabolique, met à passer devant ses yeux, et qu'il la perd de vue lorsqu'il se trouve entre deux de ces faisceaux ou dans l'angle qu'ils forment entre eux. Cette alternative d'éclats de lumière suivis d'obscurité leur a fait donner le nom de phares à éclipsa* Ils remplissent complètement leur destination, si on les considère isolément; mais du moment qu'il s'agit de les faire entrer dans un système général et que l'on cherche par conséquent à varier leurs apparences, on ne tarde pas à rencontrer des difficultés presque insurmontables ou du moins qui ont paru telles jusqu'à présent.

La première idée qui se soit présentée a été de varier la durée des éclipses. On a senti qu'il était impossible de songer à raccourcir cette durée, en précipitant le mouvement de rotation du phare, parce qu'on aurait raccourci dans la même proportion celle des éclats de lumière, qu'il importait au contraire de prolonger le plus possible. Le seul moyen dont on pût disposer était de multiplier les lampes autour de l'axe de rotation ; mais les grands miroirs paraboliques sont si pesants, que, dans la crainte de le trop surcharger, on n'a pas voulu placer plus de huit réverbères de grandes dimensions sur un même axe. Il eût fallu leur donner des dimensions plus petites, pour pouvoir en augmenter le nombre sans inconvénients: mais alors la lumière aurait eu moins de portée, et ces phares n'auraient plus eu l'éclat qu'il était nécessaire de donner aux phares du premier ordre. Enfin, tant qu'on voulait s'astreindre à conserver à la lumière une grande intensité et des apparitions assez prolongées pour fixer l'attention à la première vue, on ne pouvait pas se flatter d'établir des différences assez sensibles entre les durées des éclipses pour en

former des phares d'apparences très-distinctes et telles qu'elles ne pussent N" XX (A), jainnis exposer les navigateurs à commettre des erreurs funestes.

On conçoit facilement, d'après ce qui vient d'être dit des miroirs paraboliques, que ces miroirs ne peuvent entrer dans la construction des phares à feux fixes, destinés à étre.vus dans toutes les directions. Il eut fallu teHement multiplier les miroirs et diminuer leurs dimensions, qu'il» eussent à peine produit l'effet que l'on doit attendre des phares du troisième ordre. On était doncprivé de l'avantage inappréciable d'établir des feux fixes du premier ordre ou d'une très-grande portée.

Les effets des miroirs paraboliques, si supérieurs à ceux des anciens phares, ne se prêtaient donc pas facilement à toutes les modifications qu'il était nécessaire de faire subir à la lumière. Ces miroirs métalliques avaient en outre l'inconvénient d'être sujets à se ternir et à perdre aisément leur poli primitif: on devait donc s'attendre qu'au bout d'un certain temps, l'intensité de la lumière et par conséquent leur portée seraient sensiblement diminuées. La Commission des phares a cherché pendant longtemps à surmonter les obstacles qui ralentissaient la marche de ses travaux: mais, tant qu'elle n'a eu à sa disposition que les moyens connus avant sa formation , il lui a été impossible de présenter un système qui fût de nature à satisfaire à tous les besoins de la navigation. Il fallait que de nouveaux moyens fussent trouvés pour qu'elle pût se flatter d'obtenir un si grand avantage.

M. le directeur général des ponts et chaussées, sans cesse occupé de l'amélioration de tous les objets de son administration qui intéressent le bien public, avait suivi avec une attention particulière les travaux de la Commission des phares. Il avait pris connaissance des difficultés qui ralentissaient leur marche, et ne tarda pas à s'apercevoir qu'il fallait qu'un homme ayant des connaissances supérieures et pouvant donner tout son temps à ces recherches fût adjoint ■a la Commission pour l'aider à lever les difficultés qui l'arrêtaient. Les belles découvertes que M. Fresnel, ingénieur des ponts et chaussées, avait faites sur la théorie des propriétés physiques de la lumière l'appelaient naturellement à remplir une tâche de cette importance; il fut désigné par M. Arago et choisi par M. le directeur général pour faire partie de la Commission des phares. Un moyen des plus ingénieux, et qui dans ses mains est devenu d'une fécondité extraordinaire, lui a donné dès le début la faculté de surmonter tous les obstacles. Au lieu de concentrer les rayons lumineux par réflexion, avee (les

