TRAVAUX DANS LES TERRAINS TRÈS-AQUIFÈRES

La cavilé est fourrée avec des pièces de bois, qui la remplissent exactement et débordent d'une petite quantité.

C'est sur ces pièces que portent les lambourdes qui servent à refouler la mousse du garnissage, au moyen du système de coins et de picots décrit ci-dessus.

Sur les trousses picotées se place lecuvelage courant, dont chaque assise est formée d'un certain nombre de segments de 0'",60 de hauteur, ayant de 1 5 à 40 millimètres d'épaisseur, selon la pression de l'eau. Chaque pièce est munie de rebords sur tout son pourtour, et en outre de deux nervures diagonales qui servent à renforcer la fonte, et qui, à leur point d'intersection, présentent un trou rond de 3 centimètres. Ce trou reçoit un houlon qui sert à descendre ces pièces et à les amener en place.

La pose d'une pièce faite, on détache le boulon et on le remplace par une broche en bois chassée avec force.

Les rebords, d'environ iO centimt^tres de largeur, ne sont pas directement en contact ; on forme les joints, tant verticaux qu'horizontaux, en interposant des planchettes, ou lambourdes, en sapin de 4 centimètres d'épaisseur, que le poids des trousses supérieures ou la poussée de l'eau mettent en serrage.

L'étanchéité est obtenue par un picotage à faces^ consistant à enfoncer, sur toute l'étendue du joint, des cours de coins plats de 1 0 centimètres de largeur sur 1 0 à 1 2 millimètres d'épaisseur à la tète, puis des picots de même épaisseur, qui servent à serrer les coins latéralement.

Quelquefois, pour éviter que l'enfoncement de ces coins ne fasse sortir les planchettes à l'extérieur, l'un des deux rebords présente un bourrelet saillant qui ferme le joint.

On élève ainsi la reprise jusqu'à la trousse de la reprise précédente, en se raccordant avec quelques assises d'une moindre hauteur, ou avec quelques cadres de cuvelage en bois.

Les rebords sont le plus souvent à l'extérieur, et le puits présente alors à l'intérieur une surface cylindrique continue.

Les cloisonnages, qui doivent effectuer la division du puits en 'compartiments, peuvent alors être appuyés sur un cordon saillant venu de fonte sur chaque pièce, ou bien sur les abouts. convena-

318 COURS D'BlPLOfTÂTION DES HISES.

blement entaillés, de forts madriers cloués solidement sur l'épaisseur des joints.

Mais on pourrait très-bien mettre les rebords à l'intérieur. Cette disposition rend le garnissage en béton plus commode à bien bourrer, et donne des facilités pour supporter le boisage des compartiments^ les sommiers des pompes, etc.

La figure 195 représente uae de ces pièces de cuTela^ en fonte, •avec les rebords placés extérieurement, suivant le système le plus usité.

( ft99 ) On a; hH, aassi des cuvelages en maçonnerie, en Ani gleterre, à Liège et partkuliièrement dans le bassin de la Ruhr.

La base d'un tel cuvelage n'est pas ordinairement une trousse picotée, à cause du peu de. liaison qui s'établirait entre le bois et la maçonnerie superposée.

On se borne souvent à donner à la maçonnerie un lai^ empattement, en entaillant circulairement le terrain sur une profondeur convenable, et l'on assure la solidité de la banquette sur laquelle repose cette maçonneoie, en l'entaillant suivant u&e surface légèrement conique, qui reporte la pression dans la masse du terrain. En dessous de cette banquette, le puits doit être boisé ou muraille avec le plus grand soin, pwur empêcher tout mouvement.

Ce système, représenté* figure 196, est usitée dans le bassin de la Ruhr, pour des puits à grande section, qui sont murailles dans les morts terrains et boisés dans les terrains houillers..

On a fait aussi, pour recevoir des cuvelages en maçonnerie, de véritables trousses picotées, dans lesquelles les pièce» de bois ont été remplacées par des pierres convenablement taillées.

Enfin,, la maçonnerie oourante de cuvelage a. été faite quelquefois en gros moellons, taillés avec précision, et dont les> joints, au lieu d*ètre garnis de mortier, l'ont été par des feuilles de plomb de quelques miUimètres d'épaisseur.

Mais, le plus souvent, on emploie une maçonnerie, de briques bien cuites, faite aveu, un bon mortier hydraulique. On donnera à cette maçonnerie trois briques d'épaisseur, et quelquefois, au lieu de croiser les joints sur cette épaisaeur, on jugera préférable de c/owr

TRAYAUX DAHS LES TERRAINS TRÊS-AOUIFÈRES. 319

poser le muraillement de ivois rouleaux distincts^ chacun d'eux ayant dans les joints aussi peu de mortier que possible, et les trois rou^ leaux étant séparés par une chape continue de mortier hydraulique d'un à deux centimètres d'épaisseur.

Les maçonneries doivent ètie posées d'une manière continue pour bien lier les assises, et en prenant les dispositions propres à laisser couler les eaux librement, jusqu'au moment de la prise complète du mortier. Cet écoulement se fait par un ou plusieurs petits tuyaux, noyés dans la maçonnerie à la base, trous qu'on ferme au moment opportun par des robinets ou par des broches en bois.

Les reprises sont difficiles à bien faire avec un cuvelage en maçonnerie, et Ion tâchera, autant que possible, de l'exécuter en une fois, en descendant immédiatement à la profondeur à laquelle on pourra en établir la base.

(!B8f ) Les trois modes de cuvelage décrits ci-dessus (en bois, en fonte et en maçonnerie ) ne doivent pas être employés indifféremment, et il importe de bien préciser quels peuvent être leurs avantages respectif.

Si on les considère au point de vue de leur dépense de première installation, on peut regarder que les ouvelages en maçonnerie sont les plus économiques, et les cuvelages en fonte les plus dispen** dieux.

Mais c'est là le plus petit cMé de la question.

Les uns et les autres, bien exécutés^ peuvent être, au début, asseï efficaces, quoique la maçonnerie ne présente peirt-être pas une étan^ chéilé aussi absolue que les deux autres procédés; Mais il faut prévoir que, sous des pressions inégalement réparties, ou avec les petits mouvements qu'il est bien difficile d'éviter d'une manière absolue dans la colonne du puits, lorsque l'exploitatioii souterraine se dève* j loppe, les cuv^ges ne resteront pas parfaitraienl imperméables.

