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FRESNEL Augustin
L’inventeur des lentilles à échelon pour les phares
Augustin Fresnel révèle dès son jeune âge un génie inventif qui suscite l’admiration de ses camarades de jeu. Sous l’habile direction de Quesnot, professeur de mathématiques, il fait des progrès assez rapides pour être reçu à 16 ans et demi à l’école Polytechnique et deux ans plus tard à l’école des Ponts et chaussées. Dans les premiers postes qu’il occupe il aborde les sujets les plus divers : aberration annuelle des étoiles, procédé de fabrication de la soude, machine élévatoire hydraulique, théorie de la dilatation des gaz. Ce n’est que dans les premiers mois de 1814 que son intérêt se porte sur les propriétés de la lumière, suite aux récentes découvertes de Biot sur la polarisation ; ce qui l’amènera plus tard à émettre l’hypothèse de la transversalité des vibrations lumineuses.
Un court séjour à Paris et des loisirs forcés près de Caen dus aux « Cent jours » – son dévouement à la cause des Bourbons lui valant d’être destitué et placé sous la surveillance de la police – lui permettent d’entreprendre, avec un appareillage improvisé, l’étude expérimentale de la diffraction et des interférences (ou influence réciproque) des ondes lumineuses et des travaux théoriques sur les aspects ondulatoires de la lumière. Il prend le temps de monter son expérience et adresse son premier mémoire à l’Académie des sciences en 1815.
Dès mars 1816 il imagine et réalise la célèbre expérience dite « des miroirs de Fresnel » où l’on fait interférer les rayons issus des images voisines d’une petite source lumineuse dans deux miroirs plans faisant entre eux un très petit angle.
Au cours de sa séance du 15 mars 1819 l’Académie des sciences entend le rapport d’Arago, le protecteur, collaborateur et ami de l’ingénieur, au nom de la commission chargée d’examiner les mémoires envoyés au concours pour le prix de diffraction. C’est Fresnel qui obtient le prix. La publication de son mémoire n’intervient qu’en 1826 ; il y ajoute deux notes dont celle sur les « zones de Fresnel », l’ensemble constituant ainsi une éclatante confirmation de la théorie des ondulations.
Affecté en 1818 à l’arrondissement du canal de l’Ourcq puis muté en 1819 au cadastre du « pavé de Paris », il entreprend de nouvelles expériences sur la polarisation et l’optique cristalline sur lesquelles butent les plus grands physiciens de l’époque. Dans une série de mémoires publiés en 1821 et 1822 il esquisse, puis met au point, la théorie de la double réfraction dans les cristaux uniaxes et biaxes, qui sera le couronnement de sa carrière scientifique.
Un nouveau champ d’activité sera proposé à Fresnel par Arago, membre de la Commission des phares, qui demande à son associé temporaire d’entreprendre une nouvelle série d’expériences sur les appareils d’éclairage des phares. Il produit en 1819 un premier rapport qui traite à la fois de la source lumineuse, pour laquelle il propose une lampe d’Argand suralimentée à mèches multiples, et de l’optique, pour laquelle il écarte les lecteurs métalliques et préconise une lentille allégée par le système des échelons.
Les expériences sur des lampes à becs simples et multiples commencent immédiatement à l’Observatoire. Le premier appareil du nouveau type à 8 lentilles est mis en service au phare de Cordouan à l’embouchure de la Gironde en juillet 1823, un autre appareil comportant 16 lentilles est essayé la même année pour déterminer si l’on peut distinguer facilement les phares à 16 lentilles de ceux qui n’en comportent que la moitié.
Les très beaux résultats scientifiques qu’il obtient attirent sur lui les honneurs, mais aussi les charges et les polémiques. Ces dernières cesseront lorsque Laplace, longtemps imperméable aux théories de Fresnel, lui rend un hommage public lors de la séance du 19 août 1822 à l’Académie des sciences, qui acceptera l’ingénieur en son sein en mai 1823.
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