II

.i50 A£RâGE.

susceptibles de s'unir avec l'oxygène pour former de l'eau et do Tacide carbonique, d'après la formule :

CH* -h 40 = C0« H- 2H«0.

Un volume de gaz mis en rapport, dans les conditions que m\n indiquerons plus loin, avec deux volumes d'oxygène, produit dcui volumes de vapeur d'eau et un volume d'acide carbonique. On voit donc qu'après le refroidissement et la condensation de la vapeur d'eau, la combustion du grisou fait disparaître un volume doubli' de celui qu'il occupait au milieu de l'atmosphère, en présence d'un excès d'oxygène.

MM. Mallard et Le Chatelier ont établi par de savantes recherches les conditions dans lesquelles s'opère la combustion du grisou dans l'air (*).

Us ont notamment démontré que, lorsque ce phénomène s'eflectiie à volume constant, en vase clos, et que les proportions de méihm' et d'air sont celles qui résultent de la formule ci-dessus, la température de combustion s'élève à 2150 degrés. La tension développée devient alors voisine de 9 kilogrammes, en valeur absolue.

Quand la combustion de ce même mélange est réalisée à pression constante,, la température obtenue est de 1850 degrés.

f 089 — Limites iVinflammabilité, — La combustion complèle du formène exige, comme nous l'avons vu ci-dessus, un volume double d'oxygène. Cette proportion se trouve réalisée lorsqu'un mélange d'air pur et de formène renferme 9,5 7© ^^ ce dernier gaz. 11 n'est pas nécessaire d'arriver à cette teneur pour que le mélange gazeux soit combustible. On sait d'autre part depuis longtemps que, lorsque la quantité de grisou devient très élevtV. l'atmosphère qui la contient n'est plus inflammable. Mais on ignorait autrefois entre quelles limites de composition lair grisou- Ci Annales, 7-, Vll, 555 ; 8% IV, 276, 296, 579. — Complet rendus, XCI, 825: XCUI. H5, 962, 1014; XCV. 509, !352.

Un grand nombre des ronseignemonts contenus dans le présent paragraphe soni extraits de ces iiiêmoiros de MH. Mallard et Le Chatelier.

ATMOSPHÈRE DES MINKS. 451

Unix peut prendre feu dans les conditions normales, c'est-à-dire k la température ordinaire.

M. Shaw et M. Le Chatelier(') ont montré que, pour un mélange (Vair et de grisou, sans addition d'autre gaz combustible, ces limites (Haient fixes et correspondaient aux teneurs de 6 7o cl ^6 7o- Entre ces deux extrêmes, il suffit qu'un point de l'air grisouteux vienne à être enflammé, pour que la combustion se propage d'elle-même (laas toute la masse.

Ces chiffres ne s'appliquent d'ailleurs qu'aux mélanges gazeux pris à la température ordinaire. Les limites s'écartent de plus en plus, à mesure que l'on échauffe l'air grisouteux.

1083 — Température d'inflammation. — En supposant que ) fttnosphère d'une mine renferme en quelque point une proportion de grisou comprise entre 6 et 16 Vo» '1 importe de connaître la température miaima qui est nécessaire pour en provoquer l'inflamiiiation.

D'après les recherckes de MM. Mallard et Le Chatelier, cette température est de 650 degrte, et constitue une donnée fixe qui ne \aricpas sensiblement avec la ieneur en grisou de la masse gazeuse combustible.

Mais les mélanges grisouteux présentent une particularité, qui jusqu'à présent n'a pas été constatée pour d'autres gaz. L'inflammalionne s'y produit que si la source de chaleur ê été maintenue penfiant un certain temps en contact avec eux. Ce retard à V inflammation peut atteindre 10 secondes, quand la température de la masse est de 650 degrés. Il diminue à mesure qu'elle s'élève au-dessus de cette limite; et il n'est plus appréciable au delà de 1000 degrés.

Ce phénomène explique comment un corps incandescent, tel qu'une barre de fer rouge, qui se trouve cependant à une température supérieure à 650 degrés, peut ne pas allumer un mélange grii^outeux combustible, si le fluide, en circulant librement autour du corps en ignition, ne reste pas à son contact pendant un intervalle de temps suffisant. Nous avons vu (T. I, N° 220) que cette propriété

('; Annale», 8% XIX. 388.