.\° \\ (A), miroirs paraboliques, il imagina du les concentrer par réfraction avec de grandes lentilles a échelons. Les difficultés de la construction de ces lentilles avaient jusqu'à présent rendu stérile l'invention de l'illustre Buflbn, qui, le premier, avait proposé de donner cette forme aux verres ardents pour en augmenter la puissance; cette heureuse idée était même presque tombée dans l'oubli. M. Fresnel n'apprit qu'elle appartenait à Buffon que lorsqu'il annonça à l'Académie des sciences qu'il avait inventé des machines, fait éjablir un atelier et instruit des ouvriers pour construire des lentilles à échelons de plusieurs morceaux. Mais il apprit en même temps que ce célèbre naturaliste n'avait jamais réussi à réaliser son idée, parce qu'il avait voulu faire tailler ses lentilles dans une seule pièce de verre. C'est M. Soleil, opticien, qui a construit jusqu'à présent, sous la direction de M. Fresnel, toutes les lentilles des feux tournants et les verres des feux fixes.

MM. Arago et Fresnel, réunis, ont porté à un haut degré de perfection la construction des lampes à flammes concentriques, par l'heureuse combinaison de l'idée de Rumford avec l'invention ingénieuse de Carccl. Ces lampes présentent un foyer de lumière supérieur à tout ce qu'on avait obtenu jusqu'à présent et dont l'intensité comme le volume varient à volonté, en raison du nombre de mèches qu'on emploie. Cette accumulation de lumière dans un seul foyer était nécessaire pour donner aux appareils dioptriques de M. Fresnel tout l'éclat dont ils pouvaient être susceptibles. Ceux-ci ont à leur tour prodigieusement accru l'intensité de la lumière placée à leur centre, puisqu'une lentille à échelons de o",7.î en carré, illuminée par une lampe -à quatre mèches équivalant à vingt-deux becs d'Arganl, produit dans la direction de son axe le même effet que quatre mille becs d'Argant réunis. Les appareils lenticulaires ont, en outre, sur les miroirs paraboliques, l'avantage de se prêter, ainsi qu'on le verra bientôt, à des combinaisons qui permettent de varier les apparences des phares autant que l'exigent les besoins de la navigation. L'air de la mer n'en attaque pas le poli; il suffit de les épousseter et de les nettoyer de temps en temps pour qu'ils conservent leur transparence et présentent toujours le même éclat.

C'est aux recherches de ces deux savants distingués que la Commission doit

L*' On plutôt dcGiivtondeMorveau. ( Voye/.les.4BJwi/MrfecAimi>, i"série. t. XXIV. p. 3i -i.)

les moyens d'éclairage les plus complets et les plus satisfaisants dont on ait N° XX (A), fait usage jusqu'à présent. Le succès a passé les premières espérances, tant à l'égard de la variété des feux que par rapport à leur intensité; et la Commission n'a plus eu qu'à choisir, entre plusieurs combinaisons également ingénieuses, celles qui lui ont paru les plus propres à remplir l'objet qu'elle devait se proposer.

En faisant tourner autour d'un grand foyer de lumière, et avec une vitesse uniforme, huit lentilles ou seize demi-lentilles symétriquement arrangées, on a produit alternativement des éclats et des éclipses qui se répètent de minute en minute ou bien de demi-minute en demi-minute. De même, en ramenant à la ligne horizontale, au moyen d'un appareil taillé dans les méWs principes, les rayons qui passent au-dessus et au-dessous de cette ligne, on a produit des feux fixes, c'est-à-dire des feux qui n'éprouvent aucune intermittence et présentent à la fois, dans toutes les directions, une lumière uniforme et d'une intensité soutenue. C'est à ces derniers, qu'on ne peut obtenir avec des réflecteurs, qu'est dù le caractère distinctif le plus tranché et le moyen de différencier les feux le plus à l'abri des objections. Il est facile de pressentir que l'appareil lenticulaire est susceptible d'un bien plus grand nombre de modifications différentes; mais celles dont on vient de parler sont les principales et celles que la Commission a adoptées dans le système général. La multiplicité des besoins a cependant mis dans la nécessité d'employer encore une autre modification qui tient à l'application d'un appareil mobile à un feu fixe, pour produire des éclipses très-courtes après de longes intervalles de lumière uniforme; elle n'est mise en usage qu'à l'égard des phares de second et de troisième ordre : il en sera question plus bas , dans la description de chaque espèce de feu.

