CHAPITRE XIV

«ÉIVËIIAIilTÉS SUR LES PIJl TS

8tO — Dimensions des puits. — Les puits de mines sont également appelés fosses dans le nord de la France et en Belgique, quand ils débouchent au jour, bure ou beurtia lorsqu'ils sont renfermés dans l'intérieur. On désigne sous le nom A'avaleresse un puits en fonçage, particulièrement quand l'opération est très gênée par les eaux.

La hauteur des puits peut varier, depuis les chiffres les plus réduits, jusqu'à l'énorme profondeur de mille mètres. On a réalisé ce chiffre en 1875 au puits Adalbert de Przibram, qui a été poussé, depuis cette époque, jusqu'à 1024 mètres. Celui de Damprémy, à Sacré-Madame (Charleroi), présente 1080 mètres de hauteur f). En

(') Les travaux de Viviers-Réunis, à Gilly (Charleroi), ont atteint la profondeur de 1065 mètres, en deux travées successives, formées d'un puits de service de S63 mètres et d'un bure de recherche de 202 mètres. Les mines d'argent de M. Mackay, à Yirginii- City [Californie], se trouvaient en 1880 après de 1000 mètres. (De Lesseps, Comptes rendus de l'Académie des sciences, XG, 1133.)

Conmic éléments de comparaison, je rappellerai que les tours de !9otre-Dame de Paris ont 06 mètres de hauteur, la flèche des Invalides 105 mètres, la flèche de Rouen 150 mèti*es; le Mont-Blanc 4810 mèU^cs, le Gaurisankar 8840 mètres. MM. Glaisher et Goxwell ; MM. Sivel, Crocé-Spinelli et Gaston Tissandier se sont élevés en ballon jusqu'à 8000 mètres. La plus grande profondeur de la Manche, sur le tnget du projet de tunnel, n'est que de 54 mètres. M. Walsh a trouvé le fond de l'Océan à 10424 mètres, près des côtes des États-Unis.

France, le puîts le plus profond se trouve à Montchanin (Sadne-et- Loire). Il alleint 700 mètres (').

311 — La section est souvent rectangulaire. Cette forme se subdivise facilement en compartiments destinés aux divers services, au moyen de bois d'cntrefcnd, qui servent en même temps à contrevenler les longs eûtes. Il convient de placer le petit cdlé du

Fl|:. !ii. ruits n- i de llriniU Groupe loneiludiiutc).

rcclangie parallèlement à la direction de la stratification. 11 se trouve dans de meilleures conditions, pour r<^sistcr à la coulée du terrain, que les bois de plus longue portée.

La section carrée est moins commode pour le service, et, en outre, elle présente, comme la précédente, l'inconvénient des angles vifs.

Dans les polygones réguliers, ces angles deviennent de plus en plus obtus. Ils sont plus faciles à picoter et à calfater. En augmen-

{•) Et apiis lui : noncbamp (Haule-Saanc) , 694 mèli'es ; Aniin (Nord], 020 mètres ; Epiiuc (Sa6ne-et-loire), B18 milres ; Comberigol (Loire), ew mètres.

328 VOIES DE GOMMOI^IGATiON.

tant le nombre des côtés, on diminue la portée de chacun d'eux. Nous avons déjà vu que Ton en met jusqu'à 22.

La limite dont on approche ainsi est la section circulaire. Elle présente l'avantage d'une parfaite symétrie pour les stratifications horizontales; mais, si les couches sont inclinées, cette propriété perd beaucoup de sa valeur. En môme temps, l'aire totale est plus difficile à utiliser pour les différents services, si ce n'est pour l'aérage.

Quant à la section elliptique, elle présente les mômes inconvénients que le cercle, sans offrir la même simplicité. Elle ne se recommande que pour le cas où l'on voudrait opposer le sommet du grand axe à la poussée de terrains inclinés.

Citons enfin la disposition trapézoïdale (fig. 242), qui ne peut se justifier que par des circonstances exceptionnelles (').

