INDICES LOCAUX

Bit — Accidents. — Nous avons étudié dans le chapitre II les circonstances qui ont provoqué la naissance des fractures de Técorce terrestre, et amené la minéralisation de quelques-unes d'entre elles. Nous avons maintenant à examiner en détail les dérangements, qu'après leur formation, les gîtes ont pu éprouver en raison des mouvements ultérieurs, et qui sont souvent pour l'ingénieur la source des plus graves difficultés.

Parfois le phénomène mécanique de la rupture a consisté en un simple décollement des deux parties, qui sont restées en regard Tune de l'autre. Dans d'autres cas, au contraire, il s'est opéré un mouvement relatif du toit et du mur. A cet égard, M.Daubrée (*), en confondant toutes ces causes sous l'appellation générale de lithocloses 9 désigne les premières sous le nom de diaclases et affecte aux autres l'expression de paraclases.

Dans ce dernier cas, le mineur qui arrive devant le plan de la faille sans avoir jusque-là quitté le gîte, guidé par sa continuité, rencontre devant lui tout autre chose, et se trouve en présence de l'inconnu sans savoir par où rejoindre le prolongement de la veine. Cette circonstance a beaucoup exercé la sagacité des anciens mineurs. On peut juger, par l'inspection des travaux qu'ils ont laissés, qu'ils

(') Études synthétique» de Géologie expérimentale ^ p. 351

PASSAGE DES REIETS. 69

étaient souvent d'une grande habileté pour pasêer les rejets. Aujourd'hui, la question s'éclaire de vues rationnelles, fondées sur les aperçus que nous possédons quant à la nature des causes de ces accidents. Ce sont ces lois que nous avons à faire connaître, ainsi queles méthodes qui en dérivent, pour guider la recherche.

63 — La cinématique enseigne que le mouvement le plus général d'une figure plane dans son plan peut toujours être réalisé au moyen d'une simple rotation autour d'un point du plan. On observe en effet assez fréquemment que le déplacement a été accompagné d'une désorientation dans le plan de la faille, en un mot, qu'il a été rotatif. On dit alors que le rejet s^ouvre^ et l'on arrive assez facilement à en déterminer la charnière.

Mais, dans la plupart des cas, en raison de l'immense étendue qu'affectent ces phénomènes, le centre de la rotation se trouve reporté assez loin de la région occupée par les travaux, pour que le mouvement puisse être assimilé à une translation.

On sait, en second lieu, par les théories de la cinématique, qu'une translation quelconque peut toujours être décomposée, à l'aide d'un parallélogramme, en deux autres dirigées suivant deux droites arbitrairement choisies. Nous adopterons pour cette décomposition la direction et l'inclinaison de la faille, ou du croiseur. Dès lors, au lieu d'un accident unique, on se représente le phénomène comme la combinaison de deux dérangements distincts, que l'on appelle : le rejet horizontal et le rejet en profondeur.

Chacun de ces modes peut exister isolément, mais ils se trouvent en général associés, et leur réunion indique une translation oblique, souvent mise en évidence, comme nous l'avons déjà dit (n** 60), par les stries des surfaces de glissement. L'un et l'autre de ces deux rejets occasionnent un déplacement qu'il faut racheter par un raccordement convenable des travaux. Mais il existe entre eux à cet égard une très grande difiTérence.

Le rejet horizontal, quand même il aurait reporté fort loin le prolongement du gîte, nécessiterait tout au plus, pour le rejoindre, des galeries de niveau plus ou moins longues. Ce sera une gêne, mais non une perturbation fondamentale de l'aménagement général.

10 RBCBERCBE& OE HDIES.

Aussi ce genre d'accideot esl-it d'ordinaire relégué au second plian,

et l'on se préoccupe bien plus du rejet en profondeui .

Celui-ci, en efîet, en modiliant les niveaux, les étages, la profondeur et l'armement des puits, présente beaucoup plus de gravité. On rencontre, à cet égard, dans la nature tous les degrés d'importance, depuis des dérangements insignifiants jusqu'à des rejets de plusieurs centaines de mètres estimés suivant la verticale.

Lorsque les travaux viennent buter dans un croiseur qui a rejeté le gîte suivant l'inclinaison, l'ingénieur est amené à se demander s'il doit monter ou descendre dans la faille, pour retrouver le prolongement. Nous pouvons indiquer dès à présent deux circonstances, dans lesquelles un examen attentif permettra d'écarter immédiatement toute incertitude.

64 — Rebrouasement dei feuiUett. — Parfois l'accident a eu lieu à une époque où la formation présentait encore une certaine plasticité. H s'en est suivi un étirage des couches dans te plan de la faille, dont l'observation indique nettement de quel câté a été

entraînée la partie absente. Il n'y a pas besoin, du reste, que cette inflexion s'observe sur une grande étendue. La plus petite longueur de la partie courbe, pourvu qu'elle soit nettement accusée, suffit pour décider à cet égard.

Il est clair, par exemple, à Tinspection de la courbure (fig. 25), que le mineur qui arrive par le mur A de la faille, doit y descendre pour retrouver la suite A' de la couche, à une distance qui reste d'ailleurs inconnue. Au contraire, avec la disposition de la figure 26, c'est en arrivant par le toit A\ de la faille, que l'on doit y descendre pour rejoindre le gîte en A^.

65 — Ordre de slralificaiion. — Dans d'autres circonstances, c'est la composition minéralogique de la face opposée de la faille qui peut fournir des indices certains.

