IV, H

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jusqu'au poini où doil s'effectuer le déversement. Pour facilîler celte dernière opération, l'on fait porter la benne sur deux patins en forme de segment de cercle, qui permettent de lui imprimer des balancements progressifs, h la suite desquels un dernier effort arrive à la faire chavirer. Ces manœuvres sont extrêmement brutales, et exigent que le matériel soit établi d'une manière très robuste.

76S — Les opérations sont beaucoup plus satisfaisantes avec les cages guidées ('). On doit prendre alors, pour l'oriflce des puits, les mêmes précautions qu'à l'intérieur, en vue de prévenir les cliules. Les bords latéraux sont garnis de parapets. Quant aux eûtes qui servent

FiB. il*. BaiTulementdaeuffal. P*""" '^ SClvice, ils SOUt fcrmés par

des gi'illes mobiles, que la cage enlève sur son loit, quand elle sort de terre, en prenant leur place, et qu'elle dépose sur leurs sièges lorsqu'elle retourne au fond.

766 — Dans les mines dont les puits sont étroits, ou le matériel roulant d'un petit calibre, on substitue au système ordinaire l'extraction en chapelet (fig. 499, 500, 501). Le cùble supporte alors, au lieu de cage, deux montants verticaux munis de crochets, auxquels les bennes à roulettes se trouvent suspendues par les oreiUes dont elles'sont munies à cet eflël. On en dispose ainsi quatre ou cinq l'une au-dessous de l'autre, et les manœuvres s'exécutent de la manière suivante.

On enlève le tout an-dessus du plâtre du puits. Les moulîneiirs approchent aloi-s un pont volant, de manière à en fermer l'orifice.

(<) t'crnolel. InsUUatioo au jour des puils d'cxtraclion {Bull, min., 2*, ID, 215).

Al'PAaEIL D'EXTRACTION.

Son tablier est percé, sur les côtés, d'ouvertui'es permettant le piissagc des tringles. Le mécanicien commence alors à redescendre doucement le système. La benne inférieure se pose sur le pont, tandis que les tiges, continuant à se déi-ober au-dessous, se dégagent

Fiç. 499, 300, 591.

(plan cl coupes lerlicalcs).

de ses oreilles. Les moulineurs tirent vivement à eux ce véhicule. Le second vient prendre sa place et subit le même sort, ainsi que tous les autres successivement. Quand le dernier a été retiré, les receveurs approchent une benne vide. Averti par leur signal, le machiniste remonte doucement. Les tringles accrochent cette benne par

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les oreilles et renlèvent. On en amène une autre, que les montants saisissent avec leur seconde paire de crochets, et ainsi de suite. Tout l'ensemble étant ainsi remonté au-dessus de la recette, les moulineurs retirent le pont volant, et le puils se trouve libre pour la descente en vitesse.

Des manœuvres semblables se font pour l'accrochage inférieur. On voit, d'après cela, que ce service prend beaucoup de temps, cl ne peut être employé que pour des extractions d'un tonnage limité.

DËCBiiB«EME\T

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767 — Culbuteurs. — Un marqueur tient note, à l'orifice du puits, des wagons reçus. On peut se servir, pour cela, d'un tableau noir, avec inscriptions à la craie, ou d'un marquoir à crochets recevant les fiches métalliques mobiles, adaptées aux chariots par les piqueurs et les routeurs du fond, qu'elles servent à désigner par leurs numéros. Les wagonnets passent à la bascule pour être pesés, s'il y a lieu, puis ils vont rux culbuteurs.

Ces appareils sont destinés à déverser d'une manière simple et rapide le contenu des berlines, qui reviennent ensuite sur la voie des vides, pour rentrer dans la cage et retourner au fond. Le réseau de rails qui conduit de l'orifice du puits aux divers culbuteurs doit être étudié avec soin, en vue d'éviter la confusion et de permettre la plus grande célérité possible. H dépend d'ailleurs essentiellement des conditions locales, et ne saurait comporter aucun type nécessaire. Je me bornerai à décrire cornme exemple celui qui a été disposé à la fosse n* 5 de Lens.

La cage, occupant une moitié du puits, est à deux étages de deux voies à deux berlines, ce qui représente un total de 8 véhicules. Chacune des deux voies placées en regard de celle moitié du puits se bifurque deux fois, et cet ensemble se raccorde avec l'autre moitié, de telle sorte que ce réseau se termine par 8 tôles de ligne, disposées suivant une perpendiculaire à l'axe de symétrie de l'orifice. Elles

APPAREIL I)'E\rRACT:OS. 69

aboutissent h 8 culbuteurs, qui déversenl les produits sur 8 tables mobiles de Iringe (chap. lu), dont le mouvement s'elTectue normalement à cet alignement.