Avec une matière élastique comme* le bois^ qui pourra se prêter à de petites flexions de la colonne da puits, la réparation se fera simplement en recalfatant les joints, ou à L'aide de quelques petits picotages à faces.

Avec une matière rigide comme la fonte, malgré la petite élasti-

rite que peuvent lui donner les joints, les mouvemenls produiront des ruptures locales assez difficiles, mais Qon impossibles à réparer, à Taide de pièces rapportées fixées par des boulons taraudés.

Avec une matière complètement rigide comme la maçonnerie, il se produira des fissures étendues, d'une réparation difficile, toujours imparfaite, et souvent même impossible sous de fortes charges.

Ainsi, au point de vue de la facilité de Tentretien et des réparations, le cuvelage en bois est supérieur aux deux autres, et surtout au cuvelage en maçonnerie.

Enfin, si Ton considère la facilité d'exécution, on doit tenir compte et de la quantité des eaux afiluentes et delà chargea laquelle le cuvelage doit résister.

Des eaux extrêmement abondantes rendent le muraillement pénible et souvent imparfait, parce que le mortier des maçonneries tend à être délavé et entraîné au fur et à mesure qu'on essaye de garnir les joints.

Des charges extrêmement considérables peuvent rendre le cuvelage en bois impossible, faute de pouvoir se procurer des pièces d un équarrissage suffisant. Au contraire, on peut donner à la fonte elà la maçonnerie l'épaisseur que l'on veut.

11 me semble ressortir de celle discussion qu'on devra préférer le cuvelage en bois, toutes les fois qu'on pourra se procurer les pièces d'une qualité et d'un équarrissage convenables, et qu'à défaut du cuvelage en bois, lorsque le grand diamètre du puits et la pression de l'eau rendront ce système inapplicable, on devra recourir au cuvelage en fonte. Cette conclusion rationnelle est conforme à la pratique qui semble prévaloir en ce moment.

(ZBZ) Nous avons supposé, dans ce qui précède, un cuvelage complet, c'est-à-dire ayant pour base un terrain imperméable, et s'élevant jusqu'au-dessus du niveau auquel se tiendraient les eaux dans le puits, si on le laissait se remplir.

C'est le plus souvent ainsi qu'on doit agir, et, au-dessus du cuvelage, on élève jusqu'au jour un revêtement quelconque qui peut ne pas être imperméable.

Mais il peut bien arriver que les terrains aquifèrcs n^^ se présen-

TRAVAUX DAMS LES TERRAINS TRÈS-AQUIFÊRBS. 3S1

tent qu'à uneprofondeur plus ou moins grande du jour, qu'on rencontre, par exemple, une assise perméable comprise entre des assises imperméables et recevant Teau par son affleurement, ou bien qu'on recoupe une faille aquifère.

Dans ce cas, on peut se borner, et il y a avantage à le faire, à un cuvelagc partiel, n'occupant que la partie aquifère, reposant sur des trousses picotées et se terminant, vers le haut, par d'autres trousses également picotées. Ces dernières sont posées de la même manière que les autres, en considérant le dernier cadre du cuvelage courant comme une trousse colletée, sur laquelle on monte, en suivant le procédé ordinaire, une ou plusieurs trousses picotées. Celles-ci sont surmontées d'un revêtement non étanche qui a le double but de maintenir les parois, et de charger les trousses pour les empêcher ' de se soulever sous la pression de Peau. Si les parois du puits étaient solides et n'avaient pas besoin d'être revêtues, les trousses pourraient être chargées au moyen de buttes arc-boutées contre la partie supérieure de l'élargissement qu'on a pratiqué pour leur mise en place et pour leur picotâge.

Le cuvelage, complet ou partiel, s'applique le plus habituellement dans les puits de mine verticaux ; mais on comprend qu'on le puisse appliquer également à une galerie à travers bancs, dans laquelle on aurait à traverser une zone aquifère.

Rien, dans le procédé décrit, ne suppose forcément les cadres successifs placés dans un plan horizontal ; ils pourraient être aussi bien dans un plan vertical, ou dans un plan incliné quelconque. Il n'en résulterait qu'un peu plus de sujétion pour les placer régulièrement les uns à la suite des autres.

Rien non plus n'oblige à avoir un contour polygonal régulier, et Ton peut parfaitement appliquer un contour trapézoïdal se rapprochant de la section ordinaire d'une galerie boisée, ou encore, si la pression de Teau doit être très-forte et les portées des pièces trop grandes, remplacer chacun des côtés du trapèze par deux pièces faisant un certain angle; de manière à avoir pour section un octogone non régulier, mais symétrique par rapport à un plan vertical passant par l'axe de la galerie.

aSS COURS D'EXnolTATIOlV DES MINES.

(S83) Tel esl le système que Ton emploie ordinairement, lors que des ouvrages, tels que puits et galeries, destinés à aller recou^ per un gîte, ont à traverser des régions aquifères dont les eaux doi vent être interceptées et ne pourraient impunément être admises dans les travaux.

La réussite du système suppose â*a1>orâ qu'on peut donner au cuvelage une base suffisamment imperméable. Elle suppose, en outre, que les travaux d'exploitation resteront isolés des parties aquifères par des terrains ayant la consistance voulue pour que les mouvements provenant de ces travaux n'y produisent pas de cassures nettes, qui restent ouvertes et donnent un libre accès à ces eaux.

Elle suppose encore que l'on n*a point, pendant le travail, à épuiser des affluences d'eau, en quelque sorte indéfinies, comme cela pourrait avoir lieu si les terrains aquifères communiquaient facilement et à petite distance avec un cours d'eau naturel, ou avec le fond d'un lac qu'on ne pourrait songer à épuiser.

Elle suppose enfin, que l'on est dans un terrain ayant une consistance suffisante pour qu'on puisse y battre les eaux sans le mettre en mouvement d'une manière notable, et pour y trouver un point d'appui, au moins provisoire, pour établir la base du cuvelage.

Si ces diverses hypothèses ne sont pas toutes satisfaites, le cuvelage peut être inefficace dès Voriginej ou le devenir après un temps plus ou moins long d^expbitation; ou bien son établissement même peut être extrêmement difficile^ ou même impossible. C'est pour ces cas de difficulté extrême, ou d'impossibilité, qu'ont été proposés les systèmes nouveaux dont nous avons maintenant à parler.

