HOH-2CO

Un volume de gaz, mis en rapport, dans les conditions que nous indiquerons plus loin, avec deux volumes d'oxygène, produit deux volumes de vapeur d'eau qui se condensent, et un volume d'acide carbonique. On voit donc que la combustion du grisou fait disparaître, après le refroidissement, un volume double de celui qu'il occupait dans l'atmosphère, en présence de l'excès d'oxygène.

Cette combinaison peut, du reste, s'effectuer suivant deux modes très différents. Si un jet de gaz pur a été enflammé dans le sein d'une masse d'air également pur, il brûle avec une flamme blanche. Si le grisou, préalablement mélangé d'air en proportion convenable, s'écoule encore en forme de bec enflammé dans une atmosphère

(I) M. Mathet penche pour Topinion conti*aire, BulL min., 2*, X, 319. (*) Chansselle, CRM, 1877, septembre. 7. — Chayatte, CRM, 1879, ayril. 35. — Règlement de la Compagnie houillère de Bes$èges, p. 18.

ATMOSPHÈRE DES MINES. 56i

pure, il brûle avec une flamme bleue légère et caractéristique. A vrai dire, ce n'est jamais que cette dernière qu'observe le mineur, dans les conditions ordinaires des chantiers. Si, enfin, une masse d'air grisouteux, renfermant l'hydrogène protocarboné dans les proportions que nous allons indiquer, vient à subir le contact d'une flamme, elle éclate dans toute son étendue avec une forte détonation. Je répèle qu'il faut, pour cela, l'influence d'une flamme. Celle d'un corps solide incandescent ne paraît pas suffisante en général pour déterminer l'explosion (*).

»96 — L'étude de ces proportions présente d'autant plus d'importance, qu'elles ne laissent qu'une marge extrêmement resserrée entre l'innocuité et le maximum de danger. Si la quantité de grisou n'atteint pas 3 à 4 centièmes, on n'observe rien de spécial par les moyens ordinaires. A partir de ce point, la flamme des lampes commence à marquer j c'est-à-dire à s'environner d'une auréole bleuâtre, en même temps qu'elle s'allonge et devient fuligineuse. A 6 7o> lîi flamme est très longue, et l'auréole très épanouie. A 7 ou 8 7o> l'inflammation se propage dans la masse avec une lenteur relative. Aussi voit-on quelquefois le feu courir au faîte des galeries comme une traînée de poudre, menaçant d'une catastrophe imminente, s'il vient à rencontrei: des régions où la proportion soit encore plus élevée. L'explosion est alors instantanée, et c'est vers 12 à 14 7o> c'est-à-dire 1/7 à 1/8, qu'elle atteint son maximum d'énergie. Au delà, on traverse, en ordre contraire, toute une série d'effets analogues. Vers 20 7o> on se retrouve à peu près dans les mêmes conditions qu'à 6 7o î et, à 50 7o> ^^ lampe s'éteint. 11 est inutile de rappeler que ces observations ne peuvent se faire qu'avec une lampe de sûreté.

Ajoutons encore qu'avec certains giûsous quick (n* 992), la limite inférieure d'inflammabilité s'abaisse à la moitié de la précédente, d'après les expériences du professeur Abel {') . Au contraire,

(*) U semble toutefois y avoir lieu de faire des réserves, tout au moins pour les charbons de la lumière électrique, et même pour les étincelles que l'on dégage en battant le briquet (nMOOl).

0 Annales, 8% I, 72.

5&S AËRAGE.

les proportions explosives du grisou perdent une partie de leur efficacité en présence de l'acide carbonique.

997 — L'explosion du grisou peut, sans le contact d'une flamme, être déterminée par l'étincelle électrique, et il est nécessaire de prendre cette circonstance en sérieuse considération dans les applications de l'électricité à l'art des mines. Si 1 volume de grisou (* ) est mélangé avec moins de 5 volumes d'air, on observe une étincelle bleuâtre sans détonation. Pour 6 volumes d'air, on commence à obtenir une série de petites saccades < explosives. De 7 à 9, la détonation a lieu nettement avec un bruit sec. Pour 12 à 15 volumes, il y a encore une déflagration qui va en s'affaiblissant; et, à 16 volumes, on n'observe plus que de petites commotions intermittentes.