81 S — En ce qui concerne les dimensions de la section, l'on ne craignait pas autrefois de les réduire au delà de toutes les limites raisonnables. On voit encore en France des puits carrés de 1 mètre, et même O^jOO de côté. Cette solution est détestable, car celte prétendue économie de fonçage pèse ensuite lourdement sur le service.

Aujourd'hui, en revanche, on tend trop souvent à verser dans l'excès contraire. On atteint G'^ySO pour le diamètre de certains puits circulaires de Zwickau (Saxe), ce qui correspond à 53"' de section. Un puits elliptique du pays de Galles est de 5",40 sur 6",60, c'est-à-dire 28"*. A Kladno (Bohême), le puits rectangulaire Franz- Joseph a 2 mètres sur 10 mètres, soit 20"' de section; et le puits Engerth : 4",40 sur 9",00, c'est-à-dire 40"'. Le puits de Wilkiebarre (Pennsylvanie) présente 3",43 sur 13",73 ou 47"'; enfin celui des mines d'or de Berezowski : 7",85 sur 9,85, soit 77"*. Ce fruit d'une véritable aberration n'a pas tardé à s'effondrer , en arrivant à la profondeur de 55 mètres.

On doit considérer comme des limites qu'il y a rarement lieu de dépasser, les diamètres de 3 à 5 mètres pour les puits circulaires, et des rectangles atteignant 2 à 3 mètres pour leur petit côté et

(^) Cette forme a été employée à Heinitz (SaiTe).

PONÇAGE DES PUITS A NITEAU BAS. 329

4 à 6 OU 8 mètres p^ plus pour le grand axe ; ce qui représente des sections variant depuis 7 ou 8"* jusqu'à 20 et 25"°*.

Gallon fait observer avec beaucoup de justesse, qu'après qu'une discussion attentive des engins d'extraction, épuisement, desccnderies, etc., aura déterminé leur section nécessaire, tout excédent aura pour effet, sans améliorer en réalité ces services, de compliquer le fonçage, en accroissant la dépenseet l'entretien. L'on n'aura même pas à en attendre, la plupart du temps, un avantage bien sensible pour l'aérage. En effet, la section des puits étant d'ordinaire considérable, et sa longueur peu importante, par rapport à celles du réseau de galeries, la somme des résistances proviendra principalement de ces dernières et sera peu influencée par l'élargissement du puits.

818 — Aménagement deê puits. — On varie beaucoup le dispositif employé pour l'aménagement de la section. Souvent un puits ne correspond qu'à un seul service. Dans le Nord et le Pas-de- Calais, on adjoint au compartiment principal de certaines fosses, un goyotf ou carnet d'aérage, au moyen d'une cloison parallèle au petit côté du rectangle, ou disposée suivant une corde du cercle. D'autres fois, ce sera une descenderie, ou compartiment d'échelles.

On peut associer aussi l'extraction et les pompes d'épuisement dans les deux parties d'un puits rectangulaire. On peut également réunir l'extraction , l'épuisement et une descenderie à l'aide de deux cloisons parallèles au petit côté, s'il est très réduit par rapport à la longueur. Dans le cas contraire , on disposera un seul entrefend dans ce sens, et, dans le compartiment ainsi formé, une cloison parallèle au grand axe. On a introduit récemment la tendance, assez discutable, d'armer de grands puits d'un double service d'extraction, dans deux compartiments distincts.

M. de Villaine, à Montrambert, a localisé les diverses parties d'un même service dans deux puits différents. Chaque cage se meut seule dans l'un des puits. Elles sont rendues solidaires par la machine, située entre les deux. On pourrait, en quelque sorte, envisager ces deux puits comme les éléments d'un organe unique, ayant pour section le système de deux cercles. En dehors de ce cqs

tout spécial, on fait encore un grand usage des puits jumeaux. On désigne sous ce nom le système de deux puits très rapprochés l'un de l'autre, constituant un même siège d'exploitation^ Dans l'un se trouvera, par exemple, l'extraction, et dans le second seront réunis tous les autres services. L'air entre par le premier et sort par le puits conjugué. Il est, toutefois, nécessaire d'imposer une limite au rapprochement de ces fosses, pour que le massif intermédiaire ne puisse être emporté par un coup de grisou, ni compromis par un éboulement ou par les tassements. A cet égard, la loi anglaise exige un minimum de 3 mètres. Il sera bon de prendre au moins 10 mètres, si rien n'y met obstacle.