§ 2. — Procédés nouveaux remplaçait le cuvelage ordinaire.

(ÎB84) Nous supposons, d*après ce qui vient d'être dit en dernier lieu, le terrain tellement aquifère qu'on ne peut, ou qu'on ne veut songer à épuiser les eaux, ou bien tellement coulant que cet épuisement, s'il était possible au point de vue de la quantité d'eau à extraire, ne le serait pas à cause de la nature du terrain, parce qu'il

TRAVAUI DANS LES TEBRAmS TRÊS-AQUIFËRES. S2S

produirait, en quelque sorte, en même temps répmsemetit du terrain lui-même; ou enfin, nous supposons les deux circoostances réunies.

Les divers procédés proposés ou employés pour surmonter ces difficultés, ensemble ou séparément, peuvent se résumer comme suit:

l"* Si les terrains aqnifôres et plus ou moins coulants sont voisins du jour, on maintient dans la colonne du puits, supposé déjà descendu d'une certaine quantité au-dessous du niveau des eaux et pourvu jusqu'au fond d'un revêtement suffisamment étanche, une certaine pression d'air, supérieure à la pression atmosphérique d'une quantité égale à la pression due à la charge de l'eau sur le fond du puits. De cette manière on tient les eaux basses dans le puits. On n'a pas à les épuiser ; on ne tend pas, par suite, k déplacer par entraînement la masse du terrain ; il se tient autour et au fond du puits, exactement dans les mêmes conditions de stabilité que si Ton était à nivem plein, c'est-à-dire que si les eaux étaient dans le puits même à la hauteur à laquellç elles se tiennent autour du puits 9

Les ouvriers slntroduisent dans la colonne d'air ainsi comprimé, et vont faire à la base le travail nécessaire pour continuer le fonçage et le revêtement de la colonne du puits.

On n'est limité, dans ce mode de travail, que par la pression maxima à laquelle on peut exposer les hommes sans préjudice trop grand pour leur santé.

Ce système, qui revient, en principe, en tant qu'il s'agit du travail des hommes au fond du puits, è l'emploi d'une cloche à plongeur, a été imaginé par M. Triger, qui en a fait la première application à un puits foncé au milieu de la Loire, dans une lie formée par les alluvions de ce fleuve. La traversée de ces alluvions a eu lieu sur une vingtaine de mètres, sans avoir à faire aucun travail d'épuisement.

Depuis lors, ce même système a été appliqué par beaucoup d'ingénieurs, dans les diverses contrées de l'Europe et aux États-Unis, soit à des puits de mine commencés dans des terrains aquifères, soit à des travaux du génie civil, dans lesquels on avait à traverser, non pas seulement des terrains aquifères, mais eu quelque soilv

l'eau elle-même, comme dans des fondations de piles de pont, de phares et d'autres ouvrages.

On doit le considérer comme pouvant être, au point de vue du génie civil, d'une très-grande fécondité, et permettre des travaux qu'on oserait à peine aborder sans son secours.

Ainsi, par exemple, nous avons dit comment le tunnel sous la Tamise, exécuté par Brunel à force d'habileté et de persévérance, avec une énorme dépense de temps et d'argent, était resté jusqu'ici un travail unique en son genre. Il est certain que l'emploi de l'air comprimé Teût singulièrement facilité, et peut-être que le meilleur moyen d'aborder aujourd'hui un travail de ce genre serait de l'exécuter par tronçons successifs que l'on raccorderait après coup, chacun de ces tronçons étant exécuté sous Teau par un procédé analogue à celui qu'on emploierait pour fonder une pile d'une très-grande longueur.

Sans insister sur ce point, qui nous écarte de notre sujet, nous remarquerons que l'analogie déjà signalée du système Triger avec la cloche à plongeur, le rapproche naturellement de tous les appareils par lesquels le dispositif, assez complexe et assez encombrant, de la cloche à plongeur, peut être remplacé. Nous citons ici Tappareil imaginé par MM. Roucayrol et Denayrouze, sur lequel nous aurons à revenir plus tard. Cet appareil, inventé d'abord en vue de pénétrer dans les quartiers de mine infestés de mauvais air, mais dont les inventeurs ont bientôt indiqué et appliqué l'emploi dans un milieu irrespirable quelconque, et par conséquent soùs Veau aussi bien que dans le mauvais air^ permet de faire sous l'eau des travaux continus et importants, et peut-être, par exemple, serait-il le véritable moyen à employer pour raccorder les tronçons successifs dont nous venons de parler.

2"^ On a imaginé d'appliquer aux puits verticaux un système analogue en principe (quoique fort différent par les détails) , au bouclier employé par Brunel pour le tunnel sous la Tamise.

Le système consiste à cuveler le puits, non pas par reprises exécutées de bas en haut, mais en l'allongeant par le bas, par une série de cadres successivement attachés les uns au-dessous des autres.

TRAVAUX DAKS LES TERRAINS IRÈS-AQUIFÈRES. 525

La face inférieure du dernier cadre, comme le bandeau de maçonnerie indiqué au n^ 220, sert de point d* appui pour enfoncer dans le terrain, à Taide d'une série de presses hydrauliques, un véritable bouclier à bords tranchants, que termine par le bas une sorte de gaine dont la partie supérieure dépasse et entoure les derniers cadres du cuvelage. Un joint étanche ferme Tintervalle entre la gaine et le cuvelage.

Le fond du puits se trouve ainsi à sec, ou du moins ne reçoit que la petite quantité d'eau pouvant s'infiltrer par les joints tant du cuvelage que du bouclier.

On enfonce celui-ci en faisant jouer les presses, et quand il est descendu d une quantité sufGsante pour placer un nouveau cadre, on met celui-ci en place, en le suspendant par de longues vis à bois au cadre supérieur. Puis on agit de nouveau avec la presse, et ainsi de suite.

Dans l'axe du puits, le bouclier porte un gros tuyau qui se prolonge jusqu'au-dessus des niveaux, et par lequel on descend les outils élargisseurs et cureurs, au moyen desquels on facilite l'enfoncement de ce bouclier. Ce même tuyau sert encore, au besoin, à faciliter cet enfoncement d'une autre manière : une fois que les presses sont en charge, on laisse couler Teau de ce tuyau dans la colonne même du puits, et Ton réduit ainsi, comme il est facile de le comprendre, la partie de la résistance qui est due à la pres^ sion de l'eau, au poids d'une colonne de liquide ayant pour base la section du tuyau central.

