DÉFINITIONS GÉNÉRALES 0F8 ACCIDENTS

son parcours souterrain, une série plus ou moins compliquée d'allures différentes, ces allures étant définies par les inclinaisons et directions du plan de la stratification.

On distingue parmi ces allures ; les maîtresses allures, c'est-à-dire celles qui sont dominantes et continues sur de grands espaces ; et les allures secondaires, qui ne sont que passagères et déterminées par des accidents de détail. Si, par exemple , on examine les diverses coupes qui ont élé faites en travers du bassin belge, notamment aux environs de Liège et de Charleroi 1 , on voit que les maîtresses allures, en droits et en plats, sont raccordées par des plis très compliqués, qui no sont que les détails du ploiement général des couches.

Outre ces premiers accidents qui déterminent les conditions générales de l'allure, il en est d'autres dont les causes sont plus difficiles à apprécier, parce qu'ils sont tout à fait locaux et indépendants de l'allure générale, et parce qu'en outre ils interrompent quelquefois la continuité des couches. Ainsi, qu'une couche soit relevée et ployée, de manière à présenter, comme dans le bassin belge, des coupes en zig-zag ou festons les plus compliqués, l'exploitant arrivera aux crochons des plis et s'engagera dans la nouvelle allure située au-delà, sans qu'il en résulte aucun embarras ni aucune interruption dans ses extractions. Mais d'autres accidents pourront interrompre sa marche en in-

1 Description géologique de la province de hége, pnr M. Dumont. — Mines de houille des envtrom de Ckutleroi , |>ur M. Kidaull. Bruxelles,

terceptant la continuité de la couche; ceux-là appartiennent à deux catégories bien distinctes : Tune comprend les accidents qui n'affectent que Pépaisseur de la couche, et qui peuvent être attribués aux circonstances mêmes du dépôt; ce sont, en quelque sorte, des vices de conformation; l'autre comprend les accidents évidemment dynamiques et postérieurs au dépôt, accidents qui interrompent presque toujours le plan des couches.

Pour qu'une couche soit régulière, il faut, non-seulement que son plan soit bien réglé, mais encore que sa puissance ne présente que peu de variations, le toit et le mur restant toujours à peu près parallèles. Si le toit et le mur s'écartent de manière à produire un renflement, ou se rapprochent de manière à déterminer un étranglement , et même une suppression momentanée de la couche appelée crain ou coufllée, ce sera un accident, et il y aura lieu d'examiner s'il est dû aux circonstances mêmes du dépôt, ou à des perturbations postérieures.

Enfin, la couche peut être interrompue par des cassures ou fentes plus ou moins larges, qui constituent ce que l'on appelle les failles et les brouillages. Ces failles et brouillages, toujours postérieurs au dépôt, déterminent non-seulement des solutions de continuité, mais aussi des déplacements des parties brisées ou rejets qui, dans les exploitations, donnent lieu aux problèmes les plus difficiles et les plus coûteux à résoudre.

Rien n'est assurément plus simple que celte définition des accidents qui peuvent affecter les couches ; mais leurs

variations de forme et d'intensité donnent lieu à des dispositions si diverses, qu'il eu résulte souvent beaucoup d'embarras et d'bésitation dans la conduite des travaux. On nous excusera donc de les décrire avec des détails souvent minutieux, car ces détails ont une importance réelle dans les applications pratiques.

Étranglements, renflement*, crains et eoufll^es. Relations qui existent entre ln structure fie In houille et les

accidents des couches.

La valeur d'une couche de houille résulte d'abord de sa puissance, c'est-à-dire de l'épaisseur de houille pure qui est comprise entre son toit et son mur, abstraction faite des bancs rocheux qui peuvent s'y trouver interstratifiés; elle résulte ensuite de la pureté et de la qualité de la houille.

En comparant, dans les bassins les mieux explorés, les épaisseurs réunies des couches de houille aux épaisseurs totales des dépôts houillers (page 1 08), nous avons indiqué quelles étaient les limites dans lesquelles variait la puissance des couches. Ainsi, les veineltes de 0m,10 à 0I",20 d'épaisseur ne sont, en quelque sorte, notées et mentionnées que pour mémoire, même dans les bassins les plus avantageusement situés. À 0m,30 une couche peut être exploitée, si elle est régulière et de bonne qualité. Dans les bassins du nord de la France , de la Belgique et des bords du Rhin, la majeure partie des couches varie de 0n,,30 à 0m,80 et 1 mètre de puissance, et celles qui dépassent 1 mètre sont citées comme exceptionnelles. La

238 ALLUllES ET ACCIDENTS DES COUCHES DE HOUILLE.

grande veine cTAnzin, par exemple, a 1",10 d'épaisseur, celle de Vicoigne, 1m,A0; à Mons, la veine à Mouches, la plus puissante du bassin, s'élève à 1",80 dans la partie la plus favorable de son développement.

Il y a bien loin de ces épaisseurs à celles que nous avons déjà mentionnées dans les bassins du centre et du midi de la France, où la plupart des couches exploitées dépassent 1 et 2 mètres. Les couches de 4 mètres et au delà sont fréquentes dans les bassins de la Loire, de Saône-el- Loire, de l'Allier, de FAveyron, du Card, etc., et, sur beaucoup de points, cette puissance dépasse même 10 et 15 mètres. Enfin, par exception, on peut citer certaines couches qui atteignent 30 mètres, celle de Bezenet par exemple, où cette puissance, mesurée normalement du toit au mur, a été constatée sur une longueur en direction de plus de 500 mètres. Dans les renflements accidentels, ces grandes couches présentent des dimensions encore plus considérables, et nous pouvons citer la couche de Montchanin, où cette épaisseur atteint plus de GO mètres.