Les bures, ou puits intérieurs ^ rendent des services pour établir des communications entre les diverses parties des travaux. Quelques-uns prennent une importance exceptionnelle. Je citerai comme exemple le puils central de Portes (Gard) (^). Il forme un siège d'extraction, dont le mouvement ne se prolonge pas jusqu'au jour, mais s'arrête au niveau delà vallée, dans laquelle on débouche en galerie.

Il existe enfin des puits inclinés (*), c'est-à-dire des montages d'une grande section et d'une pente tellement raide, que la circulation que l'on y établit se rapproche complètement du type de l'extraction verticale ; seulement elle se trouve placée dans de très mauvaises conditions. Cette situation exige, en effet, une plus grande longueur pour atteindre un niveau donné, ce qui représente un supplément de dépense de revêtement, de guidonnages, de câbles. Le frottement prend une importance plus grande, par la composante du poids normale à la paroi, qui n'existe pas dans les puits verticaux. Le temps du trajet se trouve augmenté, tant par l'accroissement dé la longueur que par la diminution de vitesse imposée par la prudence, dans ces conditions plus compliquées. L'activité de l'extraction sera donc atténuée, à moins que l'on ne rachète cet affaiblissement par le poids de l'enlevage et les dimensions transversales, ce qui exercerait un nouveau retentissement sur les chapitres de dépense que je viens d'énumérer.

(*) Babilot, Annalet, ?•, VII, 432.

.(') Au Hartz, en Saxe, à Idria, au lac Supérieur, etc.

La complication augmente encore pour certains puits, qui sont composés d'un tronc vertical, destiné à rejoindre le gite, et d'un prolongement oblique, dirigé suivant sa ligne de plus grande pente. Cette disposition se rencontre dans certaines mines métalliques d'Angleterre, du Hartz, du Comslock. C'est, en général, pour avoir voulu obtenir trop tôt des résultats rémunérateurs, en plaçant le percement dans le minerai même, que les anciens ont légué à leurs successeurs tous les inconvénients de pareils puits, devenus définitifs.

FONÇAGE DES PCIT9 BOISÉS

814 — Terrains 7wn aquifères. — Si le terrain est suffisamment solide, on n'a qu'à exécuter successivement les opérations de l'abatage et du boisage. Après avoir effectué le fonçage sur la hauteur jugée convenable, on pose un cadre porteur au pied de cette travée, et, sur cette base, on élève des cadres successifs, en les mettant, autant que possible, en serrage contrôla roche pour soulager le cadre porteur. C'est le mode montant.

Si, au contraire, le terrain ne peut être laissé à nu que sur de très faibles hauteurs, on emploie le mode descendant. On commence alors par poser, pour la première travée, un cadre de superficie, qui déborde largement sur les dimensions de la section, de manière à porter sur la roche, ou sur un massif de maçonnerie; et, pour les suivantes, un cadre porteur, enclavé dans des potelles, et appelé à jouer le même rôle. On se rattache alors à ce point d'appui, en suspendant les uns aux autres, au moyen d'écoins, les cadres successifs, chaque fois que l'on s'est approfondi suffisamment pour la pose d'un nouveau cadre. On apporte encore le même soin à mettre tous ces cadres en serrage, pour soulager les écoins et le porteur.

DaiïS des conditions, que l'on puisse appeler ordinaires, et en excluant les difficultés spéciales dont nous allons parler dans un

5SS VOIES DE COMHDNICAnON.

instant, on peut admettre que ces procédés dejonçagc, appliquésà à un puits de 4 mètres de diamètre pour fixer les idées, occasionneront une dépense variant de 500 à 1000 fr., suivant les circonstances.

315 — Si le terrain est absolument inconsistant ('), sans Ëlre encore aquifère . d'une manière caractérisée , on franchit cette passée au moyen du poussage (fig. 245), tel qu'il a été décrit pour les galeries. On remarquera toutefois, à l'avantage du cas actuel, que tout y est symétrique autour de l'axe, et que les diverses parois y jouent des rdles identiques; tandis que la pesanteur sollicite d'une manière très différente la sole, le plafond, et les piédroits d'une galerie.

