DÉNOMINATION

DENSITE.

Carbone.

Hydrogène.

Oxigène et azote

Antbracile. . . .

Houille grasse

maréchale. . .

Houille maigre

' flambante. . .

Lignite parfait

de Provence. .

Lignile ligneux.

■Tourbe

Bois

On voit que, plus un combustible est de formation récente, plus il contient d'oxygène et d'azote; sa composition se rapprochant ainsi de plus en plus de la compo*

COMPOSITION ClflIliQUR DbS COMBUSTIBLES. 169

sition moyenne du bois. L'antbracile est donc, dans cette série, le terme opposé du bois; et, si Ton doit admettre que toute la série des combustibles dérive de raccumulation et de la décomposition de végétaux, on est conduit à admettre également que les conditions de décomposition qui ont transformé ces végétaux ont eu une puissance décroissante, depuis les premiers temps géologiques jusqu'à l'époque actuelle.

1^ composition de chaque type de combustible explique également les phénomènes de sa combustion. L'anthracite et les houilles anthraciteuses doivent à l'excès du carbone la lenteur avec laquelle ils briMent et l'absence de flamme; dans les houilles maréchales, la fusibilité résulte de ce que les proportions de l'hydrogène, de l'oxygène et du carbone sont telles que la quantité de bitume mélangé au carbone atteint son maximum; enfin, les houilles maigres à longue flamme et les lignites sont dans les conditions les plus favorables à la production de la flamme, mais, par contre, elles ne peuvent laisser, après la combustion des gaz, qu'une faible proportion de coke.

La table des densités qui, dans ce tableau, accompagne les variations chimiques des combustibles, indique une loi de décroissance qui est aussi un caractère des plus saillants dans la série des combustibles.

Ce caractère de la décroissance des densités est d'autant plus réel, qu'il est souvent mis à protit pour l'appréciation industrielle des houilles. On sait que telle houille sèche anthraciteuse doit peser 95 et 100 kilogrammes l'hecto-

170 CLASSIFICATION DES COMBUttTlBLES MINÉRAUX.

litre; telle houille grasse de 85 à 9U; telle houille ligni-teuse 80 au plus.

On voit, d'après les caractères chimiques particuliers à chaque qualité de houille, que l'analyse pourrait rendre de 1res grands services s'il existait des procédés prompts et faciles. Malheureusement il n'en est pas ainsi; une analyse du genre de celles qui ont été faites par M. Regnault exige non-seulement beaucoup de temps et de soin, mais des appareils spéciaux , et cette analyse , la seule qui fournifait des résultats concluants, est impossible en industrie. On se borne donc à faire quelques essais sur la proportion de carbone comparé aux matières gazeuses, et sur la quantité de cendres; mais de pareils essais n'ont de signification qu'autant qu'ils sont faits sur des échantillons représentant «fif mot/enne.

Toutefois, les distinctions minéralogiques ou chimiques n'ont rien d'absolu, et, sous ce rapport, les combustibles minéraux sont dans les conditions de toutes les rbches qui ne sont pas formées d'éléments cristallins, et qui doivent être, par conséquent, considérées comme des mélanges, plutôt que comme des composés en proportions définies. Si, pai* exemple, on analysait une série de houilles formant des passages minéralogiques entre les divers types , on pourrait établir une série continue de compositions, depuis celle de Tanthracite vitreux jusqu'à colle du lignite à tissu ligneux. Cela est tellement vrai, qu'on est arrivé à modifier la nature des houilles par le mélange intime d'une substance plus hydrogénée ; on a transformé, par exemple, les houilles

GAZ' QUI SE DÉGAGENT DE LA ROCILLR. 17t

maigres en houilles demi-^grasseadoni le coke, au lieu d*élre friable, est solide et bien agglutiné.

