Augustin Fresnel, pour une meilleure visibilité des phares.

Augustin Jean Fresnel, né le à Broglie et mort le à Ville-d’Avray, est un ingénieur et physicien français.

Fondateur de l’optique moderne, il proposa une explication de tous les phénomènes optiques dans le cadre de la théorie ondulatoire de la lumière.

Fils de l’architecte Jacques Fresnel et d’Augustine Mérimée, Augustin Fresnel naît à Broglie, dans l’Eure. Il est le neveu du littérateur, peintre et chimiste Léonor Mérimée, et par conséquent le cousin de l’archéologue et nouvelliste Prosper Mérimée, deux académiciens également. Il entre à l’École centrale de Caen à l’âge de 13 ans puis à l’École polytechnique à 16 ans et demi (promotion 1804). En 1806, il devient élève de l’École nationale des ponts et chaussées.

Il commence sa carrière en 1808 au service des ponts et chaussées dans la Drôme ; en 1815, il s’oppose au retour de Napoléon de l’île d’Elbe : Fresnel, dont le grand-père François Mérimée est intendant au service de la famille de Broglie, avait reçu une éducation royaliste. Il est arrêté à Valence le 9 mai 1815, puis retourne auprès de sa mère à Mathieu. En octobre 1815, il est affecté comme ingénieur en Ille-et-Vilaine. Il écrit régulièrement à sa hiérarchie afin d’obtenir un congé et poursuivre sa carrière scientifique auprès de François Arago. Il réalise de nombreuses expériences sur les interférences lumineuses, indépendamment de celles de Thomas Young, pour lesquelles il forge la notion de longueur d’onde. Il calcule les intégrales dites de Fresnel.

En 1815, Fresnel, à vingt-sept ans, s’oppose à la théorie corpusculaire de la lumière de Newton en vigueur jusque-là, et par des expériences sur la diffraction de la lumière, pose les bases de sa théorie « vibratoire

» de la lumière, à laquelle il apportera compléments et corrections en 1818.

Cette année-là, l’Académie

 des Sciences met au concours la question des propriétés paradoxales de la lumière. Fresnel, encouragé par Arago, prend part au concours et soumet un mémoire fondé sur la théorie ondulatoire de la lumière.

L’un des membres du jury, Poisson, est un ferme partisan de la théorie corpusculaire de la lumière : il étudie le mémoire de Fresnel en détail et cherche un moyen d’en démontrer la fausseté. Poisson croit la trouver dans une conséquence de la théorie de Fresnel selon laquelle une tache claire doit se former au centre de l’ombre portée par un corps opaque exactement circulaire, alors que selon la théorie corpusculaire de la lumière, l’ombre est uniforme sur tout un disque. Trompé par l’absence de taches de Fresnel dans les ombres de la vie quotidienne, Poisson pense bien tenir son objection à la théorie de Fresnel.

Mais le président de la commission, François Arago (futur Premier Ministre), décide de reprendre l’expérience plus en détail. Il fait monter un disque métallique de 2 mm sur une plaque de verre avec de la cire et parvient à obtenir une minuscule tache claire au centre de l’ombre portée par le disque opaque, ce qui achève de convaincre la plupart des académiciens de la nature ondulatoire de la lumière ; le jury attribue le prix à Fresnel au mois de novembre 1819.

Lentille de Fresnel

 

Fresnel confirme la théorie ondulatoire de la lumière en prouvant le premier que deux faisceaux de lumière polarisés dans des plans différents n’ont aucun effet d’interférence et en déduisant en 1821 de cette expérience que le mouvement ondulatoire de la lumière polarisée est transversal et non longitudinal (comme celui du son), ainsi qu’on le croyait avant lui.

Il est le premier à produire une lumière polarisée circulaire. Ses formules, dites de Fresnel, sur la réfraction sont toujours utilisées.

Dans le domaine de l’optique géométrique, Fresnel invente la lentille à échelon (dite Lentille de Fresnel) utilisée pour accroître la puissance de l’éclairage des phares. Elle est encore utilisée dans les phares maritimes, mais aussi dans les phares automobiles et les projecteurs de cinéma. Des modèles souples bon marché permettant une vision grand angle sont réalisés aujourd’hui à partir de la lentille de Fresnel, ou les lentilles aux caisses de supermarché pour vérifier le contenu du chariot9.

Il est membre de l’Académie des sciences en 1823 ainsi que de la Royal Society, qui lui décerne la Médaille Rumford en 1824 et qui l’élit membre étranger l’année suivante. Il meurt de la tuberculose en 1827 à Ville-d’Avray, près de Paris et est inhumé au cimetière du Père-Lachaise (14e division).

Voir aussi cette video Interview réalisée dans l’exposition ” Phares ” au musée national de la Marine,
Francis Dreyer, historien des techniques, commissaire adjoint de l’exposition Phares Agnès Paris

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