MACHINES ^EXTRACTION

De la poulie.

Croirait- on qu'il existe encore en France des mines de fer et des glaisières où l'on n'a pour tout moyen d'extraction et d'épuisement qu'une mauvaise poulie attachée à trois morceaux de bois, sur laquelle passe une corde avec deux petits seaux, et que c'est à l'aide de ce triste appareil que l'on monte et descend les ouvriers, le minerai et l'eau, quand il s'en trouve ? Que l'on juge par là de tous les autres travaux de ces sortes d'exploitations! C'est, au reste, encore par ce même moyen que l'on tire l'eau de la plupart des puits domestiques, et cependant, là comme partout ailleurs , on doit chercher à ménager le temps et la force, car ces deux grands élémens de la prospérité publique ne se retrouvent jamais quand on les a perdus.

Du tour simple.

Cette machine se compose ordinairement d'un cylindre de bois horizontal, portant une manivelle à chaque bout, et qui roule sur des coussinets de fer ou de cuivre qui garnissent les encoches de deux pieds droits,

consolidés chacun par deux bras de force (pi. XIV). Plus il y a de différence entre le diamètre du tour (pL VIII, fîg. 9) et le diamètre de la circonférence décrite par le coude ( B) des manivelles, et plus on produit d'effet avec une force donnée. C'est pour cette raison que l'on doit chercher à tenir l'arbre le plus petit possible, sans nuire cependant à sa solidité, et donner au contraire la plus grande longueur possible entre les deux coudes (A B) des manivelles; aussi, quand on fait usage de cette machine, doit- on choisir les manœuvres de la plus grande taille pour la faire marcher; encore se plaignent- ils souvent de maux à la poitrine et de tiraillemens d'estomac.

Il est bon d'ajouter au-dessus du tour et de fixer solidement aux pieds droits une forte barre de bois (pi. XIV), qui sert aux ouvriers à s'appuyer d'une main, pendant qu'ils tirent les tines de l'autre. Il est bon aussi de garnir les pieds droits chacun d'une cheville de fer suspendue à une chaînette, qui sert, en la passant dans un trou, à arrêter solidement le tour, soit pour se reposer, soit pour tout autre motif.

Deux forts manœuvres travaillant au tour pendant huit heures, peuvent entretenir trois mineurs au fond d'un puits jusqu'à la profondeur de 100 pieds, s'il n'y a pas trop d'eau, et surtout si l'ouvrage est donné à prix fait: à 5o pieds ils commenceront à se plaindre, p'ilssont à la journée, et ils demanderont suc-

d'extraction. 241

cessivement un troisième et un quatrième, en sorte qu'à partir de cent pieds il y a plus d'économie à tirer les déblais avec une petite machine à molette qu'avec un tour simple* et en effet trois postes de 4 tourneurs à 1 *a5c chaque, portent la dépense à 1 5 f par 24 heures» tandis que deux chevaux conduits à 3f ou 5f5oc, font 6 ou 7 francs, et deux tireurs de tine à 2{ font en tout 10 ou 11 francs de dépense, au lieu de i5; et avec deux chevaux attelés séparément et se relevant de six en six heures , on peut aller, comme nous le dirons bientôt, jusqu'à 75 ou 80 mètres.

Le tour simple ne devrait donc s'employer que pour le service des puits peu profonds, peu important ou dans l'intérieur des travaux, où Ja place ne permet pas d'y mettre une meilleure machine, et cependant on s'en sert dans la plupart des belles mines de la Saxe, dans celle d'Anglësey et dans beaucoup d'autres.