A cet effet, on mélange, à chaud, de la houille menue et pulvérulente avec un brai résultant de la distillation du goudron du gaz, et Ton agglomère, sous l'influence d'une compression énergique, la matière pâteuse qui résulte de ce mélange. Cette fabrication, connue sous la dénomi-nation de péra artificiel y a été organisée pour les houilles maigres flambantes de Blanzy, à une époque où Ton cheiv chait un débouché pour les menus; les charbons agglomérés résultant de cette fabrication sont d'une solidité remarquable, et brûlent avec tous les caractères d'une houille demi-grasse. Soumis à la distillation, ils donnent un gax plus éclairant que la houille ordinaire, et le résidu est un coke plus fritte et plus solide.

Claz qoi se dégttgemt 4e la boollle.

Les combustibles minéraux, lorsque leurs surfaces sont mises à découvert par les travaux des mines, exhalent des gaz délétères dont l'abondance rend quelquefois l'exploitation très (liiRcile. Ces gaz sont l'hydrogène protocarboné, que les mineurs appellent grisou , et l'acide carbonique qu'ils appellent m^felie.

Vhydrogène protocarboné ou grisou existe quelquefois dans les houilles anthracitcuses , très fréquemment dans les houilles grasses, rarement dans les houilles maigres, presque jamais dans les Kgnites. Lorsqu'une couche en contient, toutes les parties n'en sont pas également pêne-

trées; il abonde surtout dans les parties accidentées, dans les charbons froissés et menus. Il s'échappe sous forme de sources plus ou moins abondantes, connues sous la dénomination de soufflardsj mais, plus souvent encore, d'une manière générale, et surtout des surfaces récemment mises à nu. Celles-ci Texhalent avec un petit bruit, semblable à celui d'une liqueur en fermentation, et dû au décrépitement de paillettes de houille ; c'est ce qui fait dire aux mineurs qu'on entend le grisou.

Dans beaucoup de circonstances, et surtout loi*squ'il constitue des soufflards, on peut dire aussi qu'on voit le grisou, car il forme des linéaments blanchâtres qui serpentent dans l'air et gagnent les parties supérieures des excavations. Cette apparence est due à ce que ce gaz , étant beaucoup plus léger que l'air, devient visible par la différence de réfraction. En vertu de sa grande légèreté comparative, le grisou s'élève vers les parties supérieures des mines, s'y accumule, ou, ce qui est encore plus dangereux, se mêle à l'air, et détermine des mélanges explosifs qui, périodiquement et malgré toutes les précautions, causent de grands désastres.

D'après l'étude des dégagements de grisou, on peut dire que ce gaz existe dans la houille sous deux états distincts. Tantôt il la pénètre d'une manière générale et uniforme, sans pression, et, pour ainsi dire, comme l'eau pénètre une éponge; tantôt il y semble comprimé et se dégage des surfaces nouvellement mises à nu, d'une manière d'abonl assez vive, puis plus lente, et réglée de telle sorte, ({ue.

r.AZ OVl SK Di^U^ACKMT l)K LA HOUILLE. 173

plusieurs mois après l'eutaille^ les massifs conlinuent encore à l'exhaler.

On a cru observer , dans plusieurs circonstances y que la pression barométrique avait quelque influence sur ces exhalaisons, qui devenaient plus actives par les temps d*orage , lorsque la pression de l'atmosphère était à son minimum. Le cas le plus fréquent est celui où le grisou est, en quelque sorte, parqué et comprimé dans plusieurs parties de la houille et des roches qui Tavoisinent. Â Blanzy, lorsque le puits Ravez, après avoir traversé la grande couche supérieure qui ne contient pas de grisou, approcha de la couche inférieure et demi-grasse qui est fortement chargée de ce gaz, les schistes et grès Qns du toit en étaient pénétrés à tel point que le gaz sortait par les coups de mine. Quand on eut pénétré dans la couche, les dégagements devinrent très considérables, et bien qu'ils ne se soient pas arrêtés depuis, ils sont cependant moins abondants que dans le principe.