452 ÂËRAGE.

a été utilisée pour la constitution des explosifs de sûreté desfc aux mines grisouteuses.

f 084L — Parmi les diverses sources de chaleur, il en est une qui agit dans des conditions spéciales en raison de son extrême brièveté. C'est l'étincelle électrique. Nous avons déjà dit(T. I, N*771) que h dangers qu'elle présente au sein d'une atmosphère grisouleuso sont le principal obstacle à l'expansion, dans l'intérieur des mines. des transmissions d'énergie par l'électricité.

MM. Wùllner et Lehmann ont procédé, sur ce sujet, à desexpi'ricnces en faisant jaillir des étincelles au milieu de mélanges inflammables (*). En employant des électrodes en cuivre, ils ont reconnu que l'inflammation du gaz paraissait exiger un courant de 15 ampères. Avec des électrodes en fer, un courant de 8 ampères suffirait. Mais il importe de remarquer que le circuit dérivé, avec lequel opéraient ces expérimentateurs, ne présentait qu'une selfinduction extrêmement faible. Des courants de plus faible intensité seraient sans aucun doute dangereux, s'ils avaient un coeflicient élevé de self-induction. La tension doit également intervenir daib les eflbts produits. Des essais ultérieurs effectués à l'Institut électrotechnique de Monlefiore ont montré qu'un courant de 100 volts. conduit par un simple fil, pouvait donner des inflammations par les étincelles pour une intensité de 5 ampères seulement. 11 a sufli de 1 ampère et demi, dès que l'on a interposé une bobine sur le circuit, et de 1,2 en y plaçant deux bobines; ce qui montre bienriiuportance de la self-induction.

En réalité, les éléments à faire entrer en ligne de compte soni si complexes, qu'il para^lt difficile d'établir avec précision dans quelles conditions on peut être absolument assuré que les étincelle^^ électriques ne présentent aucun danger. On doit admettre en pratique qu'un courant sur lequel sont intercalés des appareils moteurs ou autres, tels que ceux qui sont employés dans es mines, reste toujours capable d'enflammer le grisou (*).

(*) Anlagen zum Haupiben'cht der preussischen Schlagwetier-commission. — ïichaëlis, Lum. élect , XXIII, 233.

p) Rapport de la Commission d'électricité belge sur les conditions d'emploi de IVIectricité dans \e^ mines {Bull, min.^ 3°, X, 666].

i68S — On s^est enfin demandé si les mélanges grisouieux combustibles pouvaient être enflammés par les étincelles qui prennent naissance, soit lorsque le mineur frappe à coups de pic contre la roche, soit lorsqu'il bat le briquet pour allumer un coup de mine.

Di*s recherches ont été faites pour déterminer le danger que présentent ces étincelles» résultant du choc de l'acier sur des pierres dures. Il a été reconnu (*) que les mélanges d'air et de grisou ne pouvaient être allumés dans ces conditions. On n'a obtenu d'innammation qu'en introduisant dans le mélange, outre le méthane, une quantité notable d*un gaz plus facilement inflammable, tel que de l'hydrogène ou du gaz d'éclairage, et en proportion bien plus élevée que celle qui peut exister dans le grisou. Les étincelles provenant du choc de l'acier ne constituent donc pas un danger pour les mines grisouteuses.

108# — Vit€8$e d'inflammation. — Tous les mélanges d'air et (le grisou contenant de 6 à 16 Vo ^c ce dernier gaz peuvent, comme nous l'avons dit, s'enflammer et provoquer des accidents. Mais le danger est loin d'être uniforme à toutes les teneurs intermédiaires; il varie d'après la vitesse d'inflammation du mélange, qui dépend elle-même de la proportion de grisou contenue dans l'air. Tandis qu'avec des compositions voisines des limites d'inflammabililé, l'on voit une flamme bleue, légère et caractéristique, s'avancer au sein delà mcisse avec une lenteur relative, sa propagation semble au contraire instantanée pour certaines teneurs moyennes ; elle est alors accoTnpagnée d'une forte détonation, et il se produit de véritables explosions accompagnées d'effets mécaniques redoutables.

Les savantes expériences de MM. Mallard et Le Chatelier ont encore ♦'lucide cette question, et montré comment varie la vitesse d'inllammation avec la composition de l'air grisouteux. Il importe, pour ^ rendre compte des résultats obtenus , de préciser les divers modes suivant lesquels peut se propager l'inflammation dans une masse gazeuse combustible.