S- 8- Le treuil ou tour h engrenage*

Cette machine, telle qu'on l'exécute depuis bien long-temps dans le pays de Liège, se compose d'un cylindre en bois horizontal de o>83 de diamètre, qui roule sur des tourillons, et qui porte à l'une de ses extrémités une roue dentée de quatre-vingt-sept dents, qui engraine dans un pignon de vingt-une dents, et les deux manivelles sont attachées à l'axe

a fa MACHINES

de ce pignon. Il est bon de partager ce tour par une crête saillante, qtii empêche que les câbles ne montent l'un sur l'autre» et qui leur fait à chacun une place sur laquelle ils s'enroulent et se déroulent séparément; car, lorsque la profondeur est fixe, il convient de mettre 'deux câbles, plutôt qu'un seul, qui s'enroule d'un bout et se déroule de l'autre. On peut appliquer deux, quatre, six hommes à ces tours, Suivant la profondeur, la grandeur des beines et la vitesse qu'on veut leur imprimer.

On assure qu'à Liège quatre hommes tirent avec ce tour 100 kilogr. de houille en sept jninutes de la profondeur de 100 mètres, et qu'en Alsace deux hommes appliqués à la même machine tirent en trois minutes i5o kilogr. de houille d'une profondeur de 4° mètres.

Il arrive quelquefois, qu'au lieu de placer les tours immédiatement au-dessus des puits, on les çtablit à quelques mètres, ce qui oblige à des poulies de renvoi, et à quelques petits accessoires qu'il est bon d'éviter. J'ai entre les mains le plan d'un de ces tours à engrenage du pays de Liège, auquel on a ajouté des distributeurs dont l'effet est de régulariser l'enroulement du câble. Ils se composent de deux cylindres verticaux, entre lesquels passe le câble. Ces rouleaux tournent sur des pivots fixés dans un cadre qui roule à son tour sur trois galets, entre deux poutres ho-

d'extraction. a45

rizon taies, dans lesquelles on a pratiqué des rainures. Le mouvement de translation leur est imprimé par les cordes, au fur et à mesure que leur enroulement a lieu. Je conseille de placer à l'un des bouts de ces treuils une roue à crémaillère avec un chien de sûreté, pour permettre aux ouvriers de se reposer ou pour parer aux inconvénient de la rupture d'une manivelle, qui se brise assez souvent, et toujours à l'un des coudes, en sorte que Ton doit donner de la force sur ce point (PI. VIII, fig. 9, AB.)

Il y a deux manières de fixer dans le tour les manivelles, qui servent en même temps de tourillons. Lé premier moyen, qui est le plus simple, consiste^ aplatir l'extrémité qui doit pénétrer dans le bois , et de la faire entrer de force dans un trou fait à la tarière : par ce moyen, il arrive rarement que le treuil tourne parfaitement rond. L'autre manière exige que l'on fasse une entaille dans le tour, qui passe exactement par le centre, et dans laquelle on coucbe l'extrémité de la manivelle, qui est garnie d'un talon (C) qui s'oppose à ce qu'elle puisse jamais sortir, quand l'entaille est garnie de sa clef et maintenue par deux cercles posés à chaud.

Du tour à roue.

Ce tour, qui est armé à l'une de ses extré-

mités d'une grande roue de charpente de 5 à 6 mètres de diamètre, et dont toute la circonférence estHraversée par des chevilles de Bois, ne s'emploie guère que dans les carrières et dans les marbrières , où l'on a de grands fardeaux à élever d'une faible profondeur. . Cette machine se manœuvre par des hommes qui agissent à la circonférence de la grande roue, et par conséquent à l'extrémité d'un assez grand levier; elle est exclusivement employée dans toutes lés carrières souterraines de la plaine de Mont-rouge, près Paris. On la place à l'orifice de tous les puits, sur un massif de grosse maçonnerie à pierre sèche, composé de blocs défectueux, qui permet de charger les grandes pièces sur le» grosses charrettes que l'on accyle contre ce [massif, et cela sans aucun autre appareil que des rouleaux et des leviers de fer. Si l'on n'avait pas le plus grand soin de vérifier souvent les différentes parties de la machine et l'état du câble, on conçoit quel serait l'effet de sa rupture sur les malheureux qui sont, accrochés à la circonférence rde la grande roue, et qui seraient lancés à une hauteur prodigieuse.

Cette machine, qui emploie la force de l'homme de la manière la plus avantageuse, produit un effet lent; mais comme elle est employée à élever de très-grands fardeaux d'une faible profondeur, ce défaut n'a pas de grands înconvéniens.

d'extraction. 2/^5

Le cabestan simple.

