CHAPITRE n

J jifiLOntkffOH PAR SONDAGES

^ l**. —^ Aperçus généraux sur les sondages.

(•74) Nous Bîsons TU, au chapitre précédent, comment on pouvait être conduit à aller rechercher en profondeur, sous des terrains plus modernes qui les recouvrent, le prolongement de gîtes plus ou moins importants, qui affleurent et sont exploités sur d'autres points.

Le moyen qui se présente naturellement à Pesprit et qu'on a dû employer d'abord, est d'élablir, sur le terrain à explorer, des puits verticaux que Ton pousse jusqu'au gîte, et de tracer, à partir dti point de rencontre, suivant la pente et suivant Tinclinaison, une série de galeries de recherche, auxquelles on donne le développes ment que Ton juge convenable pour s'éclairer suffisamment sur la continuité et sur les autres circonstances de Tallure du gite. Mais ces puits peuvent être très-longs et très-dispendieux à foncer, si les morts-terrains sont épais et aquifères. On peut redouter de se jeter prématurément dans une telle entreprise, alors que le prolongement du gtte n'est encore qn'une hypothèse plus ou moins plausible, mais non un fait matériel acquis. H se peut d'ailleurs, et il arrivera même souvent, que plusieurs sociétés distinctes soient en concm*rençe pour obtenir la concession des mêmes terrains, et qu^U y ait une grande utilité h seqnérir, par des recherches vivement exécutées, la qualité à^inventeur du gf ta cherché, quàHt6 ^i, sans créer

Ve GOURS D*EIPLOITAnOM DBS NUIBS.

un droit positif à l'obtention de la concession, ne peut manquer d*ètre prise en considération, dans une certaine mesure, par Tautorité administrative, qui est, aux termes de la loi du 21 avril 1810, chargée de Poctroi des concessions.

(76) On emploie alors un procédé d'exploration, relativement économique et rapide, qui, sans donner les mêmes lumières qu'un puits, au moyen duquel on peut aller voir et toucher le gite, fournit cependant Tassurance de son existence matérielle, et peut, dans des cas donnés, suffire à l'autorité administrative pour se prononcer affirmativement sur sa concessibilité.

C'est ainsi, par exemple, que récemment, dans la Moselle, diverses concessions ont pu être demandées et accordées, d'après les résultats obtenus par diverses applications de ce procédé, avant qu'un seul puits destiné à l'exploitation fût arrivé au charbon.

Ce moyen d'exploration sommaire se nomme un sondage ou un forage.

Il consiste à exécuter dans le terrain un trou d'un petit diamètre, au moyen d'outils appropriés, qui agissent sur le fond, par percussion ou par rodage, à l'extrémité d'une ligne de tiges quon manœuvre de la surface et qu'on allonge au fur et à mesure que le trou s'approfondit. Les débris provenant de l'action des outils s'accumulent au fond du trou, d'où ils sont extraits de temps en temps au moyen d'outils cureurs appropriés. En faisant usage alternativement des outils qui entaillent le terrain et des outils qui enlèvent les débris, on approfondit progressivement le trou, et l'on juge, à l'examen des débris qui en sortent, la nature des terrains que l'on traverse.

Ces sondages ont été très-employés dans ces derniers temps, dans le Pas-de-Calais et dans la Moselle, pour faire les explorations mentionnées au chapitre précédent (n"" 62). On a très-facilement atteint des profondeurs de 100, 150, 200 mètres et plus. Sur d'autres points on est allé jusqu'à 900 mètres.

Ces grands sondages ne sont guère applicables qu'aux gisements en couches. On aurait trop de chances de manquer tut amas limité dans le sens horizontal. Avec un fUon^ les variations d'épaisseur et

de richesse qui caractérisent un tel gite rendraient trop souvent la recherche inutile, sans qu'on fût suffisamment autorisé à en tirer une conclusion négative.

(76) Ces sondages ne se font pas seulement pour la recherche des mines ; ils se sont faits aussi, et plus souvent peut-être, pour la recherche des eaux jaillissantes, ou pour créer ce qu'on appelle des puits artésiens^ du nom de la province de l'Artois, où ils étaient connus depuis des siècles, sans qu'oji eût songé pendant longtemps à employer à la recherche des mines les procédés à Taide desquels on les exécutait.

Les eaux découvertes par la sonde paraissent provenir de nappes souterraines, qui existent dans certaines couches perméables, recouvertes par d'autres couches relativement imperméables. On aura, par exemple, une série de couches de sables plus ou moins désagrégés, ou de couches calcaires fissurées dans tous les sens (comme sont souvent certaines couches de la craie blanche), sur lesquelles reposeront des couches argileuses ou marneuses plus ou moins compactes. Si l'on suppose que Tensemble de ces couches ait la disposition, très-fréquemment observée, d'une sorte de bassin ou de fond de bateau (fig. 47), les affleurements des diverses couches viendront se relever et dessiner à la surface du sol une série de courbes concentriques. Les couches perméables auront laissé s'infiltrer les eaux coulant à la surface du sol ; d'autant plus facilement qu'en raison même de leur perméabilité, elles auront été souvent les plus faciles à désagréger, et que, par suite, leurs afQeurements seront accusés par des dépressions où les eaux du jour tendront à se rassembler. Ces couches seront donc entièrement saturées d'eau.

Si maintenant, ce qui est le cas général, les divers points d'affleurement ne sont pas au même niveau, on devra concevoir que l'eau s'infiltrera par les points les plus élevés tels que A, et qu'elle sortira par les points les plus bas tels que B, sous la forme de sources jaillissant au jour, ou bien sous le lit des fleuves ou sous celui de la mer. Les eaux dont est imprégnée la couche aquifère ne sont donc point stagnantes ; mais elles forment, au contraire, comme une sorte de grand courant souterrain, dont la direction et la vitesse en

«4 COURS D'EXPLOITAHON DES VINES.

chaque point dépendent de sa position en plan et esï élévation par rapport anx aflleurements , ainsi que de la perméabilité plus ou moins grande de la couche aux en^irone du point coosidéré.

Si Ton isolait par la pensée une petite masse d'eau depuis son entrée dans la nappe aquifère jusqu'à sa sortie, l'enveloppe de ses positions successives serait assimilable à un tuyau de conduite, dans lequel on devrait regarder la section comme irréguliére et brusquement variable d'un point à un auti^e, et le périmètre de la section comme très grand relativement à cette section ; à im tuyau de conduite, en un mot, dans lequel, pour une vitesse donnée de l'eau, il se ferait des pertes de charge par mètre courant beaucoup plus grandes que dans un tuyau ordinaire. Mats cela n'empêcherait pas Técoulement de s'y faire suivant des lois s^nblables qui ne dif* féreraient que par la Taleur des coefficients numériques ^Coors de machines, n® 436).

Supposant donc qu'en un point donné de ee courant souterrain <m eût percé un trou et qu'on y implantât un tuyau suffisamm^it prolongé vers le haut, on aurait une sorte de piézomètre, dans lequel l'eau se tiendrait en dessous du point d'infiltration, à une distance verticale qui servirait de mesure à la hauteur totale employée pour donner à l'eau sa vitesse au point considéré, et en outre pour surmonter toutes les résistances et compenser toutes les pertes de force vive éprouvées depuis le point d'infiltration.

£n d'autres termes, le niveau de l'eau dans le tube serait vit pakU 4e la ligne de Amrge^ et le lieu géométrique de ces niveaux, considérés pour l'ensemble de la nappe souterraine, serait une surface plus ou moins -sinueuse qu'on pourrait désigner sous le nom de iurfaoe piétamétrique ou surface de tkarge. Ceci posé, un puits artésien aboutissant à un point de la nappe aquiténe donnerait, ou non, des eaux jaillissantes, selon que la ewrfaee fiéumAriqae en ce point serait au-^eseus^ comme en M, ou auf4e$mm^ camm^ en N, du point correspondant de la surface du sol (fig. 47). Cet énoncé con- «(îtue comme une W9r\e de théorème, définissant la condition géométrique à laquelle serait subordonné le succès d'an sondage qu'on entieprendmit en un point donné, pour créer un puits artésien don-

EXPLORATION ?AR SOKDAfflL 95

nant de l'eau jaillissante. On peut donner à cet énoncé une forme un peu dl£Gèrente, de la manière suivante :

Si l'on supposait que l'eau fût stagnante dans la nappe aquifère, ce qui aurait lieu, si l'on obstruait tous les orifices par lesquels l'eau peut s'en écouler, la masse liquide serait en, repos et la surface piézofnétrique se confondrait avec ce qu'on peut appeler la surface hydrostatique, c'est-à-Klire avec un plan horizontal mené par les points d'infiltration.

Désignant par H l'ordonnée, comptée de haut en bas^ de la surface piézométrique par rapport à ce plan horizontal, et par H' Tordonnée de la surface du terrain par rapport au même plan, la condition d'avoir des eaux jaillissantes est donnée par la relation fl'>H ; si Ton suppose fl'rsfl, l'eau viendra affleurer à la surface du sol ; si enfin on pose H'<H, l'eau se tiendra au-dessous du sol à la profondeur U— H' dans le tube piézométrique. On pourra de là l'élever au jour avec des pompes, s'il s'agit d'obtenir de l'eau ; on pourra, au contraire, empbyer le trou à se débarrasser d'eaux que l'on aurait à la suriace ; car dès qu'en versant de l'eau dans le tube piézométrique le niveau tend à s'y élever, il en résulte un excès de charge, qui détermine un courant descendant en vertu duquell'eau se rend dans la nappe aquifère souterraine. Un forage fonctionnant dans ces conditions est ce qu'on appelle un puits absorbant, ou on boit'taui.

(Hlf) La théorie ci-dessus doit être regardée comme paifaitement établie, et d'accord avec tMs Us faits observés, faits qu'elle «explique et peut même faire prévoir. On en citera ici quelques-uns :

i® Le niveau piézométrique en un point donné, c'est-à'Kltre le niveau auqud l'eau s'arrête au-dessous du solyàan^ le cas d'un boitiout, on s'élève au-dessus^ dans un puits artésien prolongé par un tnyau d'une longueur suffisante pour que Técoulement n'ait pas lieu ; ce niveau, dis-je, est indépendant du diamètre, et il est généralement plus éievé brsque le trou est tube que lorsqu'il ne l'est pas.

Le premier point résulte de ce que ce niveau ne dépend que de la charge qm a lieu dans la nappe d'eau souterraine au point où le

trou la rencontre ; charge qui a une valeur parfaitement déf erminèe et indépendante du trou, tant que celui-ci ne donne lieu à aucun écoulement.

Le second point s'explique par cette circonstance qu'ayant d'arriver à la nappe souterraine à laquelle on s'arrête, on en a souvent traversé d'autres ayant un niveau piézométrique moins élevé; qu'en tout cas, les terrains traversés ne sont pas absolument imperméables, et que, mis en communication avec la nappe inférieure, ils peuvent jouer par rapport à elles le rôle d'un boit-tout. Les parois du trou sont assimilables à un tuyau qui ne serait pas étanche, qui donnerait lieu à des fuites, à un certain écoulement de l'eau, et, comme conséquence, à un abaissement du niveau de l'eau dans le tnyau. Cela est tellement vrai que dans un forage tube, si l'on observe avec le temps une diminution dans TafOuence de l'eau, on n'a, pour en connaKre la cause, qu'à voir si le ni veau piézométrique est resté le même. Dans le cas de l'affirmative, on en conclut que la diminution est due à quelque obstruction, dans le tuyau ou à sa base, et i/ faut le curer ; dans le cas de la négative, on en conclut que le tube lui-même est en mauvais état, et tl faut le remplacer.

2^ Le volume d'eau que fournit un puits artésien augmente avec la section du trou ; mais il augmente dans un rapport impossible à calculer à l'avance, en tous cas, moindre que le rapport des sections, et d'autant moindre que, pour un rapport donné, ces sections sont plus grandes en valeur absolue.

Le premier point est évident ; le second ne le sera pas moins, si l'on remarque que le bas du trou n*est pas en relation avec un réservoir indéfini, conservant la même charge quelle que soit la quantité qu'il débite (ce qui est nécessaire et ce que Ton suppose implicitement, lorsqu*on dit que le débit d'un orifice est proportionnel à sa section). Au contraire, dans l'espèce, à mesure que le débit s'accroît, la vitesse de l'eau doit augmenter dans les petits canaux de la nappe aquifère qui convergent vers l'orifice inférieur du forage, et par suite la charge sur cet orifice doit diminuer. Mais cette diminution même ne peut être chiffrée ; car elle dépend essentiellement de la section que présentent les petits canaux qui sont actuellement intéressés à Técoulement du puits artésien considéré.

En un mot, on ne peut pas plus calculer le débit du trou de sonde qu'on ne pourrait calculer celui d'une conduite, dans laquelle on saurait qu'il existe des étranglements dont on ne connaîtrait pas l'importance.

S"" Ce même volume augmente, à mesure que Ton prend l'eau plus près de la surface du sol, ou à une plus grande distance en dessous du niveau piëzométrique ; mais sans qu'on puisse calculer à priori cette augmentation ..L'augmentation résulte df ce que prendre l'eau plus bas revient à faire une réduction de pression sur la section inférieure du trou, considérée comme un orifice d'écoulement, ce qui tend à augmenter la charge motrice ; d'un autre côté, comme cette charge motrice est diminuée, par l'augmentation de vitesse dans les petits canaux souterrains, d'une quantité inconnue, on ne peut, comme on vient de le dire, savoir quelle est la charge effective qui subsiste, ni par conséquent calculer la dépense.

4*" Ce même volume augmente encore, lorsqu'après avoir foré un puits, on vient à le tuber. Cela résulte de ce qui a été dit plus haut, sur les variations du niveau piézoméirique. L'écoulement par un puits non tube équivaut à l'écoulement par un tuyau qui présenterait des fuites sur divers points de sa longueur.

5*^ Deux puits suffisamment voisins s'influencent, de telle sorte que chacun d'eux réduit le produit que donnerait l'autre, s'il était seul ; la somme de leurs débits tend, à mesure qu'ils sont plus rapprochés, à se réduire à ce que donnerait un puits unique ayant une section égale à la somme de leurs sections.

Ce dernier résultat s'obtiendrait évidemment, à la limite, si l'on supposait que les axes des puits coïncidassent. A mesure que ces axes s'éloignent, le débit total augmente, parce que l'ensemble des petits canaux qui concourent au débit augmente lui-même. Enfm, si la distance devient suffisamment grande, ces petits canaux forment deux systèmes indépendants, les deux puits cessent alors de s'influencer, et chacun d'eux a le même débit que s'il était seul.

Ces deux débits seront d'ailleurs égaux, si les deux puits ont même diamètre et s'ils sont dans les mêmes conditions de charge, sauf cependant les écarts qui pourraient résulter d'une certaine différence de perméabilité ou de puissance de la nappe aquifère, aux

tt COURS D'EIPLOITAnon 0E8 HOIES.

environs des points^ où ils la rencontrent. A la rigueur, ces écarts pourraient s'accentuer jusqu'à rendre nul le débit d'un des puits» s'il tombait sur un point où la puissance de la couche perméable serait réduite à zéro, ou bien où la couche, conservant sa puis* sance, aurait perdu entièrement sa perméabilité.

&" Enfin, nous indiquerons encore, comme un fait curieux^ signalé dans quelques puits de TArtois assez voisins de la mer, qu'ils peuvent être jaillissants à marée lunUe^^ et cesser de Tétre à marée basse.

Ce fait s'explique facilement, en supposant que la couche aquifëre qui affleure d'un côté dans les parties hautes du pays, vienne d'un autre côté affleurer sous la mer.

La marée haute augmente la charge sur les orifices de sortie, ralentit l'écoulement, relève la surface piézométrique de toute la nappe souterraine, et pour certains points peu éloignés de la mer et placés à un niveau assez bas^ peut la ËEdre passer du dessous au dessus de la surface du sol.

(78) L'ensemble de tous ces faits ne peut laisser aucun doute sur la théorie des puits artésiens. C'est à cette théorie qu'il faudra se rattacher, soit pour chercher les localités où des puits artésiens peuvent être établis, soit pour apprécier les chances de succès que présente une localité donnée.

L'étude à faire, pour résoudre l'une ou l'autre de ces deux questions, est essentiellement géologique et topographique. On exclut naturellement de cette étude les terrains d'origine ignée (quoiqu'il ne fût pas absolument impossible, au point de vue théorique, de tomber sur quelque faille aquifère pouvant jouer le même rôle qu'une couche perméable). Il faut que le terrain sédimentaire soumis à l'étude ait la disposition en forme de bassin, présentant au jour, en une série de courbes concentriques, la tranche des différentes couches dont il est formé.

Il faut que parmi ces couches il y en ait de nettement perméables aux eaux, comprises entre d'autres qui soient relativement imperméables.

li faut enccHre que le terrain n'ait pas été trq> bouleversé par Aes

aPLORAnon par «ohoagi. tio

failles, qui rompraient la continuité des nappes aquifères, et fourniraient des points par lesquels ces nappes pourraient décharger directement leurs eaux au jour.

Ces conditions géologiques satisfaites, la condition topographiquc à remplir, pour obtenir un puits jaillissant en un point donné, eon* Mion nécessaire et suffisante^ est qu'en ce point, ainsi qu'on Ta déjà dit, la surface piézoméirique de la nappe souterraine soit au-dessus de la surface du sol.

De cette condition on déduit :

Qtt'ott sera certain d^échouer, si le point donné est au-dessus des points d'infiltration ;

Qiion sera certain de réussir j s'il est en dessous des points de sortie de Teau;

Qu'on pourra obtenir un résultat variabloy quand ce même point se trouvera à un niveau intermédiaire, ce niveau pouvant être d'ailleurs d'autant plus haut qu'on se place plus près des points d'infiltration, et devant itre d'autant plus bas qu'on est plus près des points de sortie.

(79) Le bassin de Paris^ considéré dans son ensemble géologique, est éminemment propre à la création des puits artésiens. L'examen de la carte géologique montre en effet qu'il est formé d'une série de terrains sédimentaires disposés en forme de bassin, comme autant de cuvettes de grandeur décroissante, placées les unes dans les autres, et dont les environs de Paris forment à peu prés la partie centrale. Ces terrains, qui ont échappé aux influences métamorphiques subies le plus souvent par des terrains plus anciens ou plus rapprochés des centres éruptifs, présentent des alternances de couches perméables et imperméables ; enfin ces couches ne sont que très-faiblement accidentées.

On compte, en allant de haut en bas, plusieurs niveaux prières à fournir et qui fournissent en effet des puits artésiens.

A Londres, ville qui se trouve dans le bassin en question, il existe des puits de ce genre, alimentés par des nappes qui se présentent dans dessables subordonnés à l'argile plastique.

Certains puits des environs de Paris sont dans tes sables chlo-

rUés inférieurs à Targile plastique et supérieurs au calcaire grossier.

Les puits de l'Artois sont dans la craie blanche recouverte par Fargile plastique. (Ce sont ces mômes bancs perméables de la craie blanche qui oflrent tant de difficultés au fonçage des puits de mines, dans le Nord et le Pas-de-Calais.)

Les grands puits de Grenelle et de Passy s'alimentent dans les sables verts inférieurs à la craie blanche.

Enfin ceux que Ton exécute en ce moment à la butte aux Cailles et à La Chapelle, au sud et au nord de Paris, iront s'alimenter encore plus bas, jusque dans le terrain jurassique. On s'est décidé à aller jusque-là, dans la pensée que si l'on s'arrêtait aux sables verts, le débit de ces nouveaux puits se ferait, en partie, aux dépens de celui des puits de Grenelle et de Passy.

Pour ces derniers, le régime de la nappe aquifère est facile à définir en examinant la carte géologique. Les sables verts affleurent, d'un côté dans les environs de Troycs, soit à une altitude d'environ 125 mètres au-dessus de la mer, d'un autre côté à Tours et au nord de cette ville, à une altitude d'environ 60 mètres. Ils passent sous Paris à environ 550 à 600 mètres de profondeur. Pour tout point situé sur une zone passant par ces trois villes, le niveau piézométrique serait compiis entre 125 et 60 mètres, et irait en s*abaissant de Test à Touest. (On a reconnu qu'il était à Paris supérieur à 80 mètres.)

On peut donc affirmer, d'après ce qui vient d'être dit au numéro précédent, qu'en tout point de cette zone, réserve faite du cas accidentel et peu probable où les sables seraient agglutinés et imperméables, ou bien n'existeraient pas au point de rencontre, un puits poussé jusqu'aux sables verts, donnera certainement des eaux jaillissantes^ si sa cote de surface est inférieure à 60 mètres ; h*en donnera assurément pas^ si sa cote est supérieure à 125 mètres, la limite entre ces deux cas étant d'environ 80 mètres aux environs de Paris, et se rapprochant du premier ou du second de ces chiffres, selon qu'on s'éloigne de Paris en marchant vers l'ouest ou vers Test.

(80) On voit, en résumant ce qui précède (n~ 75 à 78), qu'on peut avoir un grand sondage à exécuter, soit pour retrouver un gite

ElPLORAnON PAR SONDAGE iOl

unique, ou un système degites, et plus spécialement un système de couches connu dans une région, et dont on soupçonne la présence dans une autre région, au-dessous de terrains plus récents, soit pour rechercher des eaux montant du fond pour s'élever au-dessus de la surface, ou près de la surface d'où on peut les reprendre avec des pompes, soit enfin, plus rarement, pour établir des puits absorbants.

Ce ne sont pas là les seules applications possibles. On a fait encore des sondages à grand diamètre, pour l'exploitation du sel gemme ou d'argiles saliféres. Le trou de sonde exécuté jusqu'au gite, et y pénétrant même jusqu'au mur, on descend à l'intérieur une pompe aspirante élévatoire, qui laisse autour d'elle un certain jeu dans lequel on fait arriver de l'eau pure. En faisant marcher la pompe, on extrait de Teau saturée, à un certain degré que Ton peut faire varier en sens inverse de la vitesse imprimée à la pompe.

Cette méthode supprime les frais d'une exploitation souterraine, et elle peut être à recommander dans le cas où le gite n'aurait donné à rabattage qu'une matière impure devant nécessairement être dissoute et raffinée avant d*étre livrée au commerce.

Le sondage sur un grand diamètre est encore employé pour établir quelque communication nécessaire à Taérage , et même , comme on le dira plus loin en détail, pour établir des puits de mines à grande section, dans des cas où le fonçagc par les procédés ordinaires entraînerait de trop grandes dépenses d'épuisement, ou pourrait même devenir impossible à cause d'une abondance excessive des eaux.

