A francia világítótoronybizottság 1811. április 29-én alakult meg. 1819-ben Arago, aki 1813-ban lett a francia világítótorony-bizottság tagja, felajánlotta, hogy szisztematikusan felülvizsgálja a világítótornyok megvilágításának lehetséges fejlesztéseit. Azt kérte, hogy Claude Mathieu és Augustin Fresnel legyen a munkatársa a projektben. Kérését 1819. június 21-én teljesítették, és Augustin beleegyezett, hogy a bizottságban szolgáljon. Augustin 1819. augusztus 29-én, alig két hónappal azután, hogy elkezdett dolgozni a projekten, elkészítette első jelentését a világítótornyok optikájáról és lámpáiról.
Beszámolóját az akkor használatos reflektorok kialakításának teljes elemzésével kezdte. Ezt követően javaslatot tett a fémreflektorok helyett üveglencsék használatára, valamint egyetlen nagy, koncentrikus kanóccal ellátott Argand-stílusú lámpa használatára a reflektorokkal szükséges több egy kanócú lámpa helyett.
A lencsék első világítótornyokban való használatára Angliában az 1700-as évek végén, Amerikában pedig 1810-ben került sor, de mindegyik kudarcot vallott a lencsében lévő üveg vastagsága miatti fényveszteség, valamint magának az üvegnek a rossz minősége miatt. Ezek a lencsék az üveg vastagsága miatt túlságosan nehezek is voltak.
A súly- és vastagságproblémák megoldása érdekében Fresnel lencsejavaslata Buffon és Condorcet tervére támaszkodott, bár Fresnel akkoriban egyáltalán nem ismerte javaslataikat. Ezeket a terveket az 1700-as években javasolták, de soha nem építették meg, mert technikailag nem volt lehetséges a Buffon által megkövetelt egy darab üveg csiszolása, illetve a Condorcet által javasolt egy darabból álló gyűrűk elkészítése. Augustin tervének elkészülte után értesült arról, hogy Buffon és Condorcet már korábban is javasolt hasonló terveket.
1822-ben Augustin azon dolgozott, hogy befejezze egy villanó lencse tervét, amelyhez nyolc kör alakú, bikaszem alakú villanótáblát használt. A bikaszem-panelek mindegyike megtörte (eltérítette) a fényt mind vízszintes, mind függőleges irányban, fénysugarakat alkotva. Az egyes bikaszem-lencsetáblák fénye, amelyet egy négyszögletes kanóclámpával világítottak meg, az akkor használatos legjobb 31 hüvelykes fényvisszaverők három és egynegyedével volt egyenlő. A bikaszemes vakupanelek mellé nyolc kis trapéz alakú lencsetáblát helyezett el 25 fokos szögben a bikaszemes vakupanelek fölött és mögött. Ezek a lencsék összegyűjtötték az égő feletti fényt, és nyolc nagy lapos tükörre irányították, amelyek szögben voltak elhelyezve, hogy a fényt vízszintesen visszaverjék a fő bikaszem-panelek fölött. A trapéz alakú lencséket és a felső tükröket úgy tervezték, hogy a lámpaégő feletti fény körülbelül egynegyedét összegyűjtsék, és a tengerész által látott villanás időtartamát körülbelül kétszeresére növeljék, mint a csak a fő lencsetáblákról érkező villanásét. A fő lencsetáblák alatt négy kis tükörgyűrűt is elhelyezett, hogy összegyűjtse a fényt az égő alatt, és vízszintesen, a világítótorony közeli környékére irányítsa. A hajós egy hosszú sötét időszakot látott, amelyet egy ragyogó fényvillanás és egy újabb sötét időszak követett, stb. ahogy a lencse forog a tengelye körül.
Augustin az első forgó, elsőrendű lencse tervezése után számos más formájú világítótorony-lencsét alkotott. Fogta a bikaszem-világítótábla alapkonstrukcióját, elforgatta a függőleges tengelye körül, és 1824-ben megalkotta az első fix lencsét. Ez a konstrukció 12 függőleges, kör alakú panelből készült. Továbbra is tükröket használt a fő lencseöv felett és alatt, valamint a lámpa felett és alatt szögben elhelyezett kis lencséket, hogy a fényt a felső és alsó tükrökre irányítsa. A rögzített kialakítású főpanelek összegyűjtötték a lámpából érkező fényt, és függőlegesen megtörve (meghajlítva) vízszintes sugárrá alakították azt. A fénysugarat a tükrökből vízszintes irányba irányított további fény segítette. A rögzített lencse a fényt lapos korong alakban, teljes 360 fokos körben irányította. A hajós állandó fényt látott.
A fix lencsekonstrukciót 1825-ben tovább módosították, amikor Augustin egy sor forgó vakutáblával egészítette ki, így létrehozva az első fix/villanó lencsét. A fix lencse a fényt lapos korong alakban, teljes 360 fokos körben irányította. A forgó vakupanelek a fix övből érkező fényt vízszintesen megtörve két-négy vízszintes fénysugarat hoztak létre. Ahogy a vakupanelek a fix panelek körül forogtak, a hajós egy fix fényt látott, amelyet a vakupanel fénysugarának ragyogó villanása követett, majd ismét egy fix fény.
A lencse, amivel minden kezdődött, a primer Fresnel első rendű lencse (1823)
A Fresnel-lencsék különböző méretűek (rendűek) voltak, a legnagyobbtól, a hiper-radialistól a legkisebbig, a nyolcadik rendűig, ahogyan azt fentebb vázoltuk.