* Davy, Pkiloêophical Tramacttont of the Royal Society London, 1816, 1. — AnnaUi, 8*» XYUI, 699. — Bull, min., 3*, IV, 1015. — CHM, 1890, 191. — Compten fndut, 0 octobre 1876.

454 AËR.4GË.

f 087 — Supposons qu'un mélange de gaz inflammable et d'air soit contenu dans un tube fermé à Tun de ses bouts, et qu'on l'allume à l'extrémité ouverte. Le mouvement très irrégulicr de la flamme peut se décomposer en plusieurs phases, dont les premières seules se retrouvent pour tous les gaz.

Au début, l'inflammation avance d'un mouvement uniforme; elle se transmet d'une couche à la suivante par simple conductibiliU*. C'est le mode de propagation noi^nale^ dont la vitesse est conslant pour un môme mélange brûlant dans des conditions identiques.

A cette première phase en succède une autre beaucoup moiib régulière, qui se traduit à Finlérieur du tube par un mouvemeni vibratoire de la flamme. Dans la plupart des cas, ce dernier continue jusqu'à la combustion complète.

Parfois au contraire les vibrations disparaissent, soit que, dans les tubes de faible diamètre, la flamme éprouve une extimtm spontanée, soit que, inversement, son mouvement prenne tout à coup une vitesse de translation énorme.

Cette dernière phase se caractérise par une véritable explosion qui l'accompagne. Elle constitue un mode spécial de propagation do la flamme qui a été découveilpar MM. Berthelot et Vieille, et auqud ces savants ont donné le nom A'onde explosive. Ce phénomène se produit lorsque, par suile d'une cause quelconque, telle que la dilatation des gaz ou les mouvements de vibration de la deuxième phase, la pression que transmet une tranche gazeuse à la suivante est assez élevée pour porter le fluide à sa température d'inflammation. La combustion se transmet ensuite de proche en proche parle même mécanisme; c^We propagation par compression devient analogue à celle des ondes sonores.

MM. Berthelot et Vieille ont reconnu que la vitesse de translation de Tonde explosive était constante pour chaque mélange gazeux déterminé. Elle atteint par exemple 2810 mètres par seconde a^e(^ le mélange tonnant d'hydrogène et d'oxygène, et 2 287 mètres pour le mélange de méthane et d'oxygène qui correspond à la combustion complète : Cll*-|-40(*).

C; Bullelin de la Société chimique, novembre 1885,353.

En résumé, les masses gazeuses combustibles peuvent présenter, en ce qui concerne la transmission de la flamme, deux modes régu* liers bien distincts, la propagation normale et Tonde cxplosivCi Nous retrouvons ici des propriétés tout à fait analogues à celles que nous avons déjà renconlrées (N* 207) au sujet des matières explo* sives solides ou liquides, dans lesquelles Tinflammation se transmet tantôt par déflagration, tantôt par détonation.

1088 — En étendant leurs recherches au grisou, MM. Bcrthelot et Vieille ont reconnu que les mélanges de grisou et (Vair ne donnent jamais lieu à la production d'une onde explosive, L'intiammation ne peut donc s'y transmettre que par conductibilité, contraii-ement à ce qui a lieu pour les mélanges de formène et A oxygène pur.

D autre part, les expériences de MM. Mallard et Le. Chatelier ont permis à ces ingénieurs de déterminer comment variait, suivant la teneur de Tair en grisou, la vitesse de propagation normale de la ilamroe. Elle est nulle pour la limite inférieure d'inflammabilité, •'est-à-dire à 6 7o de méthane. Elle augmente ensuite avec la teneur, et devient égale à 0'",25 par seconde pour S\(^: à 0'",42 pour lOVoî elle atteint pour 12,2 7o un maximum, qui paraît ^^tre de 0'",62 ; puis elle décroit ensuite, pour se réduircrà 0",/>6 quand la teneur est de 14 Vo» ^^ devenir de nouveau nulle à la limite supérieure d'inflammabilité, c'est-à-dire à 16 7o(*^-

Le maximum de danger existera donc lorsque l'air grisouleux contiendra 12,2 7o ^^ méthane. 11 est remarquable que ve chifl're ne corresponde pas à la teneur de 9,5 7o ^vec laquelle la combustion du mélange est complète, sans excès de méthane ni tl'oxygène.

