La construction du Grand Hangar à bois est entreprise entre 1819 et 1823. Etabli à mi-chemin, entre les cales du petit port Chantereyne et les cales de construction de l'avant-port militaire, sur un terrain demeuré jusqu'en 1838 en-dehors des fortifications, le Grand Hangar abrite, jusqu'à la construction des ateliers à bois du Génie maritime entre 1845 et 1852, l'ensemble des ateliers liés au travail du bois : scierie, menuiserie, tonnellerie, poulierie, peinture, sculpture, salle des gabarits. Il se présente alors comme un édifice de plan rectangulaire à deux étages couvert en ardoise. Doté d'un grand vaisseau central, recouvert par une charpente en bois, le bâtiment est bordé sur les longs côtés par une série de magasins en appentis. Ravagé par un incendie en 1900, l'édifice est entièrement reconstruit l'année suivante. Sa charpente en bois est alors remplacée par une charpente métallique tandis que la façade principale, occupée par une vaste baie vitrée, est entièrement redessinée. Le rez-de-chaussée est réservé alors à l'atelier des canots, le premier étage à la salle des gabarits. Le Grand Hangar à bois disparaît en grande partie dans l'incendie de l'arsenal en juin 1944.