PHARES

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Phares modernes

Construction

Si la pierre et la brique sont toujours utilisées dans la construction des phares, le béton et l'acier sont désormais les matériaux les plus répandus. Peu cher et structurellement adapté à ce type d'édifice, le béton se prête également à des formes architecturales esthétiques.

Les méthodes de construction modernes ont considérablement facilité l'installation de phares en pleine mer. Lorsque le fond est mou, on a recours au caisson immergé, système utilisé pour la première fois en 1885 pour le phare de Roter Sand érigé dans l'estuaire du Weser en Allemagne, puis pour le phare de Fourteen Foot Bank dans la baie du Delaware (entre l'État du même nom et celui du New Jersey). Cette méthode consiste à poser au fond de la mer un caisson d'acier cylindrique ouvert, pouvant atteindre 12 mètres de diamètre. Le caisson est progressivement immergé par excavation du sable, jusqu'à environ 15 mètres de profondeur. Dans le même temps, des éléments sont posés sur le caisson jusqu'à ce que la structure émerge toujours à haute mer. Le caisson est finalement vidé de l'eau qu'il contient et rempli de béton pour former une base solide sur laquelle dresser le phare.

Lorsque le fond le permet, il est possible de construire un phare « flottant », consistant en une tour cylindrique posée sur une large base de béton pouvant atteindre 15 mètres de diamètre. La tour est érigée sur un mouillage côtier, remorquée jusqu'à son emplacement puis coulée jusqu'au fond de la mer, où la base est finalement remplie de sable. Il est nécessaire de niveler et de préparer le fond au préalable. La stabilité de ces tours vient de leur poids, qui dépasse parfois 4 500 tonnes. Pour faciliter le remorquage, la tour cylindrique est souvent composée d'au moins deux sections télescopiques, qui sont élevées à leur hauteur normale par des vérins hydrauliques une fois la tour déposée au fond de la mer. La Suède fut le premier pays à recourir largement à cette technique.

Une autre méthode, moins dépendante de l'état du fond marin, consiste à enfoncer des piles d'acier comme pour les plates-formes pétrolières offshore. Ces piles peuvent plonger jusqu'à 15 mètres dans le fond, selon la nature du substrat sous-jacent. Les États-Unis ont construit une quinzaine de phares de ce type, dont le phare d'Ambrose à la sortie de la baie de New York.

Les hélicoptères étant largement utilisés pour exploiter les phares offshore et assurer leur maintenance, les structures modernes comportent généralement une hélistation. De telles plates-formes ont également été aménagées au-dessus de la lanterne des phares en maçonnerie plus anciens, comme celui d'Eddystone.

Source lumineuse

Le bois fut utilisé jusqu'au xixe siècle, même si, à partir de 1550 environ, il fut de plus en plus souvent remplacé par la houille. Ce combustible plus compact et brûlant plus longtemps fut privilégié notamment dans le nord-ouest de l'Europe. Un phare pouvait alors consommer plus de 300 tonnes de houille par an. Les feux de houille éclairaient bien plus que toute autre source de lumière, et les marins les préféraient aux lampes à huile et aux chandelles. Comme ces dernières, ils produisaient cependant une énorme quantité de fumée, qui noircissait rapidement les vitres de la lanterne et masquait la lumière.

Lampes à huile

En 1782, le Suisse Aimé Argand inventa une ampe à huile qui révolutionna l'éclairage des phares. Son invention reposait surtout sur l'utilisation d'une mèche en forme de cylindre creux enfermée dans une cheminée en verre et la création d'un double courant d'air, circulant à l'intérieur et à l'extérieur de la mèche, garantissant une combustion propre et régulière, sans production de fumée. Par la suite, de telles lampes comportant 10 mèches concentriques furent fabriquées. Elles furent d'abord alimentées par de l'huile de poisson, puis de l'huile végétale et, en 1860, par de l'huile minérale (pétrole). La lampe d'Argand devient le principal mode d'éclairage des phares pendant plus d'un siècle.

En 1901, le Britannique Arthur Kitson inventa le brûleur à vaporisation, amélioré notamment par David Hood, employé à Trinity House. Ce brûleur utilisait du pétrole lampant, vaporisé sous pression et mélangé à de l'air. Chauffé, ce mélange devenait un gaz inflammable capable de porter à incandescence le manchon de la lampe. Cet appareil multipliait par six la puissance des anciennes lampes à mèche. (Le principe est toujours largement utilisé pour les réchauds de camping et les lampes à pression.)

Lampes à gaz

Les premières propositions suggérant d'utiliser le gaz de houille dans les phares ne rencontrèrent pas grand succès. De fait, il était en général difficile d'implanter une installation de gazéification sur place et la plupart des phares étaient trop éloignés pour être alimentés par des conduites. L'acétylène, gaz produit par l'action de l'eau sur le carbure de calcium, fut cependant utilisé au tournant du xixe siècle. Son usage se répandit lorsqu'il fut possible de dissoudre l'acétylène dans de l'acétone et de stocker ainsi le combustible sans danger d'explosion.

Les systèmes d'éclairage à acétylène eurent de profondes répercussions sur les progrès technologiques appliqués aux phares, notamment grâce au Suédois Gustaf Dalén qui encouragea leur utilisation entre 1900 et 1910. Brûlé seul ou mélangé à de l'air dans un manchon à incandescence, l'acétylène éclairait aussi bien que l'huile. Son principal atout résidait dans sa maîtrise aisée, qui permit pour la première fois de faire fonctionner des phares automatiques sans surveillance. Dalén conçut de nombreux et ingénieux mécanismes et brûleurs à acétylène, fonctionnant grâce à la pression du gaz. La plupart des équipements qu'il inventa sont encore largement utilisés de nos jours. L'un d'entre eux permet de changer automatiquement le manchon lorsqu'il est consommé. Un autre éteint automatiquement la lumière en journée et la rallume la nuit, afin d'économiser le gaz : il fonctionne grâce à la différence d'absorption de la chaleur entre une surface noire et une surface parfaitement polie, l'expansion différentielle de ces surfaces permettant, par entraînement mécanique, d'actionner la principale valve de gaz.

Le recours à l'acétylène permit l'installation de nombreux feux automatiques non gardés dans des régions isolées ou inaccessibles, une seule visite par an étant normalement nécessaire pour remplir les cuves de stockage et réviser le mécanisme. Le gaz de pétrole liquéfié, tel le propane, fut également utilisé comme combustible pour l'éclairage des phares, mais les lampes à pétrole et à gaz ont aujourd'hui souvent laissé la place à l'électricité.

Lampes électriques

Grâce aux lampes à arc au carbone, l'éclairage électrique apparut très tôt dans les phares, alors même que les lampes à huile étaient encore en vogue. Le premier foyer électrique fut installé dans le phare anglais [...]

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Écrit par :

  • : ancien ingénieur en chef du service des phares de Trinity House à Londres

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Pour citer l’article

Ian C. CLINGAN, « PHARES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/phares/