1089 — Il était en outre important de constater si la compoî^ition variable de l'atmosphère des mines était de nature à modifier

<*; MM. Nallard el Le Chatelier ont déterminé la plupart de ces vitesses on faisant brûler des mélanges grisouteux dans un tube de 0",05 de dinmètiv. Ils ont établi d'ailleurs que la vitesse normale se trouvait ralentie dans des tubes plus étroits, mais qu'à l>ailir de 0",05 la flamme se propageait dans les mômes conditions que si la section du lube était indéfinie.

456 AÉRâGË.

sensiblement les vitesses d'inflammation. On admettait d'ailleurs, depuis longtemps, que les propriétés explosives du grisou perdaient une partie de leur efficacité en présence de Tacide carbonique.

Les expériences ont montré que, dans les mélanges de grisou et d'air contenant un excès d'oxygène, on pouvait substituer de l'azote à cet excédent sans exercer d'influence notable sur la vitesse de combustion. Si, au lieu d'azote, on ajoute de l'acide carbonique, l'action retardatrice est plus accusée. Mais, en tout cas, les faibles variations de composition que présente normalement l'air des mines, sont trop peu importantes pour exercer une action sensible sur l'allure de la propagation.

f 090 — Nous avons dit que la vitesse maxima d'inflammation de l'air grisouteux était de 0",62 par seconde. Il est évident que si la flamme du grisou ne se déplaçait jamais plus rapidement, elle ne présenterait pas de danger bien grave. Mais un élément que nous avons jusqu'à présent laissé de côté, intervient pour accélérer considérablement la vitesse de combustion ; c'est l'agitation de la masse gazeuse.

Le chifl're de 0°',62 s'applique en eflet à un milieu tranquille; c'est celui que l'on observe en allumant le mélange gazeux à l'extrémité ouverte du tube en cul-de-sac. Si, au contraire, la masse fluide est agitée, l'inflammation ne progresse plus régulièrement. Les vitesses relatives des diverses parties les unes par rapport aux autres multiplient les points d'inflammation, et la vitesse de propagation se trouve ainsi augmentée dans une proportion qui peut être considérable, mais qui n*obéit plus à aucune loi précise. La dilatation des gaz chauds est, en pratique, la cause la plus efficace de cet accroissement de la vitesse. Elle agit non seulement pour propager de proche en proche l'agitation, mais encore pour repousser devant la masse brûlée l'air grisouteux non encore enflammé, et lui communiquer, même avant sa combustion, une vitesse de translation considérable, qui s'ajoute à la rapidité de propagation de la flamme.

Ces faits expliquent comment MM. Mallard et Le Chatelier ont constaté des vitesses supérieures à 20 mètres par seconde, en allu-

mant le mélange grisouteux près du bout fermé du tube d'expérience« au lieu de rextrémîté ouverte; et ce chiffre doit se trouver parfois décuplé dans les longues galeries souterraines. On voit {)ar là comment les inflammations de grisou peuvent provoquer des explosions redoutables, accompagnées d*eiTets mécaniques considérables.

±09± — La violence de ces explosions dépend donc directement de l'agitation de la masse gazeuse; et celle-ci varie beaucoup suivant la disposition des lieux (*).

Si Ton suppose qu'un mineur, portant à la main une lampe à feu nu, arrive à l'entrée d'une voie en cul-de-sac pleine d'un mélange grisouteux inflammable, la flamme se propagera dans rintérieur de cette galerie avec une vitesse qui ne sera pas supérieure à 0°,62 par seconde.

Les effets de l'inflammation présenteront certes une réelle gravité par suite de la combustion du gaz et de l'écoulement rapide de la masse brûlée par l'orifice de la galerie; et les ouvriers, travaillant dans cette dernière, ou à peu distance, pourront être victimes de brûlures ou d'asphyxie. Il ne se produira cependant pas d'explosion proprement dite, accotnpagnée d'effets mécaniques importants. Si au contraire l'air grisouteux de cette môme galerie est allumé au fond du cul-de-sac, par exemple à la suite d'un coup de mine, la vitesse de propagation de la flamme deviendra considérable, d'après ce que nous avons dit plus haut; le courant des gaz, projetés par la dilatation de la masse brûlée, acquerra une grande puissance et produira de violents effets mécaniques. On aura ainsi une véritable explosion, d'autant plus dangereuse qu'elle lancera au loin, dans des voies non infestées jusque-là, une quantité considérable de la masse gazeuse combustible que renfermait la partie contaminée.