Supposons, en premier lieu, que le mineur qui arrive par A (fig. 27) trouve devant lui en B' un banc, qu'il reconnaît à coup sûr pour être le prolongement d'un autre , B, / déjà reconnu par les . /

travaux antérieurs au- / 3

dessus de A, et de plus /

à une distance connue; b* -/m a

ce qui renseigne plus /

complètement encore A.' ' /

que dans le cas précé- /

dent. Il devient indubi- /

table, par cela seul, que ^^' ^'

l'on retrouvera le prolongement A' de la couche, en descendant d'une hauteur égale. Dans ces conditions on dit que le mineur onHve par le mur de la faille^ ou qu'il a la faille sur sa têle et qu'il rencontre un rejel en bas.

Si, au contraire, dans la même formation, le mineur arrive par B^ reconnaissant en face de lui en A le prolongement d'une couche qu'il sait exister au-dessous de lui en A^ il devra monter d'une quantité égale à la hauteur A'B' pour rejoindre le prolongement B de B'. On dit alors qu'il arrive par le toit de la faille^ qu'il a la faille sous ses pieds et qu'il trouve un rejet en haut.

C'est pourtant toujours le même rejet, et, par suite, on voit que ces expressions, fort claires en elles-mêmes, ne visent pas seulement

le phénomène géologique, qu*elles caractérisent de deux façons opposées, mais, en même temps que lui, la manière dont l'ingénieur s'y dirige et qui motive cette variabilité dans le jugement porté.

Comme il est bon, cependant, d'avoir en même temps une expression qui serve à désigner ce qu'il y a d'absolu dans cette disposition, pour la différencier de la disposition contraire qui est représentée sur la figure 28, on a coutume, dans le cas actuel, de

dire que le toit de la faille

/est descendu sur le mur. Ceci même demande à être entendu dans son vrai sens.

On n'afGrme pas par là que / ^ >^'®st pas le mur qui, par

/ f^ des pressions convenables,

/ serait remonté sous le toit,

/ par un mécanisme d'ailleurs

moins facile à concevoir. Les P*«- ^- repères fixes de cotes d'alti-

tude manqueraient môme pour définir de pareils mouvements absolus , et l'on n'aurait aucune manière d'être renseigné à leur égard. En outre, ils ne présentent par eux-mêmes aucune espèce d'intérêt. C'est seulement le déplacement relatif qu'il est pour le mineur essentiel de connaître, et l'on convient pour le caractériser, comme cela a été expliqué dans une autre circonstance (N° 26), de fixer par la pensée le mur, en attribuant au toit tous les mouvements, quels qu'ils soient.

66 — Supposons, en second lieu, les conditions de la figure 28. Le mineur qui arrive par A\, reconnaissant B^pour une formation qu'il sait lui être supérieure en B'^, doit descendre pour rejoindre A^. Il arrive par le toit de la faille et il l'a sous les pieds comme dans le dernier cas, mais il trouve maintenant un r^et en bas, et non plus en hautw

S'il arrive par B, , trouvant en face de lui la couche A\ qu'il sait lui être inférieure en A^, il montera pour retrouver B\. Il arrive

PASSAGE DES AEIETS. 73

par le mur^ et a la faille sur la tite^ comme dans le premier des trois cas précédents, mais il rencontre un rejet en hautj et non plus en bas.

Dans les deux cas encore, c'est le même rejet, si on l'envisage en lui-même, et on le caractérise en disant que le toit est remonté sur le mur.

RÈOIiB BE SCHHIDT

•7 — Règle de Schmidt. — Dans les deux circonstances précédentes (64, 65, 66) nous opérons à coup sûr. En l'absence de ces indices positifs, on doit se contenter de s'appuyer sur les prévisions les plus probables.

Je ferai remarquer, en premier lieu, que, dans le cas où l'exploitation d'un district dure déjà depuis un certain temps, et qu'on y a reconnu dans tous les rejets une même manière d'être, cela crée pour le nouvel accident rencontré une probabilité presque équivalente à une certitude (^). On comprend, en effet, que, des mouvements d'ensemble ayant affecté le terrain dans une certaine étendue, la disposition reconnue sur certains points a des chances d'être encore, dans le voisinage la résultante du phénomène, quoique le contraire soit, à la rigueur, possible, sous l'influence de circonstances de détail.

S8 — Mais supposons enfin qu'il s'agisse d'un accident sur lequel on ne possède à priori aucune espèce de données spéciales. On en est alors réduit à invoquer le résultat fourni par Texpérience la plus générale des mineurs. Il est formulé dans un énoncé connu sous le nom de règle de Schmidt et qui consiste en cq que, dans la très grande majorité des cas, c'est le toit de la fente qui est descendu

(*} n arrive, pu* exemple, dans certains districts du Gard, que tous les rejets à la fois se trouTent disposés conti*airement à la règle de Schmidt, que nous allons faire connaître comme constituant, cependant, le cas le plus ordinaire.

sur le mur. C'est bien d'ailleurs (N* 27) le mode le plus naturel à concevoir, quand la pesanteur a eu l'action prépondérante dans ses antagonismes avec les renvois de pression.

Il résulte immédiatement de là diverses conséquences géométriques de nature à jouer un rôle dans les recherches.

En premier lieu, si la règle de Schmidt est observée comme dans la figure 29, ou intervertie comme sur la figure 30, on voit, qu'en

Fig. 29.