Mais ces grandes couches ont bien rarement une régularité comparable à celle des petites couches des bassins du Nord, et Ton peut dire, en considérant les extrêmes, que la continuité et la régularité semblent en raison inverse de la puissance. En effet, les accidents contemporains, inhérents au mode de formation, se multiplient dans les grandes couches et y prennent de grandes proportions; ce sont des renflements, des étranglements, des intercalalions de barres qui se dilatent aux dépens du charbon, des mc-

ÉTRANGLEMENTS, RENFLEMENTS, CRAINS ET COl'FFLÊES. 239

langes rocheux, sous forme d'une multitude de petits nerfs qui rendent certaines parties inexploitables. Ajoutons que les accidents qui interrompent complètement les couches, tels que les crains, les failles et les brouillages, sont aussi plus nombreux dans les grandes couches des bassins lacustres du centre et du midi de la France que dans les grands bassins marins du nord, dont les petites couches éprouvent, il est vrai, des plis nombreux, mais sont rarement interrompues par les accidents, et conservent, sur des surfaces considérables, leurs caractères de puissance, de régularité et de composition.

Malgré ce contraste, on conçoit qu'il y a une grande différence entre les conditions d'exploitation des couches qui ne rendent que de 8 à 1 6 hectolitres de houille par mètre carré de surface exploitée, comme la plupart des couches du Nord, et celles qui rendent 150, 180 hectolitres, et audelà, comme les grandes couches de Blanzy, la grande masse de Rive-de-Gier, etc. En compensation, les petites couches du Nord sont nombreuses et rapprochées, et si Tune d'entre elles éprouve quelque accident ou s'altère dans sa puissance et sa pureté, l'exploitation peut être immédiatement portée dans les couches voisines. Dans nos bassins du centre et du midi, les grandes couches sont, au contraire, en petit nombre et généralement séparées les unes des autres par de grandes épaisseurs de roches ; lors donc qu'une de ces couches éprouve des altérations graves, et qu'elle est interrompue par des coufflées ou des failles, il n'est pas permis de rien négliger pour franchir ces acci-

dents, et définir aussi complètement que possible l'allure et le parcours souterrain de son plan.

C'est donc principalement dans nos exploitations du centre et du midi que nous trouverons les exemples les mieux caractérisés des accidents qui affectent la puissance et la régularité des couches. Nous chercherons d'abord à distinguer, parmi ces accidents, ceux qui peuvent être attribués aux circonstances du dépôt et ceux qui leur sont postérieurs.

D'après ce qui a été dit dans le chapitre précédent, il existe pour les houilles une structure normale, plateuse, stratifiée dans tous les détails de sa composition, et dans laquelle les principaux délits, parallèles au toit et au mur, sont recoupés par deux systèmes de tissures perpendiculaires , attribuées au retrait.

Cette structure normale existe surtout dans les couches, ou portions de couches qui, postérieurement à leur dépôt, n'ont subi que peu de perturbations, et qui ne sont point accidentées. Lorsque ces mêmes couches éprouvent des dérangements ou accidents, la structure normale est d'au* tant plus modifiée que ces accidents sont plus considérables ; cette structure prend alors de nouveaux caractères, et subit des transformations quelquefois complètes.

Le plus souvent , les houilles dont la stratification est altérée par des renflements, étranglements, crains ou coufflées, présentent des clivages curvilignes ; les morceaux ont des formes arrondies, et le menu se détache en petits feuillets courbes, comme si la matière, encore douée de ductilité,

avait éprouvé une sorte de pétrissage. A l'abattage, ces houilles tombent presque entièrement en menu.

Ces altérations du tissu normal de la houille se retrouvent dans les roches stratifiées avec elle ; les barres, les lils de gore , les nerfs argileux sont eux-mêmes fragmentaires, brisés et froissés , de manière à présenter, de même que les roches du toit et du mur, une multitude de surfaces convexes ou concaves, striées, polies et brillantes, que les mineurs appellent des miroirs.

La structure brouillée des houilles est constante et très prononcée dans les couches fortement accidentées. Telles sont les houilles grasses du bassin de Vouvant et Faymoreau dans la Vendée; l'abattage n'y fournit que du menu, et Ton a peine à trouver, sur les haldes, des morceaux assez solides pour qu'en les serrant dans la main, ils ne soient aussitôt brisés en une multitude de fragments arrondis. Toutes les couches du bassin de Vouvant affectent cette structure, et ces couches sont en même temps non-seulement redressées jusqu'à 60 et 80 degrés, mais encore accidentées par une multitude de serrages et de coufllées.

Cette structure des houilles accidentées est quelquefois absolument pulvérulente. Certaines houilles des mines de Languin, aux environs de Nort, ont ce caractère au plus haut degré; elles sont à l'état de poussière terne, et ressemblent tellement à du noir animal qu'on est obligé de les expédier en sacs ; mais, malgré cette apparence défavorable , elles sont collantes , propres à la forge et à la

fabrication du coke. Sous le rapport du gisement, les couches composées de cette houille pulvérulente sont tellement accidentées par des coufllées , qu'elles se trouvent réduites à l'état d'amas lenticulaires, dont la continuité en direction dépasse rarement 25 à 30 mètres, et qui se suivent dans des plans de stratification inclinés à 60 et 75 degrés. Cette houille est désignée par les mineurs sous le nom de charbon sourd, parce que, à l'abattage, elle ne rend aucun son sous les coups de pic; par opposition, on appelle charbons clairs, des charbons pailleteux et brillants , plus 6onores, qui sont accidentés de la même manière, mais dont les menus ont conservé l'apparence fragmentaire de la houille brisée.

En étudiant les gîtes de Languin , nous nous sommes convaincus que, après avoir été primitivement sous forme de couches régulières, ils avaient été soulevés et comprimés par des. efforts latéraux , au point d'être réduits à l'état d'amas lenticulaires, dont la série se succède sous forme d'allure en chapelet. Les lacunes d'isolement étant généralement plus longues que les parties lenticulaires, il a fallu que la houille, refoulée par les pressions latérales, parcourût des distances considérables, et de là cette rupture complète de toute structure.