Cette machine , dont l'emploi est si fréquent pour le transport dfes grands fardeaux, et à laquelle on adjoint souvent les moufles ou palans, s'emploie quelquefois aussi pour élever de grandes pièces de l'intérieur de la terre à la surface, à l'aide d'une poulie de renvoi.

C'est avec de grands cabestans que l'on élève au jour les meules de moulin que l'on taille dans les carrières souterraines de Niedermenich, sur la rive gauche du Rhin.

Le cabestan à manchon.

Il ne diffère du précédent que parce que son arbre vertical est recouvert dans la partie inférieure d'un manchon ou tambour mobile, sur lequel s'enroule le câble, et qui porte une roue à crémaillère armée d'un chien. Cette machine, qui est propre au service d'une galerie inclinée ou descenderie, permet au chariot de retourner seul au fond, sans que Ton soit obligé de détourner, puisqu'il suffit de lever le chien de la crémaillère pour faire marcher le tambour, qui laisse dérouler le câble par le seul effort du chariot qui descend à vide.

Si l'on attelle un cheval à un cabestan de cette espèce, on évite la peine de le détour-

ner, il se repose pendant tout le temps que le chariot redescend au fond de la galerie, et il marche toujours dans le même sens.

Je l'ai fait exécuter une fois pour le service d'une galerie d'inclinaison dont on prolongeait le foncemènt II présente des avantages sur le tour simple , et n'a d'autre inconvénient que d'exiger un assez vaste emplacement dans l'intérieur des travaux, ce que l'on doit éviter autant que possible.

De la petite machine à molette ou du baritel (PL XVII, fig. \ et 2.)

Cette petite machine, qui n'est autre chose que le baritel du jardinier, perfectionné et taillé en force, se compose d'un arbre vertical , portant un tambour à sa partie supérieure , et traversé par un balancier, auquel on attelle un ou deux chevaux, et le plus SQUveut un seul.

L'arbre est maintenu par une grande fret te, qui porte d'une part sur le pied droit et de l'autre sur la cage carrée qui renferme les poulies ou molettes, supportées par quatre traverses. À l'extrémité opposée du balancier où l'on attelle le cheval, on place une forte chambrière , que l'on laisse traîner , et qui , en cas de rupture du cable ou du palonnier, éviterait tout accident, si ce n'est cependant

D'EXTRACTION. sfo

la chute de la tine ou beine1. Cette petite machine, d'une grande simplicité, suffit au creusement d'un puits de 100 mètres, n'exige que deux chevaux attelés un à un, et qui se relèvent de six en six heures, pour les deux cents premiers pieds, et trois chevaux attelés un à un, et qui se relèvent de quatre en quatre heures, pour les cent derniers.

La construction en est si facile qu'elle est à la portée du plus simple charpentier de village, et l'on verra par le devis ci-joint que l'on ne peut guère exiger une machine moins coûteuse, et dont l'effet soit plus satisfaisant.

Bois de pin ou autre uof

Bois dur pour les courbes du

tambour , . . i5

Façon 170

Ferrure toute posée 11a

Hangar.

3o toises ou 120 mètres carrés de

mur, à if a5c i5of

57 chevrons 18 5o*

Paille ou bruyère 12

597 f 5oc Deux chevaux attelés et conduits font le

1 II frut que le balancier soit asses éleré* pour que le cheval poisse passer dessous quand il se retourne, autrement on serait obligé de dételer a chaque fois , comme cela se faisait autrefois à Saint-Etienne.

a^g MACHINES

service, et CQÛteat 7 francs par

' jour ♦,,,...... 7 f

Deux hommes suffisent pour tirer

Jes tines ........ 4

nf

Pour vingt-six jours de travail dans le mois, la dépense de la sortie des déblais s'élève à ?8{5f; or, douze mineurs divisés en quatre postes, et travaillant alternativement sur le grès bouiller, sur le schiste bitumineux et sur l'argile schisteuse, font environ 16 mètres courans p#r mois, dans un puits carré qui a 3 mètres sur 2 , en sorte que la machine enlève 60 mètres cubep de déblai par mois, et descen4 tons ^es hois et tous les outils pour 286 f : ce qui porte la sortie du mètre cube à 4f 70e» tandis qu'avec un tour à brasvqui finirait par exiger six hommes par poste ou quatre hommes, terme moyen, la sortie des déblais reviendrait à 7e 60e.