Fig. 31.

oCi

ûC»

Fig. 32.

projection sur un plan horizontal, la matière utile recouvrira les espaces aa^ et gg,, mais non l'intervalle ag. Il pourrait donc arriver qu'un sondage, ou le foncement d'un puits de recherche, passât

Passage des rejets. u

daos celle zone atérUe proAuiic par le rejet On serait alors conduil à affirmer l'absence du gile, et cependant il existe.

Si, au contraire, l'accident a eu lieu contrairement à la règle de Schmidt comme sur la figure 31, ou conformément à cette règle (fig; 32), on voit, qu'en projection horizontale, la matière exploitable recouvre les étendues o^^ et ga^, et, en outre, deux fois rinlervalle «g. Si donc un trou de sonde se trouve percé précisément dans ce redoublement créé par le rejet, on pourra croire à l'existence de deux couches, tandis qu'il n'en existe qu'une seule.

Le passage de l'un de ces cas à l'autre correspond à la situation verticale du gite, pour laquelle les projections horizontales cessent d'exister.

69 — Règle de F angle obtus. — On a quelquefois appelé la formule de Schmidt : règle de l'angle obtus. Mais cette expression doit être écartée, comme capable d'induire en erreur.

Le motif qui l'a fait introduire consiste en ce que, si la règle est observée, comme sur la figure 29, quand on arrive par a^ il faut se diriger par l'angle obtus afib pour rejoindre le gîte 6. De môme si les travaux se présentent du côté 6^, il faut encore prendre l'angle obtus bjba. Si, au contraire, la règle est intervertie comme sur la figure 31 , les angles qu'il convient de suivre, a^b ou fc^fca, sont aigus ; et, si l'on prenait dans ce cas les angles obtus qui en sont les suppléments, on s'égarerait dans la faille, en s'éloignant du prolongement cherché, au lieu de le rejoindre. On transformait d'après cela l'énoncé de Schmidt en disant que cest^ dans la très grande majorité des cas, par F angle obtus qu'il convient de se diriger dans la faille pour passer un rejet en inclinaison.

Faisons remarquer avant tout que cette règle se rapporte exclusivement au rejet en profondeur, et ne concerne en rien le rejet horizontal pour lequel il n'existe aucune relation nécessaire. Mais, même en le restreignant à son véritable domaine, cet énoncé n'en est pas moins incorrect.

Supposons, en efTet, pour plus de simplicité, que le gîte et le croiseur, inclinés tous les deux sur l'horizon, aient la même direc-

tion perpendiculaire au plan du tableau. Si le toit est vraiment descendu sur le mur de la faille, il pourra encore arriver (fig. 33) qu'il faille cheminer par les angles obtus a^ab et \ba. Mais il sera de même possible (fig. 34) que l'on ait, au contraire, à prendre les angles aigus a^'a'b' et b^b'af.

Fig. 35. Fig. 31.

Le passage d'un type à l'autre correspond au cas où les deux plans sont rectangulaires, pour lequel la règle reste indécise, sans être encore tombée dans la fausseté.

70 — Faux rejets. — Dans ce domaine de la probabilité, l'on a d'abord contre soi, en suivant aveuglément la règle de Schmidt, la chance que le dérangement ait eu lieu contrairement à cette règle. Mais il faut, en outre, signaler certaines circonstances exceptionnelles qui seront propres à faire illusion. On les appelle faux rejeis^ et ils ne présentent, d'un semblable cran, que l'apparence.

Supposons, en effet, qu'une première cassure PF (fig. 35) se soit produite sans que ses parois aient été ressoudées. Si une nouvelle tendance à la rupture vient à naître sous l'influence de forces peu différentes, il se produira encore une disjonction suivant un plan faiblement incliné sur le précédent. Mais il pourra arriver, sans qu'il se produise d'ailleurs aucun glissement capable d'efiectuer un rejet des parois, que, le massif de droite se fendant suivant QQj, celui de gauche sç brise suivant un plan Q'Q/, un peu différent

du premier» la diaclase se traînant sur une certaine longueur Qff dans le plan de la faille, qui forme une surface de moindre résistance plus avantageuse que le prolongement direct.

L'observateur qui se trouve en présence de ces résultats, sans qu'aucune raison spéciale y éveille don attention, sera amené à penser que, comme dans la figure 35, la faille QQ/ est la plus ancienne des deux, et qu'elle a été recoupée et rejetée par lé croiseur PP à une époque postérieure. C'est, au contraire, PP' qui est le

Fig.35.

Fig. 36.

premier en date, et il n'y a eu aucun rejet dans l'ensemble du phénomène.

Ajoutons que cette fausse apparence pourra se produire, soit comme sur la figure 35, en simulant un rejet conforme à la règle de Schmidt, soit au contraire (fig. 36) de manière à faire croire à l'inversion de cette règle. L'on n'aura plus d'ailleurs entre ces deux cas la disproportion de probabilités, qui était inhérente à des mouvements étrangers au phénomène actuel.

"74 — Une erreur, d'un autre genre peut se produire, quand le filon e9t intercepté. On entend par là (n' 27), qu'après une première fracture non. ressoudée, il s'est produit une seconde • fente qui a

78 RECHERCHES DE Mff(ES.

été minéralisée en donnant naissance à un filon. Seulement, les deux massifs n'ayant plus de solidarité, et les forces se trouvant vers les limites de leur sphère d'efficacité relative à la ténacité de la roche, il est arrivé que, l'une de ces masses s'étant laissée rompre, la seconde a pu résister et rester intacte.

