CHAPITRE X

OÉNÉBALITÉS 8IIB LE SOUTËNBMBNT

— Puits et galeries. — Nous avons consacré la seconde partie de ce cours à faire connaître avec (Jétail les ressources si variées dont dispose le mineur pour attaquer le massif. Mais, de ce problème sommaire, qui consiste à dépecer quelques mètres cubes, on ne saurait passer directement à celui de l'enlèvement complet du gite, c'est-à-dire à la méthode d'exploitation. Un intermédiaire est nécessaire. Il concerne la constitution des organes essentiels dont doit être armée une mine, pour qu'une aussi vaste opération puisse s'y développer avec ordre, et que le fonctionnement régulier de tous les services qui concourent à cette même fin, s'opère sans trouble et sans confusion.

Ce que nous appelons en ce moment un organe, en assimilant la mine à un corps organisé dans lequel des centres et des vaisseaux spéciaux président aux diverses fonctions, consiste essentiellement en un vide spécial, doté du matériel nécessaire pour y effectuer

242 VOIES DE GOMMUNIGiTION.

un transport déterminé. Mais, du i*este, nous avons averti dès le début, que tout ce qui est relatif aux transpoils ne serait, pour plus de clarté, envisagé que plus tard, après Tattaque du gite. Ne parlons donc, en ce moment, que de la production et de la conservation du vide.

ItltB — Un terrain quelconque se prête ordinairement à ce qu'on y pratique un certain degi'é de vide, c*est-à-dire ce qu on appelle une excavation. Sa solidité détermine la limite, variable d'une roche à l'autre, que Ton ne saurait dépasser sans provoquer réboulemenl. Cette limite, pour les matières dures^ est parfois extrêmement reculée. On voit certaines chambres de dissolution du Salzkammergut se tenir avec un plafond plat, et sans aucun support, sur une étendue de trois mille mètres carrés. Les ardoisières souterraines d'Angers présentent des excavations de 30 mètres de largeur sur 60 mètres de longueur et 100 mètres de hauteur. Héron de Villefosse a vu, au commencement de ce siècle, dans la saline de Wieliczka (Pologne russe), une chambre appelée Kamara Klosky, de 60 mètres de diamètre et 114 mètres de haut (^). On a de même exploité de 1674 à 1766, dans les mines de sel de Marmaros (Hongrie), une chambre qui atteignit les dimensions horizontales de 52 mètres sur 62 mètres, avec une hauteur sous clef de 120 mètres, dont 92 sont aujourd'hui remplis d'eau ; et une autre de 147 mètres de hauteur et de 47 mètres de diamètre, dans laquelle tiendraient les hauteurs superposées du Panthéon et de l'église Notre-Dame de Paris (n» 401).

La nature, de son côté, nous présente souvent des vides gigantesques. Pour n'en citer qu'un seul exemple, on voit au Kentucky les grottes du Mammouth, qui présentent 40 kilomètres de développement. Sur un point, le dôme géant recouvre un espace immense avec une hauteur supérieure à 130 mètres.

A l'autre extrémité de l'échelle de solidité, nous trouvons les terrains appelés inconsistants ou ébouleuxy qui n'admettent que des excavations de très faibles dimensions, souvent môme inférieures au

(*) Allât de la richesse minérale^ W, 592.

volume du corps de rhomme; et enfin les terrains coulants et aquifèresy qui ne comportent plus aucun degré de vide. Cette circonstance ne sera pas cependant pour le mineur un obstacle absolu, si un but suffisamment important assure une rémunération proportionnée aux efforts et aux dépenses que nécessitent de tels percements. Ils forment alors l'objet de méthodes toutes spéciales, que nous aurons à faire connaître.

S30 — En même temps que le volume de l'excavation, il on faut discuter la forme.

Tout espace présente trois dimensions. Si toutes les trois peuvent croître outre mesure, nous arrivons à ces vides exorbitants dont je viens de citer quelques exemples à titre de curiosité, mais dont l'emploi ne saurait jamais être justifié que par des circonstances absolument exceptionnelles.