TBS — Le culbuteur ordinaire (fiff. 502. 505, 504) consiste en une i-oue non centrée. Dans sa position d'équilibre stable, pour la-

Ktf, jUS, SiH.

quelle le centre de gravilé se trouve directement au-dessous de l'axe de rotation, les rails disposés suivant les géiiéralricos de ce cylindre se trouvent en prolongement de la voie d'arrivée. On y introduit le wagon plein. I^ nouveau centre de gravité, ainsi relevé, se trouve alors au-dessus de l'axe, et, par suite, dans une situation instable qui chavire immédiatement. Le chariot, i-enversé sens dessus dessous, est retenu au-dessus du vide, à l'aide de hrides dans lesquelles il se trouve engagé. Dès que le déversement de la charge est efTec- Uié, le troisième centre de gravité se retrouve de l'autre côté de

l'axe. Le système ne saurait donc rester dans cette position, et il revient à sa situation normale. Le véhicule vide est retiré et ramené au puits.

Dans certains culbuteurs, le corps de la roue, qui n'est nullement indispensable, se trouve supprimé. Le système tournant se l'éduit alors au palier qui porte les rails et aux brides de retenue.

769 — Le basculeur Marsaut (fig. 505) n'est plus, comme les précédents, un corps assujetti à tourner sur un axe fixe. Il est formé

d'un grand cylindre ayant pour longueur celle d'un ou de deux wragons. Il peut rouler sur des rails transversaux à ceux de l'arrivée des véhicules. A cet effet, il est constitué par des bandages circulaires, qui servent de jantes pour ce roulement, et des rails intérieurs assemblant les pré- <*édents suivant les génératrices, et destinés à l'engagement des wagons, qui restent fixés par des manettes. Le culbuteur étant arrêté en face de la voie d'arrivée, et enclanché par des crans, on amène un ou deux chariots à son intérieur. On pousse transvei'salement le cylindre. La situation surélevée du centre de gravité, due à l'introduction des wagons pleins, favorise ce basculement. Après un roulement d'une demi-circonférence, ceux-ci se trouvent renversés au-dessus du vide pratiqué dans le plancher. Le bas- «îuleur revient alors à sa position par un roulement inverse , à moins que, par un nouveau roulement d'une demi-circonférence «effectué dans le même sens, on ne le porte jusqu'à une seconde voie. On retire les wagons vides. Dans certains cas, ceux-ci traversent le cylindre de part en part, et s'en retournent au puits par des voies en prolongement, pour éviter les mouvements rétrogrades. Cet appareil présente l'avantage de supprimer le graissage de l'axe du culbuteur, ainsi que les chocs brusques qui brutalisent le

Fig. 505. Verseur roulant Marsaut.

APPAREIL D-E\TRiCTION.

■malériel, et dont l'intensité serait encore augmentée a Bessèges, où \l se trouve employé, en raison des grandes dimensions que l'on y ■donne au malériel roulant.

770 — Quelquefois, au lieu de culbuter les wagons sens dessus dessous, on effectue un basculement latéraljusqu'à un certain degré ^'inclinaison; à la main, pour le petit malériel (fig.506), ou à t'aide

<run élévateur hydraulique (') (fig. 507), ou a vapeur (n" 883). A ce moment, on déclanche la clavette de la paroi, qui s'ouvre autour d'une charnière supérieure et laisse couler te chargement.

On a construit également 0 un wagon s'ouvrant par les cétés. Le fond est formé de deux plans, inclinés de part et d'autre de l'aie longitudinal comme les deux pans d'un loil. Le charbon s'écoule seul, en raison de cette pente, sans que l'on ait )>esoin d'opérer aucun basculement.

On peut encore ff éviter ce soulèvement d'une auti-e manière.

(■) A Rniay, à Lens (Pas-de-Calais); i HoUtms {Qu-à).

(^ A Graissessac.

^] Aux mines de fer de Rochouie (Gard).