998 — Vitesse (C inflammation. — La vitesse d'inflammation, c'est-à-dire celle avec laquelle le grisou brûle de proche en proche, n'est pas constante. Elle dépend de la teneur du mélange. Cette donnée a été déterminée par MM. Mallard et Lechatelier, membres du Corps des mines {'). Ces expérimentateurs ont trouvé, comme maximum, la vitesse de 0",62 laquelle correspond à un mélange de 12,1 parties de grisou avec 100 parties d'air.

La propagation est gônée dans un tube trop étroit, et l'inflammation du mélange le plus détonant d'air et de grisou ne se propage plus dans un tube de 0°,0052 de diamètre (^).

La vitesse est également ralentie par la présence d'un gaz inerte. Si ce dernier est l'azote, le ralentissement est proportionnel à la quantité ajoutée. Avec Tacide carbonique, le ralentissement, d'abord plus marqué, finit par rester stationnaire.

999 — Il est bien nécessaire de ne pas confondre cette vitesse d'inflammation avec celle de propagation du coup de feu à travers

(*) Goquillion (Comptes rendus de t Académie des sciences, 0 octobre 1876). (*) Annales, 7«, YH, 355. — Pièces annexées aux procès-verbaux des séances de la Commission du grisou, p. 68.

(') Mallard et Lechatelier {Comptes rendus de V Académie des sciences, XCOI, 148).

ATMOSPHÈRE DES MINES. 36i

la mine. Ce dernier élément dépendra en partie de la vitesse du courant d'air préexistant dans les travaux, mais, à un bien plus haut degré encore, de l'énorme poussée mécanique qui est produite par l'expansion du gaz, subitement porté à une température élevée, et des étranglements que peut rencontrer, sur sa route, cet ouragan.

L'agitation de la masse sera le facteur le plus essentiel de cette propagation. C'est ainsi (*) que, si l'on prend un tube de verre de 2'° ,00 de long et de 0'°,03 de diamètre, fermé par un bout et rempli de mélange explosif, le feu, mis à l'extrémité libre, descend doucement en trois secondes jusqu'au fond du tube, sans explosion. Si, au contraire, on l'enflamme gu fond à l'aide de l'électricité, la flamme traverse tout le tube dans un temps inappréciable, en produisant une violente détonation comparable à celle d'un coup de fusil.

Comme exemple aijalogue, on peut citer celui du mélange tonnant d'oxygène et d'hydrogène qui, avec une vitesse spécifique d'inflammation de 20 mètres environ, peut donner naissance à une propagation de 2000 mètres par seconde, d'après MM. Berthelot et Vieille, eu égard aux dilatations qui mettent le gaz en mouvement.

lOOO — On a souvent énoncé que la propagation d'un coup de grisou présente une tendance plus prononcée à remonter le couvrant de la ventilation qu'à le descendre. Il est, au contraire, évident que, pour une explosion faible et locale, l'inflammation ne pourra parvenir à remonter le courant s'il possède, à l'avance, une vitesse supérieure à 0'",62. La rapidité de cet écoulement viendra, en tout état de cause, en déduction de celle de la propagation à contre-sens. Seulement, pour une explosion violente et générale, cette influence restera complètement inappréciable; mais il est impossible qu'elle se transforme en une facilité spéciale offerte à la propagation du phénomène.

On peut s'expliquer, cependant, que le fait en question ait été réellement observé. Il suffit, pour cela, d'imaginer qu'une bouffée adventice de grisou, cheminant sans se mélanger à l'air ambiant, arrive sur un feu capable de l'allumer. Dans ce cas, en effet, au

[*) Hallard et Lechatelier {Annales, 8*, 1, 29).

moment où la tête de colonne atteint ce point, la masse combustible, capable de propager Tinflammation, se trouve en amont et non en aval du courant.