En outre , le front de taille se trouvant horizontal et placé sous les pieds de l'ouvrier, au lieu d'être vertical comme à l'avancement d'une galerie, il est inutile, tant que nous ne sommes pas encore engagés dans des difficultés spéciales, d'introduire la compli- Fie. îiî. Fontaee au poussigo catiou du bouclicr. On aura cc-

(co«p« vertido). pendant à établir au fond quelques

garnissages sommaires, si sa surface n'est pas plane, ce qui est l'ordinaire. On a soin, par exemple, d'y pratiquer un avant-puits où se rassemblent les eaux, pour dégager l'ouvrier et afin qu'il soit plus facile de les y puiser.

81B — Terrains aquifèrea. — 11 reste enfin h considérer le cas d'un terrain éminemment aquifère. Certaines régions présentent ce

(■] Holice sur lo rélablissonicnt d'un puila éboulé. Sinioins {Aiiiialri des tnnui publics de Belgique, Vil. 3S7j.

caractère au plus haut degré, comme les départements du Nord et du Pas-de-Calais, ainsi que la partie adjacente du bassin belge, celui de la Moselle, une partie du bassin de Newcastle, celui de la Ruhr, etc. La traversée des morts-terrains tertiaires ou crétacés, ou parfois plus anciens, qui recouvrent ces formations houillères (fig. Set 6, p. 11), constitue certainement l'un des plus formidables obstacles qu'ait jamais eu à vaincre l'art du mineur. La rencontre du terrain bouiller met fin à ces difficultés spéciales. Il est, dans le bassin franco-belge, recouvert d'une couche assez mince de poudingue, appelé tourtiay représentant le grès vert, et surmonté d'une masse puissante d'argile que l'on désigne sous le nom de dièveSf et qui maintient les eaux supérieures, en protégeant contre leur invasion les terrains subordonnés.

Les morts-terrains eux-mêmes ne sont pas uniformément spongieux sur toute leur hauteur. Leur stratification présente des alternances, au milieu desquelles certaines couches spéciales donnent des quantités d'eau considérables. On les appelle des niveaux d'eau, ou simplement des niveaux. Jusqu'à ce que l'on rencontre Tun d'eux, les moyens précédents permettent de s'approfondir. Quand on arrive à un pareil lit, il s'agit de passer le niveau, pour atteindre des strates plus solides et beaucoup moins aquifères. On pose alors dans ce nouveau banc un cadre spécial, appelé trousse picotée. Il est destiné à former une ceinture étanche, que l'eau du niveau ne puisse franchir , en filtrant entre elle et la roche. Si donc on élève sur cette base un cuvelage, qui soit étanche par lui-même, l'intérieur du puits sera définitivement défendu contre l'accès des eaux. Ces opérations étant efTectuées, on recommence à s'approfondir, et, lorsqu'on rencontre un nouveau niveau, l'on reprend la même série de travaux.

Nous aurons d'après cela, dans cette longue et minutieuse description, à examiner trois points distincts : l^^la pose de la trousse picotée, 2* l'élévation d'une retraite de cuvelage sur cette trousse, 5"* le raccordement du sommet de cette colonne avec la face inférieure de la trousse précédente.

817 — Pour établir une trousse picotée, on commence par

331 VOIES DE COMMUmaTION.

poser sur le fond de l'avaleresse un cadre formé de pièces juxtaposées ('), qui est à proprement parler la trousse (fig. 244, 245). U laisse entre lui et le terrain un vide de quelques centimètres, dans lequel on insère la /ambourde. Elle est formée d'une série de madriers de 4 centimètres d'épaisseur , introduits de champ. On force des coins entre la lambourde et la roche; on les retire immédiatement avec un levier fourchu, et l'on insère dans le vide qu'ils laissent , de la mousse, que l'on y bourre à refus.

