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19 oct.

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La Lentille de Fresnel




Concepteur : Augustin Fresnel
Période : 1822

 
Augustin Fresnel (1788-1827)
Augustin Fresnel naît à Broglie dans l’Eure.
Physicien français, cousin de l'archéologue et nouvelliste Prosper Mérimée , il devient membre en 1809 de l’École nationale des ponts et chaussées au service des phares. Il réalise de nombreuses expériences sur les interférences lumineuses, pour lesquelles il forge la notion de longueur d'onde. Il calcule les intégrales dites de Fresnel. Fondateur de l’optique moderne, il proposa une explication de tous les phénomènes optiques dans le cadre de la théorie ondulatoire de la lumière. Il est le premier à produire une lumière polarisée circulaire. Ses formules, dites de Fresnel, sur la réfraction sont toujours utilisées.


L'instrument
Au début 19ème siècle, peu de systèmes d’éclairage équipaient les côtes françaises. Alors en 1811,le comte Mole, directeur général des Ponts et Chaussées créa une Commission des phares. La Commission ne devint réellement active qu'après la chute de Napoléon, quand elle organisa des expériences scientifiques comparant l'efficacité de différents systèmes d'éclairage. Cette commission a joué un rôle important dans l’organisation du système de signalisation sur l’ensemble des côtes françaises en remplaçant les miroirs utilisés dans l'éclairage des phares de signalisation marine qui absorbaient jusqu'à 50 % du flux lumineux.

Par rapport à une lentille simple, la lentille de Fresnel réduit la quantité de verre à utiliser en la découpant en un ensemble d'anneaux concentriques de section prismatique connus sous le nom de zones de Fresnel. Le principe consiste à enlever à une lentille «classique» tout le verre inutile. Pour chacune de ces zones, l'épaisseur est réduite, ce qui fait que la surface globale de la lentille n'est plus lisse mais se compose de plusieurs surfaces de même courbure, séparées par des discontinuités. Ceci permet d’obtenir une courte distance focale pour un large diamètre. Les rayons lumineux fuyant leur source de manière radiale sont redirigés pour être orientés parallèlement. Ainsi, en diminuant l’épaisseur du verre, on augmente la transmission optique de la lentille tout en réduisant considérablement le poids et le volume nécessaire à une lentille standard. Bien entendu, cette diminution de l'épaisseur et donc du poids a un prix : celui de la qualité optique, les anneaux étant visibles.

Les lentilles de Fresnel trouvent toujours leurs applications là où la qualité de l’image est secondaire notamment équiper le système optique des phares de signalisation.

Date de mise à jour 27 juin 2016


Allons voir...

  • Chaîne YouTube du musée national de la Marine de Paris

https://www.youtube.com/watch?v=HXM7RLZzLww
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