ÏOOl — Température et pression d'inflammation. — La température d'inflammation, déterminée par les mômes ingénieurs, est de 780 degrés. Elle paraît indépendante de la composition du mélange.

Si Ton opère au moyen d'un fer porté au rouge blanc, on observe quelquefois un relard à l'inflammation qui exige un contact de plusieurs secondes {*).

La pression développée par la déflagration paraît varier avec la teneur en grisou. Son maximum est de 6,5 atmosphères, et correspond environ à la proportion d'un dixième 0-

«IMEMENT DU «RISOU

f 002 — Pression dans la houille. — Lorsque le dégagement du grisou est abondant à un front de taille, une oreille attentive le perçoit aisément, d'après un petit bruissement particulier que les mineurs appellent le chant du grisou. On dit également que le gaz • frise. On peut comparer ce bruit à celui de la pluie, ou encore à celui d'une bouilloire pendant les instants qui précèdent la mise en train de l'ébuUition. Ce phénomène est dû à la décrépilation d'une multitude de parcelles de houille extrêmement ténues, détachées par la tension des bulles de gaz qui tendent à s'échapper des pores du combustible.

Cette pression est souvent importante. On voit certaines houillères dont les fronts de taille se gonflent ou s'exfolient, et vont même jusqu'à faire explosion. Parfois les piqueurs établissent, pour la nuit, un troussage avec des planches et des étais, pour éviter que le gonflement ne fasse éclater la houille en petits morceaux. Dans

(') Mallard et Lechalelier {Comptes rendus de t Académie des sciences, XCI, 827). (*) Nallard et Lechatelier (ibidem; — Annales, 8% lY, 274, 379). — Vieille (Comptes f'endus de l'Académie des saences, XCV, 1280).

certaines exploitations du Borinage, les ouvriers s'abstiennent de hâver sous le charbon, pour ne pas offrir une issue de plus au gaz. Ils aiment mieux le conserver comme un auxiliaire, en attaquant en face un front de taille que la pression tend, par derrière, à pousser au vide.

M. l'ingénieur en chef des mines de Marsilly, en enfermant sous une cloche pleine d'eau du charbon fraîchement abaltu(*), a constaté un dégagement gazeux représentant plusieurs fois le volume de la houille. D'après la loi de Mariotte, cette circonstance indique une pression originelle égale à un même nombre d'atmosphères; résultat qui ne peut même être considéré que comme un minimum encore éloigné de la réalité, puisque ce mode d'évaluation supposerait que le grisou occupe le volume même de la houille, tandis qu'il n'en remplit que les pores.

En forant directement, dans le massif, des trous de sonde et y insérant un manomètre, on a reconnu, dans le Flénu, des pressions gigantesques atteignant 20 et 23 atmosphères ('). Mais il y a plus encore, et M. Mallard, en analysant des résultats obtenus par M. Lindsay Wood (*), a montré que cette tension, dont on parlait, avant ce dernier expérimentateur, comme d'un élément déterminé, est, au contraire, essentiellement variable avec la distance à la surface libre, suivant une loi à peu près logarithmique ; et qu'un équilibre de pression tend à s'établir de proche en proche, de manière à maintenir partout la différence de tension nécessaire pour déterminer l'écoulement, malgré les résistances, à travers ces circuits capillaires. Les mesures directes de M. Lindsay Wood ont atteint le résultat exorbitant de 35 atmosphères.

t003 — L'énormité de ces pressions donne en partie la clef des phénomènes, encore fort obscurs (*), qui sont connus sous le nom

(*) AfMaUs, 3% XH, 356.

(«) CRM, 1879, 165. — AP, Belgique, 18. — Cornet (Bullelin de TAcadémie royale de Belgique, 2*, XLVII, mai 1879).

P) Lindsay Y^ood. Experiments showing the Pressure of Gaz in the solid Goal (Proceediugê of Ihe norlh of Eagland Institution of mining and mechanical Ëngineers, XXX, 1881 ; extrait par M. Mallard, Annale y 8«, I, 530.