72 OTR-iCTIOS.

Les deux moiliés du wagon sont assemblées à charnière suivant l'axe transversal du rectangle supérieur, el par une clavette suivant celui du fond. En enlevant cette clavette, on voit chaque moitié

s'incliner en dedans sur son essieu, en dessmant autour de la charnière supérieuie la forme d un A La pente que piennent anisi les deux moitiés du fond suflit pour faire couler la charge entre elles

■S"îl — Réserves. — Le charbon ainsi hasculé tomI>e sur de grands plans inclinés qui, pleins ou à claires- voies, lixes ou oscil-

lanls, servent à effectuer un triage sur lequel nous reviendrons plus lard (n® 1274) avec les détails nécessaires, car cette opération fait partie de la préparation mécanique.

Quand il s*agit de matières très denses, telles que le minerai de fer, on ferme ces glissières h leur partie inférieure par de lourdes plaques de tôle, qu*on laisse pendre verticalement autour de charnières horizontales disposées suivant leur côté supérieur. Elles reçoivent le choc produit par la descente de la charge, et s'en- Ir'ouvrent pour achever plus doucement le déversement dans les wagons, qui pourraient, sans cela, être défoncés par la force vive acquise.

Tantôt les matières tombent directement dans les wagons du chemin de fer industriel, embranché sur les grands réseaux pour les relier avec les puits; tantôt on embarque les produits, soit au carreau même de la mine, soit à quelque distance, dans les bateaux delà navigation fluviale ou maritime, au moyen d'appareils spéciaux appelés rivages, et qui seront décrits plus loin (n® 883).

Dans d'autres cas enfin, entre le culbutage immédiat du wagonnet de la mine, qui doit retourner au fond sans perte de temps, et le chargement des véhicules du commerce, le chaibon subit un stationnement plus ou moins prolongé dans de grandes trémies, servant à son égouttage, après le lavage qui fait partie de la préparation mécanique (chap. ui), et à la régularisation des approvisionnements. Au puits de l'Aima (Wcstphalie), on voit de pareilles trémies trois ou quatre fois plus hautes que les wagons, et présentant 60 mètres de longueur (*). Celles de Molières (Gard) peuvent contenir 250 tonnes. .

77Î8 — On peut aussi effectuer le stationnement sur des aires horizontales, situées plus bas que le plâtre du puits. Le plancher des voies ferrées destinées à la circulation des berlines se trouve alors supporté par des estacades. A Trieu-Kaisin (Belgique), les colonnes sont en fonte creuse et percées de trous. On y fait arriver, sous pression, de l'air qui s'échappe par ces orifices à travers le

(*) Bull, min., 2«, lY, 848.

7i EXTRACTION.

combustible entassé tout autour, en vue de le rafraîchir et de pi-évenir son inflammation spontanée.

Le gros est ordinairement disposé à la main, et Ton pratique dans sa masse des caniveaux et des cheminées verticales, ménagés à l'aide de fascines et de fagotages de manière à faciliter la circulation de Tair. La hauteur des empilements ne doit pas dépasser une hauteur déterminée, suivant le degré d'inflammabilité du combustible et sa disposition à réchauffement et à l'altération spontanée (*).

(*) Henri Fayol. Études sur raltération et la combustion spontanée de la houille exposée n l'air {BulL min., 2% VUI).

CÉNÉBALITËS.

773 — Dans la description de Tappareil d'extraction qui a formé l'objet du chapitre précédent, nous nous sommes, à dessein, borné à une simple indication d'un point très essentiel, nous réser* vant de consacrer à son étude approfondie la totalité du chapitre actuel. Je veux parler de l'irrégularité apportée dans la répartition <les efforts, pendant toute la durée d'une cordée, par le poids du 4'àble qui, au début, s'ajoute en entier à celui de l'enlevage, pour disparaître à la fin en raison de son enroulement; tandis qu'inversement le second câble, d'abord enroulé, s'ajoute vers la fin de la <!0urse à l'action de la puissance. De là un écart total égal au double du poids d'un câble.

Loin d'être négligeable, cette influence peut arriver à changer <*omplètement les conditions du fonctionnement. Pour en donner une idée, dans des conditions très ordinaires, supposons quatre «chargements de 400 kilogrammes de houille, et un câble do 400 mètres de profondeur, pesant 6 kilogrammes par unité de longueur. Si le rayon d'enroulement est supposé égal à 1 mètre, nous aui*ons pour moment initial le résultat suivant, puisque les poids morts des cages et des wagonnets s'équilibrent naturellement :

et pour moment final :

Le sens du moment se trouve ainsi interverti. Là où la puissance motrice de la vapeur était nécessaire pour effectuer Tenlcvage, c'est maintenant le frein qu'il faut appliquer, pour empêcher la machine de s'emporter, et de tout briser en fin de course. L'écart total a pour valeur :

sa valeur moyenne :

et la variation relative, rapportée à cette valeur moyenne :

Il ne s'agit donc pas ici d'une perturbation de quelques centièmes, dont on pourrait, à la rigueur, faire abstraction; Técart des valeurs extrêmes s'étend au triple de la valeur moyenne.