(81) Enfin, «urund petite échelle^ les sondages pourront être employés par le mineur dans diverses circonstances de l'exploitation.

C'est ainsi qu'on pourra percer aux eaux, quand des chantiers seront poussés vers de vieux travaux inondés dont la position ne sera qu'imparfaitement connue ; qu'on se donnera le prolongement de l'axe d'un puits à creuser sous stoss ; qu'on recherchera des gîtes superficiels, tels que la tourbe ou le minerai de fer dit d'alluvion '; qu'on étudiera un terrain dans lequel on a à ouvrir quelque grande tranchée, ou sur lequel on veut élever quelque construction importante, etc.

109 COURS irBIPLOITATIOn BBS IHiES.

On yoit, en résumé, que Tingénieur en général, et spécialement l'ingénieur des mines, doit être familiarisé UTec le détail de ces procédés du sondage, et savoir, dans chaque cas qui peut se présenter, choisir son outillage et proportionner ses moyens d'action au résuir tat à obtenir. On trouvera d'ailleurs généralement convenance, lorsqu'il s'agira d'un grand travail qui nécessiterait un matériel important et un personnel expérimenté, à s'adresser aox entrepreneurs qui se livrent spécialement à ce genre de travaux.

Nous considérerons, dans ce qui suit, l'outillage proprement dit, puis les engins de manœuvre; nous décrirons ensuite les diverses opérations que comporte l'exécution du travail dans ses différentes phases, et nous terminerons enfin par quelques données pratiques relatives à ces opérations.

§ 8. — De rontOhge employé dans l'exécution des trous de sonde.

(8!3) La sonde qui fonctionne pour le forage d'un trou, comprend une partie commune, la tige, munie de sa tête, et une partie variable selon la nature de Topé^tion en cours, TouM, que la tige sert à porter au fond du trou et à manœuvrer.

La tige ordinaire se compose de simples barres de fer carrées, d'un à deux pouces de côté (27 à 54 millimétrés).

Ces barres ont environ 5 à 6 mètres, quelquefois jusqu'à 10 mètres, et en général une longueur qui est un sous-multiple exact de la quantité dont l'engin établi sur le trou permet d'allonger ou de raccourcir les tiges à chaque manœuvre.

On a, en outre, une série de rallonges, qui permettent, pendant que le trou s'approfondit par le battage, de tenir la téta k une hauteur constante au-dessus du sol.

Les barres doivent être exemptes de défaut et parfiiitement droites.

L'assemblage peut se faire à enfourchement {fig. 48), ou à vis ifig. 49).

Le premier système a l'avantage de permettre la rotation de la tige dans les deux sens, ce qui peut être désirable dans quelques cas ; mais l'assemblage demande une série de petites pièces mobi*

EXFLORATION PAR SOltDAGE. ies

les (écrous et bonlons), dont la pose et la dépose sont minutieuses, et ne sont pas toujours eommodes après un long battage qui a fatigué les assemblages*

On préfère génèralenient l'assemblage à vis et à simple filet triangulaire. Chaque tige se termine, d'un cAtë, par un pas de vis tracé sur un cylindre, ayant au moins la section de la tige et à la naissance duquel est une embase d'une section un peu plus grande, et de Taulre edté, par une douille ayant la même section que l'embase et filetée intérieurement. La profondeur de la douille est un peu plus grande que la longueur de la vis, afin qu'en serrant à fond, Fembase et le rebord de la douille s'appliquent exaclement.

Le renflement, ou nœud, formé par cet assemblage a, comme on voit, nne section un peu plus que double de la section de la tige.

Tous ces assemblages sont identiques, de manière que deux tiges quelconques puissent s'adapter l'une à l'autre ; la douille est toujours à la partie inférieure d'une tige. On remarquera en des* sous de l'assemblage, quel qu'il soit, nn petit épaulement a, qui sert à tenir les tiges suspendues au moyen d'une clef. Cette disposition est nécessaire, pour les manœuTres de descente et de relevage ^es liges dans le trou.

Les tiges en fer ont, pour les sondages à de grandes profondeurs, un grand inconvénient : celui du poids.

En effet, la tige pèse 0^,78 par centimètre carré et par mètre courant, soit 0^,68 dans l'eau qui remplit habituellement le trou de sonde, ou, en nombre rond, 0^,7, en tenant compte du poids supplémenlaire dû aux renflements des assemblages.

Soit, avec une profondeur supposée de 500 mètres, un poids de 2,550 kilogrammes pour une tige de 27 millimètres, et un poids de 10,200 kilogrammes, ou quatre fois plus grand, pour une tige de 54 millimètres. Il en résulte, dans la pratique, de très-sérieuses dîlficttltés, qui augmentent rapidement avec la profondeur, lors-' qu'on veut faire agir un outil par percussion. Un poids aussi ^ emsidérable distribué sur une grande longueur de tige, ne peut être arrêté brusquement par un choc appliqué à son extrémité inférieure, sans fatiguer beaucoup la tigBi surtout vers sa base, et sans la faire fouetter contre les parois du trou, de Ui des rupluitts

fréquentes des tiges, des dégradations de la paroi du trou et des ëboulements pouvant avoir les suites les plus graves.

Ces inconvénients sont tels que le battage devient pratiquement impossible à de grandes profondeurs, et que, par exemple, dans le sondage de Grenelle, un des premiers sondages à grande profondeur qu'on ait entrepris, on a dû travailler exclusivement par rodage.

On a pu le faire, eu égard à la nature marneuse des terrains traversés; mais on ne l'eût pas pu avec des terrains durs et siliceux.

On est donc, à ce qu'il semble au premier abord, en face d'une véritable impossibilité^ s'il s'agit à la fois de grandes profondeurs et de terrains très-durs à traverser.

La question a été cependant résolue de deux manières :

1* En substituant aux tiges en fer des tiges en bois, qui, même avec leurs assemblages en fer, perdent dans Teau qui, comme nous venons de le dire, remplit habituellement le trou pendant le travail, la majeure partie de leur poids.

2^ En composant la tige de deux parties distinctes, une partie inférieure, courte et massive, faisant corps avec l'outil, et qui concourt seule à la percussion, l'autre qui ne sert qu'à soulever la première pour produire le battage, mais qui n'est pas liée invariablement avec celle-ci, et échappe ainsi à la réaction résultant de son choc sur le fond du Irou.

Les tiges en bois sont ordinairement en sapin, bien droites de fil, de 6 à 8 ou 10 centimètres et plus d'équai rissage, avec les angles légèrement abattus, et de i 0 à 1 2 mètres de longueur. Leur assemblage se fait eiactement comme celui des tiges de fer, parce qu'elles sont munies en bas d'une douille, et en haut d'un cylindre fileté » comme ces dernières tiges. Ces pièces sont fixées à la tige en bois par des fourchettes qui embrassent exactement les extrémités de ces tiges et sont arrêtées par quelques boulons (fig. 50).

La tendance actuelle parait être, pour les grands sondages, de donner la préférence aux tiges en bois sur les tiges enfer.

Mais la substitution du bois au fer n'a qu'une importance tout i fût secondaire, à c61é tlu second artifice dont nous venons de parler.

Ca dernier doit être regardé comme tout à fait capital, et Ton peut dire çu'U rCest pas permis aujourd'hui d'entreprendre un grand

sondage, sans se réserver de l'employer sous une forme ou sous une autre.

(S8) I^ première forme qui ait été pratiquée est celle du joint à coulisse d'Œynhausen, représente figure 51 . On voit comment la tète n qui termine par le haut la partie inférieure portant Toutilt se trouve soulevée avec cet outil par l'embase AB de la coulisse, et comment elle s'en détache brusquement lorsque Toulilt en redescendant, vient à frapper le fond du trou. Il faut supposer qu'en même temps la partie supérieure de la tige rencontre un arrêt élastique placé au jour, et convenablement disposé pour amortir tonte sa vitesse, sur un parcours moindre que la longueur libre de la coulisse au-dessus delà tête. On évite ainsi les défof mations et les fouettements qui auraient lieu, ainsi qu'on l'a dit plus haut, si cette partie de h tige était arrêtée en même temps que l'outil, par un choc brusque et par le bas. Ce joint à coulisse peut être considéré comme ayant été, en son temps, un perfectionnement capital. Il a permis de réduire beaucoup les dimensions de la partie supérieure des tiges, qui ne sert plus qu'à transmettre le mouvement à la partie tnrérieurc portant l'outil.

L'arrêt élastique peut être un contre-poids, ou bien un ressort convenablement tendu. Dans le cas d'un contre-poids, on peut supposer qu'on l'ait placé sur le levier à secteur au moyen duquel on fait la manœuvre du battage. Si nous désignons par P le poids de la partie inférieure, au-dessous de la coulisse, par P le poids de la partie supérieure, par P' le contre-poids, par R et r les bras de levier respectifs de ce contre-poids et de la tige, le soulèvement de la tige d'une hauteur H fait descendre le contre-poids de la hauteur corrcs-

pondante H-, et le travail à développer par le moteur placé au

jour est facile à calculer.

Lorsque tout le système de la tige redescend sous l'action de la pesanteur, le contre-poids remonte en participant à ce mouvement. Si l'on désigne par T la vitesse de l'outil, au monient où il frappe sur le fond du trou, la demi-force vive du système, numériquement égale au travail moteur développé pendant le soulèvement, a

lao COURS msxPLomnoN des mires.

pour expression :

D^un autre cAté, Teffet produit par la percussion sur le fond du trou peut être considéré comme proportionnel à la demi-force vive de la masse percutante, laquelle est

pi*

Son rapport au travail dépensé est égal i

On voit qu'il y a avantage, au point de vue de la dépense de travail, à diminuer le contre-poids ainsi que son bras de levier. Mais on li'est pas maître de diminuer indéfiniment ces quantités ; car elles ont une condition à remplir, celle d'amortir complètement la' vitesse de la partie supérieure de la tige, sur un parcours inférieur , comme on vient de le dire, à la longueur libre de la coulisse.

Soit H' cette longueur, on aura à poser l'équation de condition :

équation qui suppose d'abord P P'>0, ouPR>Pr; c'està-dire, comme on le comprend a priori^ que le moment du contrepoids P doit être phis grand que celui du poids F, la différence devant d'ailleurs être d'autant plus grande, que la hauteur H' est moindre et la vitesse V plus considérable.

Si l'on pose P R= iaP r ((& étant une quantité supérieure à l'unité), Teffet utile devient :

EXPIiORATIOlf PAR SOim^GS. i07

et Ton Toit que si P et {i. sont donnés, il fout diminuer R, c'est-^dire préférer un contre-poids lourde placé près de taxe du levier à secteur, à un contre-poids léger agissmU sur un grand bras de levier. Une autre disposition qu'on peut donner au contre-poids consiste à le placer sur un levier spécial, qui ne commence à entrer en jeu, lors de sa descente, qu'au moment où l'outil frappe au fond du trou. A ce moment, une embase, dont la tige est munie à un niveau convenable, entre en contact avec le levier et soulève pour un instant le conlre-poids, qui, dès que la vitesse est amortie, revientà son poinl de départ. Avec ce système, la force vive, au moment de la

percussion, est seulement égale à [ P-f-P' ) ^ ; la force vive utilisée

PV« , p

dans le choc est toujours égale à -^, et Teffetutileà 5 — p>, quantité plus grande que la précédente ; ainsi le second système est^ mécaniquement parlant, préférable au premier.

Enfin, on aurait le même résultat, en remplaçant ce contre-poids avec levier spécial par un ressort dont la tension initiale serait égale à P', qui entrerait en action, comme on vient de le dire pour ce levier, et qui aurait un jeu d'une amplitude totale égale ou un peu inférieure à la longueur libre de la coulisse.

\84) A la coulisse simple d'Œynhausen^ les principaux soudeurs se sont appliqués à substituer diverses dispositions qui ont chacune leurs qualités propres.

La coulisse de M. Eind est représentée {fig. 52). La partie inférieure portant l'outil se termine par une tète, qui est saisie et soulevée par un système de deux branches md:>iles B B', formant une sorte de grapin, analogue à celui au moyen duquel on manœuvre le mouton d'une sonnette à déclic. On voit comment ces deux brai^ ches s'écartent ou se rapprochent, selon que la disque D prend un mouvement relatif de haut en bas.

Ce disque, formé de trois rondelles de cuir serrées entre deux platines de tôle, et ayant sensiblement le diamètre du trou, fonctionne dans ce trou comme une sorte de piston, subissant de la part de l'eau un effort de bas en haut qaand il descend, et de làavX

lÛS COURS D'EIPLOITAnON DES MINES.

en bas quand il monte. Les deux mâchoires du grapin sont donc maintenues serrées pendant qu'on soulève la tige, et s'ouvrent dès que la tige commence à redescendre sous l'action accélératrice de la pesanteur.

La partie supérieure de la tige reste en arrière, retenue soit par la résistance de l'eau sous le disque, soit principalement par le ressort ou le contre-poids dont il a été parlé ci-dessus, tandis que la partie solidaire de l'outil tombe librement sur le fond du Irou. La manœuvre du battage se fait donc en laissant descetidre la partie supérieure des tiges pour faire mordre le grapin, soulevant alors tout le système d'une certaine quantité et l'abandonnant brusquement. Il commence à tomber tout d'une pièce, le grapin s'ouvre, Toutil continue son mouvement accéléré et va frapper au fond du trou, tandis que le haut de la tige reste en arrière, et se ralentit graduellement sans chocs et sans fouettements.

Cette disposition fonctionne parfaitement, sous la condition d'avoir un trou d'un diamètre suffisant pour y loger le petit mécanisme cidessus décrit, sans trop réduire les dimensions des pièces et des articulations qui le composent.

La figure 52 bis, doit être considérée comme une variante de la coulisse de Kind, en ce qu'elle fonctionne également par le jeu du parachute. Elle en dirfère en ce que c'est le poids même de l'outil qui écarte les deux branches du grapin , lorsqu'elles cessent d'être maintenues par des crans que le retard du parachute oblige de se soulever.

Cette disposition est due à M. Esche.

Le système employé par MM. Degousée et Laurent, qui serait également inapplicable à un trop petit diamètre, consiste à ajouter à l'outil une pièce qui descend avec la tige et reste posée sur le fond du trou, pendant toute la durée du battage. Cette pièce, qu'on nomme le poids mort, est, en principe, disposée de manière que les deux branches du grapin qui soulève l'outil soient forcées de s'ouvrir lorsque l'outil atteint une hauteur déterminée. Ce résultat peut être obtenu de diverses manières. On peut, par exemple, munir le poids mort d'une sorte de chapeau en tôle dont on règle la position à volonté, qui est convenablement évasé par le bas, et dans lequel s'engagent les queues du grapin lorsqu'il arrive vers l'extrémité supérieure

EXPLOBATION PAR SONDAGE. 100

de sa course. Ces queues sont ainsi forcées de se rapprocher ; le grapin s'ouvre, et l'outil décroché redescend librement, sans que la partie supérieure des tiges participe aucunement à ce mouvement. C'est un artifice analogue à celui qu'on emploie quelquefois pour produire le décrochage spontané du mouton, dans le battage de$ pieux au moyen de sonnettes.

La figure 55 représente une disposition un peu plus complexe que celle indiquée ci-dessus, qui a été employée par MM. Degousée et Laurent, au grand sondage de La Chapelle.

L'effet du chapeau est remplacé par celui de deux heurtoirs contre lesquels viennent buter les extrémités de deux crochets munis de talons qui forcent encore les queues du grapin de se rapprocher.

Une disposition spéciale est prise pour tenir accroché le trépan pendant toute la descente de l'outil, afin de prévenir tout mouvement prématuré de l'outil dans sa coulisse.

Entin, M. Dru, successeur de M. Mulot, entrepreneur du puits de Grenelle, emploie une disposition ifig. 54), qui a, comme les précédentes, pour objet et pour effet, au moment de la percussion de l'outil, de soustraire à la réaction la partie supérieure de la lige. Mais il détruit d'une autre manière la solidarité qui doit nécessairement exister entre ces pièces pendant leur soulèvement.

L'axe autour duquel sont assemblées les branches du grapin est logé dans un œil légèrement oblong dans le sens vertical, qui permet un petit mouvement relatif du grapin et du corps supérieur de la tige.

On soulève tout le sy>tème d un mouvement franc et rapide, jusqu'à ce qu'un buttoir placé au jour vienne limiter brusquement la course ascendante. Le grapin continue à se mouvoir d'une petite quantité en vertu de son inertie, et c'est ce petit mouvement qui fait ouvrir ses mâchoires, et laisse échapper l'outil qui redescend aussitôt.

Nous ne voyons pas de motifs décisifs de préférence entre ces divers systèmes, qui ont tous les mêmes propriétés essentielles, à savoir :

1* Possibilité de réduire la partie de la tige solidaire de l'outil, à

ilO COURS D*EXPL0ITATK(»9 DES MINES

une masse aussi grosse et aussi courte que l'on voudi*a, et trèspropre, par conséquent, à travailler par percussion.

2® Possibilité de diminuer beaucoup le poids et la section de la partie supérieure de la tige, qui est soustraite aux effets de la percussion, et n'a plus à fatiguer, en quelque sorte, que par traction, soit pour produire le relèvement de l'outil pendant le battage, soit pour le descendre et pour le remonter dans le trou.

Peut-être peut-on penser que la disposition de MM. Degousée, bien qu'un peu complexe, présente un certain avantage au point de vue mécanique, en ce sens qu'elle permet de faire mouvoir le levier de battage, au moyen d'une bielle et d'une manivelle, d'un mouvement continu qui évite les chocs et annule le travail correspondant au

soulèvement de la partie supérieure de tiges ; d*où il suit que la

PV« quantité -çt- est, à la fois, égale au travail moteur dépensé, et pro-

portionnelle à l'effet obtenu sur le fond du Irov»

(85) A une tige satisfaisant aux conditions ci-<lessus, on ajoute volontiers, pour la compléter, un système de gmdes et deparachutes.

Les guides, distribués sur la longueur de la tige, ont pour objet de la maintenir dans l'axe du trou, et de prévenir ainsi toute dégradation par Teffet de fouettements accidentels. On peut les former, soit par une sorte de cage à claire-voie, oulanterne (fig. 55), quin'oppose aucune résistance au passage de l'eau, soit par des cylindres en bois ou en fonte, présentant les évidements convenables pour les empêcher de faire piston dans le trou. On annule d'ailleurs complètement cet effet de piston, en laissant à ces pièces, le long de la tige, un jeu supérieur à la plus grande excursion employée pendant le battage.

Le parachute, qui peut être en même temps un guide, s'adapte en un point de la partie inférieure de la tige. Il se compose (fig. 56) d'une sorte de chapeau, formé de cuirs épais, et fixé à une longue douille mobile le long d'une partie tournée de la tige. Les bords du cuir sont liés à quatre tiges en fer, qui se rattachent au bas de U douille ; d'autres bandes de fer recouvrent le cuir et le préserveni de l'usure.

KXPLOfUTIOR PAR S01IAÂ68. ill

En supposant qu'une fausse manœuvre détache une longueur de tiges armée de ce parachute, la résistance du chapeau de cuir en ralentira la chute au point de rendre toute rupture impossible. En outre, ce parachute peut s'employer dans des trous à parois ébou- ^ leuses, parce qu'il n'arrête pas les pierres qui viendraient accidentellement à se détacher des parois.

(86) Au jour, la tige se termine par une tôte qui sert à la suspendre, soit à un levier, pour le battage, soit au cflble d'un treuil pour descendre ou remonter Foutil. La tête doit être construite de façon qu'on puisse faire tourner indéfiniment la sonde dans le même sens, sans tordre la corde ou la chaîne de suspension. La figure 57 représente une tête simple, munie d'un anneau tournant pour la suspension, et d'un œil, ou de deux œils à angle droit, recevant un levier, ou deux leviers, lorsqu'on veut faire tourner la sonde.

Les figures 58 et 59 représentent des systèmes plus complexes, au moyen desquels on peut, pendant une opération de battage, malgré Tapprofondissement progressif du trou, maintenir la tête exactement à la même hauteur ; ce qui est nécessaire pour la commodité du battage, et surtout pour le jeu régulier des ressorts ou des leviers de contre-poids.

Ces systèmes permettent, en même temps, de mesurer, d'après la position de la vis de rallonge, les progrès de l'enfoncement pendant une opération de battage.

(87) Le principal outil que l'on emploie pour entailler le terrain au fond du trou est le ciseau, ou le trépan, qui agit essentiellement par percussion, le petit mouvement de rotation qu'on imprime aux tiges pendant chaque soulèvement, n'ayant pour objet que de changer l'orientation de la lame à chaque coup et d'obtenir un trou bien calibré.

Le trépan est approprié à la plupart des terrains, et dispense d'agir par rodage. On fait le tranchant éP autant plus aigu et on donne une hauteur de chute d'autant moindre que les terrains à traverser sont mains durs.

L'outil doit repasser à la forge après chaque battage. On a soin.

lis COURS D'EXPLOITATION DES MINES.

après chaque réparation, de s^assurer, avec un anneau calibré au diamètre du trou, que ses dimensions ne sont pas altérées.

On distingue le trépan simple {fig. 60), formé d'un tranchant rectiligne unique, applicable aux trous de petit diamètre, de 0"',25 et au-dessous ; le trépan à téton ou à amorce (flg. 61), d'une forme plus complexe et moins facile à réparer à la forge, mais qui pourrait convenir pour de plus grands diamètres, et surtout pour des terrains très-durs; le trépan à oreilles venues de forge (fig, 62), encore plus difficile à réparer que le précédent, et dont l'objet est de faciliter l'alésage du trou ; enfin les trépans composés, applicables aux trous de grand diamètre, dans lesquels les dimensions du trou ne comportent pas un outil d*une seule pièce, et obligent, pour la facilité de la construction et surtout des réparations, de composer le tranchant principal, celui de l'amorce et ceux des oreilles, au moyen d'un certain nombre de pièces rapportées, dont on a des rechanges, et qu'on démonte pour les repasser individuellement à la forge.

La figure 65 donne un exemple de cette disposition, indispensable pour les sondages commencés à plus de 50 & 60 centimètres de diamètre, et à plus forte raison pour les puits à grande section exécutés par les procédés du sondage (voir n^ 79).