L'ingénieur, que rien n'amène à soupçonner cette circonstance, ne trouvant plus en face de lui la suite de la fracture qu'il suit pas à pas, croira encore à un rejet, et fera de vains efforts pour retrouver un prolongement qui n'existe nulle part.

7î8 — Je citerai enfin une troisième circonstance qui est de nature à donner lieu à des interprétations inexactes. C'est le principe des réouvertures.

Supposons qu'une première cassure s'effectue suivant un plan.

alors unique, quoique représenté en deux parties P,Pj sur la figure 37 qui retrace l'état définitif. Une. injection de matière stérile en a ensuite ressoudé les deux parois. Ultérieurement, une

faille Q vient à se produire, avec rejet du filon stérile de PP en P^P^, Enfin de nouvelles tensions, plus rapprochées des anciennes conditions que de ces dernières, venant à se reproduire, elles ont pour résultat de décoller la soudure imparfaite, et d'opérer une réouverture de la première fracture. Ses deux parties R et R^ ne se rejoignant plus directement, la disjonction se traîne entre les deux dans la faille Q suivant R,. En outre, aux changements de direction, il se produit quelques éclatements secondaires à de faibles distances de PP en R^ et de P^P^ en R^. La minéralisation qui survient alors, imprègne tout cet ensemble RR^R^R^R^ et le transforme en un filon exploitable.

En présence de semblables dispositions, on admettait toujours autrefois cette explication inexacte : 1^ une fracture P suivant un plan unique, avec minéralisation R ; 2^ une seconde cassure Q, reje* tant brusquement ce filon du prolongement de PR en P^ R^ ; 3* des phénomènes lents de transports électro-chimiques, amenant la matière utile de R et de R^ dans l'intervalle R,, ainsi que dans les portions voisines Rg et R* du croiseur.

On voit combien le véritable mécanisme a été différent et plus simple à concevoir. 11 convient de reinarquer d'ailleurs que, à l'inverse de ce qui a lieu dans lesL deux cas précédents, il y a eu véritablement jci un rejet, et que, par conséquent, la règle de Schmidl gardera pour son interprétation toute sa valeur.

MÉTHODE ORAPHI4IVE

73 — Les indications précédentes permettent seulement de se l'enseigner sur le sens du rejet en inclinaison sans rien préjuger du rejet horizontal. De plus, nous avons raisonné comme si Texploitant, pour pousser ses galeries, n'avait d'autre alternative que de monter ou de descendre suivant la ligne de plus grande pente de la faille.

n s'en faut de beaucoup qu'il en soit ainsi. On peut, sans quitter

80 REGHERGUES DE MINES.

la faille, y suivre bien des chemins différents pour rejoindre le gîte. Il peut, en outre, y avoir avantage, ou même nécessité, à quitter au plus vite cette faille, si elle est dangereuse et capable de donner des éboulements, de Teau, du gaz, etc. Il reste donc une discussion à faire entre les directions et les longueurs comparatives des divers cheminements que Ton peut exécuter, pour choisir parmi eux le plus favorable.

il existe à cet égard deux procédés distincts : une marche graphique ou la méthode trigonométrique.

741 — Représentons en PQ (fig. 38), la trace de la faille sur le plan horizontal. Pp et Qq marqueront les traces horizontales, parallèles entre elles, des deux portions du gisement, limitées lune et l'autre à cette faille, sur chacune de ses deux faces : PQ représente rétendue du rejet horizontal. C'est une inconnue, que nous figurons sur Tépure par une longueur arbitraire, à laquelle toutes les autres resteront évidemment proportionnelles. On n'a en effet à déterminer ici que des angles et des rapports de longueurs. En arrivant par la galerie de direction pP à la rencontre de la faille, on peut mesurer l'inclinaison a du filon, celle 3 àe la faille et l'angle y de leurs deux directions» Nous pouvons d'après cela construire l'intersection ou crochon de ces deux plans.

A cet effet, faisons une coupe par le plan vertical pp' mené suivant la ligne de plus grande pente [du filon, et rabattons cette ligne avec ce plan autour de pp' comme charnière. Elle viendra en pp" sous l'angle p^pp'zzra. Traçons en outre arbitrairement p'p" parallèle à Pp ; ce sera la projection horizontale de la trace du filon sur un plan horizontal mené à une profondeur p'p" au-dessous du plan de projection. Portons cette même longueur en rr^"=zp'p*'. Élevons r^^r^ perpendiculaire à PQ jusqu'à la rencontre de la droite rr" qui fait avec r/, également perpendiculaire à PQ, l'angle r'rr^ = ^. Enfin, par r*, menons la droite r"/^ parallèle à PQ. Le triangle rr'r^ nous représentera de même le rabattement autour de la charnière rr', de la coupe verticale menée en r perpendiculairement à la faille, suivant sa ligne de plus grande pente; et comme r^ rf* :== 77^"^ =z p' p" y la droite rV sera

la trace de la faille sur le même plan horizontal auxiliaire. Les deux droites jlp' et r'r* qui se coupent en M appartenant dans ce même plan, l'une au filon, l'autre à la faille, nous obtiendrons en M

te

un point de l'intersection de ces deux plans, et PM représentera la projection horizontale de cette intersection.

Comme, du reste, la seconde partie du filon forme en Qç un plan parallèle, son intersection par le plan de la faille sera ellc-

même parallèle à la précédente, et aura pour projection la droite QN parallèle à PM.