On vide cette eau accumulée dans la colonne, lorsqu'il faut redescendre au fond du puits.

Ce système a été imaginé par M. Guibal, professeur à l'École des mines de Mons.

0* Enfin, un système imaginé d'abord par l'habile sondeur H. Kind, et ensuite perfectionné et rendu tout à fait pratique par l'inventeur et par M. Chaudron, consiste à foncer un puits comme un trou de sonde d'un grand diamètre. Ensuite, lorsqu'on est arrivé au terrain pouvant servir de base au cuvelage, on introduit celui-ci, en l'allongeant par le haut à mesure qu'il descend. Ce cuvelage présente, à sa partie inférieure, une disposition particulière

S26 COVRS D*EXPL01TATiajl DES IHIBS»

qui forme un joint étanc^, lorsque la calome du cuvelage est venue reposer sur sa base.

La descente du cuvelage terminée, il ne reste qu'à Tider Têtu qui remplit la colonne du puits, et Ton a ainsi tFararsë toute la hauteur des niveaux aquifères et posé toute la colonne du cu?elage, en tiavaiflant constamment à nitetm plem^ sans avoir eu, en aucune façon, à se préoccuper de l'eau qu'il aurait fallu épuiser, si Ton avait dû rendre le bas du puits habitable, pour exécuter le tnavailtantdu fonçage que du cuvelage à la manière ordinaire.

Tels sont, sommairement, les divers procédés ^ciaux sur chacun desquels nous allons actuellement entrer dans quelques détails.

(1S35) Procédé Trigcr. — Dans la première application du procédé, qui a été faite en 1839, à un puits des mines de Chalonnes (Maine-et-Loire), on a traversé, sur une vingtaine de mètres, les alluvions de la Loire, au moyen d'un tube en télé de i'^ySS de diamètre, enfoncé à coups de mouton. On avait établi, à la partie supérieure, une chambre spéciale, dite soi à air^ que Ton mettait à volonté, au moyen de 2 trous d'homme, en communication tanlAt , avec l'atmosphère, tantôt avec l'intérieur du puits. Une machine à comprimer l'air, établie au jour, maintenait dans l'intérieur du puits la pression voulue.

Un jeu de robinets servait à régler l'écoulement de Tair, de Halèrieur du puits dans le sas, ou du sas dans l'atmosphère, de manière à ne pas exposer les hommes à des variations trop brusques de pression, lorsqu'ils avaient 4 entrer dsns le puits ou à en sortir.

Deux treuils étaient établis, Tun au jour, Taulre à rintérieor du sas, pour élever les déblais en 2 reprises. On les élevait d'aborddu fond du puits dans le sas, et quand on en avait accumulé une certaine quantité sur un plancher, on fermait le trou d'homme inférieur, on ouvrait celui du haut, et (^n les reprenait^ pour les amener au jour, à Taide du treuil extérieur.

La figure 196 montre Fensemble des dispostlkns qui avaient été employées par M. Trrger au puits de Chalonnes.

Outre les détails ti-dessus indiqués, on doit signder Tartifieeau

TRAVAUX Di!tS LBS TBRilAIKS TRfiS-AQÏÏIFÈRES. 817

moyen duquel on peut, dans certains cas, tenir le puits à sec, sans avoir besoin d'augmenter la pression de Tair à Tintërieur du puits de toute la quantité due à la charge du niveau. Le tuyau A sert à écouler l'eau qui afQue par le bas par suite de la moindre pression donnée à l'air. La colonne d'eau ascendante agit comme une sorte de trompe, en aspirant l'air par le robinet B, dont on règle convenablement l'ouverture. L'effet de cette aspiration est de changer la masse d'eau liquide en une sorte d'émulsion d'une densité moindre que l'eau, et pouvant ainsi s'élever jusqu'à Forifice du puits et se déverser au dehors.

C'est ainsi qu'on a pu descendre facilement à 20 mètres à Chalonnes, et ailleurs jusqu'à 28 mètres, sans être obligé de comprimer l'air à plus de 3 atmosphères de pression totale^ limite qui peut être atteinte, mais que l'cm ne saurait dépasser sans danger pour la santé des ouvriers.

Un autre artiGce, plus ou moins analogue au précédent, condste à .employer le tuyau, non pas à écouler l'eau qui ne trouve pas assez facilement passage à travers le terrain environnant, mais à écotdeTf en quelque sorte, le terrain Im-même. Il arrive, en effet, qu'avec des sables bien mobiles, on peut établir dans ce tuyau un courant d'air comprimé qui les entraîne et les amène au jour en même temps que Teau.

Le procédé a présenté encore d'autres variantes. Ainsi, par exemple, le sas à air étant supposé placé au-dessus du jour, on y a bien établi un treuil pour élever les déblais du fond du puits; mais ar* rivés dans le sas, ces déblai^ ont été évacués au jour par un gros tuyau incliné, muni de portes à ses deux extrémités. On fermait la porte extérieure pour remplhr le tuyau de déblais, et on les évacue par l'action de leur poids, en ouvrant cette même porte après avoir fermé la porte intérieure.

Ainsi encore, on a supprimé l'emploi des lampes, ou des chandd^ ks, incommodes avec l'ahr comprimé, ai s'éclairant avec des len* tilles de verre analogues à celles qui sont en usage sur les vaisseaux. Ces lentilles étaient éclairées le jour par la lumière solaire, la nuit à l'aide de lampes munies de réflecteurs, etc*, etc.

En un mot, le système Triger a été muotié par un grand nomiire

528 GOUBS D'EXPLOITATION DBS MINES.

d'ingénieurs, français et étrangers, et toujours il s'est monlrô trèssouple et très-approprié à une multitude d'applications.

L'emploi de Tair comprimé mérite donc toute l'attention des ingénieurs, soit sous la forme complexe que lui a donnée son inventeur et qui convient à de grands ouvrages employant un assez grand nombre de bras, soit sous la forme simplifiée qu'il a recu^« en ces derniers temps, de MM. Roucayrol et Denay rouie, et qui semble bien appropriée à un travail individuel.