(88) Au trépan ordinaire servant à l'entaillement, qui est, on le répète, l'outil d'un emploi général, on peut ajouter :

1^ Les alésoirsj ou outils destinés à égaliser les parois du trou, ou à leur rendre leurs dimensions primitives, dans le cas où ils se seraient rétrécis en certains points, par la poussée au vide et le foisonnement de quelques couches de marne ou d'argile. Les figures 64 et 65 représentent deux exemples de ces alésoirs, qu'on fait agira la hauteur voulue, en combinant les mouvements verticaux et les mouvements de rotation. Le second a sur le premier l'avantage d'une réparation beaucoup plus facile, parce qu'il peut se démonter en plusieurs pièces qu'on répare séparément ;

2® Les ëlargisseurs, appareils destinés à aller, en dessous d'une partie déjà tubée, prolonger le trou sur un diamètre supérieur au diamètre intérieur du tube ; ce qui sera nécessaire en terrain dur

si Ton veut, par exemple, continuer l'enfoncement d'un tubage.

Il faut, pour résoudre la question, composer un outil qui puisse d'abord se resserrer pour passer à l'intérieur du tube ; puis, arrivé dans la région au-dessous du tube, se dilater d'une quantité déter* minée et fonctionner ensuite, soit de bas en haut, soit de haut ce bas, suivant les cas, pour abattre la petite corniche sur laquelle s'arrête la base du tubage, ou pour continuer l'élargissement en profondeur. Les figures 66 et 67 représentent deux élargisseurs imaginés par Kind, l'un pour élargir en battant de haut en bas, l'autre pour abattre la corniche dont on vient de parler.

Z"* Le trépan ritbanné (fig. 68), lame de fer aciérée sur les bords, terminée par deux languettes et tordue de manière que ces bords figurent trois ou quatre spires successives d'une hélice à pas plus ou moins allongé. On fait agir cet outil par rotation, en lui imprimant en même temps de petites secousses verticales ; il sert à désagréger des sables légèrement agglutinés, et à les préparer pour le curage ; ' (^^

4* Enfin le bonnet carrée ou casse-pierref^f risme à quatre faces ^ ^ — " terminé par une pyramide obtuse, qui sert à casser ou à refouler de côté, en le logeant dans les parois, quelque corps très-dur tombé au fond du trou (un morceau de fer, un fragment de silex, etc.).

(89) Après le fonctionnement des outils d'entaillement ci-dessus, il devient nécessaire d'enlever les débris accumulés au fond du trou, afin de pouvoir mettre la roche à nu, et recommencer, après ce curage, un battage plus efficace.

On a pour cela deux classes distinctes d'appareils, ceux qui agissent par un mouvement de rotation ou de rodage, et ceux qui agissent par un mouvement de battage, ou, comme Ton dit, en sonnant^ ou en pompant. Le type des appareils de la première classe est la cuiller, ou tarière, représentée figure 70. Cet instrument, analogue à la tarière des ouvriers en bois, fonctionne comme celle-ci, au moyen d'une mèche inférieure légèrement inclinée qui pénètre peu à peu dans la masse des débris accumulés au fond du trou, d'une arête tranchante aciérée qui les entaille verticalement, et d'un onglet plan horizontal qui les retient dans le corps de la v.uiller.

M COURS D'EIPLOtTATION DES MUiES.

On donne volontiers à Toutil une forme trës*légèrement conique vers le haut, favorable au tassement de la carotte de déblais, et on le tient plus ou moins ouvert, selon la plasticité plus ou moins grande que ces déblais peuvent présenter.

La cuiller produit un trés-bon curage, et met bien à nu le fond du trou, pour l'opération suivante du battage, toutes les fois que les débris, par leur consistance pâteuse, sont susceptibles de former une carotte compacte et solide.

Un outil de ce genre peut même être employé pour VentailUmerU du terrain, quand celui-ci est suffisamment tendre. La figure 71 représente la tarière à glaise qui pourrait être employée dans une argile trés-plastique; la figure 72, la cuiller à trépan rubanné, qui conviendrait pour des masses un peu arénacées.

A côté de ravantage d'un bon curage, avantage qu'il ne faut pas s'exagérer, parce qu'il ne tarde pas à diminuer beaucoup après un certain temps de battage, les appareils ci-dessus ont un grand inconvénient : celui d'exiger beaucoup de temps pour descendre en les assemblant, et remonter en les désassemblant les tiges au bout desquelles ils fonctionnent.

Les appareils de la seconde classe évitent cet inconvénient, parce qu'il suffit de les descendre au bout d'une corde que l'on fait filer rapidement au fond du trou.

La cloche à soupape, ou à boulet, {fig. 73 et flg. 74), est le lype de ces appareils. Elle doit être considérée comme ayant pour le curage la môme généralité d'emploi que le trépan pour le battage. Le travail courant s'exécute donc avec ces deux outils, les autres n'étant employés que dans des circonstances spéciales.

Si les cuillers sont préférables pour le curage à vif dans des ter- / rains plastiques, les cylindres à soupape retiennent les déblais un ; peu grenus plus efficacement que ne le font ces cuillers phis ou moins ouvertes.

On peut composer des appareils ayant les deux avantages, en employant des cylindres au bas desquels on adapte soit une mèche de tarière, soit un trépan rubanné {fig. 75). Les matières, à mesure qu'elles sont entamées par le rodage, passent dans le cylindre

au-dessus de la soupape, et celle-ci les retient lorsqu'on remonte Tinstrument au jour.

Les outils cureurs ramenés au jour sont vidés, les cuillers à Paide de raclettes, les cylindres en les renversant, ou parfois (pour les grands cylindres) en ouvrant une petite porte latérale dont ils sont munis. Les débris doivent être examinés soigneusement, afin de' pouvoir établir une coupe exacte de sondage. On prend une poignée de ces déblais, et on la délaye dans une petite quantité d*eau ; on voit, à Faide du lavage à l'augette, si Ton y peut faire plusieurs catégories de matières, que Ton étudie séparément à la loupe, ou en les soumettant à quelques essais chimiques, etc. tin casier d'échantillons doit être disposé pour recevoir un morceau de chacune des carottes ramenées au jour.

(90) On peut vérifier, après coup, les indications de ce casier, en prenant un échantillon du terrain à une hauteur quelconque.

L'outil, employé à cet effet, représenté figure 76, se nomme un vérificateur. Il se compose d*abord d'un système de griffes, qui grattent te terrain en s'arc-boutant contre lui, ou qui rentrent dans le^ mortaises servant à les loger, selon que l'on tourne dans un sens ou dans un autre, et ensuite d'un récipient inférieur dans lequel Tiennent tomber les débris formés par les griffes.

On peut aller plus loin, et pendant le sondage même, obtenir des carottes qui sont, non pas des matières boueuses contenant un mélange plus ou moins confus de débris provenant des dernières couches traversées et détachés accidentellement des parois, mais bien des morceaux du terrain même que l'on traverse actuellement. On peut en outre orienter ces morceaux arrivés au jour, parallèlement i la position qu'ils avaient au fond du trou ; de sorte que s'ils por* f ent des traces apparentes de stratification, ou s'ils sont fossilifères, on arrive à connaître exactement, non-seulement la nature des terrains que Ton traverse, mais encore la direction et l'inclinaison de couches de ce terrain et la nature de leurs fossiles.

On procède pour cela de la manière suivante :

On commence par curer le trou à fond, au moyen de la cuiller.

Ensuite on descend un trépan dont le tranchant est placé excentn-

quement, et on va marquer, avec ce tranchant, le témoin de terrain qu'on se propose d'enlever. Pour descendre le trépan dans une position déterminée, on établit, à l'aide de deux fils à plomb, un plan vertical passant par Taxe du trou. Quand on a assemblé, en la serrant à fond, une nouvelle portion des tiges, et qu'on va la faire filer dans le trou, on fixe à sa partie supérieure, à Taide d'une vis de pression, une régie en bois orientée dans le plan des fils à plomb, et on a soin, la manœuvre faite, de la ramener dans le même plan. On est certain ainsi que Toutil n'a pas tourné en descendant.

L'outil descendu au fond du trou, on bat quelques coups légers sans le faire tourner, et on le ramène au jour.

On le remplace alors par un outil spécial, nommé découpeur (fig. 77 et 78), formé d'un certain nombre de ciseaux tranchants, plus ou moins longs, disposés en couronne ; on le fait agir en rodant et en battant quelques petits coups, et l'on pratique ainsi une sorte de gouttière circulaire autour du témoin qui vient d'être marqué. Enfin on introduit dans cette rainure F emporte-pièce, sorte de cloche (fig. 79), qui coiffe le témoin, et qui, au moyen d'un coin enfoncé par le poids des tiges, exerce sur lui une forte poussée latérale. Le témoin ainsi détaché est maintenu par le coin et par un ou deux ressorts fixés extérieurement à la cloche et munis d*un pelit rebord tourné vers l'intérieur. On le ramène au jour, et on le repère dans sa position à Taide de la marque tracée sur sa face supérieure.

On peut répéter cette série d'opérations, et obtenir, dans la traversée des terrains importants à étudier, la coupe même de ces terrains, avec une suite d'échantillons à l'appui, comme si on les avait observés dans une tranchée..

Ce résultat est fort important pour arriver à la connaissance la plus complète possible des terrains que l'on traverse.

Ainsi, par exemple, lorsque le sondage vient à rencontrer une couche de houille, on peut bien, par un examen minutieux d'une carotte ordinaire, distinguer les grains charbonneux, les isoler et les étudier chimiquement; mais ces grains sont généralement entièrement broyés et plus ou moins mélangés de matières terreuses tombées des parois du trou. Cette carolte ordinaire ne fait donc

EXPLORAHON PAR S0VDA6E. 117

rien connattrei ou presque rien, sur la pureté et sur la consistance de la couche renconlrée, deux qualités essentielles que Ton apprécie au contraire très-bien sur des morceaux d'un certain volume.

(91) Quand on fait une recherche pour sel gemme ou pour argiles saliféres, une carotte ordinaire, à cause de la solubilité de la matière, ne peut guère donner d'indication précise, et il peut être intéressant de connaître la salure des eaux au fond du trou.

Le moyen d'obtenir un échantillon de celte eau, est de descendre une petite cloche fermée, en dessus et en dessous, par deux soupapes qui s'ouvrent Tune et l'autre de bas en haut. Ces soupapes fonctionnent lorsqu'on imprime à la cloche un mouvement rapide de haut en bas. On sonne donc quelques coups, lorsque la clochey descendue à l'aide d'une corde, est arrivée au fond du trou, puis oci la remonte au jour.

(92) Outre les outils du travail courant et les outils spéciaux ^ • dessus, il faut considérer les outils qui servent en cas d'accident. Un sondage est une opération qui s'exécute, en définitive, à quelques centaines de mètres de Tœil et de la main de l'ouvrier, et où, par suite, on peut s'attendre à avoir des accidents assez fréquemment, cl avec assez peu de ressources pour en bien connaître toutes les circonstances et pour y remédier.

I es instruments employés dans les cas les plus habituels, qui sont des ruptures de tiges, doivent faire partie de l'outillage ordinaire du sondeur.

Ces instruments sont la caracole et la cloche à éerou.

La caracole (flg. 80) est un crochet en fer, recourbé de telle sorte, que le rebord supérieur soit légèrement incliné à l'horizon, et que le repli puisse loger le carré de la tige, mais non le renflement d'un assemblage. On s'en sert en cas de ruptures des tiges, lorsque la rupture a eu lieu un peu au-4essus d'un emmanchement. On le descend b l'extrémité d'une ligne de tiges jusqu'en dessous de cet emmanchement. Par un mouvement lent de rotation, on tâche de saisir avec le crochet la tige restée au fond du trou; en remontant, le

118 COURS D'EXPLOITATION DES ttlNES.

crochet s'arrête à remmanchement, et on ramène le tout au jour»

S'il y avait une grande longueur de fige restée au-dessus de remmanchement, elle pourrait s'arc-bouter contre les parois du trou et rendre le relevage impossible. Dans ce cas, c'est-à-dire si la rupture a eu lieu un peu au-dessous de l'emmanchement, on emploie la cloche à écrou (fig. 81). C'est un tronc de cdne allongé portant à l'intérieur un pas de vis. Sa grande base est plus grande que la section d'un emmanchement, et sa petite base plus petite que la diagonale du carré de la lige. Il est prolongé par une sorte de chapeau ou d'entonnoir en tôle, ayant presque la section du trou, qui sert à coiiTer la tige, à la rr.mener dans Taxe et à assurer ainsi son entrée dans la cloche. On descend celle-ci pleine d'un corps gras, et quand elle a saisi la tige, on lui imprime un mouvement lent de rotation qui fait mordre les filets de Técrou. Le sens de ce mouvement doit être tel qu'il serre les assemblages de la tige, au lieu de tendre à les dévisser. On remonte la cloche quand on suppose que Técrou a suffisamment mordu pour ramener les tiges en même temps.

A ces deux instruments, qui sont, en quelque sorte, aux accidents, ce que le trépan et la cloche à soupape sont au travail normal, on peut ajouter le tire-bourre {fig. 82), qui agit à peu près comme la cloche à écrou, et qui sert, lorsque ses spires sont tranchantes à l'intérieur et aciérëes, pour saisir un caillou ou un morceau d'outil au fond du trou, ou bien pour ramener la corde de la cloche, quand c'est cette corde et non la tige du trépan qui est restée dans le trou.

L'extractioa d'un fragment d'outil ou d'un caillou dur empâté dans la boue n'est pas toujours facile. On a proposé, pour un outil, de le dissoudre avec un acide, en descendant l'acide dans un vase que l'on casserait au fond du trou ; pour un corps dur quelconque^ de le broyer à l'aide d'une charge suffisante de nitro-glycérine, que l'on ferait détoner i^u fond du trou. Le premier moyen suppose la roçhe inattaquable aux acides ; le deuxième a été, paralt-il, emplojé l^ec auccés, quoiqu'on puisse redouter les effets produits en même tempa sur les parois.

Nous citerons encore panni les outils à employer, en cas d^acddent, l accrocheur i fmcet représenté figure 83. Cet instrument consiste en une aorte de clochQ en tdie, dans laquelle s engage la

EXPLORATION PAR SONDAGE. fiO

partie supérieure de la tige rompue. Une fois engagée, elle passe entre les deux branches d'une pince, dentelées et aciérées intérieurement, qui la laissent librement monter entre elles, mais qui se resserrent fortement lorsqu'on commence à remonter l'instrument. Les branches sont maintenues d'abord écartées par un tasseau en bois, que la tige fait tomber lorsqu'elle vient s'engager dans la pince. Ce tasseau tombé, les branches commencent à serrer la tige, à causé de leur forme extérieure qui les coince entre la cloche et la tige, à mesure qu'elles tendent à descendre, par leur poids d'abord, puis par le fait même de la traction qu'on exerce pour remonter tout le système.

C'est l'outil qu'on emploiera, si la tige étant cassée un peu audessous d'un emmanchement, l'emploi de la caracole est exclu, et si, en même temps, la tige n'étant pas retenue par un outil plus ou moins engagé au fond du trou, tourne trop facilement sous Taction de la cloche à écrou.

(03) Une opération qu'on a fréquemment à faire, est celle du tubage du trou. On peut s'attendre à être obligé de la faire, et s'outiller, dès l'abord, en conséquence, si l'on doit traverser sur une épaisseur notable des sables ou autres terrains ébouleux. On la fera presque nécessairement, s'il s'agit non d'un -sondage de recherche, mais d'un puits artésien destiné k rester ouvert indéfiniment.

Dans le premier cas, on pose ce qu'on appelle des tuyaux de rete* nue.

Dans le second cas, le tubage est définitif.

Les tuyaux de retenue se font exclusivement en tôle de fer. Cette tôle doit être très-douce, pour bien résister aux efforts divers que ecs tuyaux ont à supporter pendant et après leur mise en place. On donne à ces tuyaux de 2 à 5 millimètres d'épaisseur, selon leur diamètre, dans les sondages de dimensions ordinaires, c'est-à-dire ayant de 0*,10 à 0",&0 de diamètre.

Les tuyaux arrivent sur le chantier tout pr^rés, portant à un bout le manchon qui sert à leur assemblage. Tous les rivets doivent, tant à l'intérieur qu'au dehors, avoir leurs têtes arrondies et trèspeu saillantes, pour présenter le moins de résistance possible, sait

ISO COUnS D'EXPLOITATION OLS MINF.S.

au terrain pendant leur enroncemenU soit au mouvement de va-etvient dc^ tiges et des outils pendant le forage du trou ; les tuyaui sont d'ailleurs habituellement trop minces pour permettre Templo des tôtcs fraisées.

L'assemblage des tuyaux se fait au fur et à mesure de leur des* cente, à l'aide du manchon que porte déjà le tuyau inférieur et dans lequel on fait entrer le bas du tuyau suivant. Quand les bords des deux tuyaux sont bien en contact et qu'on a tourné convenablement celui du dessus, les trous percés à l'avance dans le manchon et dans ce tuyau doivent être en correspondance.

On descend alors successivement, avec une ficelle, les petits boulons qui doivent servir à fixer le second tube; à l'aide d'un crochet en fil de fer, passé dans un des trous, on va chercher la ficelle qui pend à Tintérieur du tube; on amène le boulon en place, on visse l'écrou, on coupe la queue du boulon qui dépasse, et onmatte(voy. fig. 84).

On peut aussi, bien que la position verticale et la longueur du tuyau, qui a généralement l'^fSO à 2 mètres, ne rende pas Toperation très-commode, faire l'assemblage avec des rivets ; toutefois la rivure ne peut se faire qu'à froid. La figure 85 représente un outil à Taide duquel on peut d'abord descendre, à la fois, tous les rivets, puis, lorsqu'ils sont en place, amener en regard de leurs tètes une masse mobile que Ton met en serrage au moyen d'un levier.

(04) Les tubages définitifs peuvent être en tôle de fer comme les tuyaux de retenue.

Mais la tôle de fer est sujette à s'oxyder avec le temps, el à se percer par places.

On évite, ou du moins on retarde les inconvénients qui en résultent, en prenant de la tôle forte, de 4 à 5 millimètres et jusqu'à 10 millimètres pour les grands diamètres, tandisque 2 à 5 millimètres ou 5 millimètres au plus, comme on vient de le dire, suffiraient pour les tuyaux de retenue. On a même fait des tuyaux de 0*,02 d'épaisseur, formés de deux feuilles superposées de 0'",01, à joints croisés dans le sens horizontal et dans le sens vertical, ce qui permet de supprimer le manchon d'assemblage. Comme d'ailleurs les rivets

EXPLORATION PAR SONDAGE. iil

peuvent, avec cette épaisseur de tôle, èlre à tête fraisée, on obtient, extérieurement et intérieurement, une surface parfaitement lisse.

A la tôle de fer on a substitué de la tôle de zinc, ou plus souvent de cuivre rouge. On a aussi employé des tuyaux de fonte simplement vissés les uns aux autres, chaque tuyau portant à Tune de ses extrémités un pas de vis extérieur, et à l'autre une douille taraudée intérieurement.

Enfin, on a fait aussi des tuyaux en bois, qui sont très-bons, mais dont l'inconvénient est la grande épaisseur relativement à celle des tuyaux métalliques, d'où résulte une diminution correspondante de la section utile du trou de sonde. Dans les anciens puits artésiens à petite section, ces tuyaux de bois étaient formés simplement de troncs d'arbres forés, assemblés par emboîtement les uns à la suite des autres. Pour des puits d'un grand diamètre, les tuyaux sont faits au moyen de douves étroites, de quelques centimètres d'épaisseur, serrées par des frettes et constituant comme une sorte de long tonneau.

Le bois employé est le chêne, l'orme ou l'aulne, dont la durée, quand ils sont constamment mouillés, est très-considérable, pratiquement indéfinie. On en connaît, dans TArtois, qui durent depuis plus de sept cents ans.

(95) L'emploi des tuyaux, qu'il s'agisse de simples tubes de retenue ou d'un tubage définilif, nécessite quelques additions à l'outillage précédemment décrit, soit pour les mettre en place, soit pour les retirer, si Ton abandonne le trou, ou si l'on veut les remplacer.

Lorsqu'on ne veut pas luber le trou jusqu'au jour, mais poser simplement ce qu'on appelle une colonne perdue^ pour soutenir une petite hauteur de terrains ébouleux qui se trouverait à la suite d'une grande épaisseur de terrains solides, on peut employer les dispositions indiquées aux figures 86 et 87.

La première de ces figures représente un emmanchement dit à baïonnette, qui permet de porter la colonne perdue au niveau voulu, et de Ty laisser en dégageant les tiges par un petit mouvement de rotation.

L'outil représenté sur la seconde de ces figures est composé de

fsi couas D'EXPLoiTAnon des mines.

deux branches que leur élasticité rapproche Tune de Tautre, et qu'on maintient écartées pendant la descente, de manière que les goujons, dont leur face externe est munie, soient engagés dans des trous ménagés dans le tuyau. La pose faite, on dégage Toutil, en tirant, à Faide d'une ficelle dont un des bouts est resté an jour, sur le court levier articulé qui maintient les deux branches écartées. Avec l'un comme avec l'autre de ces deux outils, on donne à la partie supérieure de la colonne une légère entrée conique, pour éviter un rebord saillant sur lequel pourraient venir porter les tranchants des outils à leur descente dans le trou, au préjudice de ces tranchants et de la colonne elle-même.

Un petit évasement analogue, mais moins prononcé, peut être donné au bas de la colonne, pour qu'il n'y ait pas danger d'arrachement pendant la remonte des tiges. Ce bord doit d'ailleurs être aciéré et à tranchant un peu obtus.

Ces colonnes perdues sont rarement employées. Le plus souvent la colonne monte jusqu'au jour, et c*est du jour qu'on la manœuvre.

Si cette colonne ne descend pas librement sous l'action de son poids, ou à l'aide d'un poids additionnel, on l'enfonce à coups de mouton. On coiffe le tuyau supérieur par un bloc de bois armé de frettes, sur lequel on fait agir le mouton. Ce bloc est percé d'un trou central suffisant pour laisser passer les renflements des tiges ; on peut alors former le mouton par un simple disque en fonte, ou par un autre gros bloc de bois également fretté, qu'on fixe vers le haut de la tige, et auquel on donne le poids nécessaire en attachant au» dessous une longueur suflisante de tiges qu'on laisse pendre dans le trou. On aide à l'effet du mouton, en imprimant en même temps au tube de petits mouvements tournants alternatifs, à l'aide d'un ooUier fortement serré sur la colonne et muni de leviers (voy. fig. 88 et 89).

Le battage à coups de mouton n'est pas très-efBcaœ, lorsqu'on a une grande longueur de colonne déjà enfoncée ; le dioc se perd, en grande partie, en vibrations inutiles de la masse de la colonne et du terrain en contact avec elle.

En outre, on risque de dégrader le tuyau, et, enfin, les terrains.