Le bassin de Saône-et-Loire présente quelques exemples intéressants de la solidarité que nous signalons entre la plupart des accidents et la structure anormale des houilles. Sur la lisière méridionale, vers Lucy, le Monceau et Blanzy, le terrain, incliné de 10 à 20 degrés, présente

des couches bien réglées dans leur puissance, et qni, bien que découpées par des failles nombreuses, ont conservé des allures assez régulières dans leur ensemble ; aussi , dans toute cette partie du bassin, la structure de la houille est-elle normale et essentiellement stratifiée. Sur le pendage opposé, vers Toulon sur l'Arroux (mine des Petits- Châteaux), les couches, violemment redressées sous des angles de 60 à 80 degrés , sont à tel point criblées de crains, qu'elles ne sont plus représentées que par une série de masses lenticulaires ou sphéroïdales en chapelets, dont l'exploitation a dû être abandonnée; aussi, toutes ces houilles sont-elles menues, et présentent-elles, au plus haut degré, la structure brouillée et pétrie que nous avons précédemment signalée.

Mais on ne peut admettre, sans quelque preuve directe, cette transformation d'une allure régulièrement stratifiée, en allure en chapelets, et cette suppression de la houille sur des espaces considérables, par le refoulement latéral dans les parties renflées. Pour arriver à cette démonstration, nous allons prendre une série d'exemples qui, de la régularité absolue des couches, nous conduiront à leur maximum de perturbation par les crains.

Les couches de lignite tertiaires des environs de Marseille peuvent être citées, parmi les couches combustibles, comme celles qui présentent les caractères de stratification les plus nets et les plus réguliers. Les calcaires qui alternent avec ces lignites contrastent tellement avec eux par tous leurs caractères minéralogiques, qu'ils font ressortir

toutes les irrégularités avec une netteté qu'on ne retrouve pas dans les autres terrains carbonifères. Ces couches de lignite, si bien stratifiées, qu'on peut souvent y distinguer une lumière suspendue à l'extrémité de descenderies de 200 mètres de longueur, ont cependant aussi leurs irrégularités, et nous devons à M. Grafft la communication de plusieurs observations intéressantes sur les déformations qu'elles ont subies.

Dans les mines d'Auriol , une des couches principales, dite la grande mine, puissante de 1m,20, et ordinairement très régulière, éprouve des refoulements dont la 6g. 25

Fig. 25. — Cou|»e horizontale d'un écrasement de la couche dite la Grande-Mine,

à Auriol.

donne un tracé exact. La couche, suivie par une galerie d'allongement qui en a déûni les contours, est froissée de manière à présenter, sur une longueur d'environ 15 mètres, des déformations auxquelles la matière charbonneuse s'est parfaitement prêtée. Le lignite fragmentaire remplit exactement toutes les anfractuosités du toit et du mur, ce qui démontre que, dans cet état brisé, et sous l'influence des pressions énergiques auxquelles il a été soumis, il jouissait d'une véritable malléabilité.

Ces phénomènes de déformation des couches existent surtout dans des plis dont la fig. 26 présente un exemple. Ici , le double pli qui a interrompu le pendage régulier

justilie, en quelque sorte, le mouvement de froissage que la couche a éprouvé, et sa puissance un peu diminuée in-

Cet effet d'étirage est démontré d'une manière encore plus évidente par l'accident représenté fig. 27. Une autre couche dite des quatre pans est brisée en deux points, et

Fig. 27. — Coupe verticale d'un accident dam la couche dite de* Qualre-Paiu,

à Auriol.

éprouve, en outre, un double pli analogue au précédent. Dans toute la partie ployée, la couche a été étirée de telle

hi

en.

(loi

de

mi:

cip Or, peu' nid sant moit che spon mou* parts désoi Ces sont i les rc vent eaux pensi< rable.

carboi la stru tain m

netteté qu'on ne retrouve Ces couches de :i y.. >-u; souvent y distinguer m a l extrenute de descenderies de m* cependant aussi leurs irrégu-

sm les defonnatioos

a* os couches principales, a* * ordinairement

la fis.»

peD dl«ûinaée in-

^ — ' ^°upe vertical rf*

Ce» effet d'é(iraiP« .

P'°* évidente par ,t i ^ d'un° *anière „ «»che dite dZll * reptéseaté % 27 r eDC°ro

65 brisée e„V^nlnea^

aeux Points, e,

Lae « été étirée de Mb

sorte que sa puissance est réduite de moitié vers le milieu du pli; on voit, en outre, que la matière charbonneuse a été refoulée par la pression, dans une petite fissure en forme de coin, placée au toit de la couche.

Ces exemples pris dans les couches de lignite nous paraissent démontrer d'une façon concluante que des étranglements ou des renflements ont été déterminés par des mouvements du sol ; d'abord, parce que les effets produits sont peu considérables, et, en second lieu, parce que les couches de lignite sont si bien réglées dans la localité dont il s'agit, qu'on ne peut douter que les effets produits ne soient bien réellement dus à des perturbations postérieures à leur dépôt. Nous pouvons ajouter enfin, qu'en aucun point la solidarité qui existe entre les accidents et les altérations de la structure normale n'est mieux prouvée que dans ce bassin des ligniles de la Provence.

Cette malléabilité dont est douée une roche solide et brisée n'est pas, d'ailleurs, sans analogies dans les faits géologiques. Ainsi, l'on admet que certaines roches serpentineuses, dont la structure est fragmentaire, et dont les fragments présentent tous des surfaces de glissement, douces au toucher et striées dans un même sens de marche , ont dû être soulevées et amenées au jour dans un état solide. L'état brisé de ces roches leur tenait lieu de fluidité; or, leur structure fragmentaire, polie et striée, est précisément reproduite dans beaucoup de cas par les houilles accidentées. C'est ainsi que les miroirs et indices de glissement du toit et du mur, les stries de la structure maillée, doivent évidemment

)ogle

être attribués à cette rupture de la structure normale, et à ces mouvements de substances solides, ou à demi solides, refoulées par les pressions latérales. Si nous étions à même d'étudier les couches de schistes et de grès qui alternent avec la houille, avec autant de soin et de détail que la houille elle-même, nous verrions que ces couches ont subi, dans beaucoup de cas, les mêmes brisements et les mêmes déformations.

Ces déformations des couches de lignite seront facilement admises, parce qu'elles sont de peu d'importance-, mais examinons des exemples où elles sont plus prononcées , et par conséquent plus difficiles à expliquer. L'ancienne exploitation de la petite Ricamarie, dans la concession de la Beraudière (bassin de la Loire), nous en fournira un dans lequel la déformation est développée sur une grande échelle (Pl. I).

