TEMPÉRATURE

1061 — Température souterraine. — L'aérage des travaux souterrains constitue pour l'ingénieur un problème de la plus haute importance. C'est une des parties de l'art des mines qui ont élé le plus améliorées dans ces derniers temps. Elle présente avant tout un intérêt d'humanité, en ce qui concerne la santé et la longévité de l'ouvrier, ainsi que sa sécurité dans les gîtes grisouleux.

En dehors de cecAté de la question, devant lequel tout s'abaisse, on ne doit pas oublier non plus que le point de vue économique retrouvera encore son compte dans les sacrifices destinés à réaliser une bonne ventilation, attendu que le rendement du mineur (^) se trouve étroitement lié aux conditions de l'atmosphère dans le sein de laquelle il travaille ('). Il est facile d'augmenter ce coefficient

'*) Tome I, p. 653

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lUUK 1, p. «KK>.

Hecquey, Observations comparatives, etc. {Annalei des travaux publia de Bel-

gique, XV, 49)

de 10» et presque de 20 pour 100, quand on passe, sous ce rap> port, d'un extrême à l'autre (*).

Le problème de l'aérage présente deux faces distinctes, et concerne à la fois la température et la composition chimique de l'atmosphère souterraine.

106IS — La réglementation de la température souterraine (*), très essentielle au point de vue de la santé. Test également, ainsi que nous venons de le dire, sous le rapport du rendement. Comme limite extrême, on a pu, dans les mines du Comstock, travailler encore, grâce à l'emploi de moyens hygiéniques exceptionnels, à 47 degrés centigrades; mais il a fallu abandonner à 54 degrés ('). Les conditions deviennent bien plus mauvaises encore, si à l'influence de la chaleur se joint celle d^une humidité caractérisée. Or tel est le résultat immédiat de l'élévation de température, lorsque l'eau se trouve en présence. Pendant le percement du Saint-Gothard, on observait jusqu'à 6 et 9 fois plus de vapeur d'eau dans l'atmosphère souterraine qu'à l'extérieur. Très pénible à partir de 25 degrés^. cet état de choses devient intolérable, même pour une courte durée, avec une température de 35 degrés (*). M. Dubois-Reymond estime que celle de 40 degrés

(*) Dana le percement du tunnel du Saint -Gotbard, les salaires ont dû être majorés d'un quart, tandis que, inversement, la durée des journées de travail tombait à 5 heures. Le' prix de la main-d'œuvre s'est trouvé par là presque triplé, en même temps que les frais généraux pesaient plus lourdement sur l'opération, en raison du ralentissement devenu inévitable. Il était en effet impossible, dans cet espace limité, de compenser, par une augmentation du nombre des bommes, la débililation de l'activité de cbacun d'eui en particulier.

(«) Bull. Soc. d'jenc, 4», I, 275. — BuU. de VAêtoc. scientif. de France, 16 novembre 1884, p. 127. — Rev. univ. d. iii., 2% Xïl, 484. — Meyer, Bulletin de la Société Vaudoise des sciences naturelles, 1890. — Mémoires de la Société des ingénieurs cîrUs. 1890. — Moniteur industriel, 11 décembre 1890. — Publication delà Société des in^nieurs de l'École des mines du Hainaut^ 1884. — Hevue des questions ecietitifiquet de la Société scientifique de Bruxelles, octobre 1894, p. 324. — Transactions of Ihe American Institution of mining Engineers, Ytl, 45; VIII, 524.

Indépendamment d'une élévation de température, on a pai*fois observé un développement d'électricité (Defaix, CRM, 1886, 99).

(') Stockalper, Les grands tunnels alpine et la chaleur souterraine, Lau^ann^J)^")» p. 15. — F. Bnibant, Tes variations atmosphériques des mines [Annalee da travaux publics de Belgique, XLII).