EiriORATION PAR S0NDA6B. m

égrenés, en quelque sorte, par ces vibrations, frottent davantage contre la surface externe.

lia figure 90 indique une disposition plus efficace, au moyen de laquelle on substitue au cboc l'effet d'une pression continue. Les deux pièces de bois sur lesquelles on prend le point d'appui doivent être solidement fixées au sol. Elles passent sous les semelles de l'engin de manœuvre, et au besoin sont chargées de poids additionnels.

Ce qui vient d'être dit suppose que les tubes éprouvent de la résistance à l'enfoncement.

Il n en est pas toujours ainsi, surtout lorsqu^on descend le tubage définitif.

Un tel tubage, supposé seulement de 1 mètre de diamètre et en t61e de O'^fOS d'épaisseur, pèserait dans Teau 450 kilogrammes par mètre courant. On aurait donc un poids énorme à soutenir, tant que le tuyau ne frotterait pas fortement contre le terrain.

En pareil cas, ce n'est pas pour le faire dêsandrej mais bien pour le retenir^ que des dispositions doivent être prises.

On peut les soutenir, soit au moyen d'une mâchoire en bois fortement serrée contre eux et arrêtée par une clef de retenue, soit ft Taide de tirants que l'on manœuvre comme on l'indiquera plus loin, en parlant des puits creusés par les procédés de MM. Kind et Chaudron (chapitre lî).

(•6) Quant à l'extraction des tubes, elle se fait & l'aide de divers outils que l'on nomme dea arrache-tuyaw ei des eaupe-tuyanm.

L'arrache-tuyaux, ou navette de Kind {(ig. 91), est formé d'un bloc de boiftt renflé au milieu, et fixé à une tige que Ton assemble à celles de la sonde* Il entre avec un iaible jeu dans la colonne dea tubes. On le descend surmonté par un tuyau ouvert aux deux boulSt rempli de siJde gravéleui. Arrivé & la hauteur voulue, on fait re^ monter le tuyau à l'aide d'une corde ; le sable se répand au-dessua de la navette» ae crnoù aatre celles et loi tuhea, qui sont aiaai forcés de remonter quand on soul&ve la aatette.

V arrache-tuyaux à coins j de M. d'Alberli {fit* 92), fonctionne d'une manière tout i fait analogue» aauf que le aable eat remplacé par un manchon fonnéde douves mincea iwcUea par le haut et peu*

1S4 COURS D'EXPLOITAnOR DBS HUES.

vant s'écarter par le bas. Ces douves sont taillées en forme de coin, et se logent entre le tuyau et le bloc de bois.

Si la colonne de tuyaux ne voulait par remonter tout d'une pièce, ce qui arrive souvent lorsqu'elle est trop longue ou placée depuis longtemps, à cause du frottement des parois du trou sur la surface externe des tuyaux, il faudrait couper la colonne, et ensuite la remonter par tronçons successifs.

On a proposé, et l'on emploie à cet efiTet, une très-grande variété d'outils. Celui qui est représenté fig. 9S opère sûrement, par un mouvement prolongé de rodage, même sur les tôles les plus épaisses. On arrive facilement à le dégager et à le remonter au jour; après quoi on fait agir successivement, sur chacun des tronçons, l'un des arrache-tuyaux ci-dessus décrits.

§ S. — Des engins employés dans rexécution des trous de sonde.

(97) Les appareils décrits dans le paragraphe précédent constituent l'outillage le plus habituellement employé, soit pour le travail courant et normal du forage et du tubage, soit pour les diverses circonstances spéciales qui peuvent se présenter dans le cours du travail.

On n'a décrit que les types essentiels, et l'on doit concevoir qu'en cas d'accidents imprévus, il appartient à la sagacité et à l'expérience du chef sondeur d'approprier ses moyens d'action au cas particulier qui se présente.

On commencera donc le travail du sondage avec un outillage simple, comprenant une tige munie des divers accessoires décrits, avec un trépan plus ou moins complexe, selon le diamètre du trou, une cloche à soupape ou à boulet munie de son câble, quelque accrocheur simple comme la caracole, et enfin quelques tubes de retenue, en prévision d'un tubage partiel du trou, tubage qui doit être fait aussitôt que Vutilité en est reconnue, afin de ne pas donner aux éboulements le temps de s'aggraver.

Ces divers instruments caractérisent ce qu'il y a de spécial dans l'outillage du sondeur. Quant aux engins au moyen desquels ils

EXPLORilTION PAR SONDAGE. 125

sont mis en œuvre, ils n'ont pas le même caractère de spécialité, et ils peuvent être plus sommairement décrits.

(98) L'engin principal est une chèvre^ qui peut être établie avec toutes les variétés que comporte un tel appareil, selon Timportance du forage, depuis la simple chèvre de maçon, formée d'un châssis triangulaire maintenu par des haubans dans une position voisine de la verticale, jusqu'à une construction fixe, se rapprochant de l'importance d'un chevalement placé sur le puits d'extraction d'une mine, et souvent même le dépassant de beaucoup en hauteur; l'essentiel est, en effet, de se procurer un point d* appui élevé. C'est à l'aide de cette chèvre, au moyen de poulies placées à la partie supérieure, que l'on descend et remonte la tige dans le trou, en assemblant ou désassemblant les diverses parties.

La grande hauteur de la chèvre abrège beaucoup, comme on le conçoit, la durée de la manœuvre. On fera donc cet engin d'autant plus haut que le Irou sera destiné à être plus profond, et on aura soin de lui donner une hauteur utile multiple de la longueur adoptée pour les diverses tiges.

A la condition de hauteur, la chèvre doit joindre celle d'une solidité largement suffisante. On remarquera que lorsqu'on soulève la tige avec un câble qui revient vers le niveau du sol s enrouler sur un treuil quelconque, le sommet de Tengin supporte un effort égal à la tension du câble augmentée du poids des tiges et de leurs accessoires, ou, plus généralement, augmentée de la résistance opposée au soulèvement des tiges, laquelle sera supérieure à leur poids, toutes les fois que loutil se trouvera plus ou moins engagé au fond du trou par quelque accident.

Le mouvement d'ascension est donné aux tiges par une rotation imprimée au treuil sur lequel s'enroule un câble passant sur la poulie supérieure et venant s'attacher à la tige.

Ce treuil peut être mû, soit d'une manière intermittente à l'aide de leviers, comme celui d'une chèvre de maçon (ce qui ne conviendrait que pour un forage d'un petit nombre de mètres), soit d'une manière continue, à l'aide de manivelles, ou d'une roue à chevilles, soit, s*il a son axe vertical, à l'aide des barres d'un cabestan sur lesquelles

186 COURS D'nPLOITÂTIOIf DES MINES.

agissent des hommes^ ou à l'aide des bras d'un manège quand on emploie des chevaux, etCf etc. ; en un mot, on peut lui appliquer les diverses dispositions connues pour utiliser la force des moteurs animés (Cours de maelUneSj chap. II).

Mais on doit reconnaître que des moteurs animés sont peu appropriés à cet emploi pour un grand sondage ; car la force à leur demander, et par conséquent leur nombre, augmentent proportionnellement au poids des tiges ou à la profondeur du trou, et ce nombreux personnel reste oisif, ou n'a pas sa force suffisamment employée, pendant une bonne partie de la journée.

Le système à préférer, pour un grand sondage, semble être de re^ courir à l'emploi de la vapeur. Les choses pourront être très-convenablement disposées de la manière suivante :

Le moteur sera une machine horizontale fixe, à un ou deux cy« lindres, ou bien une machine locomobile de la force de quelques chevaux.

Elle commandera par Tintermédiaire d'une courroie (de préférence à un engrenage), comme dans une machine d'extraction, un tambour, ou deux bobines, qui recevront, le tambour, deux câbles ronds, ou les bobines, deux câbles plats, s'enroulant en sens contraire et passant sur deux poulies établies en haut de la chèvre* La longueur des câbles sera réglée de manière que leurs extrémités arrivent simultanément au bas et au haut de la chèvre, et qu'on puisse ainsi faire en même temps les manœuvres d'accrochage et de décrochage an bord du trou et à la tête de la chèvre.

On évite ainsi des pertes de temps.

La chèvre sert, avons-nous dit, à descendre l'outil pour le battage et à le remonter quand le battage est terminé.

Pour cela, les tiges s'attachent, soit directement au bout du câble, soit, quand le poids à manœuvrer est considérable, à la chape d'uû système moufle soutenu par un câble.

La manœuvre comporte d'assembler ou de dè^ssemUer les tiges par portions successives de toute la longueur que permet la hauteur de l'engin. A cet effet les tiges déjà assemblées qui pendent dans le trou, sont retenues sur le plancher de manœuvre au moyen d'une clef spéciale, on def de retenue {fig. 94), sur laquelle repose Tembase

EXPLOBATIOR PAR SOHBAGI. fS7

réservée au-dessous de la partie mâle de chaque assemblage. On visse ou on dévisse un assemblage avec une clef ordinaire à long manche (fig. 95) qui anbrasse la partie carrée des tiges. Chaque longueur de tige, qu'on assemble ou désas6emble, est attachée à l'un des câbles, soit par une fausse-tite (fig. 96), soit par une pièce dite pied'de-bœuf {fig. 97). Cette pièce est fixée invariablement au câble, et sert à attacher successivement les diverses longueurs de tiges ; ou bien, on en a autant que de Icmgueurs de tiges, et elles ne se fixent au câble que par un crochet* Dans œ dernier cas, en laissant chaque pièce attachée à une bngueur de tige, on peut tenir les tiges suspendues pendant qu elles sont hors du trou, au lieu de faire reposer leur pied sur le sol, ce qui conAribue à les maintenir bien droites. Pour cette suspension, la fausse tête ou le piedde-bœuf, est muni d*un crochet qui permet de les accrocher à une forte tige de fer fixée à la charpente de la chèvre.

(99) L'appareil employé pour le battage est le levier à secteur j ou baseulej à la chaîne duquel on attache la tète lorsque Ton a dé-^ taché la corde de l'engin.

Cet appareil est souvent mû à bras d'hommes, soit à l'aide d'un faisceau de cordes comme la sonnette à tiraude, soit k Faide de leviers horizimtaux implanitës perpendiculairment, comme une pompe à incendie.

On peut encore employer un bout de câble faisant deux ou trois tours sur un treuil auquel on donne un mouvement de roitation continu ; pendant ce temps un ouvrier ti&at en main le bout libre du câble, et produit le battage, en tirant etdioquantahemativement. Un effet analogue s'obtient en attachant le câble à un point convenablement choisi, sur un levier mis en mouvement par une came fixée sur un arbre horixontal actionné par des maniveUes.

Mais le meilleur système, qui se combine très*faien avec remploi du treuil à vapeur ci-dessus décrit, sera d'employer la vapeur poui le battage, aussi bien que pour la descente et la remonte de loutil. Le type d'appareil récepteur à employer pourra être une seconde machine à vapeur à un seul cylindre, à simple effet, fonctionnant àia main, comme la machine d'un marteau-pilon. Elle sera à action

^28 COUBS D'EXPLOnATION DES MINES.

directe, si la vapeur étant admise sous le piston, celui-ci agit directement sur la tige à soulever. Elle sera à bàtaneierj si la vapeur étant admise sur le piston, il agit pour abaisser la queue d'un levier à secteur. On peut aussi faire l'opération du battage avec la même machine qui sert à la manœuvre de la chèvre de relevage; ce qui offre, au point de vue mécanique, l'avantage signalé au n"" 84.

Pendant le battage, on doit, en général, agir par un mouvement de rotation sur les tiges, afin de forer un trou cylindrique. Cette rotation se donne pendant que la tige est soulevée, sur un 10* ou un 15* de tour. Cette manœuvre se fait toujours à bras, à Taidc d'une pièce dite manivelle, qu'une vis de pression fixe à la hauteur voulue (fig, 98). Elle est faite par le chef du poste lui-même, ou par un ou deux hommes de confiance. Il est important qu'elle soit conduite avec soin et attention, afin de ne laisser échapper aucune circonstance d'où un accident pourrait résulter.

(f OO) Pour le curage, comme on doit employer ordinairement la cloche à soupape sans le secours des tiges, on a habituellement un treuil spécial sur lequel est enroulée la quantité de corde nécessaire. X!ette corde passe sur une poulie qu*on place à Taplomb du trou, au moment de l'emploi. Elle sert à descendre l'instrument; on la laisse filer dans le trou, en réglant la descente avec un bon frein disposé sur l'arbre du treuil.

On la remonte au moyen de manivelles, qui servent également à lui donner le mouvement de va-et-vient, ou de pompage, à l'aide duquel on remplit la cloche au fond du trou.

On peut également produire ce dernier mouvement à Taide du levier à secteur, et ensuite remonter Tinsfrument par une transmission de mouvement en relation avec la machine à vapeur, à laquelle on donnera alors un mouvement continu, après avoir débrayé les bobines de l'appareil de i élevage.

§ 4. — De l^exécQtkm d^mi sondage.

(f Of ) L'exécution d*un sondage comporte d'abord le choix d'un emplacement. Les considérations géologiques sur lesquelles on s'appuie pour entreprendre un travail de ce genre, indiquent bien la région, mais nullement Vendroit préds où il convient de rétablir.

On achève de se fixer par des considérations d'un autre ordre. On se placera au voisinage d'un chemin facilitant l'accès ; on évitera, si l'on peut, les points où il existe des alluvions épaisses et aquifëres; on se préoccupera de l'eau d'alimentation, si l'on doit employer la vapeur, etc., etc.

L'emplacement une fois choisi, on commence par foncer un petit puits, jusqu'au terrain solide; on le boise ou on le muraille, et l'on établit solidement dans son axe un tuyau-guide, en bois ou en tôle, bien vertical et ayant le diamètre intérieur sur lequel on veut commencer le trou.

Le haut de ce tuyau s'arrête un peu en contre-bas du niveau du plancher qui recevra les ouvriers pour les manœuvres, et il n'a avec ce plancher aucune solidarité, de manière à lui éviter des ébranlements susceptibles de déranger sa position.

Le plancher sur lequel on fait les diverses manœuvres de rodage, d'assemblage et de désassemblage des tiges, etc., est, autant que possible, en contre-bas du sol naturel, ce qui dégage les abords au niveau du sol, et, en même temps, équivaut à augmenter d'autant la hauteur disponible de l'engin.

Ces dispositions prises, on commence par battre à la main et à curer à la cuiller, sur quelques mètres de profondeur en contre-bas du tuyau-guide. En même temps on fait l'approche des matériaux ; on procède au montage de l'engin et des autres appareils, et l'on installe une barraque qui doit pouvoir abriter, non-seulement tout l'atelier destiné au travail même du sondage, mais encore les espaces annexes nécessaires pour recevoir la forge avec son petit outillage, un magasin, un bureau fermant à clef ave l'ameublement ordi-

iSO GODBS D'EXPLOITATION DES MIRES.

naire et des casiers pour échantillons, un logement pour un gardien ou pour le chef du sondage, etc., etc.

Le travail peut alors prendre sa forme définitive. Une fois qu'il est bien en train, les opérations que Ton aura à exécuter journellement seront, autant qu'on le pourra, exécutées dans un ordre constant et méthodique, suivant le programme suivant :

Descendre un trépan dans le trou à l'aide de l'engin ;

Battre avec ce trépan pendant quelques heures ;

Le remonter à l'aide du même engin ;

Enfin, curer avec la cloche à soupape.

Les opérations qui pourront être exécutées en travail normal, mai? non quotidienneme7it^ pourront consister à travailler avec un alésoir, à curer avec la cuiller, à introduire ou extraire une ligne de tuyaux, à prendre des échantillons, etc.

Enfin, les opérations accidentelles pourront être d*aller chercher une ligne de tiges tombées au fond du trou, ou restées prises par un éboulement, de redresser le trou s'il tend à dévier de la verticale, de ramener un morceau d'outil, ou un autre corps dur, empêchant le travail du trépan, etc., etc.

Les détails précédemment donnés sur les outils et sur les engins font comprendre, d'une manière générale, ce que peuvent être ces diverses opérations.

Nous avons cependant quelques observations à ajouter.

Opérations courantes journalières. — En parcourant le journal des opérations d'un grand sondage, on reconnaît que le travail normal d'un poste consiste habituellement, ainsi qu'on vient de le dire, à descendre le trépan (opération qui pourra prendre une couple d'heures quand on sera arrivé à plusieurs centaines de mètres) , à battre avec le levier à secteur, en tournant à l'aide de la manivelle, à remonter l'outil (ce qui ne demande pas sensiblement plus de temps que pour le descendre), à descendre la cloche, à la faire sonner, à la remonter et à la vider, et, enfin, à remettre le trépan sur le trou, pour être prêt à recommencer de suite la descente au poste suivant.

Opérations accessoires. — Les opérations normales, mais non jour nalières, indiquées ci-dessus, viennent, de temps en temps, troubler cette rép'ularité de marche, et il ne faut pas qu'elles soient bien

EXPLORATION PAR SONDAGE. ISl

importantes pour faire perdre le travail d'avancement d'un poste, en ce sens qu*il ne reste plus le temps nécessaire pour descendre le trépan, battre comme à lordinaîre, et le remonter.

On peut donc avoir une certaine tendance à ajourner ces opérations accessoires, à attendre, pour les faire, qu elles soient devenues urgentes et indispensables.

C'est là, peut* on penser, une pratique à éviter. Le principe contraire doit prévaloir, et une telle opération doit être faite, dèi qu'on soupçonne qu^elle pourra devenir utile. On évite ainsi des accidents qui peuvent avoir les conséquences les plus fâcheuses. Tel de ces accidents peut arrêter des jours^ des semaines, des mois entiers, ou même forcer de renoncer définitivement au sondage.

Opérations accidentelles. — Ces opérations sont, par leur nature même, impossibles à décrire systématiquement; car elles peuvent et doivent varier, en quelque sorte, indéfiniment, selon les circon< stances particulières de l'accident.

Nous devons dire cependant, d'une manière générale, que ces accidents méritent, de la part du sondeur, toute son attention, pour tâcher de les éviter, et toute son habileté et en même temps toute sa persévérance, pour arriver à les réparer. On pourrait penser, pour beaucoup d'accidents, au moment où ils se produisent, qu'ils ne sont pas réparables, et qu'on n'a rien de mieux à faire que d'abandonner le forage. Si, par exemple, un outil coincé au fond du trou par des éboulements, a fait rompre les tiges quand on a voulu le retirer, n'a-t-on pas lieu de craindre, si l'on fait une nouvelle tentative avec une caracole ou quelque autre accrocheur, que les choses étant restées en l'état, ou ne produise d'autre effet que de rompre les mêmes tiges sur quelque autre point ?

U n'en est pas toujours ainsi cependant. Ce qu'on n'a pas obtenu du premier coup, on peut arriver à l'obtenir, en répétant avec précaution les efibrts exercés, en les variant et les combinant de diverses manières.

A un effort de traction simple, par exemple, exercé en bandant le câble de l'engin, on ajoutera des efforts de torsion, exercés dans un sens constant ou alternativement dans les deux sens, avec ou sans secousses ; ou bien on substituera à une traction continue une se-

i3f COURS D*EXPLOITATiOM DES UINES.

rie de secousses de bas en haut, qui produiront, peu à peu, une suite de petits mouvements, dont l'amplitude ira croissant jusqu'à ce que le dégagement cherché se produise.

Ainsi , par exemple, si l'on veut chercher à exercer une action énergique de bas en haut sur une ligne de tiges ou sur une colonne de tuyaux, on les serrera très-fortement entre deux mâchoires en bois, après avoir donné sur leurs faces quelques traits de burin destinés h augmenter l'adhérence ; puis, au moyen de longs leviers élastiques en bois, à l'extrémité desquels on exercera des pesées, on produira une série de secousses agissant de bas en haut sous ces deux mâchoires.

Une disposition, qui sera souvent d'un grand secours, consistera à intercaler dans toute tige que Ton introduira dans le trou, pour y faire quelque manœuvre accidentelle, un joint à coulisse de Kind (n* 83), à l'aide duquel on pourra produire sur la partie de tiges inférieure à ce joint, soit de haut en bas, soit de bas en haut, selon les cas, des séries de secousses souvent très-efficaces pour amener un dégagement. On peut d'ailleurs employer cet artifice, non-seulement en cas d'accident, mais aussi comme annexe indispensable de certains outils. Ainsi, par exemple, pour les outils élargisseurs, (fig 66 et 67), il faut, pour pouvoir les remonter après emploi, dégager le coin qui a produit l'expansion de leurs branches. Pour cela, on l'attachera à la ficelle qui a servi à le mettre en prise, non pas directement, mais par l'intermédiaire d'un petit système à coulisse, dont la partie supérieure agira sur la partie inférieure comme une sorte de marteau, lorsqu'on voudra faire retomber le coin.

Le cas, ci-dessus indiqué, d'un trou tendant à se dévier de la verticale est un accident assez sérieux, et en même temps difficile à éviter dans des terrains très-relevés, présentant des alternances de couches dures et tendres, ou bien lorsqu'on vient à rencontrer un joint de faille très-incliné. Le moyen qui semble indiqué, quand on s'aperçoit de la déviation, est de remblayer la hauteur dévice avec des cailloux très durs, tels que des silex, de les tasser fortement et de recommencer le forage à travers cette masse. Si l'on traversait une couche très-mince de sable très-fin et très-coulant, plutôt que de descendre, pour l'arrêter, une colonne perdue, au-dessous de laquelle on est obligé de réduire le calibre du trou, on jette dans le trou,

npLORATIOlf PAR SONDAGE. 135

non plus comme dans le cas précédent, des pierres dures, mais au contraire des mottes de terre glaise que l'on comprime fortement en les battant avec un tampon de bois, et on reperce à travers leur masse avec la tarière à glaise. Ce moyen peut réussir avec de peti tes hauteurs de sable et de petits diamètres de trou, ou encore avec des trous plus importants, pour faciliter la mise en place d'une li* gne de tubes, à travers une couche sableuse.

Ces exemples pourraient être multipliés ; mais, quoiqu'on fasse, on ne parviendra pas à énumérer tous les incidents que Ton rencontrera dans la pratique. Pour chacun d'eux, la sagacité et l'expérience acquise doivent suggérer des moyens spéciaux, qui, malgré tout, restent parfois insuffisants.

{tWt) Les indications qui précèdent se rapportent au procédé le plus ordinaire de sondage, qui constitue ce qu'on nomme le sondage à la tige.

Il convient de dire quelques mots d'un autre procédé, qui a été recommandé à diverses reprises, et que l'on désigne sous le nom de sondage à la eorde^ ou sondage chinois.