Il est facile de voir que la figure a été disposée conformément à la règle de Schmidt; que nous devons admettre a priori pour la disposition inconnue du rejet. En efTet, Pr étant une horizontale supérieure, et Mr' une horizontale inférieure de la faille, le pendage de celle-ci est de r vers r'. En Pp on a donc la faille sous les pieds, et en Qq on Ta sur la tête. La partie du filon limitée à PM se trouve ainsi dans le toit de la faille et celle qui se termine sur QN est située dans son mur. Or, si nous laissons' par la pensée, suivant la convention établie ci-dessus (N^ 65), le mur immobile, et que nous remettions en mouvement le toit de la faille, pour ressouder les deux portions du filon en ramenant PM sur QN, nous aurons à faire mouvoir P suivant la ligne de pente projetée en PN perpendiculairement à PQ, en remontant^ puisque le pendage de la faille est de r vers r'. Donc pour opérer le rejet, le toit est descendu sur le mur, conformément à la règle de Schmidt.

Les éléments du rejet étant ainsi représentés, nous pouvons maintenant essayer sur la figure 38 tous les modes de cheminement qu'il paraîtra intéressant d'essayer. Je me bornerai ici à envisager les cinq modes suivants, qui se présentent les premiers à la pensée.

75 — Supposons d'abord que l'on veuille cheminer sans quitter la faille. Une première manière consiste à s'y mouvoir de niveau, en restant dans le plan horizontal de la galerie d'arrivée pP. Cet ouvrage sera représenté en vraie grandeur par PQ (*).

On peut, en second lieu, cheminer suivant la plus grande pente de la faille. La projection de l'ouvrage sera PN, perpendiculaire à la trace horizontale PQ. Cette galerie rencontre en N la trace QN du filon sur le plan de la faille. Pour en obtenir la vraie grandeur, rabattons latéralement autour de PN le triangle rectangle déterminé

(') Sur la figure 38, on a marqué par des traits pleins la vraie longueur des ouvrages PQ, PN', PL', PH, PK^ et par des points ronds Q, N, L, H, K, les exti'émités de leurs projections horizontales, c'est-à-dire la pi*ojection du point où ils rejoignent la masse rejetée.

par ce plan vertical. Il suffira pour cela de reproduire en NPN' l'angle p d'inclinaison de la faille, jusqu'à la rencontre de la verticale NN' perpendiculaire à PN. L'hypoténuse PN' fournira la vraie longueur du montage.

On peut enfin chercher à se mouvoir dans la faille par le plus court chemin. A cet effet, nous commencerons par rabattre sur le plan horizontal celui de cette faille, autour de sa trace PQ. Dans ce mouvement, le point N', projeté en N, décrit un cercle projeté sur PN, et se rabat en N", à une distance de la charnière PN'' = PN'. On aura ainsi en QN*" le rabattement de l'intersection de la faille et de la partie rejetée du filon. Si donc, du point P, on abaisse sur cette intersection la perpendiculaire PL", elle fera connaître la voie la plus courte pour atteindre ce filon en restant dans la faille. Relevons maintenant le plan de cette dernière ; le point U décrira un cercle projeté sur la perpendiculaire L"L abaissée de L*^ sur la charnière PQ, et se replacera en L sur la projection QN de QN' relevée. 11 reste à connaître l'inclinaison de cette galerie en demi-pente. Concevons pour cela le triangle rectangle qu'elle forme avec sa projection PL, et rabattons-le autour de PL comme charnière, en LPL^. Il suffira pour cela de connaître la hauteur LL ^ de L' au-dessus de L, après son relèvement. Or cette altitude forme évidemment, avec celle NN' de N' au-dessus de N, une quatrième proportionnelle, dont les deux autres termes sont QN et QL. Nous la construirons au moyen de la droite LL' menée parallèlement à NN', et fournissant les triangles semblables QLL', QNN'. Il suffit ensuite de ramener LL' en LLp au moyen d'un arc de cercle; L^PL sera l'angle cherché.

Si maintenant on abandonne le plan de la faille pour se mouvoir en plein massif, on peut d'abord se proposer de cheminer horizontalement par le plus court. Cette voie sera évidemment représentée en vraie grandeur par la perpendiculaire PH, abaissée sur la trace Qq du filon. PH fournira le minimum des chemins horizontaux, de même que PL" formait le minimum des voies tracées dans la faille. On peut enfin chercher le minimum minimorum, qui sera donné par la perpendiculaire abaissée de P sur le plan rejeté. D'après le théorème des trois perpendiculaires, si, du pied inconnu K' de

REGHERGHËS DE MINES.

cette perpendiculaire dans Tespace, nous en abaissions une seconde K'H, dans le plan rejeté» sur sa trace Qq, en joignant P au pied H de cette dernière perpendiculaire, PH serait elle-même normale sur cette trace Qq. D'après cela, ayant déjà mené tout à l'heure PH perpendiculaire sur Qq, si nous rabattons autour de cette charnière le triangle rectangle qui a pour angle PHK^ = a, inclinaison connue du filon sur le plan horizontal, HK' sera le rabattement de l'intersection du filon par le plan auxiliaire PH, et, en y abaissant la perpendiculaire PK', nous obtiendrons le chemin minimum absolu. Quant à son extrémité, elle se projette au point K, que nous obtenons en relevant ce plan suivant K'K, perpendiculaire à la charnière.

Ici se place une remarque essentielle. Il pourra arriver que cette solution doive être rejetée, si le point K tombe dans la région où se projette la partie virtuelle du plan Qq, et non dans la portion de ce plan minéralisée par le lambeau du filon qu'il renferme. En effet, dans le premier cas, aucun caractère ne viendrait avertir le mineur qu'il traverse le plan cherché. Il y aura donc à faire cet examen dans chaque cas. C'est précisément ce qui arrive avec la figure actuelle, car le point K tombe au delà de QN, hors de la région dans laquelle se trouve la galerie Qq qui est pratiquée en plein filon rejeté.