(*) G. Amoult. Étude sur les dégagements instantanés de grisou dans les mines de houille du bassin belge, Bruxelles, 1870; « Cornet, Bulletin de rAcadémie royale de

i66 ÂÉRAGE.

de dégagements instanlanés^ et restent, jusqu'à présent, à peu près circonscrits dans le Couchant de Mons (*). Ils se trouvent toujours en relation avec la présence d'une variété spéciale de combustible, désignée sous le nom de houille daloide. Cette substance noire, fibreuse et pulvérulente, appelée fusain à Saint-Étienne, n'est autre que du charbon de bois ayant conservé sa structure, et appartenant, soit k des fougères arborescentes, soit à des sigillaires ou à des cordaïtes. Ces accidents sont de plus en plus accusés dans la profondeur. On n'en a observé aucun au-dessus du niveau de 280 mètres. L'explosion est toujours accompagnée de la projection d'une grande quantité de charbon menu, dépassant le chiffre de 400 mètres cubes, et que Ton retrouve parfois froid comme glace. Quant au volume gazeux, il atteint des proportions inimaginables (n° 1189).

t004 — C'est dans les premiers moments de la mise au vif, que les surfaces débitent le gaz avec le plus d'énergie. Au bout de quelques heures, l'activité du dégagement est déjà très atténuée. Elle bc continue cependant, en s'affaiblissant de plus en plus.

Pour ce motif, on ne doit, suivant les cas, conduire qu'avec une lenteur suffisante l'avancement sur chaque point. En effet, l'écoulement ayant lieu en raison des surfaces mises à nu, la fragmentation poussée très loin, par le fait de l'abatage, pourrait répandre dans le chantier des torrents de grisou, si le front de taille ne s'était pas assaini sur une certaine épaisseur, par une durée convenable d'exposition à l'air.

Pour la même raison. Ton est, sur quelques points, dans l'habitude de saigner le massif avant de l'abattre. On y pratique, à cet effet, des trous de sonde qui lui soutirent progressivement son gaz, de manière à diminuer la contamination produite par la tombée.

Belgique, 2*, XLYH, mai 1879). — De Vaux {Rev. untv. d. m. H u., IX; et BulL min, !'•, XH, 141). — Dégagement de TArbousset, Trélys {CRM, 1882, 117).

(') On a mis en avant, à cet égard, Thypothëse de l'existence du grisou sous la forme solide ou liquide. Cette discussion, soutenue avec beaucoup de talent, parait encore reposer sur des bases trop précaires, pour que nous entrions ici, à son cgai*d, dans des développements étendus (Uaton de la Goupilliëre, Rapport au nom de la Commission du grisou, Annales, 7*, XYIII, 217). — F. Brabant, Les variations atmosphériques et la Y^ntllation des mines à grisou (Annales des Travaux publics de Belgique, XLII).

On peut, d'après ce qui précède, admettre, avec une approximation suffisante, que le total du grisou déversé dans la mine en vingtquatre heures, est proportionnelle à l'étendue des surfaces mises au vif, toutes choses égales d'ailleurs, et, par suite, en raison de l'extraction journalière, ou, enfin, du nombre des piqueurs à la taille.

t005 — Quant au coefficient de proportionnalité, il reste spécifique de chaque gisement, et même de chaque quartier d'un même gîte. A cet égard, rien n'est plus variable que la teneur de la houille en grisou. Beaucoup de charbonnages n'en ont jamais présenté de traces, tandis que d'autres placent le mineur dans les conditions les plus périlleuses.