On comprend, par ce simple aperçu, qu'il s'agit là d'une influence absolument décisive dans le problème de l'extraction. Bien des efforts ont été dirigés dans ce sens. Ils ont conduit à un assez grand nombre de solutions que nous allons passer en revue.

774 — Le problème consiste à réaliser l'uniformité du mouvement pendant l'ascension, en faisant abstraction de deux courtes^ périodes, de mise en train au commencement, et de ralentissement avant l'arrêt. Comme l'accélération angulaire d'un corps tournant est proportionnelle à la somme algébrique des moments des forces qui le sollicitent, il faudra, pour l'annuler, maintenir en parfaite égalité,.

RÉGUL4RISATI0iN DE L'EXTRACTlOiN. 77

à chaque instant, le moment moteur créé par la machine à vapeur, cl le moment résistant développé dans l'appareil d'extraction.

Deux moyens se présentent à cet égard. Le premier consiste à accepter la variation qui prend naissance dans l'appareil d'extraction ainsi qu'il a été expliqué, sans rien faire pour s'y opposer, et à la compenser à chaque instant par une variation égale de la puissance du moteur. Ce principe a été réalisé par le système Guinotte. Mais son étude fait partie de celle des moteurs, et trouvera sa place dans le chapitre suivant (n** 817).

775 — Un moyen inverse consiste à ne demander au moteur, en vue de son bon fonctionnement, qu'un effort constant et, par suite, à réaliser de même la constance du moment de la résistance. On inli^duira donc dans l'appareil d'extraction les palliatifs nécessaires pour y compenser les effets de l'enroulement du câble. Mais ceci -encore peut se faire par deux voies différentes. Si l'on remarque, en effet, que les forces s'introduisent dans l'expression du moment résistant, à la fois par deux facteurs distincts, leur intensité et leur bras de levier, on a le choix d'influencer l'un ou l'autre.

En ce qui concerne le bras de levier, il s'agit de le faire varier à chaque instant en raison inverse de l'intensité actuelle du poids de l'enlevage, afin que le moment reste constant. Il suffit, pour cela, d'effectuer l'enroulement, non plus sur un cyHndre dont le rayon resterait constant, mais sur un corps de révolution dont le profil méridien soit tellement choisi, que le rayon de l'enroulement ait continuellement la valeur en question. Cet organe a reçu le nom de tambour spiraloïde (fig. 508), attendu que, pour en assurer le fonctionnement, on y ménage une spirale à double courbure, dans laquelle vient se loger le cable rond. La tliéorie de cet appareil formera le paragraphe 4.

Dans la pratique courante, on s'est souvent contenté d'une approximation, en substituant à la courbe du profil rigoureux une droite qui s'en écarte peu en réalité. On obtient ainsi les tambours coniques (fig. 509). La plupart du temps, ils sont assujettis sur un axe horizontal. Dans le Cornw9ll, on dispose souvent ces tambours autour d'un arbre vertical, sur un point central où se trouve installé le

moteur, dont on renvoie la force, à l'aide de longues chaînes, jusqu'à Torifice de plusieurs puits d'extraction (n** 748).

Si Ton écarte la considération de la double courbure de cette ligne, en la projetant sur un plan perpendiculaire à Taxe, on

Fig. 508. Tambour spiraloido.

obtient une spirale d'Archimède. Cette abstraction devient une réalité, quand on substitue au câble rond un câble plat, que Ton enroule sur lui-même. C'est le système des bobines (fig. 487), (n* 756). La théorie est la môme pour ces deux appareils, et fera l'objet du paragraphe 5.

RÉGLLARISiTlOS DE L'EXTRACTiOX. 7'J

776 — Après ces trois variantes fondées sur une réglementation rationnelle du bras de levier, se présente la solution inverse, qui conserve un rayon constant avec un tambour cylindrique, et agit sur l'intensité variable du poids. Ce sera naturellement en le combinant avec des poids accessoires, qui présentent une variation complémentairt:. Mais ce principe peut s'appliquer de deux manières essentielles, suivant que l'on emploie des contrepoids solides ou des chaînes de contrepoids.