La carte des concessions de la Beraudière et de Montrambert (Pl. XVII) indique les affleurements des couches reconnues dans ce district, et la coupe (Pl. XVI, fig. 2) faite suivant la ligne A B de la carte, représente les conditions ordinaires de l'inclinaison et de l'allure de ces couches. En étudiant cette carte, on voit que, dans ce district comme sur presque tout le territoire houiller de Saint-Étienne, les couches plongent en sens contraire des versants sur lesquels elles affleurent; on voit, en outre, qu'elles sont découpées par plusieurs failles. Malgré ces perturbations, , l'allure générale est régulière, du moins pour les quatre, couches les mieux connues, qui sont : 1° la grande masse,

2° les trois couches inférieures, désignées sous les noms de première, seconde et troisième brûlantes.

La grande masse a régulièrement 1 2 à 1 5 mètres de puissance; elle se renfle graduellement en profondeur, en se divisant par une ou deux barres , ainsi que l'indique la coupe (Pl. XVI). Les brûlantes ont trois à quatre mètres d'épaisseur et sont ordinairement parallèles à la grande masse. Cet ensemble de couches bien stratifiées plonge sous des angles de 35 à 50 degrés, sur tout le périmètre des affleurements qui suivent le chemin de fer, depuis Montrambert jusque vers le Moncel , où ils se contournent en forme de fer à cheval ; vers la Ricamarie, les couches sont violemment comprimées et redressées dans une position presque verticale, par le soulèvement des terrains inférieurs. Ce relèvement des couches concorde avec une déformation évidente de leur allure normale, déformation dont la coupe verticale, représentée par la Pl. I, fait apprécier tous les détails.

En examinant la grande masse, sur cette coupe, on voit que le toit et le mur cessent d'être parallèles, et que la houille a été refoulée vers la partie centrale, de manière à déterminer un renflement qui porte la puissance à plus de soixante mètres. L'effet de ce refoulement a été de rapprocher les trois brûlantes vers la partie renflée , tandis que, près de la surface, elles s'écartent beaucoup plus; c'est-à-dire que les bancs de schistes qui séparent les couches de houille sont étranglés aux points qui correspondent aux renflements de la houille, et dilatés vers la sur-

face ; ils semblent avoir éprouvé, comme nous l'avons dit précédemment, des déformations analogues à celles de la houille.

L'étude de ce terrain, dans tous ses détails do position et de structure, prouve donc que la déformation de l'allure normale de la grande masse est bien le résultat des perturbations éprouvées par le sol ; tandis que la coupe verticale (Pl. I), relevée d'après les travaux de l'exploitation, démontre que ces déformations peuvent atteindre les proportions les plus considérables. Une couche peut ainsi être renflée de trois, quatre fois, et plus, sa puissance normale.

Mais un renflement entraîne toujours des étranglements ; car la houille, qui surabonde sur un point, a nécessairement été enlevée à des parties latérales, où elle manque. Or, ces étranglements ont une grande importance dans les exploitations, surtout lorsque la suppression de la houille est complète, et qu'il y a ce que l'on appelle crain, confiée, étreinte. Examinons les conditions d'allure des couches en coufllée, et montrons par quelques exemples qu'en effet, par des perturbations postérieures, la houille a pu être supprimée complètement sur une certaine étendue de son développement.

La couche, dite la grande masse de Rive-de-Gier, n'est nulle part plus puissante et plus richement développée qu'aux mines de la Gourle, dans la concession de la Peronnière. La puissance totale de cette couche y atteint 20 et 25 mètres, et ce riche dépôt, comme dans tout le bassin

de Rive-de-Gier, est divisé en deux parties par l'interposition d'une barre dite nerf blanc. Cette barre est môme développée outre mesure, ainsi que l'indique la coupe verticale ci-jointe, due aux travaux de M. Brochin (PL II).

On voit, d'après cette coupe, que la bouille subit un crain très prononcé, et que ce crain affecte aussi bien la couche supérieure que la couche inférieure. Cette simultanéité suffît pour démontrer que la suppression de la houille résulte d'une perturbation postérieure. Comment concevoir, en effet, une pareille coïncidence, si on l'attribuait à des causes contemporaines du dépôt? tandis, qu'en supposant un étranglement par compression, cette coïncidence est forcée pour deux couches aussi rapprochées. On remarquera, en outre, que l'axe suivant lequel la pression s'est propagée d'une couche à l'autre, est à peu près normal au plan d'inclinaison , c'est-à-dire que cette compression est un effet du relèvement des couches.

Si un crain était déterminé par une pression exercée sur un seul point de la couche, il en résulterait évidemment une espèce d'ilot circulaire ou elliptique, autour duquel l'exploitation s'arrêterait par suite de l'étranglement produit; mais ce cas est le plus rare, et les pressions se sont généralement exercées suivant des lignes sinueuses, qui déterminent des, zones de stérilité plus ou moins larges.

Prenons pour exemple le champ d'exploitation de la mine des Communautés, près Blanzy (Saône-et-Loire). La couche exploitée sur ce point était une des couches supé-

Heures du bassin, et avait deux mètres de puissance moyenne; elle était inclinée à soixante degrés; de telle sorte qu'on a pu l'attaquer, à partir d'un même puits, par sept niveaux d'exploitation , dont les galeries sont représentées en coupe verticale et en projection horizontale dans le plan ci-contre (Pl. 111).

La partie supérieure de la couche était coupée par une faille , représentée en a, b ; au point c, où le puits avait croisé le plan de la couche, ce puits l'avait trouvée serrée par un crain. L'exploitation successive des sept niveaux permit de définir parfaitement la marche de la faille et des crains, suivant les contours représentés par la projection horizontale. La faille était linéaire, et formait une zone assez droite suivant la direction de la couche, ainsi qu'un crain supérieur qui limita les travaux ; quant au crain recoupé par le puits, il était très sinueux, et s'est contourné et bifurqué de manière à isoler complètement certaines parties du champ d'exploitation, ainsi que l'indique la projection horizontale des travaux.