Le premier nom fait pressentir en quoi consiste le procédé ; le second lui a été donné, parce qu'il semble être, ou avoir été, employé en Chine, d'après ce qu'on peut conclure de quelques courtes descriptions données par des missionnaires.

Le principe du système consiste à employer une corde analogue à celle qui sert pour la cloche à soupape, aussi bienpour le battage que tKWi* le enrage.

On doit se représenter que la tige se réduit, à la partie inférieure, à la coulisse, c'est-à-dire à une partie courte et tnassive^ ayant le poids nécessaire pour faire agir efiScacement le tranchant de l'outil, et en même temps assez longue et assez bien guidée pour maintenir la verticalité du trou.

Il est bon d'ailleurs, par les motifs indiqués au numéro précédent, d'interposer un joint à coulisse entre la corde et l'outil.

L'avantage essentiel qu'on se propose par remploi du sondage à la corde, est de supprimer le temps perdu par l'assemblage et le désassemblage des tiges, quand on travaille au trépan, et de donner»

154 COURS D*EXPLOITÂTrOIf BES VINES.

SOUS ce rapport, au travail du battage, la même rapidité d'allure qu'à celui du curage à la cloche.

Cet avantage est évident, et il serait d'ailleurs d'autant plus appréciable que le sondage serait arrivé à une plus grande profondeur.

Malheureusement, c'est précisément pour ces sondages très-profonds que l'emploi de la corde est, sous d'autres rapports, le moins indiqué, soit à cause des difficultés qui résultent de l'extensibilité et de la flexibilité de la corde, même quand on emploie des cordes en fil de fer, soit, principalehient, à cause du peu de ressources que le système offre en cas d'accident, ou lorsque, par une circonstance quelconque, on est conduit à agir par rotation. Or, il est rare que dans le cours de l'exécution d'un sondage profond, ces circonstances ne se produisent pas, et même à plusieurs reprises.

On peut donc penser qu'une série de tiges rigides doit obligatoiremefit faire partie de Toutillage, même pour un forage que l'on voudrait faire à la corde.

Deux autres avantages attribués au sondage à la corde sont, d'une part, qu'on a un poids moindre à manœuvrer, et, d'autre part, que cette manœuvre ne comporte pas la nécessité, ni même Futilité de se procurer un point d'appui solide et à une grande hauteur ; d'où *^ultent l'emploi d'un personnel moins nombreux pendant le travail et une moindre dépense de première installation.

On peut répondre d'abord, qu'avec une bonne organisation et l'emploi de la vapeur, le personnel peut, même avec le sondage à la tige, être fort réduit, ef, pour ainsi dire, indépendant de la profondeur; et ensuite qu'une première installation trop sommaire, faite en vue seulement de l'emploi de la corde, serait insuffisante, à un moment où l'emploi de la tige viendrait à être acddentellement nécessaire.

Je pense donc qu'au lieu de chercher, en commençant un sondage, à s'organiser pour l'exécuter à la corde, en ne considérant remploi de la tige que comme une éventualité plus ou moins éloignée ; on doit, en quelque sorte, retwerser les termes de la question^ s'installer et s'outiller complètement comme pour travailler k la tige, sauf, pour les passées de terrain qui le comporteraient, c'està-dire dans lesquelles l'horizontalité et la solidité [des terrains pa-

KHCOBATIOR PAR SORBAGC 195

raitraient offrir pea ik chances d'aoridente, à fiiire le battage à la corde.

Ce système mixte serait d'ailleurs peu praticable pour les forages à grand diamètre» oà Ton compte par milliers de kilogrammes le poids à manœuyrer.

Telles sont, à mon avis, les limites dans lesquelles il convient de se renfermer dans l'emploi du sondage à la corde ; et, en fait, après avoir été préconisé et même employé avec ^elque succès, après avoir éié l'objet de diverses améliorations de détail fort ingénieuses, il ne s'est pas répandu dans la pratique, et on peut le èonsidérsr aujourd'hui comme à peu prés abandonné*

On a cherché à le compléter et à le perfectionner par une disp^ sition spéciale, désignée par son inventeur sous le nqm de sonde française^ caractérisée par l'emploi de tubes de retenue qu'on enfboçait au fur et à mesure de l'avancement, en leur imprimant un moument de rotation qui se transmettait à l'outil pendant le battage. On avait ainsi l'avantage de faire un trou rond et de prévenir les dégradations que peut produire le fmiet de la corde sur les parois.

Ce système n'a pas survécu à son innenteur.

(t08) Un autre système, différent du sondage à la oorde, consiste à employer des tiges en fer creux. Théoriquement une tige et fer creux a la même résistance à la traction qu'une tige en fer plein de section égale, et, en même temps, une résistance plus grande à l'écrasement et surtout à la torsion. Mais en réalité les fers creux, pour avoir une épaisseur pratique suffisante, auront une sectkA plus grande que la tige de sonde pleine qu'ils peuvent remplacer, et d'autant plus grande qu'ils seront plus gros ; ils seront d<Mie toujours plus lourds, et ils seront aussi plus chers, tant à cause de leur poids plus grand par mètre courant qu'à cause de leur prit plus élevé par unité de poids.

Mais l'avantage qu'on cherche à leur emploi est de les faire agi^ comme instruments de curage, en roAme temps que le trépan qu'ils portent à leur extrémité agit comme instrument de forage. A cet effet, on injiscte de l'eau dans leur intérieur avec une pompe fou* lante. Cette eau sort par un trou placé à la base des tiges, et détail

ISO COURS D'EXPLOITATION DES MIIIBS.

mine à rintërieur du trou un courant ascendant, qui enlève et ramène au jour les matières, ou au moins les matières fixes provenant du broyage.

Tel est le système qui s'emploie encore aujourd'hui, et qui semble offrir quelques avantages dont cependant on ne doit pas s'exagérer Fimportance.

Le temps gagné n'est pas celui de la montée et de la descente des tiges ; car cette manœuvre, si on ne la fait pas pour le curage, doit être faite pour visiter et réparer l'outil. Le temps gagné est, à proprement parler, celui du curage^ c'est-à-dire que l'outil retiré, on le remplace par un outil de rechange qu'on peut descendre immédiatement.

Ce gain de temps se réduit donc en réalité à assez peu de chose ; toutefois, à cet avantage on peut ajouter celui d'un travail de l'outil moyennement plus efficace sur le fond du trou, qui esttoujours à peu près décapé.

(104) Les détails ci-dessus (n** 81 et suivants) s'appliquent à l'exécution de grands sondages, pour recherches de mines et pour puits artésiens. Quant aux petits sondages mentionnés au n^ 80, ils ne comportent ni la même variété dans l'outillage, ni la même importance dans l'installation. Ils ressemblent plus à d^^ trous de mine^ tels que le mineur les fait dans le travail de l'abattage à la poudre, qu'aux forages dont on vient de parler.

Les trous de sonde destinés à reconnaître le terrain, lorsqu'on soupçonne le voisinage de vieux travaux pleins d'eau et de mauvais air, se font sur un diamètre de quelques centimètres seulement, afin d'être d'autant plus faciles à boucher lorsqu'on a percé à ces vieux travaux. Ces trous sont exécutés dans le plan du gite, en avant du front de taille et sur les côtés.

Les premiers sont dans l'axe du chantier, ou parallèles à cet axe, et se poursuivent, au fur et à mesure de l'avancement, de manière à le précéder, toujours d'un nombre donné de mètres, 2 ou 3 mètres au moins, et souvent jusqu'à 8 ou 10 mètres et plus, selon la solidité de la masse, la largeur du chantier et la charge d'eau supposée.

Les trous de sonde sur le côté sont poussés obliquement, et remplacés à mesure qu'on avance.

On s'assure ainsi que le front de taille et les parois du chantier sont convenablement protégés.

11 faudrait sonder également ou au toit, ou au mur, ou jnéme dans les deux sens, si Ton s'avançait au milieu d'itne couche puissante, sans connaître quelle partie de cette couche ont exploitée les anciens.

Ces petits sondages se font avec des burins et des curettes, analogues à ceux du mineur au rocher ; mais on les emploie sans masselte. Le tranchant du burin est en acier, les tiges sont assemblées à vis ; elles sont rondes pour être plus faciles à manier.

Dans le cas ordinaire, on commence directement le trou de sonde au front de taille sans faire aucun préparatif particulier. Mais s'il s'agit d'aller trouver de vieux travaux, formant un lac étendu qu'on veut assécher à l'aide du trou de sonde, et si d'ailleurs la matière du gîte est friable et facile à déliter, on dispose contre le front de taille, et on engage môme d'une certaine quantité dans la masse, en en garnissant très-exactement tout le pourtour, un tuyau de fonte ayant le diamètre du trou, muni d'une large bride au moyen de laquelle on le butte solidement, et d'un robinet qui laisse passer les tiges, et qui servira à régler l'écoulement à volonté, dès qu'on aura percé aux eaux.

Ces trous de sonde se font facilement à bras, sans appareil particulier, lorsqu'ils n'ont que 5 à 6 centimètres de diamètre et qu'ils sont faits de haut en bas. Ceux qu'on fait horizontalement, et surtout en montant, sont plus pénibles, à cause de la position , et parce que, ne pouvant ôtre tenus pleins d'eau, ainsi qu'on le pratique pour les autres, les trépans s'empfltenl, et leur tranchant s'émousse rapidement. On peut éviter ce dernier inconvénient, en lançant de temps à autre dans le trou, le jet d'une petite pompe roulante.

On imaginerait facilement des engins au moyen desquels on arriverait à contre-balancer le poids de l'outil; mais cela ne serait pas très-commode à installer dans un chantier où la place est limitée. On se borne à guider et à soutenir en partie la tige, quand cela semble nécessaire, par un galet Axé à hauteur convenable, et dont l'axe est porté par deux buttes entre lesquelles passe la tige.

iSB GOimS DTIPLOITATIOll BES ««ES.

La sonde employée à la surface pour explorer le terrain à petite profondeur, ne diffère pas de celle dont il Tient dTètre parlé. Elle se manœuvre à bras, tant qu*on n'a que quelques mètres à percer ; au delà d'une dizaine de métrés, si l'on avait une suite de sondages à faire, on trouverait avantage à s'outiller avec une chèvre à 5 montants et un chevalet portant un petit levier pour le battage.

Pour explorer un terrain tourbeux, le trépan est remplacé par une tarière d'un petit diamètre qu'on fait agir par rotation de la tige.

Pour les minerais de fer superficiels, qui existent en poches irrèguliëres dans les terrains calcaires de beaucoup de parties de la France : le Périgord, le Berry, la Champagne, la Franche- Comté, etc..., on recherche la position de ces poches, au moyen d'une sonde pointue qu'on enfonce dans le terrain sans curer le trou, les terres étant simplement refoulées. La pointe est surmontée d'un renflement, ou bourrelet, un peu plus gros que ceux qui sont formés par les assemblages des tiges.

Si l'on est arrivé au minerai, on en est averti par la couleur caractéristique du dépét qui reste sur le bourrelet quand on retire l'instrument.

§ 5* -» Donoées dijerses relatives aoz sondâiges.

(1 05) On a décrit dans les paragraphes précédents, avec détail, la forme et le "mode d'emploi des divers instruments qui constituent l'outillage spécial au sondeur; d'une manière plus sommaire, les divers engins avec lesquels cet outillage est mis en œuvre; et enfin cette mise en œuvre elle-même.

Gomme résumé et conclusion, nous présenterons le programme, suivant lequel il nous semble que pourrait être installé et exécuté un grand sondage de recherche, qui devrait être poussé â 500 mètres, 600 mètres et plus.

Une fois l'emplacement choisi, en ayant égard aux considérations du n* i 01 , on aurait à examiner et à résoudre les questions suivantes :

1* Dtamètre initial à donner au trou. — Le point important est

BXPLORATKH! PAR SONDA^SK. i3(

de commencer sur un diamètre largement suffisant^ et d'autant plui g^and que Ton prévoira que les terrains à traverser seront p/ia difficiles.

On pourrait admettre 0*^,20 pour des terrains faciles ; au moins O'^jSO pour des terrains difficilest dans lesquels on prévoirait qu'il faudra tuber, et même enfoncer plusieurs séries de tubes les unes dans les autres, parce que la grande hauteur à tuber ne pourra pas Fétre avec une seule série, qui éprouverait trop de frottement de la part du terrain. On estime, d'une part, que chaque tubage fait perdre 4 à 5 centimètres sur le diamètre du trou, à cause de l'épaisseur du tube, du jeu qu'il doit avoir dans le tube précédent et du jeu des outils par lesquels il devra lui-même être traversé, et, d'autre part, que le bas du trou ne doit pas avoir moins de 0*^,10.

(Les dimensions ci-dessus s'appliquent aux sondages pour recherche de mines. Pour les grands puits artésiens, on a été à O'^fSO, 1 mètre et même à 1°',80 et 2 mètres.)

2"^ Choix de V engin de relevage. — La hauteur est l'élément essentiel à considérer pour la brièveté des manœuvres. On la fera d'une quinzaine de mètres au moins. La construction la plus simple consistera en une chèvre à 5 montants convenablement entretoisës. On ajoutera à la hauteur utile de l'appareil, en plaçant le plancher de manœuvre» autant que possible, en contre-bas du sol.

Ainsi, par exemple, si le sondage était entrepris au fond d'un puits de mine, l'engin se placerait au jour; mais c'est au fond du puits qu'on installerait le plancher de manœuvre. On pourrait ainsi descendre et remonter les tiges, par pcgrtions ayant pour longueur la hauteur de l'engin, plus la profondeur du puits ; ce qui donnerait une grande économie de temps.

S"" Choix du systèfne des tiges. — Peutrêtre n'y a-t-il pas de moti& de préférence bien décisifs entre les tiges en fer et les tiges es bois ; du moins voit-on les unes et les autres en usage chez les plus habiles sondeurs : les premières semblent être d'un usage plus sûr et présenter plus de ressources en cas d'accident ; les autres sont plus légères et peut-être par là d'un usage courant plus commode.

Quant à leur assemblage, il doit être à vis. C'est le seul mode qui permette, malgré la petite déformation que la fatigue donne à toutes

les pièces, de réunir les tiges, dans un ordre quelconque, d'une manière solide et sans aucun ballottement. C'est aussi celui qui permet le montage et le démontage le plus rapide.

L'emploi d'un joint à coulisse et d'un outil à chute libre, quel qu'en soit le système, doit être réputé indispensable.

Un parachute et des guides convenablement espacés doivent être regardés comme des dispositions très-utiles, pouvant prévenir ces accidents dont les suites seraient des plus fâcheuses et peut-être irrémédiables. Tel pourrait être, par exemple, le cas d'une grande longueur dé tige qui viendrait à échapper aux ouvriers par quelque fausse manœuvre. En l'absence de parachute, cette tige tomberait au fond du trou avec une grande vitesse, et se fausserait, ou se briserait même en plusieurs morceaux, qui s'enchevêtreraient les uns dans les autres d'une manière plus ou moins compliquée.

4"" Composition de CoutiUage. — Le travail courant se fera avec un trépan simple, facile à réparer, et la cloche à soupape.

Gomme outils accessoires, on aura une caracole et une cloche à écrou.

En prévision du besoin, on aura un certain nombre de tubes de retenue, d'un diamètre extérieur, inférieur de 2 centimètres au diamètre du trou. Ce petit jeu facilite l'entrée, mais n'empêche pas les frottements contre les parois du trou, qui se dégradent, ou poussent plus ou moins au vide avec le temps.

Ces tubes ne demandent, pour être enfoncés, qu'un mouton pour le battage, et un collier muni de leviers pour leur imprimer un mouvement de va-et-vient de rotation pendant ce battage.

Quant aux autres outils très-nombreux dont nous avons parlé, on les commandera selon les besoins.

5® Choix de la force motrice. — A moins de motif tout à fait particulier, comme serait, par exemple, un manque d'eau complet, la force motrice qui semble devoir obtenir la préférence est celle de la vapeur, toutes les fois qu'on aura à dépasser 250 à 300 mètres. Elle sera généralement économique, en réduisant beaucoup le personnel, qui n'aura pas besoin d'augmenter en nombre avec la profondeur du trou, et qui peut ainsi être composé d'un petit nombre d'hommes intelligents et exercés. C'est une

grande garantie contre les accidents qu'une maladresse peut amener.

La vapeur pourra être employée à toutes les manœuvres de force, sauf le rodage, c'est-à-dire à monter el à descendre le trépan, à faire le battage, et même, si l'on veut, à manœuvrer la cloche à soupape.

Le moteur à vapeur de la chèvre aura, aux dimensions près, la disposition générale qu*on donne aujourd'hui à une machine d'extraction, n sera horizontal, à deux cylindres couplés, muni d'une coulisse de changement de marche, d'un volant léger et d'un frein puissant. Sa force pourra être de 8 à 10 chevaux, ou même 12 ou i 5 pour un très-grand sondage.

Il commandera par courroie (pow diminuer les chances d'accident dans le cas d'un engagement subit des tiges) : d'une part, l'arbre portant le tambour ou les bobines du câble ou des câbles de relevage, et, d'autre part, Tarbre du tambour portant le câble de la cloche à soupape. Les deux courroies ne sont jamais embrayées à la fois.

L*emploi de deux câbles distincts pour les manœuvres des tiges abrège l'opération de la descente et du relevage des tiges, et permet ainsi d'augmenter d'autant la durée journalière du battage.

Le moteur pour le battage pourra èlre un appareil à vapeur distinct'du précédent, mais alimenté par les mêmes générateurs. 11 devra toujours être manœuvré à la main, afin d'être maître de varier à volonté la vitesse et l'amplitude du battage, selon les indications du chef de manœuvre qui est à la manivelle.

La machine sera disposée comme une machine d'épuisement, soit à traction directe, soit à balancier. La seconde disposition, quoique un peu plus complexe, semble cependant préférable, en ce qu'elle n'encombre pas la verticale passant par l'un des trous.

Le diamètre du cylindre à vapeur sera calculé de manière qu'avec la pression eflective des chaudières, le piston puisse enlever trèsfacilement, et avec un excès notable de force, le poids maximum qu'on aura à manœuvrer dans les derniers temps du sondage. Jusque-là, on marche en étranglant suffisamment la prise de vapeur. Le moteur spécial du battage pourra être supprimé, en donnant ce travail à faire à la machine de relevage, suivant la disposition

iéfi C0UB8 D*EIPL0iTATI01l Dfô UliES.

qu'emploient le plus souvent MM. Degousé et Laurent, et dont nous avons signalé l'avantage au point de vue mécanique (voir n«84).

(f 06) Avec une installation conforme aux indications générales ci-dessus, bien étudiée d'ailleurs dans ses détails, et confiée à un personnel intelligent et exercé, on peut penser qu'on exécutera un sondage dans des conditions aussi avantageuses que Tétat actuel de l'art le comporte.

Malgré cela, le travail présente encore, par sa nature, assez d'ëventualités pour qu'il soit bien difficile, au début, de savoir dans quelle dépense on s'engage, soit dépense de temps, soit dépense d'argent.

Il est donc difficile de trouver, pour un tel travail, des entrepreneurs sérieux qui le prennent à forfait, ou bien, s'ils s'y décident, comme ils doivent mettre naturellement les chances de gain de leur côté, ils n'acceptent qu'un prix supérieur probablement à ce qu'aurait coûté le travail fait à la journée, en admettant des difficultés imprévues d'une importance moyenne.

Le mieux parait donc être de traiter avec ces entrepreneurs à des conditions qui ne les exposent pas à des pertes en quelque sorte illimitées, mais qui les intéressent à la bonne et prompte exécution du travail.

On pourrait convenir, par exemple, d une première somme mensuelle déterminée, représentant la location du matériel fourni par l'entrepreneur ; d'une seconde somme représentant le salaire dupersonnel spécial, celui des manœuvres étant payé par la compagnie qui fait faire le travail, ainsi que les fournitures de charbon et autres dépenses accessoires ; ou bien d'une autre somme plus forte, qui représenterait à forfait l'intégralité des dépenses de toute nature supposées rester à la charge de l'entreprise.

On conviendrait, en même temps, des délais dans lesquels l'on* vrage devrait être poussé à des profondeurs données ; la compagnie restant d'ailleurs maîtresse de s'arrêter à la profondeur qu'elle voudrait. A la fin du travail, l'entrepreneur recevrait une prime fixe qui dépendrait de la profondeur atteinte, et une vrime variable qui dé-

IXPLORiHON PAR SONDAIS. 149

pendrait du nombre de jours qu'il aurait su gagner, sur le délai prévu au contrat pour cette profondeur.

Cette combinaison, ou quelque autre du même genre, semble sauvegarder équitablement les intérêts des deux parties, qui trouvent, Tune et l'autre, a?anlage à ce que le travail soit rapidement exécuté.

(t07) Pour donner une idée des chiffres sur lesquels le débat pourrait s'établir entre les parties discutant les bases d'un traité, nous citerons quelques exemples d'avancements journaliers moyens obtenus en diverses circonstances :

(Ces avancements sont indiqués pour un travail continu de jour et de nuit ; ils devraient être réduits d^un peu moins de moitié^ si l'on ne faisait qu'un poste de nuit.)

1"^ Terrains tertiaires et crétacés, assez difficiles à cause de la propriété ébouleuse de certaines couches. Forages poussés aux environs de 100 métrés « . . l'^fOS

2*" Terrains crétacés, avec peu de silex. Forages de 2 à 300 mètres 1",35

3"" Terrains crétacés très-siliceux. Mêmes forages que cidessus 0^,85

4"" Terrains durs et siliceux, grès bigarré et grès des Vosges des départements de l'Est. Forage de 150 à 200 mètres. . . . i'^AQ

S"" Même terrain. Forage à 650 mètres 0^86

6"* Terrain houiller facile. Sondages à diverses profondeurs assez faibles 1",78

Quant à la dépense correspondante d'argent, on pourrait la déduire des nombres ci-dessus, lorsqu'on sera convenu du prix de location du matériel, et qu'on aura apprécié, d'après les conditions locales, les dépenses journalières.

Les nombres ci-dessus sont chacun, sauf l'avant-demier, lamayenne d'un assez grand nombre de sondages ; ils doivent donc être regardés comme exacts. Mais ils se rapportent à des travaux faits à diverses époques déjà plus ou moins éloignées, et avec des procédés divers.

Mon opinion est qu'aujourd'hui, en s'outillant comme il a été dit plus haut, avec les derniers perfectionnements acquis, on arriverait

114 COURS D'EXPLOITATION DBS IIHBS.

à une exécution sensiblement plus prompte et beaucoup plus économique.