HÉTHODB TBICSOIVOHËTBIQIJE

Fig. 39.

76 — Les renseignements que nous a fournis l'épure précédente peuvent également se déduire du calcul.

Envisageons à cet effet (fig. 38) le trièdre formé autour du point P, par le plan horizon-

tâl, celui du filon, et celui de la faille. Reproduisons-le à part sur la figure 39, et décrivons autour de son sommet une sphère avec l'unité de longueur pour rayon. Elle coupera les faces du trièdre suivant les côtés d'un triangle sphérique ABC, dont nous connaissons les trois éléments :

A = a, C = p, ft = 7>

c'est-à-dire l'angle dièdre a du filon et du plan horizontal, celui ^ de la faille et de ce même plan horizontal, et enfin l'angle ^ des directions des deux plans inclinés.

Nous commencerons par en déduire l'inconnue :

qui représente l'angle compris dans le plan de la faille, entre ses deux intersections par le plan horizontal et celui du filon. On a pour cela la relation connue :

cotang a sinb — cotang A sin C = ces b ces C,

c'est-à-dire :

cotang 0 sin 7 — cotang a sin [s = ces y ces p,

d'où l'on déduit :

cotang a sin p + ces y cos p

cotang B ==

sm Y

Pour rendre cette formule calculable par logarithmes, on la mettra sous la forme :

cotansf « / . ^ . « \

cotang S = — ^-^— (sm B + tang a cos B cos y). ° sm Y

En prenant comme angle auxiliaire :

(1) tang 9 = tang a cos y

on pourra écrire .

. . cotang a , . ^ « . X

cotang 6 =: -: — (sin û ces • H- cos fl sin •),

sin Y ces y ^ *^ ^ ^

enfin :

sin (p H- y)

(2) cotang 6 = —

sin 7 cos 9 tang a

Les équations (i) et (2) feront ainsi connaître 3, par Tintermédiaire de l'angle 7, en fonction de a, p, y*

Cela posé, si Ton prend pour unité (fig. 38) le chemin horizontal dans la faille,

PQ = 1, on aura :

i^ Pour le montage minimum dans la faille, d'après le triangle rectangle PL'Q,

PL" = PQ . sin PQL" = sin 6 ;

2"" Pour le chemin en inclinaison dans la faille, par le triangle rectangle P^'N",

PN' = PN" = r-r=r^„ = ; = taug 9 ;

cos LTN" cos i ®

S"" Pour la galerie horizontale minima, dans le triangle rectangle PHQ,

PH = PQ sin PQU = sin t ;

4° Enfin, pour le chemin minimum absolu, par le triangle rectangle PK'H,

PK' = PH sin PHK' = sin t sin a.

«ÉNËBAIilTÉS

77 — Nous avons distingué, dans la recherche des gites minéraux, deux cas fondamentaux, suivant que la masse affleure au jour, ou que, complètement dissimulée sous des terrains de recouvrement, elle ne peut être atteinte que par le sondage. Nous consacrerons jce chapitre à la description de cette opération envisagée en elle-même, en réservant pour le chapitre suivant l'étude de ses nombreuses applications.

Le problème consiste à pratiquer dans le sol un trou de sondcy aiTectant la forme d'un cylindre vertical de révolution. 11 se remplira tout naturellement d'eau, et l'on ne doit voir là qu'une circonstance favorable pour plusieurs motifs. L'eau, en effet, rafraîchit les outils, que le choc tendrait à échaufier , en rendant les tranchants plus faciles à émousser. Elle délaye la roche quand sa nature s'y prête, ce qui vient en [aide aux moyens d'attaque. Elle transforme les matières broyées en une sorte de bouillie liquide, plus facile à recueillir dans la cloche de curage. Elle allège, d'après le principe d'Archimède, le poids des tiges. Enfin elle fournit un point d'appui pour l'emploi des parachutes, en cas d'accident.

78 — Le diamètre du trou de sonde varie entre des limites assez éloignées. On employait autrefois des outils très étroits, sous pré-

texte d'économiser la désagrégation. Mais c'était un faux point de vue, car on augmentait ainsi les chances d'obstruction, en diminuant en môme temps les ressources qu'une plus large section peut offrir pour réparer les accidents, causes de grandes dépenses et parfois de l'abandon de l'opération. On descend rarement aujourd'hui (*) au-dessous de 0",20 ou 0",25. Un grand nombre de forages atteignent l'°,00. Les puits artésiens se pratiquent même sur des diamètres qu'on a portés jusqu'à l^jSO. Enfin le procédé du sondage a été étendu de la manière la plus remarquable au fonçage direct des puits de mines. Dans ce cas, le diamètre se tient presque toujours entre 3",00 et 4™, 00 et a été poussé, très exceptionnellement à la vérité, jusqu'à 5'",00.