On remarquera que, dans les deux cas, bien que l'inflammation se produise en des points différents, c'est toujours à l'oriflce de la galerie que l'on constatera le plus d'effets calorifiques ; car c'est en ce point que passe la plus grande quantité de gaz brûlants. Ces

(») CRM, iSW, 198; I8(fâ, 161, 211. — Mne civil. XXfX, 1W.

458 AÉRÂGE.

eflets seront inversement beaucoup plus réduits au fond du cu(de- sac.

±09Z — On a souvent énoncé que la propagation d'un coup de grisou présentait une tendance plus prononcée à remonter le courant de la ventilation qu'à le descendre. Il est au contraire évident qu'une inflammation, faible et locale, ne pourra parvenir à remonter le courant s'il possède à l'avance une vitesse supérieure à 0",62. La rapidité de Técoulement viendra, en tout état de cause, en déduction de celle de la propagation à contresens ; et il est impossible que son influence se transforme en une facilité spéciale oflerte à la transmission du phénomène.

Pour une explosion violente, cet eflet restera complètement inappréciable en présence de la rapidité de la propagation. Lorsque l'inflammation se produit au milieu d'une galerie remplie de mélange explosif, elle se propage dans les deux sens opposés, en présentant de part et d'autre les mômes phénomènes que si le mélange avait été allumé au fond d'un cul-de-sac. La résistance opposée par le courant d'air est insignifiante par rapport aux vitesses colossales de projeclion que développe l'explosion.

On peut s'expliquer cependant que le fait en question ait élé réellement observé. Il suffit pour cela d'imaginer qu'une bouflee 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 moment où la lôte de colonne atteint ce point, la masse combustible, capable de propager l'inflammation, ne se trouve qu'en amont et non en aval du courant.

DÉGACSEMENT IVORMAI. DU «RISOU

i093 — Dégagement nomial. — Le grisou provient de la décomposition des matières végétales qui ont formé la houille ; de môme que le protocarbure d'hydrogène qui se dégage des maivai^ actuels trouve son origine dans un phénomène analpgue»

ATMOSPHÈRE DES NINES. 459

' La formation du gaz et celle du charbon ont donc été simultanées. Mais, avant que le premier ait pu se dégager à Tair libre, il s*est trouvé emprisonné dans la couche par le dépôt des matières sédi« luentaires qui ont recouvert celle-ci. Il imprègne ainsi toute la niasse du combustible, et s'y trouve renfermé comme Teau qui remplit un corps poreux.

Lorsqu'une telle veine vient à être exploitée, le gi*isou se dégage des pores du charbon, sur Fétendue entière de la surface mise à nu, et se répand dans l'atmosphère de la mine.

Lorsque son écoulement 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 au frémissement que produit une bouilloire pendant les instants qui précèdent immédiatement rébullition. Ce phénomène est dû à la décrépitation d'une multitude de parcelles de houille extrêmement ténues «.détachées parla pression des bulles de gaz qui tendent à s'échapper du 'combustible.

i094 — On observe la plus grande inégalité dans la teneur en grisou des couches de charbon. Elle peut môme varier d'un quartier à l'autre d'un gite donné. Beaucoup de charbonnages n'en ont jamais présenté de traces, tandis que d'autres placent le mineur dans les conditions les plus périlleuses.

On a parfois dit que cette richesse en gaz était en relation avec la nature grasse du charbon; il est incontestable cependant que certaines houilles maigres peuvent aussi dégager abondamment du grisou.

La raison déterminante de ces différences parait devoir être cherchée beaucoup moins dans la nature du combustible luimême, qui a dû ôti'e assez uniforme à l'origine de la formation, que dans celle du toit, qui a servi en quelque sorte de couvercle pour emprisonner au sein de la couche tous les produits de son métamorphisme. Suivant que ce recouvrement s'est trouvé étanche ou perméable, qu'il a conservé son homogénéité ou s'est trouvé fissuré par des accidents ultérieurs, le gaz est resté dans la masse, ou a pu

s'échapper au dehors. C'est ainsi que la houille, bien que la décom* position des matières végétales ait toujours été accompagnée sans doute d'une certaine production de méthane, a pu, à une époque plus ou moins rapprochée de celle de sa formation, perdre le grisou auquel elle a donné naissance.

f 095 — Cette déperdition a eu lieu généralement à Tair libre, en ne laissant aucune trace de gaz ni dans la veine ni dans le^^ terrains encaissants.