On doit, dans les conditions normales, concevoir que Tune au moins des dimensions reste étroitement limitée, tout en laissant encore les deux autres croître à volonté. L'excavation s'étend alors, non plus à proprement parler en volume, mais en superficie, en conservant partout, perpendiculairement à son plan, une épaisseur définie et restreinte. C'est ce que nous nommerons le chantier ou la taille^ qui sert à effectuer l'enlèvement du gîte. Non pas, bien entendu» que tout chantier soit ainsi indéfiniment étendu en surface. La plupart du temps, au contraire, nous serons conduits à le réduire dans deux sens au lieu d'un, et même dans tous les sens à la fois. Mais du moins il offrira ce caractère dans certaines méthodes, et nous pouvons parfaitement, en ce moment, nous le représenter sous cet aspect.

Dans d'autres cas, ce ne sera plus seulement Tune des trois dimensions, mais deux d'entre elles, qui seront limitées en principe, la troisième pouvant encore croître d'une manière arbitraire. Le vide s'étend alors d'tine manière linéaire, en conservant une section normale restreinte. Il constitue une voie de communicalien, reliant deux points plus ou moins éloignés.

Enfin, les trois dimensions à la fois pourront être réduites, pour des excavations déterminées, et donneront lieu à des points singu*

244 VOIES DE COMMUNICiTION.

liers du réseau souterrain, tels que accrochages, écuries, chambres de machines, etc.

Parmi ces trois classes d'ouvrages : chantiers, voies de communication, points singuliers, notre objet actuel est facile à circonscrire. La description du premier ne doit pas encore nous occuper. Elle formera, dans la quatrième partie de ce cours, la base de l'exposition des méthodes d'exploitation, destinées à organiser ce chantier unique, ou à grouper les chantiers élémentaires, en vue du dépècement rationnel du gîte. L'étude actuelle comprendra seulement les deux autres cas ; et comme, d'ailleurs, les points singuliers n'y auront qu'une importance extrêmement effacée, nous pouvons réduire aux seules voies de communication le titre de la troisième partie de ce Cours.

ftS± — La communication entre deux points donnés peut s'effectuer suivant une ligne quelconque. Indépendamment des irrégularités et des sinuosités inévitables dans la pratique, on peut même rencontrer des motifs théoriques pour disposer a priori le profil en long suivant des courbes déterminées ('). Cependant il est clair que le type fondamental sera la ligne droite, comme la plus simple et la plus courte.

D'un autre côté, quand la grandeur et la forme de la section auront été discutées pour un point de cet ouvrage, en vue des transports dont il doit être le théâtre, les mêmes motifs subsistant en général pour tous les autres, cette section restera constante. La forme type du vide à créer pour une voie de communication est donc le prisme.

Si ses génératrices sont rigoureusement verticales, il prend le nom de puits; si elles sont horizontales, celui de galerie; quand elles sont inclinées, celui de montage. En réalité, une galerie n'est presque jamais rigoureusement horizontale. On lui donne une très légère pente, pour la facilité du roulage et l'écoulement des eaux. Mais, lors même que cette inclinaison deviendrait notable, les fonc-

{}) Je citerai comme exemple le profit cycloïdal des rampes d'équilibre, pour les tractions mécaniques à chaîne traînante [ehap. XXX, § 6).

lions du montage et ses conditions d'établissement se rapprochent beaucoup de celles des galeries. Quand ces ouvrages deviennent très raides, au contraire, on peut les rattacher directement aux puits. Ils ne méritent pas, en un mot, tant que nous restons dans les généralités, de former une espèce absolument distincte, tandis que l'influence de la pesanteur établit une coupure infranchissable entre la théorie des puits et celle des galeries. C'est donc à ces deux types essentiels que nous réduirons, en ce moment, les voies de communication.

ZSZ ^Soutènement. — Lorsque le degré de solidité de la roche laissera plus de latitude que n'en nécessite la grandeur de l'excavation à établir, il sera toujours facile de se limiter. Mais si, au contraire, la nature du terrain ne permet pas de constituer directement le degré de vide indispensable pour les manœuvres de l'homme et le passage des véhicules , il devient nécessaire de venir en aide a cette solidité insuffisante. C'est l'objet du soute' nemeni.