Quant à la hauteur, elle peut dans certains cas rester insignifiante, comme pour la sonde du tourbier, celle des minerais de fer de superficie, les puits instantanés. On rencontre ensuite tous les degrés de profondeur, jusqu'à une limite que les progrès de l'art du sondeur ont beaucoup reculée. Je citerai comme chiffre extrême le sondage de Sperenberg('), situé à quarante kilomètres au sud de Berlin. A 80", la sonde est entrée dans le sel pur et ne l'a plus quitté jusqu'à 1272", profondeur à laquelle on a arrêté arbitrairement l'opération, sans que rien indiquât encore la fin du gisement. Dans la méthode spéciale du sondage au diamant, la progression de la profondeur a été d'une incroyable rapidité depuis la date récente de cette invention. On a atteint à Probst-Jesar (près Lûbtheen, Mecklembourg-Schwérin) la hauteur de 1207", dont 1109 ont été forés au diamant, et le reste par le procédé ordinaire.

79 — La question du sondage est des plus compliquées, et, pour mettre de l'ordre dans sa description, nous y établirons les divisions suivantes. Nous distinguerons d*abord dans ïéquipage de sondcy sous le nom d'enjin extérieur, tout ce qui se trouve au-dessus du sol ; la partie qui s'enfonce dans le sein de la terre formant la sonde proprement dite. Dans cette dernière, nous envisagerons séparément la tige et V outil. La tige comprend elle-même trois parties : la tête

(*) Sauf dans le procédé du sondage au diamant (N** 113). (•) Voisin, Annales, 7% V, 51.

J'ROGÉDÉ DU SONDAGE. 89

qui la met en relation avec Tcngin extérieur, les rallonges qui forment toute sa hauteur, enfin le jfoin^ à chute libre qui rassemble à l'outil. Quant aux outils, ils sont en quelque sorte innombrables. Nous les rangerons en cinq catégories, relatives à Vattaque, au curage^ au tubage^ aux accidents et aux recherches.

ENCSIN EXTËBIEVR

80 — Chevalement. — 11 faut avant tout se procurer un point d'appui élevé au-dessus du sol (^), qui permette de sortir la tige sur une grande longueur, afin de diminuer par là le nombre d'opéralions nécessaires pour sa fragmentation. On emploie pour cela un chevalement en charpente (fig. 40 et 41), analogue à celui des puits d'extraction dont nous nous occuperons plus tard. A ce chevalement se rattachent les constructions et les toitures destinées à abriter les appareils, les bureaux, les logements. L'importance de cet ensemble varie naturellement beaucoup avec la profondeur et la section que l'on compte donner au trou de sonde.

A la hauteur du chevalement au-dessus du sol vient s'ajouter, pour fixer la longueur des rallonges de la tige, une certaine profondeur en contre-bas. On a soin, en effet, de foncer dès le début, sur une faible hauteur, un puits concentrique au trou de sonde, pour traverser les terrains de surface. On y établit, à un niveau un peu inférieur, un plancher de manœuvre formé de madriers mobiles. Au-dessous de ce plancher, et sans aucune solidarité avec lui pour éviter les ébranlements, se trouve un tuyau, que l'on a soin avant tout de dresser suivant la verticale avec la plus grande précision. Ce tube, qui présente exactement le diamètre adopté pour le forage, est destiné à prévenir toute déviation dès le début, en guidant convenablement l'instrument. L'orifice est muni d'un couvercle, fermé à clef dans les intervalles de chômage. Pendant

[<) 17 mètres au forage artésien de La Chapelle, à Paris; i6 méti^es pour le sondage au diamant de Neuville (Allier).

RECHERCHES DE HinES.

ng. tO et II. Chenlemcnt de wndigo (plu et dénUonj.

PROCÉDÉ bu SONDAGE.

ropératioDy on se contente de le recouvrii de deux planches, échancrées de manière à permettre seulement le passage de la tige, pour prévenir la chute d'objets quelconques qui pourraient devenir la source des plus grandes difficultés (n^ 112). ^ Au sommet de la charpente se trouvent placées deux poulies, ou moleUes^ sur lesquelles passent des câbles plats, analogues à ceux que Ton emploie pour Textraction des minerais, ou des chaînes de fer. Ces chaînes pendent verticalement au-dessus du trou, et sont terminées chacune par un S de suspension (fig. 42). A Tautre extrémité, elles vont s'enrouler sur le treuil de manœuvre dans deux sens oppo* ses, de telle sorte que, quand l'une monte pour enlever la tige, le second crochet descende pour être prêt à la ressaisir au niveau du sol, en permettant une nouvelle ascension.

Fig. 12.

8 de suspension.

8t — Sortie et rentrée de la sonde. — La sortie de la sonde s*opère de la manière suivante. On adapte à chacune des chaînes

un pied'de-bœuf. C'est un organe fourchu (fig. 43), ou symétrique (fig. 44), à l'aide duquel on soutient la tige * au-dessous de la partie renflée de V emmanchement a (fig. 54), qui termine chaque rallonge à ses extrémités et sert à les assembler. Le corps de la rallonge a un calibre Pp^^-v qui lui permet de passer entre

^ les deux branches du pied-de-

w^J^'^' , bœuf; mais l'emmanchement

Pied-de-bœuf.

ne peut traverser de haut en

bas cet intervalle, et il y reste suspendu. En agissant alors sur les chaînes, on enlève la tige, de manière à la sortir de toute la longueur d'une rallonge. On pose à plat sur le sol la def de retenue (fig. 45) au-dessous du cran de

Fig. -44.

Pied-de-txBuf

symétrique.

l*eminancheinent de la rallonge suivante, et Ton redescend, dé

manière à laisser tout le système porter sur cette clef. Puis on désassemble la rallonge supérieure, et on la dépose, en l'appuyant debout contre la charpente, afin de pouvoir l'y reprendre facilement. Le second pied-de-bœuf, qui est redescendu pendant cette ascension, saisit alors la rallonge suivante, et l'on procède à un nouvel enlevage.