Dans presque tous les bassins lacustres du centre de la France, les couches sont sujettes aux crains; et, lorsque ces crains ont une grande largeur et une grande continuité, les exploitations sont limitées, et divisées en champs distincts et indépendants. C'est ainsi que certaines couches ont été réduites , par des crains rapprochés , à des séries d'amas lenticulaires, isolés de toutes parts. Dans les couches puissantes , ces amas lenticulaires ont môme pris la forme de boules, dont le gisement semble tout à

rieures du bassin , et avait deux mètres do puissance moyenne; elle était inclinée à soixante degrés; de telle sorte qu'on a pu l'attaquer, à partir d'un même puits par sept niveaux d'exploitation, dont les galeries sont représentées en coupe verticale et en projection horizontale dans le plan ci-contre (Pl. III).

La partie supérieure de la couche était coupée par une 6.01e, représentée en a, b; au point c, où le puits avait croisé le plan de la couche, ce puits l'avait trouvée serrée

par un crain L'exp.oi.a.ion successive des sept niveaux perm,t de dehmr parlent la marche de la faille et des crains, suivant es contour* w

' contours représentés par la projection

horizontale. La faille était linéaire m r •

. , ""taire, et formait une zone

assez droite suivant la direction .1* i L

crain supérieur qui hn^ ^ *' ^

recoupé par le puits, il éu,it t^T ? ^ " tourné et bifurqué de «nanière à^sol ' " ^ taines parties du champ d'ex.b 7 COmpl,;'" n,ent » la projection horizontale des *" "^"t™

Dans presque tous les bassi J^. , France, les couches sont sujette, ces crains ont une grande |ar, 3(11 Cntns'> el» lorsque nuité, les exploitations sont * "ne &m>te coolidistincls et indépendants. C'est - ** ^r^ei en c'a"(* ches ont été réduites , par ''oe certaines

séries d'amas lenticulaires j i"** nPProebé»t ' *» les couches puissantes <J * ,tmte9 V*- **— I>ris la forme de boules, (j0n, *****ire* Ml

fait anormal, et en dehors de toutes les conditions de la théorie. Il arrive, en effet, que, les travaux ne pouvant trouver la suite de ces boules , on semble autorisé à en conclure que la houille a pu se former en amas non stratifiés.

Comme la majeure partie des crains affecte une disposition linéaire, dont la direction moyenne se rapproche de la direction de la couche, ainsi qu'il est indiqué par le plan de la couche des communautés, il est ordinairement plus rationnel, pour les traverser et retrouver la couche, de procéder par des galeries suivant riuclinaison , plutôt que par des galeries d'allongement. Certains crains ont eu plus de 300 mètres de continuité en direction, tandis que, suivant l'inclinaison, ils n'avaient pas plus de 30 à 50 mètres de largeur moyenne.

Tous les renflements, étranglements et couûlées qui affectent les couches de houille, ne doivent pas être considérés comme résultant nécessairement d'accidents postérieurs; les conditions mêmes de la formation ont pu, dans certains cas, produire les mêmes résultats. Or, il peut quelquefois être utile de constater si un crain est un accident postérieur au dépôt d'une couche, ou s'il résulte des circonstances mêmes de ce dépôt ; et il faut alors, non-seulement consulter la structure de la houille , qui peut faire apprécier l'origine de l'accident, mais aussi la disposition des nerfs et des barres interstrati fiées.

Dans le cas d'accidents postérieurs à la formation de la couche, les nerfs et les barres interstratifiées sont brisés et

sillonnés, ainsi que le toit et le mur, de miroirs et de stries caractéristiques. Prenons , pour exemple, la couche supérieure du Monceau (Saône-et-Loire), dont les accidents multipliés ont été très bien étudiés par M. Harmet \ Cette couche , de 1 2 mètres de puissance , est divisée en trois parties, par deux barres d'argile schisteuse qui s'y maintiennent avec une grande régularité; dans un étranglement qu'elle subit, les barres, brusquement infléchies, sont brisées, et leurs fragments sont dispersés dans la houille menue qui forme la partie étranglée (fig. 28). N'est-il pas évident que la structure eût été toute différente dans un étran-

Flg. 28. — Coupe tertienle d"nn fMrangtement dans la couche du Monreai*.

glement produit par des causes contemporaines du dépôt? Cette même couche offre plusieurs exemples de ces étranglements ; ils sont déterminés par l'accroissement des barres rocheuses qui se dilatent aux dépens de la houille; la houille elle-même se mélange de parties schisteuses, et la

1 Corn spondance des élèves bre?elés de l'École des mineurs de Sainl- É ionne. Année 1844.

couche diminue de puissance, sans désordre, sans que les lois de la straliûcalion cessent d'être rigoureusement suivies et exprimées par la houille, par les barres et par les roches du toit et du mur.

La couche du Creuzot (Saône-et-Loire) nous présente aussi des exemples de renflements et d'étranglements qui dérivent des deux principes. Cette couche, dont la puissance est de 10 à 14 mètres, est inclinée à 70° et au-delà. Un pareil relèvement n'a pu être opéré sans que l'épaisseur de la houille ait subi des modifications considérables, et nous citerons la coupe prise par le puils de la machine (fig. 29) comme exprimant les conditions d'un renflement bien évidemment lié aux phénomènes de compression; car, après avoir dépassé, sur ce point, une puissance de 40 mètres, la couche s'étrangle, à peu de distance, au moment même où elle subit un contournement. Mais si, d'une part, nous devons admettre qu'une couche de cette épaisseur n'a pu être ainsi relevée et contournée sans éprouver des perturbations considérables, d'autre part, il ne faut pas

Flg. 29.

Coupe de la couche du Creuzot, par le puits de la machine.

attribuer à ces perturbations toutes les variations que présente son épaisseur. Ainsi, dans certains cas, sa régularité est troublée par des intercalations de barres rocheuses qui la divisent en plusieurs couches et tendent à augmenter sa puissance. La coupe par le Puils-Dix (fig. 30) fournit un exemple de ces accroissements naturels qui, dans toutes les couches de ce bassin, sont accompagnés (l'intercalât ions de barres. Dans beaucoup de cas, ces barres se joignent aux roches du toit ou du mur, de manière à diviser complètement la couche en deux ou trois parties.