Lorsqu'il devient impossible d'introduire de nouvelles quantités de mousse, on s'occupe de la mettre en serrage contre le terrain. Il s'agit pour cela de l'y repousser à l'aide de la lambourde. On écarte à cet effet cette dernière de la trousse, par l'introduction d'une double ceinture deplats-coins. On commence par insérer h coups de masse des plats-coins, ayant pour section un triangle rectangle. Quand ils sont en place, en déterminant un serrage énergique, on ne saurait laisser les choses en cet état, car les forces, en les supposant, pour simplifier, normales aux faces de ces prismes, seraient inclinées sur l'horiïon et tendraient à déjeter le système. Pour

(') La plupart du temps la trousse est en boîE de premier choii. Quelquefois, eependflnt, clic est composée de pièces de Tonte, qui forment par leur réunion un cflindre. muni à l'cxlÉricur de saillies dispos^ii suivant des plans méridiens, et entre lesqucllea s'insèrent des bloc* de bois qui débordent un peu le mêlai. C'est contre ces derniers que s'applii|uc alors la lajnbourde.

prévenir cet effet, on retire l'un après l'autre les plats-coins, en les soulageant par l'introduction d'une agrappe à picoter, instrument de fer qui a la forme d'une pyramide à base carrée très aiguë (*). Cette dernière supportant pour son propre compte la tension établie entre la trousse et la lambourde, le plat-coin devient libre et l'on peut le retirer. On le réintroduit à l'instant même sens dessus dessous, en lui en juxtaposant un second la tôteenhaut, et enfonçant le tout avec la masse. Ces deux angles égaux étant placés dans une situation alterne-interne, assurent le parallélisme des deux côtés qui ne sont pas en coïncidence. Les forces normales à ces côtés se trouvent dès lors en prolongement, et n'exercent plus aucune tendance au déversement.

Quand cette double ceinture de plats-coins est installée entre la trousse et la lambourde, elle détermine le serrage le plus énergique suivant les directions radiales, mais non pas encore dans le sens tangentiel. Pour obtenir ce dernier effet, on enfonce entre les couples de plats-coins des picots carrés, en préparant préalablement leur emplacement avec l'agrappe.

A ce moment, on recèpe toutes les tètes de picots dans le plan horizontal de la trousse, puis on enfonce de toutes parts, dans les moindres interstices et dans le corps môme des coins, l'agrappe en fer, et, à sa suite, des picots de chêne séchés au four. Ce bois, pénétré par l'eau, se gonflera en ajoutant encore au serrage. On ne cesse ce picotage que lorsqu'il devient absolument impossible de faire pénétrer nulle part l'agrappe. 11 peut entrer ainsi environ 3000 picots, coins, plats-coins, dans une trousse présentant 4 mètres de diamètre dans œuvre. De nouveau, l'on recèpe toutes les têtes de picots , et Ton pose une seconde trousse picotée sur la première (*). Si celle-ci a pris un peu de déversement, on prépare les bois de la seconde avec un angle alterne-interne égal, de manière à assurer l'horizontalité de son plan supérieur, qui doit servir d'assiette à la colonne de cuvelagc (').

[*) n est très essentiel de ne pas abandonner, dans le picotage^ de ti*onçon d'agrappc? brisée. En se détruisant avec le temps par la rouille, il ouvrirait un passage à l'eau. C) Parfois même un plus grand nombre.

(') Dans CCS o{)érations minutieuses, chaque détail a une imjioi'tancc essentieUe, et rien

i3G VOIES DE GOMMUNIGàTION.

818 — Pour élever cette retraite, on assemble successivement les cadres qui la composent, et Ton calfate» avec de Tétoupe goudronnée, tous les joints des voussoirs entre eux et avec ceux du cadre inférieur. C'est l'opération du brandissage. On y cloue ensuile des couvre-joints. Au lieu de procéder par cadres distincts, on fait, dans certains cas, chevaucher les uns sur les autres les joints horizontaux, pour établir une liaison plus complète. On obtient ainsi des cuvelages lozingués. Dans'le même but, on a imaginé de réunir les voussoirs superposés par des broches en fer, qui pénètrent à la fois dans tous les deux ; mais cette pratique complique beaucoup les réparations ultérieures.