Une pi-emière solution se trouve dans le système anglais des chariots de contrepoids {'). Une clinlnette passée sur le treuil (fig. 520) se déroule en même temps que le câble, et poi-te, à son extrémité, un wagonnet de contrepoids, qui descend par une voie courbe, tracée dans un plan vertical. Là oii cotte dernière présente une pente très raide, le chariot pèsera de tout son poids sur la chaîne, tandis qu'au contraire, une fois parvenu sur une partie presque horizontale , il ne la sollicitera plus que par une composante li-és atténuée. On conçoit donc la possibilité d'adopter un tracé telle-

ment déterminé, qu*il établisse à chaque instant une compensation exacte. Sa recherche fera l'objet du paragraphe 6.

Une seconde solution est fondée sur l'emploi d*un contrepoids vertical (fig. 519). Ce corps se meut dans un bure, comme il sera expliqué au n° 804, en fournissant un travail moteur tant que le câble porteur, plus long que celui de la cage vide, occasionnera dans la machine une résistance à vaincre. Le contrepoids remonte quand ce dernier câble est, après la rencontre, devenu le plus long, en <*réant, au contraire, un supplément de force motrice.

On a introduit, enfin, le système des chaînes de contrepoids (*), que l'on met en liberté en quantité variable, de manière à compenser les effets de Tenroulement des câbles porteurs. Leur emploi comporte, du reste, trois dispositifs différents (flg. 521, 522, 523) que nous étudierons dans le paragraphe 7.

Mais, à tous les principes précédents, il s'en ajoute un autre plus l'adical, qui résout la difficulté, pour ainsi dire, par la question préalable. Au lieu, en effet, de se préoccuper, comme ci-dessus, de remé- <lier aux inconvénients de l'enroulement, il suffit de supprimer cet enroulement lui-môme. On y arrive au moyen du câble d'équilibre^ par l'étude duquel nous commencerons cette série de recherches.

CABLE D*ËQIJILIBRE

777 — Câble sa7is fin. — La simplicité de cette solution (*) Va fait apercevoir de bonne heure, mais sa réalisation présentait des difficultés d'exécution qui en ont retardé l'application. Employée d'abord par M. Devillaine, à Montrambert, pour la descente des remblais f), elle a été appliquée par M. Kœpe à l'extraction du

{*) Annales, 3- XI, 56, Combes. — Bull, min., 2% lY, 808, Dombre; VI, Ail, John Daglisli.

(*) Bull. min.,'2r, VU, 752, Clmnssellc et de Loriol. — CRM. 1878, 253, Considère ; 1879, 70, Considère; 166, Rossigneux. — Bull. Soc. d'enc, 5% IX, 225, Uaton de la GoupiiUère. — ZeiUchrifl BHS, XXYi, 381 ; XXIX. 260 ; XXXI, 173, Baumann.

(*) Bull, min., 2% VU, 752, Chanssclle et de Loriol; X, Griot.

RÉGUURISATION DE L'EXTRACTION. 81

charbon dans le bassin de la Ruhr, sous deux formes distinctes, dont la première porte le nom de câble sans fin (^).

Au h'eu d'un treuil d'enroulement, on n'a plus qu'une simple poulie de commande actionnée par la machine à vapeur, et sur laquelle passe, en embrassant environ les deux tiers de sa circonférence, un câble porteur (fig. 510). Celui-ci passe également sur les

Fig. 510. Machine d'extraction Kœpc.

molettes placées à l'aplomb du puîls, et ses deux brins y descendent pour supporter les cages. Sous le plancher de ces dernières, est attaché un contre-câble, dont la longueur est égale à la hauteur du puits, de manière à pouvoir encore unir les cages, quand elles se trouvent aux deux extrémités de leur course. L'ensemble du câble et du contre-câble constitue, comme on le voit, une ligne sans fin.

(') Le câble sans fin a été employé aux puits Hannover, Westhausen, Oberhausen, ainsi qne.dans la Haute-Silésie. Le tambour à contre-c&ble d'équilibre (m 778), au puits flibernia, dans ceux de la Compagnie Zollverein (Westphalle), et dans le bassin de la Sarre, à Louisenthal, Friedridithal, Kreuzgraben.

m EXTRÀCnON.

Ses divers cléments matériels se déplacent sur toute sa longueur^ mais elle présente, dans son ensemble, une figure constante et qui, par conséquent, ne donnera lieu à aucun défaut d'équilibre, aux divers instants du mouvement.

