Les cloches de phares et leurs sons
La mer sans visibilité
La lumière d'un phare est inutile par brouillard dense. C'est une contrainte physique absolue : les particules d'eau en suspension dans l'air diffusent et absorbent la lumière avant qu'elle ne puisse atteindre un navire à quelques encablures de distance. Les grandes tempêtes s'accompagnent rarement d'un brouillard épais ; mais les calmes bruineux du large, fréquents dans les mers froides et tempérées, peuvent réduire la visibilité à moins de cent mètres pendant des heures, parfois des jours entiers.
Depuis les premières aides à la navigation, les administrations maritimes ont cherché à compléter le signal lumineux par un signal sonore qui puisse fonctionner par mauvaise visibilité. Les premiers moyens étaient d'une rusticité totale : un gardien qui sonnait une cloche à la main, ou battait un gong, ou tirait des coups de canon à intervalles réguliers depuis le bord de la falaise. L'efficacité de ces méthodes dépendait entièrement de l'énergie humaine disponible et des conditions atmosphériques, qui modifient considérablement la portée des sons.
La cloche de brume : matière et résonance
La cloche de brume est la forme la plus ancienne de signal sonore automatique associé aux phares. Son principe mécanique est d'une simplicité remarquable : la houle soulève et abaisse un flotteur ancré, ou actionne un levier, qui déclenche un battant venant frapper la cloche à intervalles réguliers déterminés par le mouvement de la mer.
La qualité acoustique d'une cloche de brume dépend de son alliage. Les meilleures cloches de phare étaient fondues dans un bronze à forte teneur en étain — environ 22 % d'étain pour 78 % de cuivre — qui produisait un son clair et prolongé, avec un temps de résonance pouvant dépasser cinq secondes. Un son bref et mat indiquait un alliage de mauvaise qualité ou une cloche fissurée, ce qui réduisait considérablement sa portée. Le fondeur écossais McDowall & Steven de Glasgow produisit certaines des cloches de brume les plus réputées du XIXe siècle, utilisées dans les phares des îles Britanniques et exportées jusqu'en Australie.
La portée acoustique d'une cloche dépend également des conditions atmosphériques. Par vent favorable, une cloche de 500 kilogrammes peut être entendue à deux milles nautiques ou davantage. Par vent contraire, la même cloche peut être inaudible à moins de cinq cents mètres. Cette inconstance était une limite connue et acceptée des administrations maritimes, qui installaient les cloches en complément d'autres signaux, non comme substitut complet au feu lumineux.
La cloche actionnée par la houle : les West Coast américains
Sur la côte ouest des États-Unis, où la houle du Pacifique est presque continue, les bouées-cloches actionnées par les vagues constituèrent longtemps la solution la plus économique pour les approches des ports secondaires. Une bouée-cloche ordinaire porte un cadre métallique surmontant le flotteur, avec une cloche fixée en son centre et des battants libres qui s'actionnent par le tangage et le roulis. La côte de Californie et de l'Oregon en comptait des centaines à la fin du XIXe siècle.
Le son d'une bouée-cloche dans un courant de marée puissant — un tintement irrégulier, parfois rapide, parfois espacé, toujours changeant — a inspiré de nombreux récits de marins et poètes. Henry Wadsworth Longfellow décrivit la bouée-cloche de Minot's Ledge, dans la baie de Massachusetts, comme le glas des naufragés. Sa tristesse particulière tient à l'irrégularité du son : contrairement aux cloches d'église dont le rythme est imposé par le sonneur, la bouée-cloche obéit à la seule volonté de la mer.
Le gong et le sifflet
Le gong de brume est un instrument différent de la cloche : sa surface plane et son rebord relevé lui confèrent un timbre plus grave et plus sourd, immédiatement distinguable d'une cloche par un navigateur expérimenté. Les bouées-gongs, utilisées sur la côte est des États-Unis et dans les détroits écossais, étaient réputées plus audibles par temps de houle courte que les bouées-cloches, dont les battants pouvaient se retrouver temporairement hors phase avec le mouvement de la mer.