(*) Henri Fayol, Bull, min., 2-, YIlï, 679.

serait mortelle dans ces conditions; bien que Thomme soit en état de supporter 50 degrés dans un air aussi sec que possible. Durant le percement du tunnel du Mont-Cenis, le thermomùtra n'a pas dépassé 20,5 degrés centigrades. Au Saint- Golhard, on a observé* dans la roche, jusqu'à 31 degrés; dans Tatmosphère, après les coups de mine, 55 degrés ; et, comme température extrême de travail 32,5 degrés. Ces conditions ont été considérées comme très graves, constituant la limite du possible pour les hommes, et la dépassant pour les chevaux.

On observe chez les ouvriers qui travaillent à de hautes températures, Fopprcssion, la congestion, la respiration brève et rapide pour l'homme (*), ronflante chez les animaux, un grand malaise, quelques évanouissements, Tapathie, les mouvements pesants et sans élasticité, le visage gonflé et empourpré. La sécrétion des urines est moins abondante; elles deviennent foncées et troubles. L'appétit diminue, la constipation se manifeste. Comme conséquence, on arrive à Tamaigrissement, à la pâleur ('), aux rhumatismes, aux catarrhes obstinés y). Une sueur abondante colle le linge au corps, et les hommes sont obligés de travailler sans aucun vêtement; pratique très répandue, mais extrêmement dangereuse au point de vue des brûlures par le grisou. Un vêtement de toile risque aussi de s'enflammer. Les lainages sont préférables à tous égards.

Indépendamment de l'action exercée sur l'homme et sur les chevaux, l'élévation de la température a pour eflet de dessécher les poussières de houille, dont nous reconnaîtrons plus loin le danger iN"" 1530). En même temps, elle vient en aide à réchauffement du charbon, précurseur des incendies (X* 1550).

'}] Pour absorber la quantité d'oxygène nécessaire, il devient* en effet, nécessaire d'aspirer plus souvent Tair raréfié par la dilatation, et suixliargé de vapeur d'eau ainsi que de gai méphitiques. Les mouvements du cœur s'accélèrent en concordance, et l'on arrive à des chiffres de 140 et 150 pulsations. Dans cet état violent, la température du corps atteint 41 degrés.

*) Dans cette température, les ankylostomes, ou vers intestinaux, se propagent avec la même exubérance que sous les tropiques, et conduisent à l'anémie.

'^) Stappf, Éludes êttr la répartition des Umpéraluret au Sainl-Golhard, Berne, 1877. — Notice sur la température au Saint-Gothard (Rev. univ. <f. m., 2*, Xll, 484). — Revaux, Nute sur la température du percement des grands tunnels {Annalet, 8*, IV, 605).

Les causes qui tendent à élever le thermomètre dans lïntérieur des mines, sont le tirage à la poudre, les incendies souterrains, la combustion des lampes, la chaleur vitale des hommes et des chevaux, Toxydation des pyrites et la dissociation de carbures renfermés dans le combustible, ou dans des schistes fermcntescibles, ainsi qu*une sorte de dissolution ou d'absorption de Toxygène parle massif de houille ('), la présence de sources thermales ('), ou la venue de gaz chauds à proximité des massifs volcaniques, enfin la chaleur centrale du globe. Nous reviendrons plus loin sur ceUc dernière cause.

1063 — Comme moyens d'atténuation de ces influences, dans les conditions spéciales au percement des limiiels, on peut indiquer la substitution de la lumière électrique aux lampes onfiMÎrcs, de la perforation mécanique au travail à la main, du bosseyage mécanique au tirage à la poudre, des locomotives mues par Tair comprimé à la traction des chevaux.

Dans les mines, Tinjection incessante de grandes masses dair reste pratiquement le seul moyen efficace de combattre réchauffement. Sa détente, quand il est amené à une haute pression, fournit un moyen de rafraîchissement efficace. Il convient également d'ajouter que Tintroduction de réfrigérants artificiels peut rendre quelques services, pour certains cas particuliers. M. Ilomanowski avait conseillé les dépôts de glace dans les mines, en vue de les rafraîchir; mais, présentée sous cette forme générale, cette proposition était évidemment sans valeur. Toutefois, au Comstock. à Virginia City, où les mineurs souffrent beaucoup de la chaleur, on

(*) Obsenation de M. Regnard à Commentry (Hatou de la Goupilliére, Rapport au nom de la Commission d'études des moyens propres à prévenir les explosions du gri^u. Amiales, 7% XVIII, 206).