Mais avant d'entrer dans les détails de la description et de l'emplacement de chacun des phares et autres feux en particulier, il convient de faire connaître l'intensité et par conséquent la portée de chacune des masses de lumière que l'on se propose de produire, ainsi que les divers moyens qui servent à différencier leurs apparences. Ces premiers éléments sont indispensables pour que l'on puisse juger si les phares doivent être plus ou moins éloignés les uns des autres, si la place qui leur a été assignée dans le système général remplit toutes les conditions nécessaires et est exempte d'inconvénients de nature à compromettre la sûreté des vaisseaux.

•2âO PHARES ET APPAREILS D'ÉCLAIRAGE.

M" XX (A). On doit se rappeler que les besoins de la navigation exigent qu'il exista trois espèces de phares, désignés par les dénominations de phares du premier, du second et du troisième ordre, dont les degrés d'intensité et la portée vont en diminuant, depuis le phare du premier ordre, qui est le plus éclatant, jusqu'au troisième ordre, dont la lumière s'étend à la moindre distance. Enfin on est obligé d'employer des feux beaucoup moins intenses que ceux-ci et d'un entretien beaucoup moins dispendieux, pour marquer l'entrée de tous les ports, même de ceux qui ne sont fréquentés que par de très-petits bateaux. La description de ces quatre espèces de feux va être donnée séparément, et l'on fera connaître en détail les moyens que la Commission a adoptés, tant pour les produire que pour différencier entre eux les phares d'un même ordre.

PHARES DU PREMIER ORDRE

Tous les phares du premier ordre doivent être éclairés par une lampe à pompe et à quatre mèches concentriques.

Ces lampes brilleront i livre i/a d'huile par heure ou (>,ooo livres par an. L'appareil lenticulaire aura près de a mètres de diamètre intérieur.

DE DIVMSimi LMMMM^CK 1

Kfu tminwiii i* Huit lentilles d'égales grandeurs, formant un prisme vertical régulier,

a huit lentill.-». sor„nt placées de manière que'le centre de la lumière ou de la lampe se trouve à leur foyer commun. Ces huit lentilles, à l'aide d'une machine de rotation . tourneront autour de la lampe avec une vitesse propre à leur faire parcourir la circonférence entière en 8 minutes; de sorte que les rayons lumineux rassemblés par chaque lentille se dirigeront, de minute en minute, sur un même observateur. Des expériences répétées ont fait connaître qu'à la distance moyenric de 6 lieues marines, la durée des apparitions de la lumière serait de •jo secondes et qu'elle serait suivie d'une éclipse de ho secondes. Si l'on était plus éloigné du phare, les apparitions seraient un peu plus courtes et le.*» éclipses de la même quantité plus longues. Ce serait le contraire si l'on s'en

Voyez le numéro précédent.

rapprochait, cependant sans que la durée des éclats reçût une augmentation N" XX (A).

très-considérable. Lorsqu'on en sera à une petite distance, on ne perdra jamais

de vue la lumière réfléchie par un appareil subsidiaire dont l'objet est de

ramener vers l'horizon les rayons qui passent au-dessous des lentilles : celtf

lumière fixe, beaucoup moins brillante que les éclats, n'ôte pas au phare le

caractère de feu tournant, comme on s'en est assuré à Cordouan.

Ce phare tournant composé de huit lentilles est celui qui a le plus d'intensité et porte le plus loin. On estime que sa lumière, à l'instant de son maximum , équivaut à celle de quatre mille becs d'Argant. Elle est précédée et suivie par une lumière moins forte, qui diminue graduellement de part et d'autre du maximum, mais beaucoup plus vite dans la seconde partie de l'éclat que dans la première. Ces éclats pourront être aperçus jusqu'à t j ou 1 a lieues marines, dans les temps ordinaires: mais, à une aussi grande dislance, on ne verra que la partie la plus brillante de l'éclat, dont l'apparition ne durera Ijuère que h à 5 secondes.

ti° Los lentilles du feu tournant à seue demi-lentilles forment, comme dans Feu twroani le phare précédent, un prisme régulier. La lampe à quatre mèches est au j^j ^-h^ foyer commun de ces lentilles; elles achèvent leur tour également en 8 minutes : il en résulte celle différence que les éclats, au lieu de paraître de minute en minute, sont deux fois plus fréquents et se succèdent de dcmi-minule en demi-minule. Ils ne seront pas tout à fait si longs : on estime cependant que, à la distance de fi lieues, leur durée sera encore de î 5 secondes; en sorte que, à cette dislance, le temps de l'apparition de la lumière sera égal à celui des éclipses. Ce phare, comme le précédent, peut être muni d'un appareil subsidiaire, qui réfléchit les rayons plongeants : dès lors on ne le perdra plus de me à q ou 3 lieues de distance; mais on distinguera aisément de la petite lumière fixe les éclats beaucoup plus brillants produits par les lentilles.