Le sifflet de brume, actionné par la compression d'air dans une chambre à bagues submergées sous l'effet de la houle, produce un son aigu et pénétrant, souvent décrit comme un gémissement. Les bouées-sifflets, moins coûteuses à entretenir que les bouées-cloches, se répandirent dans les zones à forte houle. Leur fréquence acoustique plus élevée les rendait plus audibles dans le bruit de fond des vagues brisantes, mais moins portantes dans les atmosphères stables.
Les cloches automatiques des phares terrestres
La transition vers des cloches actionnées mécaniquement plutôt que manuellement représenta un progrès considérable en termes de fiabilité et d'économies de personnel. À partir du milieu du XIXe siècle, plusieurs systèmes d'actionnement automatique furent développés. Le plus répandu utilisait un mécanisme d'horlogerie à poids, similaire à celui qui faisait tourner la lentille du phare, pour actionner un marteau frappant la cloche à intervalles réguliers.
Le phare de Point Reyes en Californie, construit en 1870, fut équipé à l'origine d'une cloche de brume de 1 500 kilogrammes actionnée par un mécanisme à poids déroulé par les gardiens toutes les deux heures. La cloche frappait un coup toutes les cinq secondes par brouillard, produisant un signal identifiable par les navires approchant de la Pointe Reyes depuis le large. Cette cloche est toujours en place, bien que désactivée depuis l'installation d'une corne de brume électronique dans les années 1970.
Propagation acoustique et anomalies
L'acoustique maritime est une discipline complexe, marquée par des phénomènes difficiles à prévoir. La réfraction acoustique — la courbe que prennent les ondes sonores dans une atmosphère stratifiée thermiquement — peut créer des zones d'ombre où un signal sonore est inaudible, entourées de zones où il est parfaitement distinct. Un navire à cinq milles d'un phare peut n'entendre aucun signal, tandis qu'un navire à dix milles l'entend clairement.
Ces anomalies, documentées par les services hydrographiques britanniques et français dès le XIXe siècle, ont conduit à des expérimentations sur la hauteur optimale des sources sonores, la forme des réflecteurs acoustiques et les fréquences privilégiées selon les conditions atmosphériques. Aucune solution universelle n'a jamais été trouvée : les conditions de réfraction varient trop selon la stabilité atmosphérique, la température de l'eau, la direction et la force du vent.
L'arrivée de la corne de brume et le déclin de la cloche
La corne de brume à air comprimé, développée dans les années 1860-1870 par plusieurs inventeurs nord-américains et européens, produisait un volume sonore et une portée sans commune mesure avec les cloches ou les sifflets. Le signal sonore du phare de Sable Island au large de la Nouvelle-Écosse, équipé d'une corne à air comprimé dès 1873, portait à plus de six milles par temps calme. Les cloches de brume des grands phares furent progressivement mises hors service dans les décennies suivantes.
Les cloches de brume subsistèrent dans les petits phares et sur les bouées pendant plus longtemps, par raisons économiques : une bouée-cloche n'exige aucune source d'énergie extérieure et peut fonctionner indéfiniment sans entretien autre que la vérification de son intégrité physique. Ouvrez la carte pour localiser les phares qui conservent encore leurs installations acoustiques historiques, témoins d'une époque où le son était aussi essentiel à la sécurité maritime que la lumière.
Les cloches comme patrimoine sonore
Quelques cloches de phare historiques sont aujourd'hui conservées dans des musées maritimes ou sur leur site d'origine, où elles sont parfois actionnées lors de journées du patrimoine. La cloche du phare de West Quoddy Head dans le Maine (1827), la cloche de Tibbetts Point à l'entrée du lac Ontario, ou celle du phare de Nauset en Nouvelle-Angleterre font partie de ces survivants qui permettent aux visiteurs d'entendre le son exact que les marins d'autrefois écoutaient avec espoir dans l'obscurité et la bruine.