Tous les accidents que nous venons de citer nous montrent les couches de houille successivement supprimées par les crains ou dilatées par les renflements : dans ces deux cas, l'accident est simple, et Ton peut se rendre compte des phénomènes qui l'ont déterminé; mais, quelquefois, les déformations d'une couche, surtout lorsqu'elle est puissante, prennent un caractère plus compliqué, et il devient alors très difficile de les interpréter.

La couche du Monceau nous présente plusieurs exem-

Fig. 30.

Coupe de la couche «lu Creuzol, par le Puil'-Oix.

pies de ces accidents, tellement complexes, qu'ils semblent, au premier abord, constituer des anomalies inexplicables. Cette couche, que nous avons déjà mentionnée comme avant une puissance normale de 12 mètres, une inclinaison de 1 5 à 20 degrés, a été suivie, sur une longueur en direction, de 3,000 mètres, et sur une longueur de 450 mètres, suivant l'inclinaison ; de nombreuses failles sillonnent sa surface, mais elles ne sont pas très importantes, et la pensée, replaçant les diverses parties dans leur position normale, reconstruit facilement cette belle nappe houillère, une des plus étendues que Ton puisse mentionner. La Pl. IV représente deux coupes transversales, prises dans la partie supérieure de son inclinaison. Cette partie du terrain a subi des bouleversements considérables. Tantôt le pendage de la stratification est brusque ou renversé, tantôt il se manifeste des ruptures et des déformations dont les deux coupes peuvent donner une idée. Dans la coupe n° 1 , on voit que la partie supérieure de la couche a été doublée sur elle-même, en forme de fer à cheval, et que la houille de la partie inférieure a été étirée en vertu de sa malléabilité; dans la coupe n° 2, la couche a été brisée et reployée. Ces deux exemples expriment, en quelque sorte, le maximum des déformations.

On a remarqué qu'un crain était très souvent précédé par un renflement, fait qui est la conséquence de la théorie. Un crain de peu d'étendue, tel que celui que nous avons représenté dans les couches de la Péronnière (Pl. II), ne peut pas déterminer des renflements bien sensibles dans

les parties avoisinantes ; mais lorsqu'il a supprimé la houille sur un espace considérable, le renflement est très prononcé, et il en résulte cette forme lenticulaire, que Ton a toujours observée dans les portions de couches ainsi accidentées et découpées en chapelets par des crains multipliés. De là aussi ce proverbe si fréquemment répété par les mineurs : la couche se renfle, elle va se perdre; parce qu'en effet la suppression n'est jamais si imminente que lorsque la puissance atteint brusquement ses limites extrêmes.

Une couche étranglée par un crain a presque toujours laissé une trace charbonneuse entre le toit et le mur; dans ce cas, le travail du mineur qui la poursuit est très simple : il maintient sa galerie de recherche dans le plan de la couche, après avoir adopté, suivant la direction ou suivant l'inclinaison de ce plan, la marche qui lui a paru la plus convenable. Mais, pendant toute la durée d'une recherche de cette nature, et surtout lorsque les travaux se compliquent et se prolongent sans résultat, il peut craindre de ne plus retrouver la couche, et d'être arrivé non pas à un crain, mais au point de sa cessation naturelle.

La cessation naturelle d'une couche s'annonce généralement par des caractères bien différents de ceux des crains : c'est d'abord le développement des barres et nerfs schisteux, développement qui a lieu, non plus de manière à renfler la couche, mais aux dépens de la houille elle-même; c'est, en second lieu, le mélange graduel et intime des parties terreuses aux éléments de la houille, et le passege de

celle-ci aux schistes charbonneux. Ajoutons que la limite» au Heu d'être nettement déterminée, est graduelle, et indiquée par un enchevêtrement latéral qui n'offre aucune ligne précise.

Tels sont les caractères de la couche du Creuzot, au-delà du puits Mamby, point où elle cesse, après un parcours en direction de plus de 1 ,500 mètres. Cette couche présente, sur celte longue ligne de développement, les accidents les plus variés en fait de renflements, d'étranglements, d'intercalations de barres, etc.; mais, au moment de la suppression naturelle, les symptômes deviennent tout à fait différents; la couche s'amaigrît, devient nerveuse et terreuse ; et tous les travaux dirigés à divers niveaux pour la retrouver ont prouvé qu'elle se terminait bien réellement par l'effet d'une cessation naturelle , et non par un accident.

C'est surtout dans les bassins bien réguliers que l'on remarque cet amoindrissement graduel des couches. Ainsi , nous avons représenté (Pl. H) le développement de la grande couche de Rive-de-Gier dans son maximum de puissance. Ce qui indique que la Péronnière est bien le point central du développement de cette couche, c'est que tout y atteint son maximum ; les deux couches qui forment la masse charbonneuse totale y ont 12 mètres chacune; le nerf blanc rocheux qui les sépare est une assise de 15 à 20 mètres; la qualité même de la houille y est plus grasse que partout ailleurs. A mesure que l'on se dirige vers Rive-de-Gier, ces caractères se conservent, mais dimi-

nuent dans leur intensité. Ainsi, la masse charbonneuse n'a plus que 8 à 10 mètres dans la plupart des exploitations qui avoisinent la viilè; le nerf blanc est réduit aux proportions d'une véritable barre intercalée; enfin, le charbon devient en partie raffort, c'est-à-dire plus dur et plus nerveux. En poursuivant la couche jusqu'au point où elle vient affleurer, point qui est en réalité celui de sa cessation , on la trouve réduite à 1 mètre de puissance, sans qualité, et sans que l'intercalation du nerf se trouve indiquée.

Dans le bassin du nord de la France et de la Belgique, où les couches sont remarquables par leur faible épaisseur, et par la continuité et la régularité de leur allure, des couches de 0,50 à 1 mètre peuvent être suivies sur plusieurs kilomètres de longueur sans qu'elles éprouvent de changement dans leurs caractères de forme et de composition; mais, sur les lisières d'affleurements qui forment les limites du bassin, le caractère de la composition change, et la houille est souvent transformée en charbon terreux ou terroule, qui n'est autre chose que le mélange intime des principes charbonneux avec l'argile. Les couches finissent ainsi en se mélangeant graduellement avec les roches alternantes.