La dépense totale de câble n'est pas plus grande que dans le système ordinaire. C'est environ le double de la hauteur du puits. De plus, une moitié seulement supporte toute la fatigue, à savoir le câble porteur. Le contre-câble ne fait que se porter lui-même. Il aura donc des chances meilleures de durée, et, par suite, on trouvera dans cette circonstance la source d'une certaine économie.

On gagnera également sous le rapport de l'activité de l'extraction. En effet, la prudence exige, en tout état de cause, qu'une certaine limite de vitesse ne soit pas dépassée pour l'ascension des cages, au moment de la plus grande rapidité de l'allure. La vitesse moyenne, étant naturellement inférieure au maximum, restera à une certaine distance de cette limite. Ici, au contraire, la vitesse est rigoureusement constante, puisqu'il n'y a plus rien de variable dans le système. C'est donc cette vitesse elle-même, et non plus un maximum supérieur à sa valeur moyenne, que l'on pourra sans inconvénient porter jusqu'à la limite de prudence. On pourra, d'après cela, effectuer un plus grand nombre de voyages dans un même temps.

On évite complètement, avec ce système, le danger très grave de l'envoi aux molettes. En effet, dans les conditions ordinaires, l'ascension ne cesse que quand l'intervention du mécanicien y met un terme. Une inattention de sa part peut donc déterminer un choc violent des cages contre les molettes, et amener la perte des hommes que l'on était en train de monter. Ici, au contraire, cette rencontre devient absolument impossible. En effet, dès que la cage supérieure arrive au jour, la seconde parvient au fond et repose sur les clichages. Son poids se trouvant dès lors annule, la tension du câble diminue assez pour supprimer son adhérence avec la poulie motrice. Le moteur ne saurait donc contribuer à entraîner la cage pleine au-dessus de ce point.

Cette influence est même tellement nette que Ton se trouverait, sans une précaution spéciale, dans l'impossibilité d'effectuer les manœu-

Vies des recettes, qui exigent que la cage supérieure soit enlevée d'une petite quantité au-dessus de son clichage. On obvie à cette difficulté par l'introduction d'un fort ressort dans l'attache du cable aux cages. Lorsque celle du fond repose sur ses clichages en perdant son poids, le ressort garde encore sa tendance à se contracter, <ti à tirer à lui le câble, en y maintenant une tension, et, par suite, une adhérence sur la poulie motrice, suffisantes pour que les manœuvres puissent s'effectuer. < i^

En compensation de ces avantages, le système des cables sans fin présente plusieurs inconvénients. C'est d'abord l'impossibilité de l'emploi des câbles diminués, qui sont une des ressources de l'avenir pour les grandes profondeurs (n"* 720). Ici le câble ne saurait avoir une section décroissante, puisque ses deux extrémités porteuses fonctionnent dans des conditions identiques.

C'est aussi la suppression du coupage à la patte, opération que l'on tend de plus en plus à introduire dans une saine pratique q

C'est encore l'impossibilité de l'épuisement par les bennes. En effet, les cages à eau ne sauraient descendre dans le puisard, puisque la course totale est déterminée et s'arrête au clichage de la recette inférieure.

Il devient également très difficile d'effectuer l'extraction à plusieurs étages exploités simultanément.

Mais, par-dessus tout, il faut signaler, comme le défaut le plus grave, l'importance plus que doublée des accidents. En effet, si le -câble porteur vient à se rompre, les deux cages se trouvent à la fois précipitées au fond, tandis que dans le système ordinaire, la seconde reste suspendue sur son câble. De plus, la chute simultanée de tout le câble porteur et du contre-câble rend plus fatales encore les conséquences du sinistre, et le sauvetage plus difficile. Il faut alors une machine et un câble de secours.

778 — Tambour à conire-câble cVéquilibre. — On a remédié ■aux principaux de ces inconvénients, en substituant au système précédent celui du tambour à contre-câble d'équilibre. Le câble n'est plus sans fin. Il a maintenant deux bouts, qui sont fixés à un

yy^j

tambour ordinaire où ils s*enroulent en même sens, l'un des tours étant lâche au point de former une vaste boucle qui descend jusqu'au fond du puits. Si Ton fait tourner la machine, la partie située sur le treuil, à droite de cette boucle par exemple, perd quelques spires, qui deviennent verticales et s'ajoutent au brin descendant de la boucle. Mais la partie située à gauche gagne autant de circonférences, au détriment du brin montant de cette boucle. Celle-ci resfe par conséquent constante de figure, seulement ses divers éléments matériels se déplacent suivant sa longueur. Si donc les deux cages sont fixées en deux points de cette boucle, Tune d'elles montera, tandis que l'autre descendra, sans que le câble cesse d'être par luimême en équilibre. Il travei*se les cages de part en part, et celles-ci en sont rendues solidaires par le serrage à vis de fortes tenailles (*).