En général, cette richesse en gaz parait être en relation avec la nature grasse du charbon. Les houilles mai^r^s ne dégagent pas de grisou, ou, du moins, ne le font que dans des proportions plus réduites. Cependant la raison déterminante de ces différences parait devoir être cherchée, non seulement dans la nature du combustible lui-même, qui a dû être assez uniforme à l'origine de la formation, mais encore dans celle du toit, qui a servi en quelque sorte de couvercle, pour renfermer dans la couche tous les produits de son métamorphisme. Suivant que ce recouvrement s'est trouvé étanche ou perméable, qu'il a conservé son homogénéité eu a été fissuré par des accidents ultérieurs, le gaz est resté prisonnier ou a pu s'échapper au dehors.

t006 — ScLcs de grisou. — Parfois cette déperdition aura eu lieu à l'air libre. Dans d'autres cas, il y a eu simple extravasion du grisou dans un toit poreux qui en est resté imprégné, et que le gaz n'aura pu franchir, en raison de l'obstacle opposé par un nouveau recouvrement étanche. Il arrive, en effet, que certains ouvrages pratiqués au rocher dégagent du grisou, et que l'on y subit des accidents aussi graves que dans le combustible lui-même (*).

(*) A ]a mine de Llwynpia (South-Wales), on a renconti*é, au sommet de la série des couches de charbon à vapeur, un grès craquelé tellement grisouteux, que l'on a pu en capter le gai dans un tuyau qui sert depuis plusieurs années à l'éclairage de la surface, n en a été de même à Outwood (Lancashii*e), à Ladyshore, etc. (n*> 1(M)7).

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368 AÉRÂGE.

On a vu, de nos jours, le grisou se répandre jusqu'au sol, à travers la masse des terrains (*).

Dans d'autres circonstances encore, le gaz s'est accumulé dans des cavités naturelles, très habituellement des failles, fermées par le haut en forme de poche. De là ces dépôts funestes qui sont connus sous le nom de %ac^ de grisou ('). Ces gisements gazeux se trouvent de préférence au toit. Cependant le mur lui-même peut en contenir. On le trouve surtout aux crochons, et aux changements brusques de pente. Leur peu de volume expose le mineur à les manquer, lorsqu'il éclaire sa marche à l'aide de coups de sonde, dont il fait précéder ses avancements dans les gîtes dangereux. Cette précaution ne doit donc pas être considérée comme fournissant une garantie absolue, et ne dispense pas d'apporter une grande prudence dans les cheminements.

t007 — » Soufflards. — On appelle soufflard une sorte de fontaine de gaz, dont la durée, parfois éphémère, peut aussi se compter par mois, et même par années. Quelques-uns d'entre eux ont fonctionné pendant un demi-siècle ('). On a pu en capter un certain nombre pour fournira l'éclairage des abords extérieurs du puits (*).

La tension des soufflards, qu'il ne faut pas confondre avec celle du grisou emprisonné dans la houille, a été trouvée égale à plusieurs atmosphères. Elle peut également se rapprocher sans limites de la pression ambiante. Leur débit, éminemment variable, s'est, dans certains cas, exceptionnellement maintenu, pendant une année entière, à 150 et 200 mètres cubes dans les vingt-quatre heures, ce qui représente un poids de vingt à trente tonnes (').

Les souflïards, très fréquents en Angleterre, y ont été trouvés souvent en relation avec des venues d'eau ('). Peut être ces dernières

{*) Hev. univ. d. m. et u., i'^, VH, 337. — Bullelin adminittratif de la ville de Liège, 1860.

(•) Blowers, Sudden outburts.

0 Renier-Malherbe, le Grisou, p. 80.

(*) Jars, Voyages métallurgiques, — Journal de Silliman, X, 399. ^~ Reports on Accidents of Mines, p. 110.

(') Conférence de M. Wills à la Société des Arts de Londres [Bull, Soc. d'enc., 3«, Vil. 162).

l«) PA, Angleterre, 50.

ATMOSPHÈRE DES MESES. 369

fonctionnent-elles dans des cavités souterraines à la manière des trompes, soutirant le gaz de son gisement, et l'entraînant sur leur parcours. Il arrive fréquemment que les soufflards se déclarent en même temps que d'abondantes sources d'eau. Stephenson a signalé (*) un soufllard alternativement positif ou négatif, c'est-à-dire émettant du grisou, ou absorbant l'air de la mine. Cette circonstance bizarre s'expliquerait, dans cette hypothèse, par les variations de régime de quelque cours d'eau intérieur.