La compression du grisou est surtout à craindre dans le voisinage des failles et des brouillages. Ces portions de terrains à tissu brisé et relâché, hachées par une multitude de fissures et de vides communiquant entre eux, sont souvent de véritables réservoirs dangereusement chargés de gaz comprimés, ainsi que l'a prouvé le funeste accident de la mine de Wallsend.

En Belgique, comme en Angleterre, et comme dans les bassins du centre de la France , on a remarqué que le grisou était plus abondiint dans les houilles grasses que dans

(74 CLASHiriCATION DES COSlIlUi^TlBLBS MtiNÉRAUX.

\e^ houilles maigres, et qae son dégagement étail d'auiaût plus vif que les couches étaient plus accidentées. Ainsi, aux environs de Liège, dans le quartier de Seraing,' là où les coaclws présentent des replis nombreux, le grisou est teU leraent abondant, que, dans une galerie tranquille, on Fentend se dégager avec un bruit semblable à celui que ferait entendre une pluie assez forte qui tomberait en rase campagne. Lorsqu'il y a de Teau dans les galeries, le grisou là traverse en bouillonnant. Enfin, on attribue aux efforts que fait ce gaz pour se dégager le gonflement que Ton observe quelquefois dans les tailles, Iwsqu'on les a abandrnmées pendant quelque temps V

I^ grisou date-t-il généralement des phénomènes de for-* nation et d'enfouissement de la houille, ou s*y développetril d'une manière continue, et par une sorte de décompo* sttion? Cette question est loin d'être éclaircie; mais, à voir le» habitudes de ce gaz, nous sommes disposés à penser qu'il a été engendré sous l'influence de la dessiccation très lente de la houille, qui, n'ayant été enfouie sous les roches superposées qu'à un état humide, et pour ainsi dire tourbett^, a dû rester uti très long temps avant d'arriver à cet ^tai (fue les anciens appelaient la parfaite minéralisation, t^'est à ce travail de dessiccation et de lente fermentation fine nous avons déjà attribué les huiles, bitumes, etc., dont sont fréquemment pénétrées les roches immédiatement superposées aux combustibles minéraux.

* Devaux, Essai sur la constitution géognostique de ta province Je Liège,

CAZ QUI SB DÉGACenT DK LA HOUILLR. 175

Vacide carbonique joae daus les houillères un rôle difié* rent de celui du* grisou II n'imprègne pas la bouille , n'y est pas contenu par la cohésion de la roche et par la precH sion des terrains superposés, mais parait ne s'y développer qu'après la mise à découvert des surfaces, et par leur cob« tact avec l'air. Si l'on doit admettre qu'il préexiste dans certaines fissures, dans certaines houilles dont le tissu là(*he laisse beaucoup de vides, ce cas est l'exception.

L'acide carbonique ne se dégage pas comme le grisou, en faisant pétiller et décrépiter la houille; il se manifeste d'une manière générale dans les anciens travaux, et daui les excavations inférieures dont l'air n'est pas renouvelé par le courant d'aérage. Son dégagement se fait donc lentement, et d'une manière plus ou moins intense, mais près-* que générale. Ce dégagement est très abondant lorsque les houilles sont de nature à s'altérer facilement à l'air, c'est-à-dire quand elles sont très flambantes et trèsoxygénéos. Lorsque, dans certaines parties d'une mine, les charbons s'échauffent naturellement, on peut être certain qu'il y a formation abondante d'acide carbonique, et, comme ce gaz est beaucoup plus lourd que l'air atmosphérique, il peu( arriver, qu'à l'intervalle d'un jour, et sans que le sur* échauiïement soit très considérable, les parties inférieures et mal aéréesd'une mine deviennent inaccessibles, au point que ceux qui y descendent soient instantanément frappés de mort.