On comprend, d'après cela, que la rupture du câble en un poiut n'entraînera que la chute de la cage correspondante, car l'autre restera suspendue sur le brin intact qui se trouve attaché au tambour supérieur.

De plus, on peut facilement extraire successivement à divers étages, dans le cours d'une même journée. Il suffit pour cela d'arrêter l'une des cages au jour, et de desserrer ses tenailles pour la rendre indépendante du câble. En faisant alors tourner le treuil d'une quantité suffisante, on amènera la seconde cage du fond jusqu'au nouvel accrochage que l'on veut maintenant desservir, pendant que le câble filera à travers la première cage restée immobile. Si, à ce moment, on la rattache au câble en serrant ses tenailles, l'extraction se fera dorénavant entre la nouvelle recette inférieure et la surface.

On trouve également, dans cette manœuvre, le moyen d'effectuer l'épuisement par les bennes. En effet, la seule question consiste pour cela à étendre la descente jusqu'au fond du puisard, et non pas seulement jusqu'aux clichages de la voie de fond. Or ce

(1) M. Baumann a indique un mode spécial d'assemblage de la cage au câble, qui peut (Hre employé dans de telles conditions (Revue industrielle^ 1881, 145. — Engineering, 6 août 1880, p. 118). Ce dernier se trouve pincé entre les quatre quarts indépendants d'un fourreau, engagés à l'intérieur d'une autre gaine légèrement tronc-conique, dont i'épuisseur est U*a versée par des vis destinées à comprimer le câble entre ces quatre mâchoires.

n'est, pour ainsi dire, qu'un changement d'étage à faible distance. Enfin ce môme artifice remédie à l'inconvénient de l'impossibilité du coupage à la patte. On n'aura plus besoin, en effet, de pratiquer celte opération, qui devient sans objet, si l'on a soin d'amarrer les cages successivement à divers points du câble, au moyen de fourrures d'approvisionnement accumulées sur les extrémités du treuil. On répartira ainsi sur des points variables les fatigues exceptionnelles qui sont, dans le mode ordinaire, concentrées sur la partie inférieure, appelée la patte du câble.

^19 — Une question essentielle se présente à l'occasion du câble sans fin, pour savoir si l'adhérence du câble sur la poulie sera suffisante. On sait (^) que cette condition s'exprime par la relation :

si T désigne la tension la plus forte, c'est-à-dire celle du brin qui se présente pour l'enroulement, t la tension du brin qui abandonne la poulie, /"le coefficient de frottement, a Tangle d'enroulement pour lequel le glissement serait sur le point de se produire. Il suffira donc que l'angle effectivement embrassé sur la poulie ait une valeur supérieure à a, pour que le glissement demeure impossible, et que l'adhérence ait lieu. On peut admettre pour la valeur du coefficient de frottement d'un câble de fil de fer(*), suivant la nature de la jante et de sa garniture :

Fonte /•= 0,129

Chêne 0,158

Cuir 0,163

Nous avons vu d'ailleurs (n° 727) que la tension T s'exprime par un multiple (dont le coefficient m varie enire 1000 et 1200, suivant

('] Haton de la Goupilliére {Traiié des mécaniêtneSf p. 416). P) Baumann {Zeitêchrift BHS, XXXI, 182).

les inspirations de la prudence) du poids x de l'uniU» de longueur du cAble :

T = mx.

La tension t est la somme du poids d'une des moitiés du câble, à savoir y\\, si II désigne la hauteur du puits, et du poids morl y de la cage et des wagons vides :

I/éq nation prend donc la forme :

et l'on ou tire :

Log^

yjl

/■ Log e

ou, en exprimant a en degrés :

■■"Kt^) .,.„.„ '-"«(t^'s-)

TT Log e f f

Si Ton suppose eil particulier que la janle soit en fonte, il viendra,, en substituant la valeur f= 0,129 :

:" = 1022,628 Log (■

my^

9 4-xH

Pour nous faire une idée du résultat, reprenons l'exemple du numéro 7 75 :

en supposant un poids mort de 2 tonnes :

11 vient ainsi, pour m = 1000 :

On voit qu'un enroulement d'une demi-circonférence serait déjà largement suffisant, et pratiquement on donne encore plus (n®777), à Taide de poulies de renvoi (lig. 562, p. 221).