Ces écoulements gazeux sont principalement en relation avec des failles, qui servent de collecteurs en traversant toutes les formations. Les soufflards et les sacs de grisou constituent le fléau des houillères anglaises. On y est exposé à leurs invasions subites. Le toit d'un chantier donne, ou le mur se soulève. Des lignes de fracture se déclarent parallèlement au front de taille, sur des longueurs qui atteignent 50 mètres. Elles se ramifient dans les galeries, et donnent issue à des torrents de gaz. Sans doute, la méthode d'exploitation n'est pas étrangère à ces manifestations, en raison des énormes vides que présentent les mines de la Grande- Bretagne ('), et qui mettent en tension les masses ainsi placées en porte-à-faux. Un meilleur soutènement pourrait, sans doute, ménager une déperdition plus régulière, et, par cela seul, moins dangereuse, du grisou renfermé dans les épontes du gisement. Mais l'emploi des remblais rapportés est encore inconnu dans ces charbonnages. On est arrivé à diminuer notablement ces venues redoutables, en saignant méthodiquement le mur à l'aide de coups de sonde, comme pour la couche Wigan nine Feet, ou par un véritable drainage effectué au moyen de coupures, comme pour le toit d'O/dCoa/ à Aberdaref).

f 008 — Le grisou dans les mines métalliques. — Ce gaz a été rencontré dans des mines de sel (^) . La saline de Szlatina était éclai-

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(*) Report on tbe Accidents of Mines, 110. («) Tome I, p. 430.

(') PA, AngleteiTe, 57.

(*) CJiM, 1882, 130. — Annales de Poggendorff, VU, 133. — Annalen der Phys. Gilbert, XXXVU, 1.

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370 ÂÉRÀGE.

rée au grisou dès 1826. Cette circonstance n'a, du reste, pas lieu d*étonner, si Ton réfléchit à la concomitance presque continuelle entre le chlorure de sodium et l'hydrogène protocarboné. Souvent le sel gemme décrépite en se dissolvant dans l'eau, au moment où s'affaiblissent suffisamment les parois des cellules qui renferment le gaz.

M. Pernolet a également cité des coups de grisou qui ont eu lieu dans les soufrières de Sicile. La môme circonstance peut encore être invoquée à cet égard, car le soufre fait souvent partie, ainsi que les bitumes et les pétroles, du cortège que Je viens de mentionner.

On éprouve plus de surprise à rencontrer le grisou dans des mines essentiellement métalliques. M. l'inspecteur général des mines Daubrée a, le premier, signalé ce fait dans les minerais de fer pisolitiques de Gundershoffen et de Winckel (Alsace) (*). Ce gaz a également fait son apparition dans les mines de fer d'Exincourt et de la Voulte 0-

On Ta trouvé de môme dans les mines de plomb, de zinc ou de cuivre de Pontpean (lUe-et-Vilaine) 0, du Grand-Saint- Jean (Giromagny), du Laurium (Attique), de Rocca-Federighi et de Monte- Cattini (Toscane) (*), d'Outonagon (Lac Supérieur). A Pontpean, le grisou paraît venir de la profondeur, par des fissures ouvertes à travers le terrain silurien. Cette circonstance tendrait à donner une explication générale de la présence de ce produit dans des gîtes filoniens, d'une manière indépendante de la nature de la minéralisation, dont ils ont été imprégnés à une époque reculée.

Il ne serait pas non plus impossible d'admettre, dans d'autres cas, que la présence de vieux bois, ou de matières végétales en décomposition au contact de l'eau, donne lieu à un développement de gaz des marais, capable de brûler des hommes, s'ils viennent à déboucher à feu nu dans des travaux abandonnés.

(*) Annales, 4% XIV, 33.

(«) Annales, 5% VI, 94.

0 Massieu {Pièces annexées aux procès-verbaux de la Commission du grisou» l'^fascic. 145).

(*) CRM, 4879. janvier, 6.