Revenant à l'application qui nous intéresse, c'est à-dire au fon* cément des puits de mines, nous dirons qu'elle a eu lieu sous diverses formes, avec des appareils différents de ceux de M. Triger, et pour des puits d'un diamètre plus grand que celui de Chalonnes.

En principe, le sas à air a été établi à demeure, au niveau ou légèrement en contre-bas du sol, sans solidarité immédiate avec le revêtement étanche du puits.

Ce revêtement a pu être un cuvelage ordinaire en bois. Comme sous Faction de la pression de l'air intérieur, les joints de ce cuvelage tendaient à s'ouvrir ; on les maintenait en place au moyen de ferrures appliquées dans les angles et fixées par des vis à bois. On empêchait les fuites en garnissant tous les joints avec des bandes de toiles enduites d'argile.

On a pu ainsi franchir les niveaux les plus voisins du sol et les plus aquifères, et après avoir atteint les limites d'application possible du procédé, continuer l'avaleresse par les procédés ordinaires du cuvelage.

D'autres fois les terrains aquifères étant en même temps ébouleux, on a remplacé le cuvelage en bois par un cuvelage en fonte, formé de segments assemblés par des brides intérieures, descendu dans le puits et successivement allongé par la partie supérieure.

La couronne des segments inférieurs est alors munie, par le bas, d'un sabot tranchant pour pénétrer dans le terrain sous l'action de vis de pression ou de presses hydrauliques, agissant sur le collet de la couronne supérieure.

La colonne s'allonge par la superposition de nouveaux segments, à mesvii*e que la trousse coupante pénétre dans le terrain. Elle glisse dans un manchon boulonné à la base du sas à âir; on garnit de

TRAVAUX DAKS LES TERRAIKS TRËS-AQUIFËRES. 529

mousse l'intervalle entre Textérieur de la colonne et l'intérieur du manchon, de manière à prévenir les fuites d'air.

Ce système a été employé, à Séraing (près de Liège), pour traverser sur une dizaine de mètres de profondeur les alluvions très-aquifères de la Meuse. Une fois arrivé à une profondeur suffisante dans le terrain houiller, on a enlevé le sabot tranchant ; on a mis en place une trousse picotée, et l'on s'est raccordé avec la basse du cuvelage au moyen de quelques cadres ordinaires.

La figure 197, empruntée à l'atlas du supplément de M. Ponson, donne les principaux détails du travail ci-dessus décrit.

(S86) Pr«>cédé Goibid. — Le procédé Guibal n'est pas, comme celui de M. Triger, limité aux terrains aquifères voisins de la surface. Le cas même, pour lequel on l'a proposé et étudié, était la traversée de 20 à 25 mètres de sables mouvants, dont la tète se trouvait à plus de 80 mètres du jour. C'était un cas d'une très-grande difficulté, non-seulement par l'abondance des eaux et la nature trèscoulante des terrains, mais encore par la grande profondeur à laquelle ces terrains se rencontraient.

On ne pouvait, en effet, songer à tenir les eaux basses dans le puits, sans voir le terrain entraîné violemment par l'eau, qui aurait afflué au fond du puits sous l'énorme charge de 80 mètres.

Il fallait absolument travailler à niveau plein, ou du moins se placer dans les mêmes conditions statiques que si l'on avait travaillé à niveau plein.

C'est à ce résultat que M. Guibal est parvenu, en supprimant tout épuisement, par conséquent en prévenant tout mouvement des eaux, et par suite tout affouillement ou entraînement du terrain.

Le bouclier, ou prisme tranchant, employé par M. Guibal, pouvait découper dan» le terrain un octogone régulier circonscrit à un cercle do 3°',6 de diamètre. La gaine dont il était surmonté était elle-même octogonale, circonscrite k un cercle de 3'",27. Elle devait être très'tnincey pour réduire aussi peu que possible les dimensions du cuvelage, et en même temps assez forte pour résister à la poussée de Peau. On l'avait donc formée de pans de bois de 0'',10 d'épaisseur, blindés sur les deux faces par des bandes de tdle de 2 centimètres.

S50 COUBS BIXPLOITATION SES UNES.

A la partie supérieure de cette gaine, le jofaot étancfae était foriDè par une série de bandes de caoutchouc, que la pression même de Feau maintenait appliquées contre la surface externe du cuvelage.

Cette garniture, qui peut paraître précaire, était au contraire parfaitement suffisante pour toute la durée du travail^ quelque longue qu'on Toulût la prévoir ; car les bandes de caoutchouc ne pouvaient s'user que par le frotleiûent, et celui-ci n'avait à s'exercer que sur une longueur totale égale à la hauteur sur laquelle le bouclier était nécessaire, soit sur les 20 à 2^ mètres de terrain mouvant.

Le bouclier était poussé en avant par 16 presses hydrauliques, placées 2 à 2 sous les 8 pièces de la dernière assise du cuvelage.

A l'intérieur de la colonne centrale ou colonne d'équilibre, on entaillait le terrain, en le grattant^ en quelque sorte, sur toute sa surface, tout en lui conservant le talus naturel qu'il prenait, an moyen d'un outil ou trépan dilatable, dont les branches s'ouvraient lorsqu'il était descendu dans l'espace libre existant sous le bouclier.

Ce système, décrit avec beaucoup de détails dans un rapport spécial publié à Mons en 1856, est représenté sur les figures 198 i 200, qui sont une réduction de celles qui étaient jointes au rapport prédté.

La figure 198 représente, en plan et en coupe, la colonne du puits, le bouclier avec son joint ëtanche et la disposition générale des presses hydrauliques^ la figure i99 est le détail, sur une plus grande échelle, du joint étanche ci-dessus, et la figure 200 un détail du trépan dilatable^ agissant comme un radoir sur le terrain sableui à CDtamer.

(ZB'7) Le système de M. Guibal doit être considéré comme trèsingénieusement combiné, bien qu'il n'ait pas réussi dans la seule application qui en ait été tentée jusqu'ici»

On est arrivé à franchir la masse du terrain mouvant^ non sans de nombreux incidaits, faciles à concevoir dans on travail aussi délicat ; malheureusement la surface de jonction du sable mouvant et du terrain houiller sur lequel il reposait difeetement était fort in- ^nèe, rt tandis qu'un ofttè eu bouclier reposait déjà sur le terrain

TRAVAUX BAHS UBS TEBKAIUS TRte-AjQVlFÊRES. 331

solide, le cMë opposé laissait encore une ouverture pour Técoule* ment de l*eaii et du (erraia.