Quand il s'agit au contraire de rentrer la sonde, on opère d'une manière inverse. La partie déjà assemblée reposant sur la clef de retenue , on lui adapte une rallonge, que Ton assemble sur le sommet de la dernière. On saisit cette nouvelle tige avec le pied-de-bœuf au-dessous de son emmanchement supérieur, on soulève légèrement pour ôter la clef de retenue, et on laisse filer la tige d'une longueur de rallonge. On a soin d'ailleurs de replacer vers la fin la clef de retenue, pour soutenir la rallonge par son renflement supérieur.

Fig. 45.

Clef de retenue.

8î8 — Attaque et curage. — Lorsque la sonde est arrivée au fond, on procède aux opérations fondamentales de l'avancement, qui sont au nombre de deux : Yattaque et le curage.

L'attaque peut elle-même s'opérer suivant deux modes distincts : le battage et le rodage. Examinons successivement ces trois manœuvres.

Pour opérer par rodage, il s'agit d'imprimer à la tige un mouve-

Fig. 46. Manche de manœuvre.

ment de rotation sur elle-même. A cet efTet, on passe à travers un œillet, ménagé dans la tète de sonde, une barre horizontale appelée

manche de manœuvre ou manivelle (fig. 46), sur laquelle agissent les hommes comme pour virer au cabestan. Le battage exige que l'on soulève la tige d'une certaine hauteur,

formant la levée, pour la laisser ensuite retomber au fond par son poids. On se sert pour cela du levier de battage, appelé aussi levier à secteur, ou bascule (fig. 47). M. John Paton a également employé pour ce relevage un embrayage à rouleaux de friction. On a

soin, pendant le battage, de dévier progressivement le plan méridien, à Taide du manche de manœuvre, de ~ à 7^ de tour à chaque coup, pour éviter que l'outil, en rentrant plusieurs fois dans la même entaille, ne vienne à s'y coincer.

Le curage s'effectue à l'aide de récipients que nous décrirons quand il en sera temps. On les fait danser verticalement en sonnant avec la tige, pour permettre un jeu de soupapes qui sera expliqué plus loin. Quand on juge que la cloche est remplie, on peut l'enlever au jour, en démontant successivement la tige comme pour la sortie d'un outil. Mais on a aussi la ressource plus simple, de substituer à cette tige un câble en (il de fer enroulé .sur un tambour spécial : le treuil de curage. On fait passer ce câble sur une poulie, portée par un petit chariot que l'on amène sur des rails placés à une hauteur convenable, jusqu'à l'aplomb du trou. On y suspend la cloche, que l'on descend au fond par le déroulement du câble. On sonne jusqu'à ce qu'elle soit remplie, et on la remonte de même, en enroulant le câble par une rotation inverse du treuil.

83 — Force motrice. — Pour ces diverses opérations, une force motrice est nécessaire. Aux faibles profondeurs, on se contentera de celle des hommes, avec une simple chèvre en guise de chevalement. La force de l'homme a môme suffi seule à Sperenberg jusqu'à 300". Son intervention reste d'ailleurs nécessaire à toutes les hauteurs, pour la rotation du manche de manœuvre. Dans les enlevages, les Hommes agissent au treuil ou au cabestan. Pour le battage, ils se servent de la sonnette à tiraude et à déclic, usitée dans le battage des pilotis.

Quand la profondeur vient à augmenter au delà d'une certaine limite, on se trouverait conduit à employer un trop grand nombre d'hommes. Leur agglomération serait une cause de confusion très fâcheuse, avant même de devenir matériellement impraticable. Pour ce motif il est alors préférable, si l'on croit pouvoir éviter l'intervention de la vapeur, de recourir à l'emploi des chevaux au manège (*).

(*) La sonde Travanet est mue pai* des ftnes jusqu'à 60 mèU*es de profondeur. (Lecadieux, BulL min., 2«. IX, 370.)

— Mais la vraie solution consiste ordinairement dans l'application de la force de la vapeur. Avec un sondage de peu d'importance, il suffira souvent d'amener à pied d'oeuvre une locomobile. Mais, la plupart du temps, il y aura lieu d'établir une machine fixe.

Pour le battage, on aura un cylindre spécial, semblable à celui du marteau-pilon, car il s'agit d'une fonction analogue. Pour l'enroulement des câbles de suspension, on emploie une machine calquée sur les moteurs d'extraction, dont nous nous occuperons plus tard et qui sont destinés, en effet, à un fonctionnement semblable. On doit lui adjoindre un frein puissant, afin d'obvier aux accidents, et un embrayage, pour pouvoir la rendre à volonté indépendante. Sous ce dernier rapport, la connexion par courroies sera préférable à l'emploi des engrenages, car elle permet le glissement, en cas d'effort excessif, comme il s'en présente, par exemple, dans les manœuvres anormales destinées à remédier à un dérangement.

On peut du reste diminuer l'intensité des efforts dynamiques qu'aura à exercer le piston à vapeur, en interposant des moufles dans la commande des chaînes. On en sera quitte pour donner un plus grand nombre de coups de piston. Quant à la fatigue statique que supporte transversalement l'axe des molettes, comme ces dernières sont sollicitées par les tensions, sensiblement égales, des deux brins, que nous considérerons pour plus* de simplicité comme parallèles, il faudra compter, pour ce totale sur le double du poids de la solide, en y ajoutant encore un appoint plus ou moins important pour les efforts additionnels en cas d'accident.