Jusqu'en 1844, le port de Marseille était limité, pour ses opérations de chargement et de déchargement, au seul bassin du Vieux-Port et ses 2600 mètres de quais. Le trafic, cette même année, représente deux millions de tonnes de marchandises pour 18 000 navires. Il en résulte donc un encombrement permanent et les retards dans les opérations sont de plus en plus fréquents. Selon une étude de l'époque, il aurait fallu sept kilomètres de quais pour contenir ce trafic.
Pour remédier à la situation, le 5 août 1844, une loi autorise la construction du bassin de la Joliette, le développement de l'espace portuaire au nord ayant été préféré à une extension coté sud vers le quartier des Catalans. En 1855, le trafic a presque doublé, les paquebots postaux ne partent plus dans les temps réglementaires faute de pouvoir se dégager. Les retards de vingt-quatre heures sont fréquents et 300 à 400 bateaux attendent en permanence dans l'île du Frioul qu'une place se libère pour pouvoir entrer dans un des ports.
M. Pascal, ingénieur en chef du service maritime des Bouches-du-Rhône, est chargé d'établir un plan qui réponde aux besoins immédiats mais aussi futurs de l'activité portuaire. Le projet prévoit une surface d'eau abritée de 90 hectares avec quatorze kilomètres de quais allant de la Joliette au bassin Impérial (actuel bassin National). La côte inhospitalière, servant de mouillage aux navires en quarantaine, se trouve transformée en une voie de quai rectiligne. On construit parallèlement le mur d'abri de ces nouveaux ports, la Grande Jetée, avec une technique employée pour la première fois à grande échelle : le mélange de blocs naturels et artificiels. Les matériaux nécessaires sont tirés des trois carrières situées au Frioul qui ont déjà servi à la construction du bassin de la Joliette.
Le trafic augmentant, les capacités de stockage doivent augmenter aussi : c'est ainsi que naissent les docks. La ville obtient la concession des terrains en 1856 et la cède par anticipation à une société dirigée par Paulin Talabot. En échange, la municipalité perçoit une rente annuelle et se voit offrir le jardin botanique des Chartreux et le Château Borely avec dix hectares de terrain.
En 1863, les docks sont terminés, on finit de remblayer les quais du nouveau port avec des gravats venant du percement de la rue Impériale (aujourd'hui, rue de la République). Avec l'ouverture du canal de Suez en 1869, Marseille reçoit son surnom de Porte de l'Orient. A partir de 1875, la réparation navale se développe. Marseille devient le quatrième port mondial et enregistre la moitié de la flotte marchande française. A la fin du XIXe siècle, le port se mécanise et devient le plus rapide d'Europe avec onze jours pour décharger un vapeur de 1000 tonneaux. Mais, la montée en puissance des ports du nord de l'Europe fait sentir le besoin de nouveaux agrandissements.
Au début du XXe siècle, on construit les bassins du cap Pinède et de la Madrague ainsi qu'un dépôt pétrolier de 20 000 litres. Après la Première Guerre Mondiale, le port s'étend encore. Une loi de 1919 rattache au port de Marseille les annexes de Port-de Bouc et le détroit de Caronte à l'entrée de l'Etang de Berre.
L'idée de relier Marseille au Rhône par un canal date du XVIIe siècle. En 1802, on met à l'étude la réalisation d'un canal qui relierait la partie navigable du Rhône au golfe de Fos. Ce canal ne sera construit qu'à partir de 1834 et prendra le nom de Canal d'Arles à Bouc, rendu célèbre par le peintre Van Gogh.
En 1864, on construit le Canal Saint-Louis pour relier le golfe de Fos au Grand-Rhône. Il est inauguré en 1871. Plus tard, dans la perspective d'une liaison du Rhône au Rhin, on envisage la construction d'une voie navigable qui partant de Marseille aboutirait à Arles : cette voie réservée au transport par péniches, prend le nom de Canal de Marseille au Rhône.
Il se compose de plusieurs tronçons dont le premier est la liaison directe du port de Marseille avec l'Etang de Berre : le Canal du Rove. Ce canal passe sous le massif de la Nerthe et constitue, avec ses sept kilomètres, le canal souterrain le plus long du monde. Les travaux sont longs et difficiles, ils débutent en 1911 et se terminent en 1927.
Une fois arrivé dans l'Etang de Berre, le Canal de Marseille au Rhône traverse le détroit de Caronte puis rejoint le Grand-Rhône par le Canal de Saint-Louis ou bien emprunte la voie directe que constitue le Canal d'Arles à Bouc. Le port de Marseille n'est plus seulement maritime il devient aussi fluvial.
Dans les années trente, on construit les raffineries de Lavéra, de Berre et de la Mède. Dans le même temps, le bassin de la Joliette, carré à l'origine, est remodelé avec la construction de trois grands môles obliques.
En août 1944, les Allemands détruisent la majorité des installations portuaires, de la flotte marchande, ainsi que le pont transbordeur. Ils obstruent l'entrée des ports en y coulant de nombreux bateaux. Le port est hors-service. Le travail de reconstruction est immense, il durera dix ans.
Le port pétrolier de Lavera est construit en 1952. En 1963, après seulement trente-six ans de service, le tunnel du Rove est fermé, sa voute vient de s'effondrer. Depuis, rien n'a bougé.
En 1964, les travaux de la zone industrielle de Fos commencent, arrachant au fond marin des centaines de milliers de mètres cube pour remblayer les marais environnants. En 1966, le port devient Port Autonome de Marseille. Les formes de radoub, de plus en plus grandes, permettent de placer en cale sèche tout type de navires. En 1970, la Forme 10, l’une des plus grandes au monde, entre en service. Elle accueille des bâtiments pouvant aller jusqu’à 800 000 tonnes.
En 2006, année record, le trafic passe la barre symbolique 100 millions de tonnes. En 2007, la construction des quais de Fos 2XL commence avec la pose de 380 pieux en acier d'un poids de 26 tonnes chacun. Bientôt des navires longs de 400 mètres y déchargeront leurs cargaisons. Des extensions, Fos 3XL et 4XL, sont à l'étude en vue d'agrandir encore les capacités du port qui dépassent, depuis longtemps déjà, les simples limites de la commune de Marseille.
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