Malgré cet échec dû à une circonstance spéciale, le système de H. Guibal n'en mérite pas moins d'attirer toute l'attention des ingénieurs.

(ItBS) Wwmntëé worné e«GNra*NNi.— Ce procédé, à Finverso du précédent, compte aujourd'hui de nombreux exemples de réussite, et la tendance actuelle est de l'employer, non-seulement dans les cas exceptionnels où il pourrait être indispensable^ mais même dans lés cas, où, selon les probabilités, d'après les résultats obtenus dans les puits du voisinage, le système ordinaire de cuvelage pourrait être appliqué sans des dépenses excessives de temps et d'argent. En l'appliquant, on se met en garde contre les difficultés éventuelles du système ordinaire ; en outre, on est fondé à espérer habituellement une notable économie d'argent, si on ne veut pas mettre à la charge du travail l'entier amortissement du matériel assez important que demande l'application du procédé.

Le procédé comprend deux parties essentiellement distinctes : le fonçage du puits, et le cuvelage.

(tB39) Le travail du fonçage n'est autre chose que l'exécution d'un sondage à très-grand diamètre. On peut se reporter à ce qui a été dit à ce sujet au chapitre lY.

Néanmoins l'outillage comporte quelques di^ositions particu-* lières.

Ainsi le trépan sera nécessairement formé avec un certain nombre de lames rapportées.

On aura môme volontiers deux trépans, l'un pour amorcer un trou œntral, l'autre pour l'élargir. Cette disposition convient surtout dans le cas d'un terrain très-dur, pour <Atenir une vitesse donnée d'approfondissement, sans être oUigè de donner au trépan un poids excessif.

Le grand tr^ian pourra avoir ses diverses lames en retraite les unes sur les autres, de manière A fan« une excavation conique qui fecililela réunion des débris versle œntie du puits. Ces débris tom-

beiit ainsi naturellement dans une cloche qu'on place dans le trou central, et qu*on retire pleine de débris à la fin d'un poste de battage sur le grand diamètre.

On emploie d'ailleurs, pour compléter le nettoyage du trou, l'appareil employé déjà par M. Kind dans ses sondages ordinaires, et qu'il désigne sous le nom de dragueur.

La figure 201 représente un trépan pour le grand diamètre, et la figure 202 le dragueur, dans la position où il se trouve quand il est ouvert au fond du puits^.

(9S40) D une manière générale, concevant le fonçage exécuté en employant, selon les besoins, tous les artifices propres à l'art du sondeur, il reste à faire le cuvelage du puits, et c'est ce travail qui caractérise spécialement le système dont il s'agit.

Ce cuvelage est composé d'une série d'anneaux en fonte d'environ l",50de hauteur, formés tous d'une seule pièce ayant 25 à 40 millimètres d'épaisseur.

Il se pose en s'allongeant par le hauU comme celui dont il a été parlé à la fin du n® 214 ; mais il descend sans couper le terrain, et en ayant au contraire un certain jeu.

Chaque anneau est muni, en haut et en bas, débrides, ou rel>ords, de 10 centimètres de largeur, saillants dans le puits. L'assemblage de deux pièces se fait à l'aide d'une quarantaine de boulons de 2 à 3 centimètres, munis d'écrous.

La fabrication et l'assemblage de ces pièces demandi^nt beaucoup de précautions et de soins ; car toute défectuosité tardivement reconnue, quand le cuvelage est en place, est fort difficile à réparer.

Toutes les pièces sont essayées à la presse hydraulique, dans le sens où elles doivent fonctionner, c'est-à-dire pour une pression agissant à rextérieur. La pression d'épreuve est habituellement d'au moins !& atmosphères.

Toute pièce défectueuse doit être rejetée.

Les faces des deux brides doivent être planées simultanément sur le tour, de manière à assurer leur parallélisme complet, sans quoi on serait exposé à n'avoir pas une colonne exacteqaent rectiligne.

Le joint est formé en traçant, sur les deux brides qui doivent éfre

TRAVAUX DANS LES TERRAIKS TRfiS-AQUIFÈRBS. 333

en contact^ un grain d'orge qui se correspond dans les deux pièces, et forme ainsi une sorte de petit canal, dans lequel on place un gros iil de plomb, qu'on écrase en serrant jusqu'au refus les écrous des boulons. — On pourrait remplacer le plomb par le caoutchouc qui se moulerait, encore plus facilement que le ploub, sur les moindres inégalités de la surface de la fonte ; mais il faut un joint qui ne risque pas de s'altérer avec le temps, et l'on n'est pas encore assez fixé sur la durée du caoutchouc dans les conditions d'emploi dont il s'agit ici.

L'assemblage des diverses pièces forme une sorte de long tube qu'on descend dans la colonne du puits, pour en former le revêtement imperméable.

Il reste à voir comment on rend également la colonne imperméable à la base, et comment on fait la manœuvre de la descente.

Le dispositif employé pour assurer l'imperméabilité de la base, et remplacer ainsi la trousse picotée, a reçu le nom de boite à mousse. Il est établi de la manière suivante.

Le cuvelage courant se termine, vers le bas, par une bride tournée extérieurement. Une couronne mobile d*un diamètre extérieur un peu moindre que le diamètre intérieur du cuvelage, porte, a sa partie inférieure, une bride qui est également tournée en dehors, et qui ainsi fait face à celle du cuvelage. L'intervalle entre les deux brides est garni de mousse bien nettoyée de terre, convenablement tassée, et maintenue en place par uil filet.

Lorsque le cuvelage arrive au bas du puits, la couronne mobile est d'abord arrêtée sur le terrain; le cuvelage continue de descendre par son poids, les deux brides se rapprochent,, compriment fortement la mousse, et la refoulent en même temps contre le terrain. Co refoulement se produit grâce à une certaine conicité qu'on a donnée à la surface des brides. Ce dernier artifice est emprunté à la construction ordinaire des boites à étoupe, sauf que cette surface des brides est ici convexe pour repousser la mousse contre le terrain, tandis qu'elle est concave dans les boites à étoupe ordinaires, pour appuyer la garniture contre la tige mobile qui les traverse.