Je considère que dans des terrains plutôt tendres que durs, tels que le terrain crétacé avec sa proportion ordinaire de lits siliceux, on doit faire, pour des trous allant jusqu'à 200 et 300 mètres, 1°,50 par journée de vingt-quatre heures, ou au moins 0'',80 en neti^vaillant qu'au poste de jour ; dans des terrains siliceux assez durs, mais en couches rapprochées de l'horizontale on pourra faire, pour des sondages allant jusqu'à "200 mètres, {"«SO par journée de vingt-quatre heures, ou au moins 0",70 avec un seul poste de jour, et pour des sondages très-profonds de 600 mètres et plus, 1 mètre dans le premier cas et 0'",55 dans le second.

A titre de simple indication, nous dirons que le forage à 650 mètres indiqué ci-dessus, forage dont Texécution a été signalée par d'assez nombreux accidents qui en expliquent le faible avancement journalier, a coûté, toutes dépenses comprises, environ 200,000 l'rancs, soit 300 francs, en nombre rond, par mètre courant.

La dépense de temps et d'argent indiquée ici n est pas assurément la moitié de celle qu'aurait occasionnée le foncemeut d'un puits de môme profondeur. L'écart sera habituellement plus que du simple au double entre ces deux genres de travaux, du moins tant qu'il ne s'agit que de forages pour recherches de mines, et non de forages à grand diamètre qui coûtent notablement plus cher que les autres, et pour le percement, et à cause des frais du tubage définitif.

Un grand sondage de 0",50 à 1 mètre et jusqu'à 1°,80 pour recherche d'eaux jaillissantes, poussé à 500 mètres de profondeur, coûterait peut- être 4 à 500 francs par mètre et au delà.

Une série de pelits sondages superficiels, à 10 ou 20 mètres de profondeur, ne coûteraient que quelques francs le mètre.

II est inutile, et il serait d'ailleurs impossible, de chercher, entre des limites aussi éloignées, à établir une moyenne rationnelle, qui se trouverait évidemment inapplicable à un cas particulier donné.

(f 08) Nous terminerons ce chapitre, en complétant les indica* lions données dans les n~ 81 et suivants et auxquelles se rattachent

EXPLORATION PAR SONDAGE. Ub

les figures de détail 48 à 98, par quelques exemples d'inslallations de sondage.

Ces exemples sont représentés sur les figures 99 à 104. Les deux premières concernent des installations simples, telles que les comporteraient des sondages à la tige peu importants (jig. 99), ou des sondages à la corde {fig. 100).

Les quatre figures suivantes se rapportent, au contraire, à des opérations très-importantes, et représentent des types créés par les trois maisons principales qui se sont livrées, depuis une trentaine d*annéés, aux entreprises de cette nature.

La figure 101 est Tinstallation créée par M. Kind pour le puits de Passy ; la figure 102, celle du puits du boulevard de la Gare, foré par M. Dru, pour aller chercher la même nappe aquifëre que les puits de Grenelle et de Passy, entre 550 et 600 mètres de profondeur.

Les figures 103 et 104 se rapportent aux puits de la Butte-aux- Cailles et delà Chapelle, établis, le premier par M. Dru, et le second par MM. Degousée et Laurent, pour aller chercher une nappe aquifère inférieure à la précédente, supposée exister dans le terrain jurassique à une profondeur d'environ 900 mètres. Cette décision prise par la Ville de Paris, d'aller chercher une nappe aquifère inférieure à celle des grès verts qui alimentent les puits de Grenelle et de Passy, se motive, avons-nous dit, par la convenance de ne pas diminuer le débit de ceux-ci, qui s'influencent déjà, malgré la distance de plusieurs kilomètres qui les sépare.

Si les installations représentées figures 99 et 100 doivent être regardées comme insuffisantes pour un sondage de quelque importance, les 4 autres, au contraire, et surtout les deux dernières, doivent être considérées, sous la réserve de quelques observations qu'on pourrait faire sur la partie mécanique, comme présentant, au point de vue spécial du sondage, les derniers progrès de l'art, sur une échelle dépassant ce qui pourrait être nécessaire, même dans un très-grand sondage pour recherche de mines.

Ou a donc ainsi des limites entre lesquelles on devrait généralement se tenir dans le cas où l'on aurait, comme ingénieur, à dresser le programme et à étudier les principaux détails d'installation» pour un travail de ce genre.

CÏÏAPITRB T

DES TRAVAM D'ABiiTTAOV

§ 1. * Obeenaliana préliminairea»

(ton) Nous ttvons vu, dan& les chapitres précèdoits^ commegot se sont fonnés les gîtes de substances minérales utiles qjue l'on Eeiir contre. dans le sein de la terte^ ei sous quelle extrême vwriétë d'allures ils se présentent ; par quels travaux d'e^loraiioa leur existence matérielle petU di abord être constatée; de quels travaux de recherche, ou de reconnaissance, il$ doivent eneuite être V objets avant que la question de leur mise en exploitation définitive puUse itn posée; enfin quels clémaoLts nombreux et délicats comporte Tétude de cette question, tant au point de vue faeehnique qu'aux points de vue soit commercial soit financier.

La supposant résolue dans un sens affirmatif , nous avons un gîte dont nous oonnaisaons plus ou moins nettement l'allure généraki et c'est ce gtte que nous nou& proposons d'exploiter.

Qa'il s'agisse des travaux (tels que puits ou galeries) au moyen daaquels on ira l'attaquer, ou des travaux mêmes de Texploitation dont il sara. ensuite l'objet, on a toujours à faire des excavations, soit dans la roche encaissante^ soit dans le gtte. Gea ezcavalions sont l'œavre de Yowmer mineur proprement dit Ellea s'exécutent par des procédés et au moyen d'outils spéciaux*, dont la mise en œuvre constitue ce qu'on appelle le travail de YabestagOi, qui. doit actueller ment nous occuper.

TRiTAUX. DfAJKi^miaiL l« .

{tftOr) Au point de V116 de la difficulté, de KentaiUement, »Î¥aiili une classification depuis* loi^lemps iadiopiée,. puisqu'elle remonte i Werner, oa peut diviser te» voebes. de. la mamèr&^swvanle :

Lesi roehea éboMleuseft ;i

Les roches tendres;

Les roches- deini-dures», oa tKaàtabks\;

Les rochâs dures, ou tinaûas ;

Les roches tcàsrdure&^.ou rkakitraiUes ;

Et enfin les roches soluhlea.

Dans l'ordre d'idées; où se plaçait Werner^ à ehaetmB^de ces catégories correspond remploi d'un outils oui d'un proeédéi dlentaiUfr» ment, qui lui est pajrtioulîérenient approprié..

Ainsi, aux roches ébouleuses correspondrait le travail à la jiteche^ et aux roches tendres le travail au pic; les roches demi-dures* se traiteraient à la ptointeroUe^ et les roches dures à la poudre; les roches récalcitrantes s'entailleraient à Vaide du feu^ et le& rocàea solubles à l'aide dd Veau^

Cette classification. est aujourd'hui, assez sunmnée. On n'emploie: plus guërcren travail coucant, etoacmploier a d& moins en moins le travail à la pointerolle et. rentaiUement à Taide du feu. Abstractîoa' faite du travail par l'eau, qtti n!est qu'un cas tout particulier, ouipeul. croire que le travail à la. poudre est appelé à. empiéter* de plus- en: plus sur le domaiaa des autres procédés^ ài mesure que, le prixi de. la main-d'œuvre s'élevant, on trouvera plus d'intérêt à économiseff la force de L'homme.. G-esi ainsi qu'en Angleterre un avancement donné, dans* une certaine soehe, se fait avec un moindre nombre de* jowrnies et une plus grande dépense de poudre qu'en Allemagne.

Quoiqu'ilren.sobtypottii donner une iilée de la. difficulté relative que présentent les diverses roches dans lesquelles le mineur peut avoir à faire ses travaux d'abattage,, nous reproduisons ici l'énumératioa donnée, d'après Werner, dans l'ouvrage classique de Héron dn Villefosse sur là richesse minérale.

Sans la classe de&rechesébraleusesv Fauteuir range' «la. terre vé-

gétale^ lesi sables,, oefitaâns.dépMs tecreux.etpilusi0u«rs alkivions. o*

Dans la classe des. substances tendres,, a les sables fortement ag-f

glutinés^^laiplttgartr dea alluvians^ l'argiladusme, le& dépâts* cadési

148 COURS ]>'E1PL0ITAT10N DBS MINES.

qui sont ordinairement pénétrés d'argile et d'oxyde de fer rubigineux, les roches trés-décomposées^de granité et de gneiss, quelques gypses, presque toutes les sortes de houille, le sel gemme, quelques minerais à gangue de spath pesant, le cinabre, Targent rouge, et en général tous les minerais à gangue pulvérulente. »

Il classe dans les roches demi-dures, oti traitables : « certaines roches calcaires, le schiste cuivreux, le schiste alumineux, la serpentine, les marnes, les gypses, les grés, toutes les roches qui sont fortement imprégnées d'argile et de fer oxydé rubigineux, celles qui présentent de grandes parties de mica ou de courtes fissures, tous les granités, gneiss, porphyres et schistes micacés qui ont déjà subi une décomposition assez avancée, toutes les substances dites spathiques, excepté le feldspath, qui est tenace, et le spath pesant, qui est tendre ; enfin la plupart des minerais métalliques, tels que le plomb sulfuré, le zinc sulfuré, le cuivre pyriteux et le fer spathique. »

Il classe dans les roches dures ou tenaces, attaquées au fleuret et détachées à l'aide de la poudre : « la plupart des granités, gneiss, schistes micacés, porphyres, schistes argileux, grauwackes, basaltes et roches calcaires, quartz tapissé de cristaux ou mélangé d'argile, presque toutes les roches amphiboliques, presque tous les minerais de fer oxydulé ou de fer oxydé rouge, le fer pyriteux, le fer arsenical, les minerais de cobalt, tous les minerais trës-mélangés de quartz. »

Enfin, parmi les roches très-dures ou récalcitrantes, que le feu détache en partie en facilitant le reste de l'opération, il compte : a le quartz pur, les roches très-quarlzeuses de granité, de gneiss, de schiste micacé, le porphyre à base de pétro-silex, le schiste porphyrique, le grenat compacte, les grès très-quartzeux, quelques poudingues, quelques minerais qui sont un mélange intime de fer, de zinc, de soufre, d*arsenic et de quartz ; enfin, les minerais d'étain disséminés dans une roche très-tenace. »

Bien que cette énumération ne soit pas très-satisfaisante, en ce que, d'un côté, elle contient des substances inutiles à considérer, telles que l'argent rouge, par exemple, qui ne forme jamais des masses assez importantes pour qu'il y ait lieu de s'en préoccuper

TRAYAUX D*ABATTAGC. 149

au point de vue de Tabattage, tandis que, de Tautre côté, elle pè* chfî par omission, en ne mentionnant pas, par exemple, explicitement les roches du terrain houiller, on peut retenir cette classifio tion en cinq degrés de dureté, que nous désignerons sous les n~ 1 à 5, en passant des roches les plus dures aux roches les plus tendres.

(fit) Appliquant cette classification, nous dirons d'une manière générale :

En premier lieu, pour les filans^ que, le plus habituellement, les travaux à travers bancs que l'on a à exécuter dans les terrains anciens, tels que ceux où se trouvent la plupart des districts métallifères de l'Europe, rencontreront des roches dont la dureté peut être caractérisée par le nombre 2, la dureté du 1*' ordre n'étant qu'une exception assez rare ; que les filons eux-mêmes pourront être du 2"^ ordre, passant au premier lorsqu*ils auront une gangue essentiellement quartzeuse et à structure saccharoîde, dans laquelle les minerais seront intimement disséminés ; qu'ils passeront, au contraire, au S"** ordre, lorsqu'ils seront à gangue barytique, et que les minerais y seront concentrés en masses notables.

En second lieu, pour le terrain houiller^ que la dureté des roches à recouper dans les travaux à travers bancs sera habituellement du 2°^ ou 3"^ ordre, avec cette différence que, dans les bassins du centre et du sud de la France, le 2'"'' ordre est proportionnellement beaucoup plus répandu que dans les grands bassins du Nord, et qu'on y trouve même accidentellement des roches de 1** ordre, formècs de grès ou de poudingues très-quartzeux et très-fortement agglutinés ;

Que la houille, malgré de certaines différences de compacité entraînant de très-grands écarts dans la proportion de gros obtenu à l'abattage, et par suite dans la valeur marchande du produit, reste toujours une substance du 4"* ordre. •

En troisième lieu, enfin, pour les gttes en amasj qu'on peut, suivant les cas, rencontrer toute espèce de degrés de dureté, depuis le !«' ordre, qui caractériserait certains stockwerks, ou des amas quarlzeux avec minerais finement disséminés, tels que ceux du

COURS fi!BSPIiOITATION JOB MINES.

•^ammelsberg «u flarlz, jusqu'au 5°"* ordm, que pi^éfientenûeut, par nemple, beaucoup d'allu^vioiis.

{-fi. -«-.IMscription.deB procédé!»

(If 2) L'abattage des roches ébouleuses se fait à la pioche et à la ^le, et constitue, à proppement parier, uu^tratvailde terraesûer.

La pioche sert à désagréger le terrain en petites parties, à Végreirr, en quelque sorte, de manière à «n treadre facile le charge- 'raent à la pelle. On chargera d'ailleurs àilamain les gros blocs, tels ^ue les gros galets, ou les parties agglutinées qui ne icéderaient pas 'Hu travail de la pioche.

Le fer de la pioche peut n'avoir qu'une seule branche, terminée soit en pointe, soit en biseau perpendiculaire au manche, selon la iMtuTe arénacée ou argileuse de la masse i abattre, et porter du cdté Of osé une tète carrée, plus ou moins gro»e, pouvant servir au 'bt lin de masse.

vJe fer peut aussi avoir deux 'branches, dont Tune est terminée en pointe et l'autre en biseau. Ces deux parties doivent avoir leur centre de gravité commun sur Taxe du manclM, afin de faciliter l'empbi de l'outil dans un plan non vertical, sans que le manche tende i toi&mer dans la main de Touvrier. Ce manche, pour un travail à dél ouvert où l'ouvrier peut développer ses mouvements, peut &\'oir 1 mètre à l'',10 de longueur. Il est habituellem^it en bois de ii'ène fendu dans le sens des fibres. Il convient, pour qu'il soit bien •en mu In, de lui donner une section elliptique de 0^,04 sur 0™, 05, et de h terminer par une partie très-légèrement renflée en forme de crosse. Pour la sdfidHé de l'assemblage, l'iseil qui sert à fixer le mandhe doit être légèrement conique, la petite base étant du oètë {he l'eiïtrée. Un clou'chassë «dansle'bois en écarte les fibres et empêche le manche de sortir. Les deuxIbraBckes du fer doivent ne pas ttre en ligne droite, mais former *un arcade censle ayant à peu près son «centre vers Tarticulalion ^ réipaule >4e iroumûer, afin que la pointe frappe Inen normalement sur le temia. L'outil doit dire acièré à sontrantânint et i «a*poiilte,<ou'mtee«nliàvemeiitfiQaGÎer.

niÂTAUX D'ABATTAGE. 191

Les figares 105 font ressortir les principaux détails ci-dessus.

L'oufil, pour enlever les déblais formés par la pioche, est la pelle^ ou escoupe, dont le fer peut avoir 0",25 à 0",30, sur 0",50 à 0",40 de côté environ.

Pour faciliter son entrée dans la masse des déblais, la lame mince qui forme le fer de Toutil a une section trapézoïdale dont le 'bord tranchant est le plus petit côté ; souvent aussi les deux côtés se réunissent suivant une courbe^ ou forment eux-mêmes deux lignes courbes qui se réunissent sous un angle plus ou moins aîgu (fig. 106). La lame porte sur le revers une nervure saillante, qui va en mourant du côté du tranchant, et qui s'épanouit du côté opposé, pour former la douille servant à fixer le manche.

Ce manche a 1",30 de longueur et doit être incliné à peu prés à 45"^ lorsque la lame est horizontale, ou, ce qui revient au même, doit faire un angle d'environ 135^ avec la lame. Cette disposition convient pour un travail à ciel ouvert. Dans un chantier bas, où rhomme ne pourrait se tenir droit, cet angle de ISS"" devrait être augmenté, et d'autant plus que le chantier serait plus bas. Le manche se ferait en même temps plus court. Beaucoup de fers de pelle se font maintenant en acier fondu cfoux, ce qui permet de les faire un peu plus légères, tout en leur assurant une plus longue duroe.

Tous ces détails, qui peuvent paraître minutieux, ont leur importance, en ce qu'ils contribuent, chacun pour leur petite part, à augmenter l'effet utile des ouvriers. Mous dirons ici, à cette occasion, d'une manière générale, que pour un traTail, quel qu'il soit, Toutil qu'on met entre les mains des ouvriers doit être toujours étudié avecsoin, danssaforme, dans ses dimensions, dans la grandeur et la répartition de son poids, etc., et toujours entretenu en bon état.

Je crois devoir insister sur cette remarque, parce qu'on n'y a pas ioujotxrs assez égard en France, où Ton est trop souvent disposé à penser et à dire quepi>tiriin bon ouvrier il n'y a fas dffnauvais outilt^ en ce sens qu'un ouvrier habile vient à bout de son travail, môme lorsqu'il n'est que médiocrement outiHé. On "suit d!autres errements idans d'autres pays, en Angleterre notammont, où l'on trouve, au contraire, qu'tm bon ouvrier n'a jamais de trop bons otiltb, et c'est U certalnemeRt me des cauws qui amènent ce résultat încontes-

i5S COURS D'EXPLOITATION DES VIRES.

table que dans un grand nombre d'industries, toutes les circon* stances étant égales, l'ouvrier anglais produit un efTet utile supérieur à celui qu'on obtient dans la plupart dés autres pays.

(113) À l'outillage composé de pelles et de pioches, on ajoute, lorsqu'il s'agit de travaux de déblai à faire sur une hauteur notable, des espèces de gros coins formés de rondins de bois, ferrés par le bas, ou au gros bout, et frottés à la tète, d'un diamètre moyen de 0'",10 à 0",12 et plus, et d'une longueur comprise entre O'^fSO et l-à^^20(/l<y. 107).

Ces pieux sont plantés en lignes parallèlement au front de taille, qui présente alors une suite de gradins, et sont enfoncés à coups de masse, de manière à déterminer la chute d'un prisme ayant pour longueur la largeur de la taille, et pour c6tés de la base la hauteur du gradin et la distance de la ligne des piquets au bord de ce gradin.

La dimension de ces prismes doit être déterminée par la condi* tion qu'en s'éboulant ils se subdivisent en parties assez ténues pour que le débit ultérieur à la pioche s'en trouve notablement facilité.

Un chantier, pour un travail de déblai profond à faire dans une roche ébouleuse, présentera donc un front rectiligne ayant la largeur du déblai, et terminé, à droite et à gauche, par des talus appropriés à la nature plus ou moins ébouleuse du terrain. Sur le flanc de ces talus seront ménagés, au moyen de retraites, les chemins nécessaires pour Tenlèvement des déblais. La hauteur totale de l'ouvrage sera divisée en une série de gradins droits, figurant comme les marches d'un grand escalier, qui auraient chacune 1 mètre, l'^^SO et jusqu'à 2 mètres et plus de hauteur {fig. t08).

Chacun de ces gradins, en retraite sur le précédent de la quantité suffisante pour que les ouvriers ne se gênent pas, soit d'une largeur au moins double de la hauteur, est avancé par un travail de souschevage fait au pied du gradin, à l'aide de la pioche, complété par renfoncement des piquets de mètre en mètre, ou de 2 en 2 mètres, à une distance del mètre à i"',50 et plus de la crête. Le travail de suus-clie\age doit être fait avec précaution et par des ouvriers ha-

TRATA1IX D'ABATTAGE. 15S

biles et prudents, qui évitent de se laisser prendre sous Téboulement prématuré du prisme qu'ils veulent détacher. En principe, ils ne doivent pas pousser leur travail de sous-chevage jusqu'au point où la chute du prisme se produirait ; ils ne doivent que la préparer, et elle s'achève par l'enfoncement des piquets, opération pendant laquelle les ouvriers non employés à cette opération doivent se retirer en arrière du front de taille.

(114). L'abattage des roches de la seconde classe se fait au pic.

Le pic ordinaire a la forme générale d'une pioche ; il en difTére cependant par les dimensions et aussi par le mode d'emploi.

Au lieu de travailler en pleine masse comme avec la pioche, dans le double but de pratiquer l'excavation qu'on a en vue, et de subdiviser la roche en parties propres à être chargées immédiatement à la pelle, on emploie le pic, sur une matière plus dure et moins facile à désagréger, simplement pour y faire des rainures, ou entailles, aussi profondes et aussi étroites que possible ; de manière à réduire la quantité de matière à égrener sous le travail du pic et à obtenir des masses dégagées sur plusieurs faces dont il est ensuite facile d'obtenir la tombée^ soit en les laissant travailler^ soit en hâtant la chute au moyen de coins ou de coups de mine.

L'abattageà un chantier commencera donc, en général, par l'exécution d'une sous-cave, entaille que l'on fera soit à la sole de la galerie, si la roche est uniformément solide, soit dans la partie la moins dure qui se prêtera particulièrement à ce travail; ce sera, par exemple, dans une couche de houille, un petit banc de houille friable, ou un lit d'argile schisteuse tendre.

Ce travail de la sous-eave est de même nature que le travail du souS'Chevage^ mentionné au numéro précédent, mais il se fait d'une manière plus nette et plus accusée. On lui donnera une hauteur de 0'",20 à 0",25 au plus, quelquefois seulement de quelques centimètres, et une profondeur qui ne sera pas, en général, inférieure à 0'",50, qui sera le plus souvent de 0",80 à 0*,90, et pourra s'élever à 1 mètre et même parfois jusqu'à 1",30 et 1",50.

Après la sous-cave, on pratiquera, à droite et à gauche du chan-

f04 COURS DXXPIDITATIQN AES MINES.

itier, ce qu'on appelle r^ntaille^ ou la rouillure« qui, en principei de^a Être étroite et avoir la profondeur de la sov&^aye.

ATec la sous-ca^ et les -deux entailles, un bloc de matière à abatttretse trouve n'avoir plus «que deux JaoeB adhérentes, la face eupérieare ou inférieure, selon que la sous-cave est faite en dessous ou en Aessus de ce bloc, etla £ace postérieure.

Il tombe de lui-même, après qu'on a enlevé les tasseaux^Kiu buttes, par lesquels on Ta soutenu provisoirement pendant le travail au pic.