(*) L'influence de sources thermales à 70 degrés fait de certaines parties du Comstock les mines les plus chaudes du monde. Au Yellow Jacket Shaft, on a obserré à 820 mètres 52 degrés centigrades, et à 950 mètres 77 degrés centigrades. On exécute des postes de 10 à 15 minutes de travail, avec une journée totale de 2 heures payée 25 francs. Ce district a déj& produit près de 2 milliards (La Nature, 30 mai 1896. p. 411. — Daubrée, Le$ régions invisibles du globe, 151).

Dans les mines de plomb argentifère de la Sierra Almagi*era, on a rencontré d(K sources d'une température dépassant 45 degrés [Protocole de la conférenee iHlemationale de Berlin, in-4% 1800, p. 32).

ATMOSPHÈRE DES MINES. 4Si

leur descend de la glace afin de leur procurer du soulagement en usant avec prudence de ce moyen de réfrigéra tion. L'invention des machines frigorifiques, capables de fabriquer la glace sous tous les climats et en quantités considérables, donne à cet ordre de considérations un nouvel intérêt. On peut même concevoir, qu'en établissant du jour au fond, au moyen d'une canalisation spéciale, convenablement feutrée, une circulation sous pression de solutions salines* dont la teneur abaisse suffisamment le point de congélation, ces liquides, en passant à travers des espèces de condenseurs de surface très simples, puissent permettre d'abaisser, dans la mesure du nécessaire, les élévations eicessives de température. Mais il est évident que ce procédé dispendieux ne saurait être appliqué que pour des étendues très restreintes, et des exploitations suffisamment rémunératrices.

i064 — Il est rare que Ton ait au contraire à se préoccuper de réchauffer Tatmosphère des galeries de mine pendant les froids de l'hiver. Toutefois la question se pose pour les puits d'entrée d'air, où les eaux provenant soit des fuites des niveaux, soit des bennes d'épuisement, soit des recettes intermédiaires, tapissent parfois de glaçons les parois du revêtement et les guides, de manière à empêcher la circulation des cages, ou h provoquer des accidents au moment du dégel.

On a essayé de remédier à* cet inconvénient en lançant dans le puits de la vapeur (*), ou en y faisant circuler des braseros incandescents placés dans les cages. Au puits du Treuil n"" 2 (Mines de la lioire), on a installé un calorifère (') qui est formé d'un faisceau lubulaire disposé sur une grille. Sous l'impulsion d'un petit ventilateur soufflant, on y fait passer le dixième environ de la quantité d'air (50 mètres cubes) aspirée par le puits. Cette masse est chauffée de façon qu'après sa réunion avec l'air froid» la température du mélange soit de 2 degrés environ au-dessus de zéro. L'installation a coûté 15000 francs, dont 4 500 francs pour le ven-

''] Si eUe est en proportion insuffisante, eUe a|?gravc le mal au lieu de le combattre. En grande quantité, elle produit une épaisse buée, très prenante pour les accrocheurs. (») CRM, 1897, 3.

43i AËRAGE.

tilateur supplémentaire. Les dépenses journalières se réduisent à 2 ou 3 tonnes de charbon médiocre ; celles qui proviennent des réparations sont de 400 francs environ par hiver.

1065 — Variation de la température avec la profondeur. — A la surface^ la température du sol est variable suivant raction solaire et le régime des saisons; mais il suffit de descendra à quelques mètres de profondeur pour trouver une couche dont le degré thermométrique reste constamment égal à la moyenne annuelle de la région.

A partir de ce niveau, Faction de la chaleur centrale du globe se manifeste par une élévation graduelle du thermomètre ('). On admet, comme moyenne d'un nombre considérable d'observations faites dans les mines, les sondages, ou les puits artésiens» que cette influence agit à raison de 1 degré par 30 à 51 mètres de profondeur (*).