La boite à mousse forme un excellent joint, à cause de l'énorme

SI COOIS HSlFIiOlTAIfOIl WS UKEfi.

pression qui résulte du poids du cuvelage. Cette pression croit avec la hauteur de k colonne, comme la charge d'eau à La^fuelle cette pression d<Mt faire obstacle.

(•41) Si nous suppo6<His une épaisseur moyenne de 30 millimètres à la fonte du cuvelage, un puits de 3" ,50 de diamètre, et un cuvelage de 150 mètres de hauteur seulement, on peut voir, même en ne tenant pas compte de Texcédait de poids dû aux rebords, que ce cuvelage ne pèsera pas moins de 340,000 kil.

Cet énorme poids, sHl assure Tefficacitè de la botte à mousse, demande des dispositions spéciales pour être manoeuvré*

En mettant un fond hermétiquement fermé à la base de la colonne du cuvelage, cette colonne déplacerait un poids d*eau rapidement croissant, et deviendrait bientôt un corps flottant^ sur lequel il faudrait exercer une pression pour le faire descendre et non une fraction pour le retenir.

En ajoutant à ce fond un tuyau central, ouvert par les deux bouts, que Ton allonge successivement par le haut et qui est muni de robinets dé distance en distance^ on peut, à Taide de ces robinets, charger ce corps flottant d*une certaine hauteur d'eau, qui vient occuper l'espace annulaire compris entre la colonne de cuvelage et le tuyau central, ou tuyau d'équilibre.

Au moyen de ce dispositif, dont l'ensemble est représenté figure 505, et en ayant soin de fermer chaque robinet avant qu'il ne soit recouvert d'eau, on est maître de donner au système un poids ému Veau qui soit toujours à peu près constant , soit 35 i 30^000 kiL par exemple. Ce poids est nécessaire pour donner de la stabilité au système, et le maintenir plus facilement dans Taxe du puits.

Ce poids, et celui même des pièces de cuvelage que l'on a à manœuvrer pour allonger la colonne, demandent dès dispositions essentiellement différentes par l'importance, de celles qu'on emploie pour le tubage des puits artésiens ordinaires.

La suspension se fait à l'aide d'une demi-dousaine de tirants passés dans les trous d'une des brides et auxqoeb on ajoute successivement des rallonges. Ces tirants portent, à la partie supérieure, un pas de vis muni d\in gros écreu formant pignon, que l'on ma-

TRAVAUX DAMS LES TERRAINS TRfiS-AQUIFÊRES. S»

aœuvre à l'aide d'un mouvemeat de vis sans fin et de sianitelles.

Quand il s'agit de placer un aouvel anneau, on soutient les tirants par des clefs de retenue, on ôte un système de rallonges pour pouvoir glisser cet anneau dans rintervalle, puis on remet les rallonges.

La figure 205, déjà dtée, indique suffisamment la disposition générale du système.

{ft4St) Derrière le cnvelage on doit garnir d'un bétonnage en mortier bien hydraulique. On ne peut, comme dans le travail ordinaire, le poser à la main à mesure qu'on élève le cuvelage. On ne peut non plus le verser à la partie supérieure ; car, quelque soin qu'on prit pour le gâcher serré, il se délayerait en tombant, et il n'arriverait au fond que des cailloux. 11 faut donc le descendre à l'aide de caisses fermées, qu'on ouvre seulement, par un artifice iacileà imaginer, quand elles arrivent au fond. Ce travail de bétonnage doit se faire vivement, sans aucune interruption, pour obtenir une masse homogène et bien liée.

n ne fiiut pas regarder ce bétonnage comme destiné à assurer l'imperméabilité des joints du cuvelage, qui doivent être déjà étanches par eux-mêmes. Hais il empêche les différents niveaux d'eau d'être en relation trop facile les uns avec les autres, et il diminuerait beaucoup l'afiDuence des eaux, si la boite à mousse n'était pas parfaitement étanche, ou s'il survenait quelque rupture accidentelle d'une pièce du cuvelage.

A ce point de vue, on pourrait dire qu'on agit ici en sens contraire de ce qu'on fait en établissant le renvoi des niv^oia, dont j'ai déjà signalé, au n"" 206, tout au noins l'inutilité.

Une fois le cuvelage en place, la boite à mousse fonctionnant et le bétonnage exécuté, on attend quelques jours pour que ce dernier ait bien fait prise. On épuise alors l'eau contenue entre le cuvelage et le tuyau d'équilibre. On démonte ce dernier par portions, à mesure que l'eau baisse, par suite de Touverture successive des divers robinets ; on démonte enBn le fond lui-même. Tout est ainsi disposé pour reprendre le fonrçage et le continuer à la main.

S30 COUns D'EXPLOITATION DEb U1I«ES.

(1^43) Tel est le système, très-ingénieux et très-pratique, qu*emploie aujourd'hui M. Chaudron, dans de nombreux lonçages en cours d'exécution sur diverses mines du Nord, du Pas-de-Calais, de la Belgique et du bassin de la Ruhr.

Ce procédé semble réussir parfaitement dans tous les terrains où un sondage peut se faire facilement, c'êst-à-dire dans les terrains convenablement consistants ; il est d'ailleurs entièrement indépendant de la quantité d*eau que ces terrains fourniraient, si l'on fonçait en tenant les eaux basses.

Il sera évidemment d'une application moins facile, avec des terrains ébouleux qui ne pourraient être traversés par un trou de sonde sans être tubes, et Ton devra sans doute, pour ces passages, employer un tubage provisoire; mais, ainsi qu'on l'a déjà remarqué, la nature trës-ébouleuse, ou même coulante, des terrains, qui cause tant de dirfîcullés lorsqu'on travaille avec les eaux basses dans le puits, est beaucoup moins à craindre lorsqu'on opère toujours à niveau plein; car alors les eaux restent stagnantes et ne tendent pas à mettre les terrains en mouvement.

On peut donc penser qu'on arrivera encore, avec le procédé Kind et Chaudron, à traverser, avec une facilité relative, des terrains coulants qu'on rencontrerait en profondeur, en les maintenant par une colonne perdue en tôle, sauf à sacrifier quelque chose sur le diamètre du cuvelage ou sur l'épaisseur de bétonnage.