Mais souvent aussi il y a eu simple extravasion d'une partie du grisou dans un toit poreux ou crevassé, qui en est resté imprégné et que le gaz n'aura pu franchir, arrêté au delà par un nouveau recouvrement étanche. 11 arrive par suite que certains ouvrages au rocher dégagent du grisou, et que l'on s'y trouve exposé à des accidents aussi graves que dans le combustible lui-même (').

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

On obsei^e enfin , sans que ce soit cependant une règle générale, que les couches les plus rapprochées de la surface sont généralement moins grisouteuses que celles qui sont situées à une plus grande profondeur.

Ce n'est pas seulement d'ailleurs dans le toit d*une couche que le gaz peut ainsi se répandre. Le mur risque également d'êlrc envahi, lorsqu'il est perméable ou crevassé.

Le dégagement normal du grisou n'est donc pas limité aux veines elles-mêmes. C'est du charbon, il est vrai, et notamment des surfaces récemment mises à nu, que le gaz s'échappe avec le plus d'intensité. Mais les épontes en fournissent également une certaine quantité, et continuent parfois à en donner longtemps après l'enlèvement de la houille.

(*) A la mine de Llwynpia (Soulh-Wales), on a rencontré au sommet de la série des couches de charbon à vapeur un grés craquelé teUement grisouteux, que l'on a pu <^ capter le gaz dans un tuyau qui a servi pendant plusieurs années à l'éclairage àe /a surface. Il a été utilisé uKérieurement par la Commission anglaise des accidents pour ses expériences. Des faits analogues se sont produits à Outwood (Lancashin*]. a Ludyshore, etc.

(«) Hev. univ. d. »«., 1", VH, 337. — Bull, administratif de la ville de Uègtr

ATMOSPHÈRE DES MINES. idi

i09l^ — On comprend, dans ces conditions, quelle immense surface de dégagement présente pour le grisou une mine un peu étendue. Aussi la quantité de gaz produite journellement par une exploitation correspond-elle souvent à un volume considérable.

Bien que cette donnée présente naturellement les plus grandes variations d'une mine à Tautre, et même d'un quartier à la région voisine, nous citerons cependant quelques chiffres à titre de renseignements.

La Commission Prussienne du grisou, par des expériences poursuivies en 1883 pendant huit mois consécutifs dans une veine de la mine Kaiserstuhl, près de Dortmund, a constaté que, pour une extraction mensuelle de 500 à 1300 tonnes, ce quartier dégageait une quantité de gaz variant de 16 à 22000 mètres cubes. Les moyennes mensuelles sont restées compi'isos entre 12,5 et 36 mètres cubes de grisou par tonne extraite (').

Aux mines de Ronchamp, M. Poussigue a trouvé, en février 1892. des moyennes analogues oscillant, suivant les quartiers, entre 6,5 et 43 mètres cubes (').

M. Chesneau (') a fait des observations dans une partie des travaux de la veine Voisine, à la fosse dllérin (Mines d'Anzin). Le quartier produisait en moyenne 86 tonnes par jour, et la quantité de grisou dégagée, évaluée d*après la teneur du retour d*air, atteignait 3360 mètres cubes durant le même temps; soit 39 mètres cubes par tonne. On voit que pour lensemble d'une exploitation dont rétendue et la production seraient dix fois plus considérables que le quartier observé par M. Chesneau, ce qui se rencontre fréquemment, le débit journalier pourrait atteindre dans les mômes conditions près de 34000 mètres cubes.

1097 — Presgion du grisou dans la houille. — La tension du gaz contenu dans les pores du charbon, très voisine de la pression atmosphérique pour la couche superficielle qui se trouve au

(*) Anlagen zum Hauptberiehi der preusiUeJten Schlagwetter Commission^ l\. — Pelle, ÂnnaUs, 8*, IX, &16.

(*; Bull, min., 3% VI. 2S2.

['] inna/e», 8% XUI» 411.

