La lentille de Fresnel : principe et utilisations

La lentille de Fresnel, ou lentille à échelons, a été inventée par Augustin Fresnel. Son défi était d'obtenir une lentille suffisamment légère, mais avec un large diamètre, qui permette une courte distance focale. Il a résolu le problème en découpant la lentille en anneaux concentriques, qu'il a ensuite accolés. Toujours en service, ces lentilles équipent notamment les phares maritimes.

La lentille de Fresnel : le principe

Fils d'architecte et élève surdoué, Augustin Fresnel est admis à l'Ecole Centrale à 13 ans, et à l'Ecole Polytechnique à 16 ans. Ses formules sur la réfraction de la lumière sont toujours d'actualité. Nommé à la Commission des phares du service des Ponts-et-Chaussées en 1819, il est mis au défi d'alléger les lentilles. C'est ainsi qu'il devient l'inventeur le la lentille à échelon. Pour alléger les lentilles, dans le cadre de ses recherches sur la lumière, il a l'idée de les fractionner en zones (dites "de Fresnel"); la surface de la lentille devient alors en escalier, comme si des rondelles de plusieurs lentilles avaient été rassemblées et recollées sur un plan. L'allègement de l'objet est dû à la diminution de l'épaisseur de l'objet par rapport à l'épaisseur d'une lentille traditionnelle. Cependant, c'est une image déformée qui passe à travers ces lentilles, ce qui réserve leur emploi à l'éclairage.

La lentille de Fresnel : les applications

Les lentilles de Fresnel sont utilisées dans les appareils nécessitant une lentille légère, et pour lesquels la qualité de l'image n'est pas importante : - Elles sont utilisées en signalisation maritime : c'est pour cela que Fresnel les a imaginées, et les phares en sont encore actuellement dotés.
- Elles équipent les projecteurs de cinéma (ceux de théâtre sont équipés de lentilles plan convexe). Leur principe a été adapté pour certaines loupes, comme par exemple les loupes de la taille d'une page de magazine, faites en matériau souple. Et c'est sur ce même principe que sont faits les équipements de caisse de supermarchés, qui permettent aux caissiers de voir, sans bouger de leur place, le contenu du chariot du client. Les bons vieux rétroprojecteurs fonctionnent avec ce système qui a également sa part dans l'exploitation de l'énergie solaire. Elles sont utilisées pour réduire l'angle mort des rétroviseurs, et dans les détecteurs de mouvement à infrarouges.