Als die Commission des Phares beschloss, die französische Küste mit Leuchttürmen zu überziehen, legte sie damit den Grundstein für eine technische Innovation, die die Seezeichen neu definieren sollte. Die Fresnel-Linse war damals der erste große Durchbruch für den Leuchtturmdienst (Service des Phares et Balises). Sie wurde zum Standardmodell für den Bau von Leuchttürmen und katapultierte Frankreich in eine führende Position auf diesem Gebiet.
Einrichtung einer Leuchtturmkommission
Im 18. Jahrhundert gab es in Frankreich nur wenige Leuchttürme, kaum mehr als fünfzehn, die über die Küsten verstreut waren. Die Verwaltung dieser für die Schifffahrt entscheidenden Leuchtfeuer ist auf zwei Instanzen aufgeteilt. Einerseits wacht die Marine über die großen strategischen Häfen wie Rochefort mit dem Leuchtturm von Chassiron auf der Île d'Oléron oder dem Leuchtturm von Baleines auf der Île de Ré. Andererseits haben auch die Handelskammern ein Wörtchen mitzureden, wie zum Beispiel die Normandie, die den Leuchtturm von La Hève und den Leuchtturm von Gatteville errichtet.
Auf der anderen Seite des Ärmelkanals erstrahlte England mit 35 Leuchttürmen, die seine Seemacht und eine ausgeklügelte Signalgebung zur Schau stellten. Nach den Napoleonischen Kriegen kam es zu einer Wende, als Napoleon die alleinige Verwaltung der Leuchttürme dem Innenministerium und den Ingenieuren des Straßenbauamts übertrug. Das durch die Konflikte geschwächte Frankreich sah seine Haushalte belastet, seine Häfen vernachlässigt und seine Militärflotte fast inexistent, während England als dominante Seemacht thronte.
Im Jahr 1814 wurde die Leuchtturmkommission gegründet, in der Seeleute, Ingenieure, Verwaltungsbeamte und Wissenschaftler zusammenkamen. Diese bunt zusammengewürfelte Koalition wurde damit beauftragt, die Landschaft der französischen Seezeichen völlig neu zu gestalten. Dies war der Beginn einer neuen Ära für die französischen Leuchttürme, die eine Renaissance in ihrer Verwaltung symbolisierte und ein vielversprechendes Kapitel in der Geschichte der sechseckigen Schifffahrt darstellte.
Entdeckung der Wellentheorie des Lichts
Fresnel, ein emeritierter Ingenieur, der aus der École polytechnique und der Ponts et Chaussées hervorging, schrieb dank seiner Entwicklung der Wellentheorie des Lichts Geschichte. Indem er nachwies, dass sich das Licht wie eine Welle verhält, wenn es durch sehr enge Öffnungen fällt, stellte er die vorgefassten Meinungen der klassischen Theorie Newtons auf den Kopf.
Bereits 1815 erregte Fresnel die Aufmerksamkeit der führenden Gelehrten der Académie des Sciences. Er wohnte damals als Ingenieur der Straßenbaubehörde in der Bretagne und bat darum, seine Arbeit in Paris fortsetzen zu dürfen. Sein Schicksal nahm eine entscheidende Wende, als er zum Sekretär der Kommission für Leuchttürme ernannt wurde.
Inspiriert von den Vorarbeiten des Grafen von Buffon erforschte Fresnel die Fokussierung von Licht durch verschiedene Arten von Linsen, darunter die Stufenlinsen.
In Zusammenarbeit mit dem Optiker Soleil konkretisierte er experimentelle Linsenpaneele. Den Höhepunkt seiner Bemühungen erreichte er 1822, als Fresnel der Académie des Sciences sein Memoire sur un nouveau système d'éclairage des phares vorstellte, in dem er diese innovativen Lentikularapparate ins Rampenlicht rückte.
Gründung des Leuchtturmdienstes
Nach dem Tod von Augustin Fresnel im Jahr 1827 übernahm sein Bruder Léonor als Sekretär bei der Leuchtturmkommission die Leitung. Dieser setzte das Werk seines Bruders fort und begann mit der Entwicklung verschiedener Geräte. Er beaufsichtigte den Bau von Leuchttürmen, um diese zu beherbergen, und schuf buchstäblich den Leuchtturmdienst, bis er seine Leitung an den Ingenieur Léonce Reynaud übergab. Fast zwei Jahrzehnte lang widmete sich Léonor der Zusammenstellung der Schriften ihres Bruders und führte so Fresnels Erbe fort.
Eine Stufenlinse
Fresnel revolutionierte das Design von Linsen, die zur Bündelung des Lichts von Scheinwerfern verwendet wurden. Anstatt sich für eine schwere, gewölbte Linse zu entscheiden, hatte er eine Idee, wie man die Dicke der Linse verringern konnte, wodurch sie leichter zu verwenden, zu transportieren und zu installieren war.
Im Vergleich zu einer einfachen Linse verringert die Fresnel-Linse die Menge des zu verwendenden Glases, indem sie in eine Reihe konzentrischer Ringe mit prismatischem Querschnitt zerlegt wird. Für jeden dieser geometrischen Bereiche wird die Dicke verringert, wodurch die Gesamtoberfläche der Linse nicht mehr glatt ist, sondern aus mehreren gleich gekrümmten Flächen besteht, die durch Unstetigkeiten voneinander getrennt sind. Die Fresnel-Linse zeichnet sich somit durch ihre Sprossen aus, die den aus der Lampe entnommenen Lichtstrahl zum Horizont umlenken.
Im Bereich der Leuchttürme und Leuchtfeuer ist die Fresnel-Technik noch immer aktuell, aber die Art und Weise, wie das Licht erzeugt wird, hat sich weiterentwickelt. Während die ersten Lampen mit Öl betrieben wurden, gefolgt von Gaslampen und elektrischen Glühfäden mit einer Lebensdauer von etwa sechs Monaten, sind wir heute zu LEDs übergegangen, die eine Leuchtdauer von zehn Jahren haben.
Verbreitung in der Welt
Damals war ein Leuchtturm, der mit Kohle betrieben wurde, aus einer Entfernung von 17 bis 20 km zu sehen. Mithilfe der Fresnel-Linse konnte die Beleuchtung bis zu 40 km weit reichen.
1823 führte der Ingenieur seine erste Stufenlinse auf der Leuchtturm von Cordouan, der sich an der Mündung der Gironde in den Atlantik befindet . Er war der Prototyp des von der Leuchtturmkommission angekündigten Systems. Dieses innovative Stück wurde bewahrt und ist heute im Musée des Phares auf der Insel Ouessant im Finistère ausgestellt.
Die Auswirkungen dieser Innovation, die die Reichweite der Beleuchtung im Vergleich zu früheren Erkenntnissen verdoppelte, waren weltweit.
Drei Unternehmen strahlten von da an aus und stellten bis in die 1930er Jahre 80 % der Linsen her, die in Leuchttürmen eingebaut wurden: Henry-Lepaute; Barbier, Bénard und Turenne; sowie Louis Sautter.
Die Fresnel-Linse revolutionierte die Leuchttürme der Welt, indem sie die Normen für die Ozeanbefeuerung neu gestaltete und so eine sicherere Navigation über die Weltmeere ermöglichte. Heute bewahrt das Cerema eine lange Tradition im Bereich der Leuchttürme und Leuchtfeuer. Das Cerema ist bestrebt, Fresnels Erbe fortzuführen und neue LED-Leuchtmittel zu entwickeln.