Comme on a dû, dans le fonçage, se garantir au moyen d'un boisage provisoire, on détruit celui-ci pièce à pièce, au fur et à mesure de la progression du cuvelage. On pilonne derrière les cadres du béton hydraulique, pour unir le bois à la roche, en évitant par là que celle-ci vienne plus tard au contact avec une force vive irrésistible, si on lui laissait des vides à parcourir. En outre, cette colonne de béton sert à isoler les diverses zones de revêtement les unes des autres, et par rapport aux niveaux (% de manière à faciliter les réparations ultérieures. On pourra, en effet, alors hacher chaque pièce sur place, en se trouvant défendu, en partie du moins, par cette colonne de béton. On a soin, pour qu'il ne soit pas complètement délayé pendant la pose, de pratiquer dans quelques voussoirs des trous de tarière, par lesquels l'eau puisse tamiser, sans stationner par derrière. On aveugle ensuite ces trous avec des chevilles de bois. On peut également disposer sur quelques-uns d'entre eux des tubulures à vis, disposées pour recevoir un mano-

ne saurait dispenser de l'expérience spéciale à acquérir de ce genre de travaux, le traité de M. Glépin [De VétahlUiement deê puits de minée datte lee terraine ébouievx et aquifèree, 1867, in-4*) peut être considéré comme une monographie de ces diflicOcs opérations. On consultera également avec fruit les publications suivantes : Lévy, Fonçage des puits de mines à travers les terrains aquiféres {BulL min., i**, XIV, 231,401, 607).

— Alayrac, Note sur le creusement de la fosse n* 5 de Coiu'riéres (BulL min,, 2*, Vr.

— Chavatte, Creusement des puits de Saint-Saulve [Bull, min., 2«, V). — De Francy {Annalest 5*, U).

(') Cette pratique doit être considérée comme préférable à ceUe par laqueUe, au contraire, on établissait un renvoi de niveau, en mettant volontairement tous les niveaux en commimication derrière le cuvelage.

PONÇAGE DES PUtTS A NIVEAU BAS. 537

mètre, quand on voudra tâter les niveaux, et savoir a quelle pression sont soumisses les diverses parties du revôlement.

Au fur et à mesure que le cuvelage s'élève, on laisse monter Teau presqu'au niveau du travail, en s'échafaudant sur des planchers volants suspendus à des chaînes. D*un côté, cela tend à diminuer la hauteur d'épuisement; mais, surtout, on supprime ainsi, pour les premiers temps de la prise générale de l'ouvrage, la pression hydrostatique à laquelle il aura plus tard à résister, en ayant soin, en ce moment, de la laisser agir aussi bien à Tintérieur qu'à l'extérieur.

319 — Il reste, enfin, à raccorder l'ouvrage avec la trousse picotée sur laquelle repose la retraite précédente. On a eu soin, pour s*approfondir, de laisser sous cette dernière une console de roche suffisante, en s'élargissant en dessous pour reprendre le môme diamètre. Quand on parvient, en remontant, à cette corniche, on la détruit successivement, pour faire la place de chacun des derniers cadres. Celui qui arrive au contact de la trousse porte le nom de clef. On n'abat pas, du reste, cette corniche d'un seul coup sur toute sa circonférence, mais, au contraire, par portions succès* sives, en comblant immédiatement chacune d'elles par le voussoir correspondant.

Il reste, toutefois, une difficulté spéciale pour le dernier voussoir de la clef, qui est, comme tous les autres, plus large à l'extrados qu'à l'intrados, et doit cependant pouvoir entrer par le vide de l'intrados. On en est quitte pour pratiquer dans la roche un vide, capable de permettre d'introduire cette pièce de biais, et de Ty tourner ensuite, de manière à la ramener en place à l'aide dé poignées vissées, que l'on démonte en terminant. On coule, autant que possible, du béton à travers les joints pour combler le vide, et ron calfate ensuite ces joints.

8SO .-« La pose d'une trousse picotée est un spectacle qui ne manque pas de grandeur. Les hommes travaillent sur tout le périmètre, en aussi grand nombre qu'il est possible d'en employer sans arriver à la confusion. Us sont souvent dans l'eau jusqu'aux^