PROPRIÉTÉS «ÉKÉRALES DES APPAREILS D'ÉQVILIRRE

780 — Après la solution précédente, fondée sur la suppression de l'enroulement, nous passons aux appareils d'enroulement équilibré, dont le type rigoureux est le tambour spiraloïde (fig. 508). Je commencerai par établir un certain nombre de propriétés générales (*), qui appartiennent à tout tambour d'équilibre quelle que soit la forme de son câble, que celui-ci soit cylindrique, ou formé de mises cylindriques, logarithmique, conique, ou de telle forme que l'on voudrait imaginer d'une manière arbitraire, sans mémo qu'elle fût justifiée par aucune raison de pratique usuelle.

Un pareil tambour se compose de deux parties, qui sont symétriques par rapport à un plan médian mené perpendiculairement à son axe (fig. 511). Sur toutes les deux, s'enroulent des câbles qui pendent de deux côtés opposés, de manière qu'une rotation quelconque ait pour résultat d'allonger l'un d'eux en raccourcissanl l'autre. Aux extrémités de la rotation, l'un des câbles se trouve entièrement rectiligne et l'autre complètement enroulé sur sa travée. Ces deux câbles, à partir de leur point d'attache sur le treuil jusqu'à leur autre extrémité, sont, bien entendu, identiques l'un

(■) Haton de b Goupillîëre Unnaies, 8% I, 566].

Fij. 511.

88 F-XTUACTION.

à l'autre, mais nous laissons leur forme absolument arbitraire, ainsi que je l'ai dit plus haut.

11 \ienl un moment où, à force de raccourcir l'un des câbles en allongeant l'autre , on les rend égaux. C'est Yinstant de la rencontre. Il établit une symétrie, non pas entre les deux moitiés du mouvement d'un des câbles, mais dans l'ensemble du phénomène , quel que soit celui des deux câbles que l'on va, à partir de cet instant, envisagé dans l'état de repos, considérer comme montant, tandis que l'autre descendra. Nous prendrons, pour cette raison , cette situation comme point de départ, pour y rapporter toutes les autres. C'est donc à partir de la rencontre que nous compterons les révolutions, en désignant par n le nombre de tours, entier, fractionnaire ou incommensurable, et variant d'une manière continue. En attachant la pensée à celui des deux câbles qui esl actuellement charge de houille, et qui, par suite, monte au jour, nous compterons positivement les valeurs de n qui rapprochent sa cage de la recette extérieure, et négativement celles qui la placent au-dessous de la rencontre.

Pour mener la cage pleine, de la rencontre à la surface, il faut, d'après la symétrie, autant de tours de l'arbre que pour y conduire, par une rotation inverse, la cage vide, et, par suite, que pour descendre la cage pleine au fond, puisqu'elle s'y trouve en même temps que la cage vide arrive à l'orifice du puits. Donc l'instant de la rencontre se trouve nécessairement au milieu de la révolution (' ). D'après cela, si nous désignons par 2N le nombre total de tours (entier ou fractionnaire), n variera de — N à + N pendant cet intervalle, à savoir : de 0 à + N pour conduire la cage pleine

('} Hais non de la hauteur, comme ni

de la rencontre au jour, et de 0 à — N pour la descendre au fond. Nous appellerons à chaque instant Y, l'ordonnée du profil du tambour (fig. 511), c'est-à-dire le rayon d'enroulement du câble au bout de n tours. Les rayons des circonférences extrêmes du treuil seront, d'après cela, désignés par Yj, et Y.^,. On aura d'ailleurs :

Yn > Y-

car c'est en arrivant au jour, par les valeurs positives de w, qu'on doit avoir les plus grands bras de levier, pour compenser, dans la valeur du moment constant, la diminution progressive du poids de la portion pendante du câble. Nous désignerons en outre par R le rayon du treuil à l'instant de la rencontre.

Nous marquerons par H la profondeur totale du puits ; A^ sera la portion rectiligne de câble qui se détache du tambour, perpendiculairement au rayon d'enroulement Y,. On aura, d'après cela, en arrivant au jour :

(\) hs = 0,

et au fond (2) A-N = H.

Aj,, c'est-à-dire la profondeur de la rencontre^ reste provisoirement inconnue, comme le rayon d'enroulement R qui lui correspond. Il est cependant facile de voir, dès à présent, que l'on a nécessairement :