Ces dégagements d'acide carbonique nous conduisent à examiner une des circonstances les plus singulières que présentent les combustibles fossiles, leur inflammation et

17ti CLASSIFICATION DES COMBDSTIBLRS MIMÊRALX.

leQF décomposition spontanées. I^ plupart des faits relatifs à ces phénomènes sont encore inexpliqués. Voici en quoi ils consistent :

Certaines houilles, lorsqu'on les laisse en tas, soit dans les mines, comme cela arrive souvent pour les menus qu'on y abandonne, soit au jour, sur les haldes, ou dans les magasins, s'échauffent graduellement en émettant une grande quantité d'acide carbonique, et finissent par s'enflammer spontanément. Cette propriété varie suivant la nature de la bouille. Ainsi, tandis que certaines qualités, abandonnées longtemps, et en tas considérable, à l'influence de l'air chaud et humide des mines (circonstances qui paraissent accélérer l'inflammation spontanée), ne donnent aucun signe d'échauffement , quelques mètres cubes de cert-aines houilles légères, et fortement oxygénées, oubliés dans une galerie, développent aussitôt une chaleur considérable et finissent par prendre feu.

On avait cru d'abord que cette propriété résultait de la décomposition des pyrites qui se trouvent dans la houille; mais, en examinant de plus près, on a constaté que les houilles les plus chargées de soufre n'étaient pas toujours les plus inflammables, et que plusieurs de celles qui présentent au plus haut degré ce dernier caractère sont remarquables par le peu de soufre qu'elles contiennent.

Ce qui peut mettre sur la voie des causes de ce phénomène, c'est que les lignites sont éminemment inflammables; témoin ceux du bassin de Marseille. Ces lignites sont, il est vrai, un peu plus sulfureux que les houilles ;

UAK QUI SE DÉGAGENT DE lA HOUaLB. 177

mais il ne parait pas, en les comparant entre eux, que les plus sulfureux soient les plus inflammables. En rapprochant, au contraire, le fait de Tinflammabilité des lignites de cette observation que , parmi les houilles, les variétés légères et oxygénées sont les plus sujettes à réchauffement et à la combustion spontanée, on serait conduit à penser que le phénomène est dû à une décomposition putride très active. L'oxygène se porterait sur le carbone, sous Tinfluence de Tair humide, et causerait ce dégagement considérable d'acide carbonique qui accompagne réchauffement.

Lorsque réchauffement spontané se déclare avec intensité dans une mine, et sur des masses un peu considérables, le seul moyen d'arrêter la décomposition est de déterminer une ventilation active qui sèche et rafraîchisse Tair, d'enlever et d'aérer les charbons les plus échauffés. Si, comme cela arrive souvent, on parque la houille échauffée dans des corrois ( murs imperméables), le développement de la chaleur continue , l'incendie se déclare et ne peut bientôt plus être éteint, comme si la bouille, bien que noyée dans l'acide carbonique, trouvait dans sa propre composition l'oxygène nécessaire à sa combustion.

La décomposition de la houille a souvent lieu d'une manière partielle, mais encore très sensible, sous l'influence d'une exposition prolongée à l'air et sans qu'il y ait inflam* mation ; ces phénomènes de décomposition spontanée expliquent la suppression fréquente, et quelquefois presque complète, des aflleurements des couches.

Le bassin des lignites tertiaires de la Provence présenta

ce dernier phénomèoe à un degré d'autant plus remarquable, que dès couches marneuses, bien plus délitables que les lîgnites, ont conservé leurs caractères et leur épaîsaèur sur les coteaux dénudés où elles affleurent , tandis que liBlle couche de lignite, d'un mètre et plus d'épaisseur, n'est plus représentée que par une trace charbonneuse, qu'il faut connaître à l'avance pour admettre, qu'à dix ou vingt métras de là, cette trace est transformée en une belle coucbe d*on combustible parfaitement minéralisé.