S'il ne tombe pas de lui-même, on en détermine la chute, soit à l'aide de petits coups de mine, exécutés comme on le dira ci-après, Boit à l'aide d'une série de coins, que l'on chasse à coups de masse, dans le plan suivant lequel on veut amener la rupture.

On fait ainsi tomber tout le prisme, soit en une seule fois sur tonte sa haulour, soit en plusieurs fois, s'il y a des joints de facile division, ou si ces chutes successives importent à la facilité et à Tefficacité du triage.

Le bloc, en tombant, se brise généralement en plusieurs morceaux, que l'on débite au pic, dans la mesure strictement nécessaire pmir pouvoir être chargés à la main, tandis que le menu provenant de ce débit est chargé à la pelle. On opère ainsi pour épargner le travail d'une plus grande subdivision, qui serait non-seulement inutile, mais encore désavantageuse, la matière en gros morceaux ayant ordinairement plus de valeur qu'à l'état de menu.

Les pics reçoivent diverses formes qui sont représentées figure 109.

Le pic ordinaire est un fer qui a une largeur de 0",25 à 0",35, terminé d'un côté par une pointe carrée aciérée, d'autant plus obtuse que la roche est moins tendre, et de l'autre par un œil elliptique ou trapézoïdal, qui sert à passer le manche. Le fer est carré de 25 millimètres de côté, ou, ce qui vaut mieux, rectangulairede27 à30 millimètres de hauteur sur 1 5 à 20 millimètres d'épaisseur. Son poids est habituellement compris entre 0^,75 et 2 kilos, ou môme 2^,5d. n^est emmanché à un manche de O'^fOO à O^'JO dans les chantiers 'has, de 0'°,80 à 4 mètre dans les chantiers ou les hommes peoveut -travailter à l'aise «t à grands coups.

L'œil elliptique ou trapézoïdal forme habituellemeift un renflement symétrique par rapport à un .plan passant par Taxe du man-

TRAVAUX D'ABATTAOE.

cfae et du fer. D'autres fois ce renflement est reporté tout entier sur le côté. Gela peut se pratiquer, lorsque la sous-cave se faisant toute Tait à la sole du chantier, on veut manœuvrer l'outil le phis bas possible, en le laissant glisser en contact avec 4e mur.

Les pics ci-dessus sont Toutil principal des mineurs qui travaillent à rabattage dans une couche de houille. Us 'comportent quel* iques variantes.

Ainsi on nomme pic à rocher un outil différent des pics ordinaires par les dimensions du fer. Il aura, par exemple, 0'",35 à 0",40 de long, 35 millimètres de hauteur sur 20 à 25 d'épaisseur, et une léte carrée du c6té opposé à la pointe. 11 pourra peser 3 ou 4 kiL et au delà. Il sera employé pour abattre les gros nerfs durs qui peuvent être intercalés dans une couche de houille, ou, s'il s'agit d'un travail au rocher, pour faire tomber et pour dépecer les rochers déjà fissurés et ébranlés par le coup de mine. Il agit, suivant les cas et successivement, comme le pic ordinaire, ou bien comme un levier, en engageant la pointe dans une fissure et agissant à l'aide du manche qui doit être alors renforcé à Temmanchement, ou bien enfin conune une masse, en frappant avec la fête. Souvent la tête acquiert un développement assez grand pour que le manche passe par le centre de gravité du fer. II peut ainsi être facilement manœuvré dans un plan quelconque. 11 sert alors pour entailler les salbandes et faire dans un filon le travail préparatoire du dépouillement de ce filon. On le désigne, en allemand, sous le nom de schrftmhammer.

Le pic à deux pointes y ou pic anglais^ diffère du pic ordinaire, en oe que le manche est au milieu du fer, et non à une extrémité. L'outil tient en main sans avoir besoin d'être -serré; il est équivalent, pour le travail, à deux pics ordinaires ; il demande un peu plus d'adresse que ceux-ci, lorsque Foutil doit s'engager dans une entaille «profonde et étroite.

La rivelaine est un pic à une pointe ou à deux pointes, formé d'un fer plat de^ centimètres au p&us d'épaîsseur, soudé à un manche en fer de même épaisseur terminé soit par une poignée en &r rond, soit par une douille qui sert à le prolonger par un manolie*en bois. La longueur totale des deux manches réums <va jusqu'à fTfBO.

Cet instrumeirt «ert à faire les soasp'caveB dans les lits iai|[fl0iix

156 COURS D fiIPLOITATIOR DBS MIRES.

souvent très-minces, de 2 à 3 centimètres, qui se présentent frô* quemment au mur d'une couche de houille.

La rivelaine sert, en agissant par une sorte de grattage à petits coups, plutdt que par la percussion, à faire une mince sous*cave dans laquelle ne pénétrerait pas le renflement que forme Temmanchement ordinaire d'un pic.

Ces lits minces et tendres qui existent au mur d'une couche ou dans la couche même, se nomment un havrit ; le travail de sous* cave dans un lit de ce genre se nomme un havage. La présence d*im havrit facilite et abrège beaucoup le travail de l'abattage, et l'on doit distinguer, sous ce point de vue, les couches qui ont du havrit de celles qui n'en ont pas, c'est-à-dire de celles dont le charbon conserve sa dureté jusqu'à son mur même, avec lequel il est plus ou moins fortement soudé.

Le pic, quel qu'il soit, se termine habituellement en pointe, pour attaquer le rocher qui s'égrène et saute en petits éclats sous les chocs de cette pointe. Un ouvrier habile fait d'abord, pour exécuter une entaille, deux petites rainures très-rapprochées l'une de l'autre, en promenant la pointe de son pic suivant deux lignes verticales ; puis il fait sauter le petit prisme qui subsiste entre ces deux rainures, en la promenant sur une ligne verticale comprise entre les deux premières.

Si la roche, au lieu d'être cassante et fragile, présente une consistance pâteuse, la pointe peut être remplacée par un petit biseau disposé, comme celui d'une pioche, pei*pendiculairement au manche. C'est ce qui se fait pour les rivelaines, quand le havrit est tendre et nettement argileux.

Si la roche a une certaine ténacité, analogue à celle que pourraient présenter des lignites ayant conservé partiellement la texture fibreuse du bois, le pic pourrait très-convenablement présenter un petit biseau parallèle au manche, comme celui d'une hache.

Les coins (fig. 110) employés pour produire la tombée sont ou des coins pointus, ayant 4 centimètres de côté à la tête, ou des coins plats terminés en biseau, ayant 3 centimètres sur 6. Ils ont deO'^jSO à 0"',50 et plus de longueur. Les plus longs reçoivent le nom d'aiguilles. On fait leur emplacement avec quelques coups de pic, on les place à la

TRAUUI D'ABATTAGE. i57

main, et on les enfonce à grands coups de masse, dans le plan de joint suivant lequel on reut opérer la disjonction. La masse est un prisme en fer, de 5 à 6 centimètres de côté et de 18 à 20 centimètres de longueur, muni d'un manche de 50 à 60 centimètres et plus. Il pèse de 3 à 5 kilogrammes ; quelquefois le poids va jusqu'à 1 0 kilogrammes, le manche a alors O'^^OO à 1 mètre, et la masse se manœuvre à deux mains. Il faut quelquefois mettre deux coins l'un au-dessus de l'autre, quand la roche fléchit sensiblement, avant de rompre.

Les coins sont quelquefois remplacés par deux fers demi-ronds (fig. 111) placés Tun contre l'autre par leur face plane, remplissant avec un certain jeu le vide d'un trou de mine.

On place entre eux un coin très-plat, ayant une longueur un peu moindre que le diamètre du trou. On dispose les trois pièces ensemble dans le trou, de manière que les surfaces de contact soient parallèles au plan de la fissure que Ton veut produire. Ensuite on frappe à grands coups de masse, pour enfoncer le coin entre les deux autres pièces qui fonctionnent comme des calles.

On produit ainsi des efforts extrêmement énergiques, très-efQcaces avec des roches qui cassent sans plier sensiblement.

Cet outil remplace, à Liège, le tirage à la poudre, dans les points où la présence possible du grisou ne permet pas d'employer les coups de mine.

(115). Le travail de l'abattage à la pointerolle est, pour ainsi parler, une sorte de travail de ciselure, qui se fait sur des roches dont la dureté est telle, que le travail à la pioche y serait absolument sans effet, et que le travail même du pic y serait fort peu efficace, à cause du défaut de précision des coups successifs de l'instrument. La dureté de la roche est telle que, pour en détacher un morceau, il faut une série de coups frappant successivement et avec force en des points parraitement déterminés. L'ouvrier doit avoir un assortiment de pointerolles ayant de 75 à 300 millimètres de longueur. Ce sont des espèces de ciseaux, aciérés ou entièrement en acier, ayant 20 à 25 millimètres de côté, terminés d'un côté pnr une Néte carrée et de l'autre par une pointe plus ou moins aiguë (fig. 112).

iSa COURS O^EUMlXAfflOl» 0B& IHNES.

Dsi sont tenua- de lamalagaucbe par rou^mr,. aait sqU au. mojan d'un petit mancbe en bois di ft^'fSS^ passé dans un (Bil. ménagé au mlLLau. de leur longueuir.. Dana ce deraiei cas, lU, G(msût\xeiBi\9LYàTiiàb]e:pQinUrolle. Quand ib<aoDltenu&>âir6ctemenfc à la main, comme, un ciaeaa de menuisiec,, on. lanc donne le nom: dû pomte^,

La pointerolleperiofii, plu3 commodémeiit que la pointe, de placer Toutil au point et dana la diiseetiiML voulue. On frappe dessus, de la main droite, avec une massette de 1 kil. 1/2 à 3 kilogrammes ûiée à un manche d& O'-.JS de tonftueur.

L'ouvrier, travaille en faisant une première entaille dont la pro» fondeur dépend de la dmceté de la roche ; puis il élargit successivement cette entaille en faiaant sauter des éclats sur ses deux, boris. Quand on a ainsi promené la pointe de Toutili sur tous les points du front de taille, celui-ci se trouve avancé d.'uae quantité égale à la profondeur suivant laquelle la dureté de la roohe permet de faire la première entaille.

On comprend la lenteur d'un pareil procédé d'eataillement^ qui oblige d'émietler, en.quelque sorte, toute laroche qui correspond à l'excavation que Ton veut pratiquer. Tel était cependant, avant l'application de la poudre, le seul moyen d'abattaga qgui fût à la disposition des mineurs. La travail, devenait, excessivement lent avec, des roches très-dures. C'est ainsi qu'on voit, dans de vieilles galeries d'écoulement où l'on a marqué sur les parois l'avancement fait à diverses époques, qn'on n'avançait en. terrain trés-diu' que* d'un petit nombre de mètres (20°" ^25*", par exemple) ent un an.

Le travail à la pointerolle est abandonné comme procédé usuel d'avancement ; il ne sert plus que comme accessoire, pour achever de détacher des roches fis&urées par des coups de mine,, pour donner à une exeavation. des, dimensions et des formes exactement déterminées,, comme s'il s'agit de loger les pièces de. fondationid'una machixie,. ou bien lor^qga'une excavation doiL éixa faite sans ébranler par des. coupa de. mine les fondations d'une, machine établie, etc..» etc. On peut considérer que, comme. Irafv^il cousant d'abattage^ il est remplacé,&oity «pour le&^ roches, les^plua tendres, par le travail; du. pic dont, nous, venons de parleCs snHr (oiu: lea j^u»

TaiVÂilXi n'ABAJXAAI. «•

dures, par la iravaiL à. Ia.paudi)e (|ua nous allons décrire-, soi* flcm^ vent aussi par une comMnaison, dans la mesure qui parait le pins appropriée auieiraiiLr de Remploi du picet de remploi de la poudire.

(116) Ce' dernier mode de travail peut être oumdérè commt ayant été le principal perfectionnement: qu'ait œça Tari des mines depuis bien de& aièclea^ On peut affirmer qHev-sans-s^nj secours, nombre de mines métalliques auraîenl dùi éke afiandbnnées- depoie longtemps* k vateus de la maîn-d'œuTO& nfayent oessé d'àlier em croissant relatLrement à celle des mManx. La pins grande produotion obtenue par journée d'homme à l'aide dfe ht pondre a pu, jusqu'à ua certain point^ compenser le. pm pVtts élevé de* 1« journée.

L'économie que produit le tirage à la poudre: est ordinairemint considérable, ainsi qua le montre L'expérience^, et elle L'est d'antanV plus qne la.roehe est plus dure.

Mous ne voulons pas dii*e par là qu'en principe et d'une manière' générale, le travail moteur obtenu par la combuadon de la peudire* doive être regardé comme plus économique que le travail produit par la force de l'homme* Le rapport varierait éviîdeniment selon* le* mode d'emploi de ces deux forces, et la détermination numérique n'en serait pas facile.

On remarquera toutefois que, dans un coup de mine, le travail de la pondre se réalise dans des conditions très-mauvaises, mécanir quement parlant. D'abord, on a parfois des efTets de projection qui correspondent à des dépenses inutiles da force vive ; car, ce qu'on cherche, c'est de disjoindre la roche, et non d*en projeter les fragments.

En second lira, k chaleur énorme qui se développe au moment de L'expiosâen, et qui.se perd rapidement en se propageant dkns Tes autres corps, correspond àiune force- vive îrrteme, ou force vive vibratoire, qui n'est pas plus utile que h fbree vive externe employée à la projection des fragments.

Eafiot kb dèleata* des* gas est fort b»L utiliaèe^ puisque l'eflet de rqptuner est produit,, dès quev. perpeadScui ninim nfc à une surface dcHUiée^ksmolècBlis onA ramaienefeà s^écartn druoi qwntftè finîe^

leO COURS D'EIPLOITATIOM DES MlNKd.

même très-petite, et par conséquent sans qu'il y ait eu augmentation appréciable du volume des gaz.

Mais, en compensation, l'énorme pression initiale qui résulte de la combustion surmonte immédiatement » et en une fois, des résistances moléculaires devant lesquelles la force de l'homme ne serait efficace qu'à la condition de les subdiviser beaucoup.

En d'autres termes, la poudre donne de gros blocs, tandis que la pointeroUe subdivise la masse en un beaucoup plus grand nombre de parties beaucoup plus petites ; la poudre est donc économique, relativement à l'emploi de la pointeroUe, non pas tant parée que le ktlogrammètre serait produit par elle à meilleur marché^ que parce qu'il lui faut dépenser beaucoup moins de kilogrammètres pour produire un mètre cube de vide.

On voit facilement ce que donnerait la considération ci-dessus, si l'on supposait, par simple aperçu, que, dans les deux cas d'emploi de la poudre et de la pointeroUe, les morceaux obtenus fussent semblables. Supposant m morceaux égaux obtenus à la poudre, et m' obtenus avec la pointeroUe, pour un volume donné de vide produit, désignant par A et par a les côtés homologues de ces morceaux, on aura d'abord, puisque le volume est le même,

inA*=m'a'.

Les quantités de travail développées seraient respectivement proportionnelles à mA* et m'a^, et leur rapport serait

mA« m!

, Ainsi le travail de la poudre serait au travail de la pointeroUe dans le rapport inverse des dimensions homologues des morceaux, ou, ce'qui est la même chose, dans le rapport direct des racines cubiques du nombre de ces morceaux.

(117) Pour le mineur au rocher ^ c'est-à-dire le mineur travaiUant à la poudre (ainsi nommé, dans les houillères, pour le distinguer du mineur qui travaille le charbon, et qu'on nomme ouvrier à la

TRAVAUX D'ABATTAGK. 161

veine OU piqueur)^ l'outillage ordinaire et courant comprend un as* sortiment de fleurets, ou burins, de diverses longueurs, une massette» une curette, une épingletle et un bourroir (fig. 113).

Les fleurets sont des barres de fer aciérées à l'extrémité, ou des barres d'acier, de forme ronde pour être faciles à manier, présentant un tranchant légèrement élargi à leur extrémité. Leur grosseur est ordinairement comprise entre 0",025 et 0",050. L'ouvrier les tient de la main gauche, le tranchant appliqué contre le fond du trou, et frappe sur leur tête à l'aide de la massette, en les tournant après chaque coup d'une petite quantité, pour faire le trou rond.

La massette est du poids de 2 à 5 kilogrammes ; elle est fixée à un manche de O'^jSO à C^.SS de longueur.

La curette est une tige en fer, portant, d'un côté, une petite palette ronde formée en aplatissant la tige et la repliant à angle droit, qui sert à vider le trou, et, de l'autre, un œil oblong dans lequel on passe des étoupes, ou des chiffon^, qui servent à le sécher.

Le bourroir est une tige métallique renflée vers le bas, avec laquelle on tasse les matières dont on remplit le trou par-dessus la cartouche de poudre placée au fond.

L'épinglelte est une tige mince et pointue, qu'on enfonce jusque dans la poudre, et qu'on maintient en place pendant le bourrage, pour ménager un petit canal qui servira à mettre le feu à la poudre. Le renflement du bourroir est échancrè de manière à loger répinglette.

(118) Le travail s'exécute de la manière suivante.

Après avoir dépouillé, à l'aide de leviers {fig. 114), ou du pic à rocher, ou de la pointeroUe, toute la partie que le coup de mine ou fourneau précédent avait suffisamment ébranlée ou fissurée, l'ouvrier examine, d'après la nature du rocher et d'après la forme actuelle de l'excavation, l'emplacement, la direction et la prorondeur i donner au nouveau trou. Les conditions à remplir sont d'abord, autant que possible, de s'arranger pour que la roche soit convenablement dégagée d'un côté, c'est-à-dire qu'il y ait une ligne de moindre résistance^ perpendiculairement à laquelle les fissures principales se détermineront ; ensuite, de ne prendre ni trop ni trop peu I - 11

de rocher à abattre en une fois. Dans le premier cas, on risque de voir le trou se décharger comme une arme à feu, ou faire canon; dans le second, on fait une dépense de poudre inutile.

L'emplacement choisi, si la surface en est glissante, Touvrier y donne d'abord quelques coups de pic ou de pointeroUe ; puis il commence à battre, avec le fleuret le plus courl et la massettc, en tournant à chaque fois d'un huitième ou d'un dixième de tour, pour faire le trou bien rond .

Si le trou est fait en plongeant, condition qu'on tâche d'avoir en général, on le tient rempli d'eau, pour délayer la boue produite par le battage et empêcher l'outil de s'empâter et jde s'échauffer. Une petite rondelle en paille ou en cuir, percée d*un trou pour laisser passer le fleuret, peut être placée sur le trou, pour diminuer le rejaillissement de l'eau au dehors.

On change de fleuret à mesure que son tranchant s'émousse, et on le remplace par un fleuret d'une longueur proportionnée à la profondeur du trou.

On fait le curage du trou, de temps en temps, en y passant la eurette, qui retire les boues formées par le fleuret. Si ces boues sont trop liquides, on leur donne la viscosité convenable, en introduisant dans le trou une pelotte d'argile, ou de chaux vive ou de pl&tre cuit, qu'on délaye dans Teau.

Lorsque le trou a atteint sa profondeur, qui varie de 0"',40 au moins à 0'°,60, 0'',80, l"" et plus, selon les cas, on le cure une dernière fois avec soin, et on le sèche à l'aide des étoupes ou des chiffons, qu'on passe dans l'œil de la curette, et dont on fait une sorte de tampon qui, promené dans le trou, enlève l'eau par imbibition.

Si la roche est fissurée et peut donner de Feau dans U trou^ on le glaise, en le bourrant avec quelques boudins d'argile et reforant rapidement à Taide du fleuret et de la curette.

S'il arrive de l'eau mtour de Vorifice du tnmy on établit une espèce de petite digue annulaire en terre grasse, pour l'empêcher d'f tomber.

Q faut alors introduire la poudre. Elle doit être apportée par Toiivrier, en cartouches préparées d'avance, et être toujours introduite dans le trou avec sa cartouche, (ki mot une ou plusieurs cartouches.

TRAYAUX D'ABAHAGE. 103

selon la dose de poudre qu'on yeut employer. Assez habituellement la poudre remplit le tiers ou la moitié de la longueur du trou. L'épinglette doit pénétrer jusque vers le milieu de la charge. Ensuite, tenant l'épinglette appuyée contre la paroi du trou, on tasse avec le bourroir sur la cartouche, jusqu'à Torifice du trou, des boudins d'argile préparés à l'avancj, delà brique pilée, des ^ schistes tendres, etc. Ces matières sont introduites par petites parties qu'on bourre successivement, avec une force croissante b mesure qu'on s'éloigne de la poudre. Pendant ce bourrage, l'ouvrier tourne de temps en temps l'épinglette, pour l'empêcher d'adhérer trop fortement.

Le bourrage terminé, il retire l'épinglette à l'aide du bourroir passé dans l'anneau de la tète, en tirant ou frappant à petits coups sur ce bourroir Dans le petit canal ainsi réservé, on met une amorce, ou boute-feu, qu'on peut fabriquer de diverses manières. Tantât on prend un fétu de paille, que Ton coupe au-dessous de deux nœuds ; on le remplit de poudre fine, et on le fixe avec un peu d'argile à l'entrée du trou, le nœud vers l'intérieur. Lorsqu'on l'enflamme, il prend un mouvement de recul, comme une petite fusée, ei va porter le feu dans la cartouche.

Tantôt l'amorce occupe toute la longueur du trou de l'épinglette, et est formée par une série de canettes^ ou raquettes^ enfilées les unes k la suite des autres. Ces canettes sont des cônes en papier très-allongés, enduits de poudre. •

On les obtient en délayant de là poudre dans une dissolution ^ommeuse, et y trempant des bandes de papier qu'on enroule, jusqu'à ce qu'elles soient sèches, autour d'une pointe d'épinglette.

Les canettes en place, on y adapte une mèche en coton qui a été trempée dans du soufre fondu, et que l'ouvrier a soin de flamber avant de la mettre en place, en la passant rapidement dans la flamnïe de sa lampe. Q la fixe à la dernière canette qui dépasse le trou, avec un peu de terre grasse ou de suif.

S'il y a un courant d'air dans un sens déterminé, il a soin de la tourner sous le vent ; puis il observe si toutes les mesures sont prises pour qu'il puisse effectuer sa retraite. Si, par exemple, il travaille au fond d'un puits, il doit donner le signal convenu pour

1U4 GUURS D*EXPLOITATION DES HINES.

qu'on soit prêt à enlever la benne, et il doit avoir reçu la réponse à ce signal. Il avertit de la voix tous les ouvriers( qui peuvent travailler dans le voisinage.

Quand toutes ces mesures sont prises, il met le. feu à Textrëmilé de la mèche et se retire immédiatement. La prudence veut qu'il se retire assez loin, parce qu'il y a des exemples de projections à de grandes distances.