462 ÀÉRÂGE.

contact de Taîr, devient souvent considérable en profondeur. Elle est telle parfois que, dans certaines houillères, on voit le front do taille se gonfler ou s'exfolier smis lefTet de la poussée intérieure. Les piqueurs établissent alors pour la nuit un troussage avec des planches et des étais, afin d'éviter que le goaUement ne fasse éclater la houille en petits morceaux. Dans quelques camiloitations du Borinage, les ouvriers s'abstiennent de haver sous le ckariK)n. pour ne pas offrir une issue préalable au grisou. Ils aiment mieux le conserver comme un auxiliaire en attaquant en face un front de taille que la pression tend par derrière à renverser.

M. ringénieur en chef des Mines de Marsilly, en enfermant sous une cloche pleine d'eau du charbon fraîchement abattu (*)• a constaté un dégagement gazeux qui représentait 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, en outre, ne doit être considéré que comme un minimum assez éloigné de la réalité, puisque ce mode d'évaluation supposerait que le grisou occupe tout le volume de la houille, tandis qu'il n'en remplit effectivement que les pores. Il est certain d'ailleurs que le charbon soumis à cette expérience contenait à ce moment une quantité bien moindre de gaz que lorsqu'il se trouvait enfermé au milieu du massif; car une proportion importante avait dû s'échapper par déperdition à l'air libre.

f 098 — Depuis quelques années, de nombreuses expériences ont été faites sur les veines de houille pour déterminer la pression du grisou dans le gisement lui-même.

Le procédé universellement adopté consiste à forer dans la couche des trous de sonde de profondeurs variables, en y insérant un tube métallique de petit diamètre. Autour de ce dernier on entasse un bourrage annulaire, que l'on s'efforce de rendre aussi étanche que possible. C'est là le point le plus délicat de l'opération. On fisc enfin à Textrémitc du tuyau un manomètre ou un compteur è gaz, pour mesurer la pression ou le débit.

(*) Annales, 5*, XU, 550.

ATMOSPliÈRE DES MINES. 465

Les plus anciens essais semblent remonter à 1878. En opérant sur des veines très grisouteuses du Couchant de Mons, MM. Sou-> part et Boucher ont trouvé des tensions considérables atteignant 15 et 16 atmosphères (*).

En 1881» M. Lindsay Wood (*) a effectué de nombreuses mesures dans plusieurs mines anglaises. La profondeur des trous a varié de 1°,00 à 14",50. Le minimum observé a été de 2 kilogrammes iMine Elemorc, trou de 2'°,60). Le maximum atteignit le chiffre colossal de 32^,4 (Mine de Boldon, trou de 9*"J4). En analysant les résultats obtenus par cet expérimentateur, Mallard est arrivé à cette conclusion que le gaz se trouve contenu dans le charbon comme le i^erait l'eau dans une matière poreuse, et qu'une couche de houille grisouteuse est un niveau gazeux qui se comporte comme un niveau aquifere imprégnant par exemple une couche de grès. Dans cette hypothèse, la tension du grisou varierait suivant la distance à la surface libre d'après une loi à peu près logarithmique. Un équilibre de pression s'établirait constamment de proche en proche, de manière à maintenir partout la différence de tension nécessaire pour déterminer Fécoulement malgré les résistances à travers les conduits capillaires. La force élastique du gaz à une profondeur donnée dépendrait d'ailleurs d'un coefficient de perméabilité, valiablc non seulement d'une mine à l'autre, mais même d'un quartier à l'autre d'une exploitation.

De nouvelles expériences ont été faites en 1886 par MM. Schorn, Watteyne etMacquet, ingénieurs au Corps des Mines de Belgique ('). La tension maxima constatée a été plus consiilérable encore que dans les essais de M. Lindsay Wood; elle s'est élevée à 42 kilogrammes et demi.

Vers la même époque, la Commission autrichienne du grisou obtenait, aux mines de Rossitz et d'Ostrau, des pressions de 5 et 9"'",5.

'; CHM. 1870, 165. — PA, Belgique» 18. — Comet {Bulletin de r Académie Royale dt Belgique, 2% XLVII, mai 1879).

[*] Lindsay Wood, Experiments showing tlic Pressure of gaz in the solid Goal, Tran»- «cf. SEl XXX, 1881 ; extrait par Mallard. Annales, 8-, I. 530.

Pj Annale* det travaux publics de Belgique, \\.\\. — CRM, 1895. 100.