L'eau est un agent énergique de ces décompositions, et MM. Diday et de Villeneuve * ont fait des observations importantes sur son action souterraine dans les couches de ligoiië. Certaines portions de ces couches, au lieu d'avoir conservé les conditions normales , sont converties en un charbon désagrégé, terreux et menu, qui ne peut être d'aucofi era|»loif ailes sont complètement peiméables aux eaux, et l'on a reconnu qu'elles leur servaient de passage , et l^nstituaienl des espèces de canaux spongieux. Cette propriété a fait donner à ces portions de couches le nom de mouillères. Dans les parties supérieures des exploitations, au-dessus des écoulements naturels ou artiBciels, les mouilleras sont absorbantes; mais, au-dessous, elles débitent des quantités d'eau considérables, et font souvent obstacle aux exploitations, qui n'y trojivent que des produits sans valeur et y sont entraînées à des é^niisenients coûteux.

Les eaux qui sortent des mouillères sont fortement oxy-

* Annales des mine€, 2* série, tome V cl suivanU.

généeS; et contiennent un peu de sulfate de fer; elles pof^ tent ainsi le léfQoignage de leur action chimique sur le combustible.

La décomposi^on des houilles exposées à Tair est d'aut^plt plus rapide qu'elles SQUt plus oxygénées. Cette décompo^ir tioQ ne se no^pîfeste pas seulement par les suréchaufiiament^ et par rinflammation spontanée, elle s'effectue encore lentement et imperceptiblement; de telle sorte, qve les houilles perdent d'autant plus de leurs qualités, qu'elles resteqii plus longtemps soumises à l'action de l'air. Nous pourrions citer des cas où des approvisionnements restés sur les haldes ou sur les rivages, pendant plusieurs anoées, ont été complètement perdus et refusés par la consommation* En général, les consommateurs qui, par une longue pratique, ont été conduits à bien apprécier les qualités industrielles des combustibles, admettent que les houilles consommées dix mois ou un an après leur extraction ont perdu, au moins ; 5 pour cent de leur pouvoir calori&|ue; et l'un des principaux avantages du transport par chemin de fer^ est d'apporter la houille aux usines , pour ainsi dire , au sortir des puits d'extraction.

Orifline de* combustibles ninéraax.

La pensée d'attribuer les combustibles minéraux à la décomposition des végétaux nous est suggérée par tous les x^raclcres de ces combustibles, et souvent même par ceux des dépôts arénacés dans lesquels ils sont stratifiés. L'abondance des plantes fossiles, accumulées dans les grès fins et

180 CLA8SiFIC\T10M DES C01IBU8T1BLKS MllfillAUX.

les schistes qui sont en contact avec les couches de houille; les caractères géologiques, qui nous montrent une succession de formations carbonifères, commençant aux anthradtes siluriens les plus lithoïdes, et finissant aux tourbes produites sous nos yeux par les vitaux ; les caractères minéralc^ques, qui, de Tanthracite, conduisent à la houille, et de la houille aux lignites et aux tourbes, par les passages Isa plus ménagés; tout concorde pour nous prouver que la série des combustibles minéraux représente les résultats des mêmes épisodes de végétation et de décomposition , se modifiant suivant les divers états de la surface du globe. Mais cette idée générale ne suflit pas encore, et, pour arriver à bien connaître les conditions géologiques du gisement de la bouille, à expliquer et prévoir toutes les variations de Fallure des couches, il faut nécessairement étudier la formation de ces couches, dans tous leurs détails théoriques.

Nous avons vu que la houille était stratifiée, et que la puissance des couches variait depuis quelques décimètres jusqu'à une épaisseur de vingt mètres et au delà ; quelle que soit cette épaisseur, elle n'est généralement qu'une fraction minime de retendue. Or, ces couches, déjà si peu puissantes comparativement à la surface qu'elles recouvrent, sont, elles-mêmes, subdivisées en une série de couches superposées, non-seulement par les lignes de la structure stratifiée, mais encore par Tintercalation de lits schisteux, ou barres^ qui se maintiennent souvent sur des surfaces^e plusieurs krlomètres carrés, et fractionnent, par exemple, en trois ou