Ce caractère de fin de couche se reproduit dans beaucoup d'autres bassins où les charbons terreux ont reçu des dénominations particulières; dans la Loire, par exemple, le charbon moureux ou mouriné correspond assez exactement au terroule de la Belgique.

Les phénomènes de cessation des couches ne se manifestent pas seulement vers les extrémités des bassins, mais ils peuvent encore s'y rencontrer dans toutes les parties de leur étendue, et y déterminer des interruptions ou lacunes stériles plus ou moins prolongées. Pour comprendre ces accidents, il suffit de se reporter à ce que nous avons dit sur le mode de formation des couches de houille. Une couche de houille, stratifiée dans un bassin, marque une période de repos, qui doit être représentée sur toute la surface du bassin , mais non pas de la même manière. Ainsi , non seulement il y a eu formation plus active du combustible minéral sur certains points que sur d'autres, mais il arrive encore que certaines portions du bassin ont été soustraites aux circonstances de cette formation, et même qu'il y a eu production de grès et de schistes. La couche de houille peut donc présenter, à côté de parties plus ou moins riches, des lacunes dans lesquelles elle ne sera plus représentée que par un filet charbonneux , ou bien , même , des suppressions complètes qui , en coupant les diverses parties de son développement par des dépôts arénacés, ne laissent plus subsister aucun indice de la continuité du plan de stratification.

Si la fin des couches, ou les interruptions naturelles qu'elles subissent dans les bassins, étaient toujours indiquées par ces caractères d'amoindrissement graduel et de mélanges terreux, les exploitants, prévenus en quelque sorte à l'avance, ne pourraient jamais confondre les interruptions naturelles avec celles qui sont déterminées par

les crains. Mais il n'en est pas toujours ainsi, et les interruptions sont quelquefois assez douteuses pour, qu'on soit fort embarrassé du choix des travaux à entreprendre. Un exemple nous servira pour exposer ces caractères douteux des interruptions; c'est celui du gîte de Montchanin, dans le bassin de Saône-et- Loire.

Le gîte de Montchanin (fig. 31) fait face à celui du Creu-

zot, sur la lisière opposée du bassin , et avec un pendage inverse; de telle sorte qu'au premier abord il semble représenter le relèvement régulier de cette couche. Mais cette idée de continuité est détruite par l'allure du gite, allure qui est telle qu'on l'a souvent comparée à celle d'un amas stratifié. Ce gîte est une couche, dont la plus grande longueur en direction ne dépasse pas 600 mètres, tandis que sa puissance varie de 30 à 60 mètres. Cette disposition constitue une anomalie d'autant plus prononcée que la couche se termine assez brusquement dans ses deux directions. Elle plonge sous l'angle de 70 degrés, et sa longueur en direction diminue à mesure que l'on s'approfondit, de telle sorte qu'on craint qu'elle ne se termine aussi dans ce sens.

Fig. 31.

Coupe verticale du gîle de Montclianin.

Nous avons adopté cette hypothèse dans une étude spéciale, et nous avons considéré ce gîte comme une sorte de tourbière locale, où les accumulations végétales ont, en quelque sorte, atteint le maximum de leur développement, tandis que les parties latérales s'encombraient de dépôts arénacés.

Les coupes horizontales (ûg. 32 et 33), comparées à la

Fig. 33. — Coupe horizontale suivant CD.

coupe verticale (6g. 31), mettent en évidence les caractères de décroissement qui peuvent justifier cette conclusion. Ainsi, la coupe faite par le deuxième niveau CD ne présente plus que 400 mètres de continuité, c'est-à-dire que, comparativement à la coupe AB prise 40 mètres plus haut, la direction du gîte se trouve réduite d'un tiers. Au

PL18 ET CONDITIONS DE l'aLLURE DES COUCHES. 263

niveau EF, la direction n'a pas 100 mètres. La puissance du gîte subit aussi un décroissement graduel. L'ensemble de ces caractères nous paraît démontrer qu'on ne peut considérer la couche comme momentanément rejetée par une faille ou supprimée par nn crain ; ces accidents auraient affecté en mémo temps deux couches inférieures, qui semblent, au contraire, se développer en raison inverse de la masse principale.

La suppression presque subite d'une masse aussi puissante que celle de Montchanin constitue une véritable exception aux caractères que nous avons précédement attribués aux interruptions naturelles; remarquons cependant que , dans ce gîte , les principaux renflements sont motivés par des intercalations rocheuses, et que les parties extrêmes sont, en réalité, enchevêtrées dans les couches alternantes de grès et de schistes.

Pli» et eoadUioaa générale* de l'allure des coachei.

Les étranglements et les crains ne sont, en général, que des accidents locaux, dont on ne peut saisir que bien difficilement les relations avec les phénomènes généraux de perturbation qui ont modifié l'ensemble des dépôts. Les pli* et les failles sont, au contraire, des accidents qui, dans la plupart des cas, se lient si intimement au régime général de l'allure des couches, qu'on ne peut les étudier sans les rapporter aux conditions d'étendue, de forme et de direction des bassins. Examinons d'abord les plis.

Les couches, qui primitivement étaient horizontales, ont

été presque toujours soulevées et ployées de manière à présenter des dispositions très diverses; il y a cependant des règles qui semblent régir ces dispositions, et résulter de ce que tous les bassins ont été soumis à des actions analogues. Tous, en effet, ont été comprimés par des pressions latérales; les dépôts y sont aujourd'hui inclinés, et contenus dans un espace beaucoup moindre que celui qu'ils occupaient lorsque les couches étaient horizontales. La disposition la plus simple qui soit résultée de ces actions est celle que Ton désigne sous le nom déploiement en fond de bateau.

Cette disposition se rencontre surtout dans des bassins de petite dimension qui, en raison de l'exiguïté de leur surface , n'ont offert qu'une faible prise à la variété des accidents. L'allure des couches peut alors être comparée à celle d'un dépôt qui se serait effectué sur le fond et les parois d'un bassin concave, de telle sorte que des coupes verticales, faites dans tous les sens, présenteraient toujours deux pendages inverses, réunis par une partie courbe ou horizontale, qui est le fond de bateau proprement dit. Ces bassins sont presque toujours très allongés suivant un axe principal, et les coupes perpendiculaires à cet axe indiquent les deux pendages dominants qui se raccordent suivant une ligne de fond ou thalweg. Ce thalweg du bassin se relève à ses deux extrémités par des inclinaisons généralement moins prononcées que les inclinaisons latérales, mais d'une manière assez sensible pour déterminer un point de profondeur maximum que Ton appelle le centre du bassin.