464 AËRAGE.

f 099 — En6n, dans ces dernières années, M. Petit au puits du Treuil n"* 2 (Bassin de Saint-Étienne)(/), et M. Simon aux mines de Liévin (*) ont procédé de nouveau à d'intéressantes observations sur la force élastique du grisou renfermé dans la houille, (es dernières expériences n'ont plus fourni des tensions aussi considérables. Elles ont cependant donné des résultats intéressants en ce qui concerne le régime de ces pressions.

Elles ont montré en particulier que la tension du gaz à rintérieur du massif peut varier dans une proportion très importante en des points très rapprochés. M. Petit, en forant quatre trous de 7 mètres aux extrémités de deux diamètres rectangulaires d'un cercle de 0",80 de diamètre, a trouvé à cette profondeur des pressions variant de 12 à 53 centimètres de mercure. Celles-ci sont donc réparties de la manière la plus inégale à l'intérieur de la masse. 11 en résulte que, dans un charbon compact, la perméabilité est tellement faible qu'un équilibre ne peut s'établir de proche en proche, comme l'avait supposé Mallard. MM. Petit et Simon ont vérifié que la pression augmentait avec la profondeur; mais il parait résulter de leurs expériences que la houille est le plus souvent trop peu homogène au point de vue de la porosité, pour que cet accroissement puisse être réglé par une loi générale, et pour que. dans l'étendue d'un même chantier, il varie uniformément avec la distance au front de taille.

f f OO — Ces ingénieurs ont recherché comment se modifiait avec le temps la tension du gaz dans la couche, au voisinage d^une surface libre; ils ont d'ailleurs comparé les effets produits sur un massif vierge, ou dans un quartier en cours d'exploitation.

M. Simon notamment a reconnu que 5 Irons de sonde, forés dans les parois d'une galerie de traçage isolée, à 230 mètres de tous autres travaux, donnaient au début, pour des profondeurs de9'",25cll2'",00. des pressions maxima variant de 4'',500 à T^'jSOO. Au bout de trois mois, les manomètres n'accusaient pas de baisse sensible. Après un

{«) BulL min.. 3«. VIH, 737.

{«) Annales, 0«, VIII, 218.

intervalle de 2 ans, la iension n'avait diminué que de 25 à 40 Vo- Quant au débit, il a été mesuré sur Tun des forages, dans lequel le vide conservé au fond du trou présentait une surface de dégagement de i"**,50. Après avoir été très considérable pendant quelques secondes au début de rexpérience, il a rapidement diminué jusqu'à 10 litres environ par heure, puis a continué de baisser encore lentement.

Trois autres trous de sonde, de 7"*,60 à 14",60 de profondeur, ont été Clauses sur le bord d'une importante exploitation, dans un massif dont un chantier se rapprochait progressivement. Les pressions maxima constatées au début ont atteint 4S600 à 6^,900. Mais au bout de trois mois, elles avaient déjà fléchi de 24 à 31 7o* Quant au débit du gaz fourni par Tun des trous, il s'est montré beaucoup plus considérable que dans le premier cas. Au lieu de 10 litres à Fheure, il s'est maintenu entre 20 et 48 litres durant le même temps, et il accusait plutôt une tendance à augmenter progressivement.

Ces observations montrent que, dans un massif encore inexploité, dont le combustible est compact, exempt de fissures et par suite très peu perméable aux gaz, la tension du grisou ne s'abaisse qu^avec une extrême lenteur par TeiTet d'une galerie de traçage unique, ou d'un sondage. Pour un quartier en pleine exploitation, au conti*aire, la chute de pression est beaucoup plus rapide au voisinage des fronts. Les légers affaissements que subit le toit, grâce aux déplacements progressifs des chantiers, compriment la veine, fendillent le charbon et créent une multitude de petites fissures par lesquelles s'échappe le gaz. La perméabilité de la houille se trouve ainsi considérablement augmentée.

L étude des débits conduit à des conclusions analogues. Les dégagements de grisou par les surfaces libres sont très faibles, tant que le combustible a conservé sa compacité. Us s'élèvent rapidement dès que le charbon se fissure par l'effet d'une exploitation voisine, et ils augmentent à mesure que celle-ci se rapproche en développant rimporlance des crevasses à l'intérieur du massif.

iiOf — Vieux travaux, — Les surfaces mises à nu par Texploi-