Ce serait se faire l'idée la plus fausse du soutènement, que de le croire appelé à supporter purement et simplement le poids du massif qui le surmonte verticalement. Aucune construction souterraine n'y saurait suffire en général. Il faut remarquer, au contraire, que les réactions mutuelles exercées par les diverses parties de la masse les unes sur les autres, sont loin, dans l'état d'équilibre naturel, d'être purement verticales, mais s'entremêlent dans les sens les plus divers. De plus, quand nous venons à troubler cet équilibre, en pratiquant en un point une excavation, les forces qui étaient appliquées par la partie supprimée à celle qui la surmonte, sont seules anéanties, en ce qui concerne cette dernière. Toutes les autres subsistent, de la part des masses environnantes. Il suffit donc de leur venir en aide, en apportant l'appoint nécessaire pour rétablir l'équilibre, si, en raison d'une trop grande portée, il ne peut plus avoir lieu sans ce secours étranger. Mais il est clair que cet appoint sera proportionné, bien plutôt au degré de trouble apporté dans Tensemble, c'est-à-dire à l'importance de l'excavation, qu'au poids absolu du terrain qui la surmonte, lequel peut croître au delà

«46 VOIES DE CONMlNiaTION.

de toutes limites. Dès lors la difficulté cesse de paraître insurmontable, et, en effet, le soutènement des parois est ordinairement chose facile.

1233 — Cependant les mineurs ne connaissent que trop certains cas, où ils ont à lutter contre Veffort irréshtible, qui arrive toujours, quoi qu'on fasse, à détruire, et parfois même dans un temps très court, l'édifice souterrain que l'on tente de lui opposer. Les bois s'écrasent, les maçonneries se disloquent, les profils circulaires s'aplatissent, l'étendue du vide se comble progressivement.

Cet effet se produit souvent dans des terrains susceptibles de gonfler ou foisonner par le contact de l'air humide, comme c'est le cas de l'anhydrite ou de certaines marnes. D'autres fois, c'est simplement la pression transmise par les piédroits à une masse plastique, qui la fait refluer dans le vide de la galerie.

Il faut alors rebancher celle-ci pour rétablir sa sole. Si, au contraire, la pression tend à écraser le plafond, on doit recouper ce faite. Si c'est une des parois latérales qui pousse au vide, on la recoupera également. Mais on aura alors, pour rétablir la section, la ressource d'entailler, au lieu de ce piédroit, la paroi opposée, si l'on y trouve quelque avantage; par exemple, si la matière qui la constitue est rémunératrice, tandis que l'autre est stérile.

Ordinairement l'effet irrésistible finit par s'épuiser, quand on lui a donné suffisamment carrière. Après avoir sacrifié un ou plusieurs boisages provisoires, on arrive enfin à pouvoir construire avec plus de soin un revêtement définitif.

234 — Il reste néanmoins alors, bien entendu, comme dans le cas général, la question de Ventretien, mais réduite à des termes ordinaires. On fait bien, du reste, encequi concerne les réparations, remplacements, redoublements, de prendre les devants, dès que s'indique leur nécessité. Eu effet, les conditions ne sauraient s'améliorer d'elles-mêmes. Le mal ne fera que s'aggraver, et, là où une légèi'e dépense pourrait suffire, en arrêtant à temps la dégradation, l'on se trouvera peut-être entraîné à des frais beaucoup plus importants, pour avoir trop attendu.

Cette question capitale du soutènement doitôtre d'abord envisagée en elle-même. Quand nous aurons suffisamment approfondi les généralités qui la concernent, il deviendra beaucoup plus facile de concevoir de quelle manière la pose du revêtement se marie avec Tabatage lui-même, lorsque l'inconsistance du terrain ne permet plus de séparer nettement les deux opérations, en les effectuant distinctement, Fuqe à la suite de l'autre.

Il existe trois modes essentiels de soutènement, dans lesquels on emploie : le bois, la pierre ou le métal. Nous les appellerons : 6otsage^ muraillement et blindage. L'étude du boisage va former l'objet du présent chapitre.

«ÉNËBALITÉS HVU LE BOISAGB

— Essences. — Les bois que l'on emploie le plus ordinairement pour le soutènement des mines se répartissent en trois catégories: bois durSy hois résineux^ hois blancs. Les bois durs comprennent le chêne, le hêtre, le châtaignier, l'orme et le frêne ; les bois résineux : le pin, le sapin et le mélèze; enfin les bois blancs : le peuplier, le bouleau, l'aune, le charme et l'acacia.

On peut admettre pour le poids spécifique des diverses essences les limites suivantes (').

(') Agenda Dunod pour les mines, iH82, 63.

Tablkau,

VOIES DE COMMUîilCATlON.