PLIS ET CONDITIONS DE l'aLLDRE DES COUCHES. 265

Il est facile de voir, d'après cette définition, que, si Ton suppose une section horizontale de couches ainsi disposées, elles seront indiquées sur le plan par des lignes parallèles aux contours du bassin, lignes fermées et concentriques, qui représenteront les traces des couches embouties les unes dans les autres.

Cette disposition existe rarement d'une manière régulière, et son allure normale est altérée par d'autres accidents. Ainsi, dans le bassin de la Loire, l'allure en fond de bateau est très bien exprimée dans toute la partie étroite qui s'étend de la Grand'-Croix jusqu'au-delà de Rive-de- Gier, ainsi que l'indique la fig. 34 ; mais, dans la partie la

Kig. 34. — Coupe transversale de la grande couche de Rive-de-Gier.

plus large du bassin, à la hauteur de Saint-Étienne, les pendages dominants des couches sont sillonnés par des failles nombreuses, qui les ramènent plusieurs fois au jour, changent les inclinaisons et déterminent quelquefois des contre-pentes.

Le bassin de la Ruhr est dans le môme cas; il se termine, à l'est d'Essen et Verden, par une partie étroite où l'allure des couches se rapporte parfaitement au type théorique du

fond de bateau ; mais , dans les parties plus larges , les couches sont ramenées plusieurs fois à la surface par des plis qui modifient tout à fait cette disposition 1 . Aussi ne trouve-ton d'exemples d'allure exactement en fond de bateau que dans les bassins très étroits, tels que le bassin anthraxifère de la basse Loire.

Il ne faut même pas vouloir généraliser cette disposition pour les bassins très étroits, car on s'exposerait à tomber dans des erreurs préjudiciables à la conduite des travaux de recherche et d'exploitation. C'est ainsi que le bassin de Vouvant et Faymoreau, dans la Vendée, avait été d'abord considéré comme présentant, sur ses deux lisières, deux pendages opposés, réunis en profondeur par un fond de bateau, tandis que les travaux de recherche mirent en évidence une disposition tout à fait différente.

Les couches qui constituent le bassin de la Vendée ont toutes leur pendage dans le même sens , au nord ; seulement, les inclinaisons deviennent de plus en plus fortes à mesure qu'on marche du sud au nord; de telle sorte que les couches supérieures sont presque verticales et appliquées contre le relèvement schisteux qui forme l'encaissement, ainsi que l'indique la coupe ci-jointe (fig. 35), faite perpendiculairement à la direction des couches et à la hauteur d'Épagne. On voit que la base du terrain houiller est formée par des assises très puissantes de grès et de poudingues 6tériles, plongeant au nord sous un angle de 35 à 50 de-

1 Atlas de la richesse minérale, par Héron de Villefosse, planche 24.

PLIS ET CONDITIONS DE l'aLLURB DES COUCHES. 267

grés. Cette partie stérile a au moins six cents mètres d'épaisseur; elle est surmontée d'alternances de grès fins et d'argile schisteuse, contenant trois systèmes de couches de houille. Le puits du sud est ouvert sur la couche principale du système inférieur, plongeant de 60 degrés au

PuiU du sud. Puits des

Forêt de Voûtant. Épagne. PuiU du nord. Moteries.

Grès et poudingue». 1" système 2e système 3* système

inférieur. moyen. supérieur

Fig. 35. — Coupe transversale du bassin houiller de la Vendée.

nord; le puits du nord est ouvert sur le système moyen qui a la même inclinaison ; et les puits des Moteries sont placés sur le système supérieur, dont les couches sont inclinées de 80 degrés, et plongent sous les schistes de transition qui les surplombent. Une coupe faite par le village de Puy-de-Serre présenterait exactement la même disposition ; de telle sorte que la non existence d'un fond de bateau est démontrée , non-seulement par les inclinaisons qui sont toutes au nord, mais encore parce que si cette allure existait, les poudingues inférieurs, qui forment plus de la moitié des dépôts, devraient nécessairement reparaître sur la lisière opposée. Aujourd'hui il est admis par les exploitants de ce bassin que tout le système des dépôts houillers a été soulevé en masse et dans un même sens.

Cette existence d'un pend âge unique résultant du relè-

vement des dépôts dans le même sens n'est pas un fait isolé; on en trouve plusieurs exemples dans la Description géologique de la France, par MM. Dufrenoy et Élie de Beaumont, notamment à la partie occidentale du petit bassin de Segure, dans les Pyrénées, et à la partie méridionale du bassin de Prades, dans l'Ardèche. A ces exemples, nous ajouterons la partie orientale du bassin des lignites tertiaires de la Provence, qui comprend les concessions d'Auriol et de Bouilladise ; toute cette surface , sur une longueur de 3,000 mètres en direction, a été relevée sous un angle de 35 à 45 degrés , et vient , dans cette position , buter contre les montagnes néocomiennes qui encaissent le bassin.

Il faut donc bien se garder de conclure à la disposition en fond de bateau avant de l'avoir vérifiée, tant par l'existence réelle des pendages inverses, que par la symétrie des dépots qui affleurent sur les deux lisières opposées.

Nous avons dit que , dans les grands bassins , tels que celui du bassin de la Loire, à la hauteur de Saint-Etienne, celui du nord de la France et de la Belgique, et nous pouvons ajouter ceux de Brassac en Auvergne, du Creuzot et deBlanzy, etc., l'allure en fond de bateau pouvait bien être considérée comme existant dans l'ensemble , mais que la régularité de celte allure se trouvait altérée profondément par des plis ou par des failles. En effet, que l'on fasse des coupes perpendiculaires à la direction du grand bassin du Nord, aux environs de Yalenciennes, à Mons, à Cbarleroi, à Liège, et l'on trouvera que les pendages dominants des