Lorsque le bruit de l'explosion s'est fait entendre» il se rapproche, examine comment la mine a travaillé^ observe les fissures produites, sonde le rocher à l'aide de sa massette, et fait tomber, à l'aide du pic à rocher ou de leviers, toutes les parties que l'explosion a suffisamment ébranlées.

Lorsqipe l'explosion ne survient pas dans le temps ordinaire, une à deux minutes, il faut attendre, avant de se rapprocher, au moins dix à douze minutes^ parce que diverses circonstances, faciles à concevoir, peuvent ralentir la combustion de la mèche et des canettes. On a même des exemples de coups partis plus tardivement que nous ne venons de le dire.

Revenu sur le trou, l'ouvrier enlève la mèche et les canettes, en place d'autres, après s'être assuré que le trou de l'épinglette n^est pas obstrué, et remet le feu.

Si, après deux ou trois tentatives semblables, le coup ne part pas, on suppose que la poudre est noyée ; le mieux est d'abandonner ce trou et d'en faire un nouveau à côté. On ne doit du moins le débourrer qu'avec beaucoup de précaution, et autant seulement que la poudre a été introduite dans une cartouche, et qu'ils'agit d'un trou plongeant, qu'on peut tenir noyé en grand pendant le débourrage.

(119) Tel est le travail ordinaire du mineur au rocher.

Ce travail donne lieu à des accidents assez fréquents dont il importe de préciser les causes.

Ils peuvent arriver :

Au moment de l'introduction de la cartouche enfilée sur l'épin glette, si celle-ci, introduite trop brusquement, vient à frotter fortement contre quelque aspérité quartzeuse;

Quelquefois, pense-t-on, au commencement du bourrage, si la

TRAVAUX irABAHAGE. i05

première pelote d'argile est enfoncée trop brusquement à coups de bourroir, de manière que Tair interposé entre elle et la poudre fonctionne comme dans un briquet pneumatique ;

En tournant Tépinglette pendant le bourrage, ou en la retirant à la fin, ou encore si un coup de massette maladroit vient frapper sur sa tèle et fait porter la pointe sur le fond du trou ;

Si le coup de mine part prématurément, faute d'avoir bien placé la mèche, ou de Pavoir prise assez longue ;

Si, au contraire, le coup pari tardivement, au moment où l'ouvrier se rapproche pour voir quelle est la cause du raté qu'il suppose ;

Enfin, au débourrage, après un raté.

On évite un grand nombre de ces accidents, en remplaçant les ëpingleltes en fer par des épinglettes en cuivre rouge, ou en bronze, ou en laiton, ou dont la pointe au moins est en laiton, ou même par des épinglettes en bois , et en faisant en outre la tète des bour^ roirs en bronze, ou les bourroirs tout entiëlrs en bois. Ces dispositions ont été jugées assez importantes pour que, dans quelques pays, on ait trouvé à propos de les rendre obligatoires; elles sont néanmoins assez peu du gré des ouvriers, parce que ces épinglettes se faussent ou se cassent trop facilement. Le bourroir en bronze ou en bois semble d'ailleurs sans utilité réelle, lorsque la poudre n'est pas versée directement dans le trou, mais introduite avec une cartouche, comme il faut toujours le faire.

On peut faire mieux, en supprimant l'épinglette, et employant ce qu'on appelle des mèches de sûreté, ou des étoupilles de Bickford.

Ce système, aujourd'hui très-employé, peut-être même plus employé que Vépingletie^ consiste à remplacer les canettes par des cordelettes, ou étoupilles, dans l'axe desquelles on introduit, au moment de la fabrication, de la poudre fine, qui forme une traînée continue fortement serrée par les fils qui l'enveloppent. Le mineur coupe ces étoupilles de longueur, au moment de l'emploi, en introduit un bout dans la cartouche, dont il lie les bords sur Pètoupille avec une petite ficelle, ou avec les fils de l'étoupille même détordue sur une petite longueur (fig. il5).

La cartouche enfoncée au foiid du trou, l'étoupille se loge sur le côté, et tient la place de l'épinglette qui devient inutile.

Le bourrage terminé, on met directement le feu au bout de Tétoupille.

Celle-ci brûle lentement, avec une yitesse de 0"^50 à 0"*,60 par minute, qui donne à l'ouvrier le temps de se mettre à l'abri.

Dans une étoupille, la combustion de la traînée de poudre n'est pas instantanée, mais successive, par un effet analogue à celui qui se produit dans une fusée ordinaire. Par suite de la compression, les gaz que dégage la combustion des premiers grains de poudre ne peuvent s'étendre en arrière, et les grains suivants ne s'enflamment qu'en vertu de la conductibilité que présente l'étoupille, au fur et à mesure que ses divers éléments arrivent à une température suffisante.

Ce système, inventé depuis une quarantaine d'années dans le Cornouailles, s'est beaucoup répandu depuis cette:époque. Il offre, en effet, de nombreux avantages, au point de vue de la commodité dans l'emploi, à celui de l'augmentation d'effet utile, qui doit résulter de la suppression du trou d^ Pépinglettef et enfin à celui de la plus grande sécurité qui résulte de cette suppression, directement à cause des dangers que présente le maniement de cet instrument, indirectement à cause de la diminution du nombre des ratés.

n a un autre avantage important, lorsque les trous de mine sont très-humides, ou lorsqu'il s'agit de tirer sous l'eau. Habituellement, pour ce tirage sous l'eau, on emploie un tube en fer-blanc, ou en tôle mince, muni d*un fond, qu'on place dans le trou, et à l'intérieur duquel on fait la charge comme à l'ordinaire; mais il est ; lus simple d'employer des cartouches formées à l'avance au moyen de petits sacs rendus imperméables par leur immersion dans du goudron, et de remplacer Tétoupille ordinaire, ou étoupille blanchCi par une étoupille goudronnée imperméable.

A côté de ces divers avantages, ces étoupilles ont l'inconvénient du prix, qui est d'autant plus sensible que la poudre et la maind'œuvre sont moins chères. Aussi sont-elles d'un emploi presque général en. Angleterre, et plus étendu en France qu'en Belgique et surtout en Allemagne.

(f jeo) . Le travail ctdessas déerit est le travail ordinaire, dit à im

TfiAVAUX D'ABATTAGE. 187

homme. Dans quelques districts de mines, assez souvent en Angleterre, par exemple, et dans la plupart des travaux à ciel ouvert, on emploie le travail à deux hommes, quelquefois à trois hommes, qui diffère du précédent en ce que deux ou trois ouvriers travaillent au même trou de mine : lun tient le fleuret avec les deux mains, et le fait tourner, tandis que l'autre ou les deux autres frappent dessus à grands coups d'une grosse masse tenue aussi à deux mains, pesant 5 ou 6 kilogrammes et quelquefois jusqu'à iO kilogrammes, et munie d'un long manche de 0'",70 à 0"',80.

On emploie aussi, dans beaucoup de travaux à ciel ouvert, le travail à un seul homme, en supprimant la massette, et remplaçant le fleuret ordinaire par ce qu'on appelle une drague, qui n'est qu'un gros fleuret un peu renflé au milieu, pour être bien en main, et termince aux deux bouts par un tranchant. Cet outil fonctionne en battant comme avec une sonde.

Il importe de se rendre compte de ces deux dispositions : le travail à plusieurs hommes, et le travail à la drague.

En principe, si Ton désignepar M la'massedu fleuret, par M' celle de la massette, par V la vitesse que celle-ci possède en arrivant sur la tête du fleuret, par U la vitesse, supposée commune, de ces deux corps après le choc, on a d'après le principe du mouvement du centre de gravité :

L'effet de la percussion sera proportionnel à

le travail que l'homme a développé dans le maniement de la masse étant égal à ^ M'V\

Son rendement est donc proportionnel à la fraction ttim' ^'®^*" à-dire qu'il augmente si M' augmente ou si M diminue.

les COURS D'EXPLOITATION DES MINES.

On passera au cas de la drague, en supposant que le corps choquant agit directement sur la roche, ou en faisant M= 0.

Ainsu enprenùer H^Uj le travail à deux hommes peut être préférable, parce qu'il permet remploi de massettes plus lourdes. On pourrait, penser le contraire, au premier abord, en considérant que l'homme qui tient le fleuret n'a pas sa force convenablement utilisée; mais comme les ouvriers se relayent, et qu'un travail aussi rude que celui du battage ne pourrait être soutenu, et demande d'être coupé par de fréquents repos, les ouvriers utilisent ces repos, à tour de rôle, en tenant le fleuret, et à la fin de leur journée leur temps a été mieux employé que dans le tirage à un homme.

En second lieu, pour le travail à la drague, l'effet utile est plus considérable que pour le travail à la massette, parce qu'on évite les vibrations nuisibles, ou la perte de force vive de translation, qui accompagnent le choc de la massette sur l'outil.

Cependant, dans un chantier étroit, comme beaucoup de galeries au rocher, l'emplacement du trou doit être déterminé, avant tout, par la considération de faire travailler le mieux possible le coup de mine ; il ne serait donc pas toujours commode d'employer soit la drague soit le tirage à deux hommes, et le travail à un homme est le plus souvent en usage. Mais ce qui tendrait bien à faire penser que les autres moyens peuvent présenter quelque avantage (qu^il ne faut pas du reste s'exagérer), c'est qu'on y revient volontiers, lorsque la question de l'exiguïté d'emplacement n'est pas engagée; par exemple, ainsi que nous l'avons dit plus haut, dans beaucoup de travaux à ciel ouvert (118 à 120).

(iSf ) Ce qui est décrit dans les cinq numéros précédents constitue le travail de l'abattage à la poudre, tel qu'il s'exécute dans le plus grand nombre de cas.

On a fait, pour le perfectionner, de très-nombreuses tentatives, qu'il convient d'énumérer, en indiquant sommairement leur objet et leurs résultats.

Afin dé diminuer la eonsinnmatlon de poudre pour un effet donnée ou, ce qui revient au même, d'augmenter l'eiTet d^une quantité donnée de poudre, on a cherché à faire agir la poudre sur une plus

grande surface, en se basant sur cette remarque qu'au moment où Texplosion détermine une fissure suivant un certain plan, les deux ' forces, égales et directement opposées, qui la produisent, s obtiendront en prenant la pression des gaz surTunité de surface et la multipliant par l'aire comprise dans le contour apparent sur ce plan du volume occupé par les gaz.

Si à est le diamètre du trou et h la hauteur occupée par les gaz, et que le plan de la fissure passe par Vaxe du trou, ce contour apparent est égala fcd.

On augmente la hauteur ft, en ménageant un certain espace, audessus ou au-dessous de la cartouche, au moyen d'un petit tasseau en bois ayant le diamètre du trou sur une petite longueur , et évidé en son milieu comme une sorte de gorge de poulie, ou bien prolongé par une queue d'un petit diamètre (/I9. 116).

On le mettra, par exemple, au fond du trou, la queue en bas et la cartouche par-dessus ; quelques échancrures au pourtour du corps • du tasseau permettent aux gaz, au moment de l'explosion, de se répandre dans rintervalle ^vide autour de la queue. Si h' est la hau« teur du tasseau, la surface active, pour une cartouche de hauteur A, est (h-hh')dj et ron suppose que l'action sera plus grande que si elle ne s'exerçait que sur une surface hd.

Ce raisonnement n'est exact que si le volume qu'occupent les gaz sur la hauteur W peut être négligé ; c'est-à-dire si la queue remplit la majeure partie du trou. Si, au contraire, cette queue était assez mince pour être elle-même négligée, la loi de Mariette montre que les pressions étant en raison invei^e des volumes, on aurait, avec ou sans tasseau, la même pression totale, et la loi de Laplace montre même qu'au plus grand volume correspondrait la moindre pression totale, à cause de la réduction de température due à la détente {Cours de Machines, Chap. X), sans compter le refroidissement dû au contact d'une paroi plus étendue.

On a raisonné d'une autre manière, en supposant que l'espace vida ménagé par le tasseau produirait un phénomène analogue à ce qui se passe lorsqu'on bouche, même assez légèrement, Textrémité du canon d'un fusil chargé. On sait que l'on arrive très-facilement à crever Tarme au tonnerre.

Si un fusil ne crève pas k chaque coup, c'est parce que la charge a une assez petite masse pour pouvoir prendre presque instantanément une très-grande vitesse, et fournir ainsi un volume rapidement croissant, à mesure que les gaz se dégagent par l'explosion de la poudre. Si un obstacle ferme l'extrémité du canon, il ne peut être expulsé que par la compression de l'air contenu dans le canon entre lui et la charge. Cette compression retarde le mouvement de la charge, donne le temps à l'explosion de se faire plus complètement, et comme le développement du gaz est, non pas rigoureusement instantané, du moins extrêmement rapide, le moindre ralentissement de la charge, dû à une cause extérieure, peut augmenter considérablement la pression qui correspond à une position donnée de cette charge dans le canon. Le même effet de rupture peut se produire, et par une raison analogue, lorsque la charge n'a pas été bien bourrée jusque sur la cartouche de poudre, ou que celle-ci ii'a pas été bien descendue jusqu'au fond du canon.

De ces faits on a voulu conclure que le tasseau par-dessous, disposé comme on vient de le dire, augmentait la pression sur le rocher.

L'analogie et la conclusion ne semblent pas parfaitement exactes.

Si Ton veut assimiler un trou de mine à un canon de fusil, c'est à un canon, dont la charge ne part pas, ou du moins ne doit pas partir j parce, qu'elle est bourrée très-fortement et qu'elle a une grande masse occupant toute la longueur du canon. Il n'est nullement démontré que, dans ces conditions, le canon crèverait plus facilement, avec une charge donnée^ s'il y avait un vide sous la cartouche que s'il n'y en avait pas. L'expérience n'a pas prononcé^ et le raisonnement semblerait plutôt indiquer le contraire.

Je ne pense donc pas que la méthode du tirage au tasseau par^ dessous présente les avantages qu'on lui a attribués, et, en fait, l'emploi ne s'en est pas répandu.

Une autre manière d'augmenter la hauteur qu'occupe la cartouche, est de mélanger la poudre avec une matière inerte, telle que do sable ou de la sciure de bois. Au premier abord, on a ainsi le mime volume initial de gax et, par conséquent, la mime preuiam thétn rique s'exerçant «tir une plus grande surface^ et par oonséquentt

un effet plus grand sur le rocher ; Tavantage semble donc évident.

Mais il faut remarquer qu'on n*a pas la même température^ et que, par conséquent, cette hypothèse d'une même pi^ession n'est pas exacte. La température est réduite en effet par la matière du mélange et par une plus grande étendue des parois ; elle Test également parce que la combustion se fait d*une manière moins instan* tanée, et que l'action refroidissante des corps étrangers trouve ainsi à s'exercer plus longtefnps.

Le système, sans être irrationnel, ne saurait donc avoir tout Ta- . vanlyge qu'un premier aperçu lui donne. C'est à l'expérience à prononcer, et cette [expérience, faite à plusieurs reprises, ne lui a pas été favorable, en ce qui concerne du moins la poudre ordinaire.

Un autre système peut consister à remplacer la sciure de bois mêlée à la poudre par un tasseau de bois juxtaposé à la poudre, occupant toute la hauteur de la cartouche. Il a la forme, soit d'un demi-cylindre ayant une section égale à la moitié de celle de la cartouche, soit d'une tige cylindrique placée dans Taxe. La masse de poudre affecte alors la forme, soit d*un demi-cylindre, soit d'un cylindre creu {fig. 117).

Dans le premier cas, le plan diamétral séparant le tasseau de la poudre doit être placé suivant le plan où l'on suppose que la fissure doit se faire, ce qui est une difficulté et une sujétion ; dans le second, les surfaces refroidissantes ont trop d'importance.

Ce système quoique également assez rationnel, plus rationnel même que l'emploi de la sciure de bois, ne s'est pas répandu.

(Vt2) On a cherché à diminuer le travail du forage, en diminuant le diamètre du trou sur la plus grande partie de sa longueur, et l'élargissant seulement à la base , dans la partie qui doit recevoir la poudre.

M. Courbebaisse, ingénieur des ponts et chaussées, produit cet élargissement, dans les roches calcaires, au moyen d'acide chlorhydrique, qui les dissout en formant une chambre plus ou moins sphèrique ; M. Trouillet, entrepreneur de travaux publics, au moyen d'outils élargisseurs appropriés, iormant une cavité cylindrique

ifig- 418).

173 COURS D'EIPLOITATIOIS DBS HIMBS.

L'avantage, au point de vue de la main-d'œuvre, est évident ; avec un moindre travail de broyage par le fleuret, on arrive à obtenir une plus grande surface agissante, ayant son centre de gravité à une distance donnée de l'orifice du trou.

Seulement, le procédé de M. Courbebaisse ne s'applique qu'à un cas particulier, celui des roches calcaires (quoiqu'on l'ait aussi indiqué pour les minerais de fer), et celui de M. Trouillet exige un ensemble d'outils assez complexes, qui ne seraient peut-être pas d'une très-grande efficacité dans des roches très-dures, et qu'il serait d'ailleurs impossible de fabriquer sur les dimensions restreintes nécessaires pour passer dans les trous étroits qu'emploie le travail ordinaire des mines.

Ces deux procédés, quoique très-rationnels, ne semblent donc pas appelés à se répandre beaucoup dans la pratique journalière des mineurs. Celui de M. Courbebaisse est employé , paraît-il, dans quelques carrières du département de l'Isère.

(f !S8) Pour diminuer le travail du bourrage^ et en mime temps ses dangers^ on peut mettre dans le trou un mortier de plâtre ou de chaux hydraulique, qu'on prépare au moment de l'emploi en le gâchant très-serré. Ces matières font prise assez vite pour opposer une résistance suffisante au moment du tirage.

On peut même se borner à y verser du sable, qu'on se contente de tasser légèrement. La pression qu'exerce la poudre à la partie inférieure de la colonne de sable, détermine contre les parois du trou une poussée latérale, et, par conséquent, un frottement qui croit avec cette pression et empêche la colonne d'être projetée au dehors (c'est un effet analogue à celui qui se produit au-dessus de la navette de Kind, lorsqu'on tend le câble pour la remonter, voir n"" 96).

Ce système n'est guère employé dans les travaux de mines, où les trous sont peu profonds et faits dans des directions souvent rapprochées de l'horizontale ou même montantes ; mais il peut très-bien s'appliquer à des fourneaux rapprochés de la verticale el suffisamment profonds.

(1^4) On peut se demander si, en principe, il vaut mieux, pour

TRAVAUX O'ABATTAGB. 173

un travail donnée tendre à augmenter qu'à diminuer Timportance

individuelle des coups de mine.

1 La question ne se présente point de la même manière pour une

^ galerie souterrain à petite section^ où la plupart des coups de

mine ont des dimensions déterminées par la condition d'agir sur

une surface donnée ayant son centre d'action en un point également

I donné, et pour un ouvrage à grande section , dans lequel on est

' maître d'avancer par une série de gradins ayant la hauteur que

Ton veut, et une largeur qu'on peut regarder pratiquement comme

indéfinie, en négligeant l'influence qu'exercent les parois latérales

du chantier sur une petite partie seulement de cette largeur.

Dans le premier cas, désignons toujours par d le diamètre, et h la profondeur totale du trou ; appelons ^ la profondeur à laquelle se trouve le centre de la cartouche, ou 2ft (1 — (a) la longueur de cette cartouche [fig. 119).

Le travail du forage est évidemment proportionnel à d% la dépense de poudre l'est à 2d^h (1 — \l); enfin la surface qui reçoit l'impression l'est à 2dh (1 — [jl).

L'efTet utile est donc de la forme

suivant qu'on le compare au travail du forage ou à la dépense de poudre. Dans les deux cas, il est inversement proportionnel au diamètre ; il vaut donc mieux tendra dans le sens de la diminution de diamètre et de Vaugmentation de profondeur que dans un sens inverse.

C'est l'avantage, ou plus exactement, un des avantages qu'on trouve à remplacer les burins en fer par des burins entièrement en acier, qui peuvent être plus minces et fonctionner dans des trous plus étroits. La réduction de leur diamètre entraine d'ailleurs la réduction de leur poids, circonstance favorable comme nous l'avons vu plus haut (n** 120).

Dans le deuxième cas, on peut avoir des gradins plus ou moins , hauts, et les avancer avec des coups de mine plus ou moins importants. Si nous supposons, pour nous réduire à l'examen d'un cas

114 COURS D'EXPLOnATION DES MINES.

simple, que les deux figures soient semblables en tout» on pourra dire :

Que le travail du forage^ la dépense de foudre et le volume détor ché, sont comme les cubes des dimensions homologues, et que la iurfaee tUile sur laquelle la pression s'exerce et la surface de roches détachées par le coup de mine, sont comme les carrés de ces mêmes dimensions ; d'où Ton conclut que l'échelle sur laquelle sont menés les gradins, est théoriquement indifférente, en employant des coups de mine dont les diamètres, les profondeurs et les longueurs de charge sont proportionnels, et qui sont semblablement placés. L'avantage pratique semble cependant devoir être en faveur de la grande échelle, la masse de poudre se refroidissant d'autant moins facilement, et l'évent de l'ëpinglette, qui a une grosseur presque constante, ayant d'autant moins d'importance que le trou est plus gros.

(125) On a cherché à augmenter l'effet de la poudre, en faisant partir simultanément un certain nombre de coups de mine.

On a toujours soin d'en agir ainsi dans un chantier qui occupe un grand nombre d^ouvriers, afin de ne pas multiplier, dans le cours d'une journée, le temps perdu par les hommes lorsqu'ils sont obligés de se mettre à l'abri. On sait alors combien on a chargé de coups de mine, et on se rapproche du chantier dés qu'on a entendu un nombre correspondant de détonations.

Mais j'entends parler ici d'une êimtdtanéité complète^ telle qu'il faut la supposer pour faire coeiîster les ébranlements que produit chaque explosion dans la roche.

On comprend que cette coexistence doive, pour deux trous voisins, augmenter l'effet de chacun d'eux ; que si, par exemple, deux coups de mine sont tirés simultanément en A etB, sur une ligne parallèle à un front CD, suivant lequel la roche est dégi^ée (fig. 120), un point m intermédiaire, où la fissure produite, soit en A, soit en B, ne s'étendrait pas sous les effets insuffisants de tension qui se produiraient en ce point par suite de chacune des explosionSf puisse au contraire se fissurer, si ces effets viennent à s'ajouter, à se superposer^ pour ainsi dire, et à donner ainsi une résultante suffisante, par suite de leur simultanéité.