Mais les mesures manifestent des variations importantes d'un lieu à Tautre. Il est certain en efTet que la nature géologique el la disposition des couches souterraines, et surtout leur conductibilité, doivent exercer une influence immédiate sur la loi de transmission de la chaleur, et qu'il ne saurait exister de formule générale applicable en tous les points du globe.

On a signalé spécialement (*) que l'élévation de température serait en général plus rapide dans les mines de houille, qui sont situées au milieu de couches sédimentaires, que dans les gisements métallifères, constitués par des filons traversant des roches cristallines.

C'est ainsi que Reich a indiqué, comme moyenne de 12 000 observations efl'ectuées dans les mines métalliques de Saxe, un accroissement de 1 degré par 42 mètres. M. Schwartz (*) est arrivé

(*) Arago, Notices acieniifiques, l\\, 530. — De Lapparent, Traité de Géologie, 566. — Neueê Jahrbuch fur Minéralogie, 1876. — Bull. Soc. dette., 4*, I, 275. — Reo. unie, d. m., 2%Xn, 484. — Traneact. americ. trlin., VU, 45; VIII. 324.

(*] Le sondage de Sperenberg, exécuté presque entièrement dans le sel, jusqu'à la prorondeur de 1272 mètres, a donné une moyenne de 1« par 52",50 (Zeitschrifl BHS. XX, 1872. — iSeuei Jahrbuch fur Minéralogie, 1875, 371).

(') De I^pparent, Traité de Géologie, 371.

{*) La Nature, 11 avril 1878. — American Journal of science, 3«, XYI, 134.

(ie même à un chiffre de 41"',40 par de très nombreux essais poursuivis dans le district de Scheronitz (Bongrie). D'autres expériences de Tadministration des mines de Saxe avaient fourni des résultats \ariant de 16 à 1 18 mètres, avec une moyenne de 55", 50 (*). Fox a d ailleurs constaté que, dans le filon lui-môme» la température êlait souvent supérieure de 1 à 3 degrés à celle des épontes.

Pour les houillères, on a très rarement relevé des chiffres supérieurs à 30 mètres. M. de Marsilly (*) a effectué aux mines d'Anzin des mesures dont les moyennes variaient de i3'",3ti à 26'",73. Au puits du Magny de Ronchamp, d'après M. Ledoux, la température est de 43%4 dans la roche» à la profondeur de 892 mètres ('), tandis qu'à 7 mètres au-dessous du sol, elle se maintient constamment û 10.5. L'accroissement est donc de 1 degré pour 26",9 en moyenne.

10611 — En dehors de la conductibilité des terrains et des causes locales qui peuvent intervenir, le profil de la surface agit de son côté pour faire varier d'une manière importante la rapidité de l'accroissement de température avec la profondeur. Ce fait a été constaté notamment pendant l'exécution des grands tunnels.

Au Mont-Cenis, par exemple, d'après les observations de M. Giordano (*), la température de la roche atteint 29°, 5 sous le point culminant, pour un recouvrement de 1609 mètres, ce qui correspond, si la surface est à 2 degrés au-dessous de zéro , à une élévation de 1 degré par 51 mètres de profondeur. Sous une vallée, au contraire, du c6té sud, l'augmentation est de 18 degrés pour 678 mètres, soit 1 degré par 57'°,60.

Les constatations faites au tunnel du Saint-Gothard (") conduisent de même à des chiffres de 53 et 56 mètres au-dessous des sommets, lesquels se réduisent à 35 ou 38 mètres à l'aplomb des vallées. M. Stappf,en se fondant sur ces derniers résultats, a cherché à établir une loi empirique permettant de calculer a priori la tem-

I' De Lapparpiit, Traité de Géologie, 570. ^ Hevuede Cjéologie, XIII, 7.

,' Au même point, Tair de la galerie est à 35^,4. [V Hetue de Géologie, IX, 158.

''^i Stapff, Hev. univ. d, m., 1872. — LommeL Archivée des teienees delà Bibliothèque umvenelle de Genève, IV, 564.