Ces demi-lentilles ont la même hauteur que les lentilles de l'appareil précédent et la moitié moins de largeur; leur surface est, par conséquent, réduite de moitié : cependant, comme dans celles-ci on n'a employé que la partie la plus utile des lentilles entières, qui est le milieu, la lumière qu'elles produisent n'est pas diminuée dans la même proportion. On estime qu'elle équivaut encore à celle de deux mille quatre cents becs d'Argant, à l'instant du maximum, et que, dans les temps ordinaires, elle pourra êlrc aperçue à (j lieues de distance.

3* L'appareil des feux fixes, comme celui des feux tournants, enveloppe presque en entier la lampe à quatre mèches. Les lentilles et les miroirs qui composent celle enveloppe sont taillés et disposés de manière à ramener vers l'horizon tous les rayons de lumière qui s'élèvent au-dessus ainsi que ceux qui s'abaissent au-dessous, sons altérer d'ailleurs leur divergence dans ce plan horizontal; en sorte que le phare éclaire tout le tour de l'horizon et offre l'aspect d'un feu fixe dans toutes les directions.

Ces feux fixes sont ceux qui ont le moins d'intensité. Leur lumière peut l'tre évaluée d'avance à quatre cents becs d'Armant, cl leur portée à 7 ou S lieues dans les circonstances ordinaires.

Si cette portée ne diffère que de h lieues de celle des grandes Lentille*, dont la lumière, dans le maximum, a dix fois plus de force, il faut l'attribuer à ce que le plus grand éclat des lentilles ne frappe la vue qu'un seul instant et produit dans l'œil une sensation trop fugitive pour que son effet soit proportionné à l'intensité de la lumière.

Le temps de la révolution des phares tournants a été jusqu'à présent supposé de 8 minutes : il est à remarquer qu'il ne serait pas possible de faire varier beaucoup la durée de la révolution des phares à huit lentilles; car, m l'on accélérait le mouvement, les éclats de lumière deviendraient trop courts, et si on le ralentissait beaucoup, les éclipses seraient trop longues.

La durée des révolutions des phares composés de seize demi-lentilles est susceptible de variations plus grandes, à cause de la fréquence des éclate : néanmoins il y aurait, comme dans les phares précédents et par les mémo raisons, de l'inconvénient à diminuer celle durée et à accélérer la vitesse; mai.il serait possible de ralentir le mouvement et de porter le temps de chaque révolution jusqu'à 1 G minutes : alors cette seconde espèce de phare offrirait presque la même apparence qu'un phare à huit grandes lentilles; seulement les éclats seraient plus longs, les éclipses plus courtes, et l'intensité de la lumière serait moins grande. Ainsi, ils auraient, sur les phares composés de huit lentilles, un genre de supériorité auquel les marins attachent beaucoup d'importance, celui de la durée des éclats; mais l'intensité serait diminuée à peu près dans la même proportion, et la portée serait réduite de 1 1 ou t a lieues à g.

On ne peut pas terminer ce qu'il y avait à dire sur les phares du premier ordre, sans parler des avantages que l'on obtiendrait en les éclairant avec du

gaz d'buile. Le volume de l'objet éclairant pourrait être augmenté, et l'on .\° \\ (Ai. parviendrait ainsi à augmenter la durée des éclats de lumière, ce qui diminuerait d'autant celle des éclipses. Cette amélioration pourra être adoptée par la suite, sans rien changer au système général : la seule différence qui on résultera est que les éclats de tous les phares tournants seront plus longs et les éclipses plus courtes; mais les marins doivent être prévenus que le caractère invariable de chaque espèce de feus tournants est l'intervalle qui s'écoule depuis la fin d'un éclat jusqu'à la fin de l'éclat suivant, et non pas la durée absolue des éclats ou des éclipses, qui change selon la distance ou l'état de 1'almosphèiv. Quant aux feux fixes, l'emploi du gaz augmentera leur intensité; c'est la seule amélioration dont ils soient susceptibles, et il ne faut pas la négliger, car ce sont les moins puissants.