(S4UI) CTomparalMNi entre les trois proeédée précédemmeat

— Les (rois procédés décrits ci-dessus (n""* 254 à 243) ont un trait commun caractéristique, celui de s'exécuter à niveau plein^ ou du moins dans les mêmes conditions que si Von travaUlait à niveau pUin^ et, par conséquent, d'être indépendants de la quantité d'eau qu'on aurait à épuiser en employant le procédé ordinaire, et d'éviter ainsi, à la fois, et la dépense de l'épuisement et les difficultés qu entraîne cet épuisement avec des terrains coulants.

Mais ils présentent, d'autre part, des différences essentielles.

Le procédé Triger se borne aux terrains aquifères superficiels ou ne dépassant pas 30 mètres de profondeur. Il offre, en cas d'accident, des ressources précieuses, en ce sens qu'il peut permettre aux ou-

TRAVAUX DANS LES TERRAINS TRfeS-AQUIFÈRES. 337

vricrs d*aborder le fond même du puits, et de travailler de leurs mains sur le point même où peut se trouver Tobstacle qui s'oppose à renfoncement ; par exemple, d'enlever quelque gros bloc de rocher« qui se trouYcrait dans un terrain de transport et empêcherait la descente d'une colonne.

Si on ne l'employait ainsi qu'accidentellement, on peut penser que parfois on trouverait avantage à substituer à l'appareil complexe de la machine à comprimer et du sas à air l'appareil simple et portatif de MM. Roucayrol et Denayrouze, qui permet de travailler sous une hauteur d'eau pouvant aller jusqu'à une vingtaine de mètres.

On peut même supposer qu'on atteindrait au besoin une profondeur plus grande, et mime^ à la rigueur^ une profondeur quelconque^ pourvu que pendant le travail on pût, momentanément, faire baisser les eaux dans le puits jusqu'à une vingtaine de mètres au-dessus du point où les ouvriers devraient travailler.

Le procédé Guibal a sur le procédé Triger l'avantage d'être indépendant de la profondeur à laquelle on opère; mais il demande une installation assez complexe, etl'expérience a montré quMl était d'une application difficile. Il offre moins de ressourcesque les autres procédés, surtout que le procédé Triger, en cas d'accident causé par la nature du terrain ; car on ne peut attaquer le terrain qu'avec des outils devant passer par le tuyau central, tandis qu'avec le procédé Chaudron,'on a à sa disposition, du moins pendant le fonçage, toute la section du puits et tous les artifices connus des sondeurs, et qu'avec le procédé Triger, les ouvriers peuvent se porter sur le poiut même où la difficulté se présente, la reconnaître et l'attaquer directement, au lieu de manœuvrer de loin, et en quelque sorte au jugé, à l'extrémité d'une longue ligne de tiges.

lie procédé Kind et Chaudron a la même propriété que le procédé Guibal, de fonctionner à toute profondeur.

En outre, il est d'un emploi plus sûr, et il peut être appliqué au plus grand nombre des cas. C'est celui des trois procédés qui me semble être le plus indiqué, dès que les morts-terrains aquifères atteignent des profdhdeurs supérieures à 30 mètres, ce qui est le cas de toutes les houillères du Nord et du Pas-de-Calais, où Ton a sou-

S38 COURS DTIPLOITATIOH 1>ES HIHIS.

vent des protondeurs doubles, triples et au delà. Cette possibilit d'application plus fréquente est, par elle-même, un avantage sérieux du système, en ce sens qu'elle permet de trouver plus facilement des contre-mattres et des ouvriers habitués à ce genre de travail, qui sera toujours assez délicat et gagnera beaucoup, pour la sécurité et la rapidité du travail, à être confié à un personnel d^à expérimenté.

Je crois que ce système est appelé à devemr d*un nsage courant, pour le fonçage de toutes les aval^resses présumées devoir être oMa difficiles à cause des niveaux à passer.

On y trouvera, je pense, habituellement économie de temps et d'argent ; on ne redoutera plus autant que par le passé les travaui de ce genre, et, lorsqu'on aura à créer un nouveau centre d'exploitation, on n'hésitera pas à préférer à un seul grand puits unique, devant faire tous leis services, y compris celui de la ventilation^ deui puits distincts, à moindre section, devant servir, l'un à l'entrée, l'autre à la sortie de l'air.

La première installation ne sera pas, après tout, beaucoup plus dispendieuse, Qt l'exploitation y gagnera essentiellement, au point de vue de la sécurité des ouvriers, comme à celui de l'extension qui pourra être donnée aux travaux.

Il me parait que telle est la voie dans laquelle les compagnies exploitantes devront tendre à s'engager dans les nouveaux centres d'exploitation à créer, lorsqu'elles auront des terrains difficiles à traverser, et qu'elles projetteront de donner un grand développement à leurs travaux souterrains.

' (1MLB) C'est ainsi, par exemple, que, dans une situation analogue à celle où se trouvent les houillères du Pas-de-Calais^ un centre de production sera très-convenablement constitué au moyen de deux puits entièrement distincts sur toute leur hauteur, séparés même l'un de l'autre d'un certain nombre de mètres.

Ces deux puits seront égaux et d'un diamètre de 5 mtoes à S'jSO au plus.

L'un servira à Pextraction et à l'entrée de l'Ar ; l'autre, à la so^ tie, et, en outre, à tous les services accessoires d'introduction

TRAYAUX DANS LES TERRAINS TRËS-AQUIFËRES. 539

des ouvriers et des bois, d'entrée ou de sortie des terres, elc.

Us seront donc Tun et l'autre munis d'engins d'extraction. Ces engins pourront être égaux, celui de la seconde fosse fonctionnant à large détente^ lorsqu^il n'a pas besoin de toute sa force.

Une telle disposition me semble avoir des avantages évidents.

En première ligne, elle assure complètement la sortie des hommes, en cas d'accident.

La partie supérieure de ces deux puits peut être exécutée succès sivement, par le procédé Chaudron, à l'aide du même appareil, plus pramptement et plus écmiomiquement que la partie correspondante d'un seul puits à grande section que Ton foncerait en avaleresse.

L'extraction pourra être aussi forte que le permettra la richesse des gites rencontrés par les puits ; elle ne sera jamais exposée à être interrompue complètement par un accident arrivé à la machine d'extraction, puisque celle de l'autre fosse pourra alors la suppléer; les deux machines pourront même, au besoin, marcher simultané' ment, dans le cas où Ton aurait des besoins extraordinaires de production.