Quant à la manœuvre, elle est si facile à concevoir qu'à peine est-U utile de l'expliquer. Le cheval, en tournant, fait monter une des tonnes pu beines tandis que l'autre descend. Un ouvrier l'attend à la bouche du puits, l'accroche, la tirç à lui de la main droite, tandis qu'il se tient solidement à une poignée par la main gauche; le conducteur fait reculer le cheval d'un quart de tour, afin d'avoir assez de câble pour renverser la tine et la vider, puis l'ouvrier la renvoie. Pendant

d'extraction. *49

tout ce temps, ie. chargeur à la fosse, ou l'un des mineurs qui travaillent au fond , charge l'autre beine, qui remonte à son tour, et qui est vidée comme la première. Les chevaux sont forcés de reculer et de changer de main k chaque voyage; mais ils sont si promptement dressés à cette manœuvre , et connaissent si bien les difierens bruits que fait la beine , qu'ils s'arrêtent, reculent et se détournent souvent d'eux-mêmes. J'en ai vu plusieurs qui obéissaient parfaitement au coup de sonnette ; moyen que l'on emploie pour se faire entendre quand les puits sont profonds.

Je conseille donc d'adopter ces petites machines pour le fou cernent des puits, de pré* férence aux tours simples ou à engrenage, puisqu'elle coûte peu de chose à établir, et qu'elle est plus économique. J'en ai fait construire cinq sur difierens points de la France, dont on est parfaitement content, et je crois, comme je l'ai déjà dit en parlant du sondage, qu'il serait facile de. l'adapter à la manoeuvre de la sonde, ce qu'au reste je n'ai pas encore essayé.

De la grande machine à molette.

Cette machine est composée, comme la petite, d'un arbre vertical, qui porte un tambour à sa partie supérieure, et des leviers à sa partie inférieure; mais le tambour, au lieu

35o MACHINES

d'être cylindrique, se trouve composé de deux cônes opposés base à base, qui reçoivent chacun un câble attaché à la partie la plus mince, et qui s'enroulent en- allant vers la base de chaque cône, de manière à ce que le levier est plus long, et a plus de force dans le commencement de l'enroulement que vers la fin : ceci pour contrebalancer et annuler eji partie la différence de poids qui résulte de ce qu'au moment où la tine chargée commence à quitter le fond du puits, il faut enlever non-seulement son propre p&ds, mais encore celui de tout le câble qui la supporte, tandis qu'à mesure que cette même tine approche de l'orifice du puits, son poids est diminué de tout celui du câble enroulé, de celui de la tine vide qui descend , et enfin de celui du câble qui descend avec elle; en sorte que les chevaux agissent au bout d'un levier, qui se raccourcit a mesure que la résistance diminue, ce qui leur fait faire un effort toujours égal pour vaincre une résistance qui change à chaque instant.

Sir William Featherstonhangt, ingénieur anglais, a proposé un mécanisme particulier pour contrebalancer les câbles employés dans les mines. On le trouve décrit et figuré dans le n.° 88 du Journal des mines.

Revenons à la construction de cette machine.

Deux poulies de renvoi , dont i'tme est

d'extiuctiok. a5i

placée plus haut que l'autre, portent le cable de dessus, les tambours à l'aplomb du puits * et comme on attelle jusqu'à huit chevaux à la fois, et qu'il serait impossible de les arrêter tous instantanément, si cela devenait né* cessaire, on place de chaque côté du tain* bour, «t précisément à la hauteur où les deux parties coniques se touchent, deux pièces de bois doublées d'une semelle creuse» qui embrassent exactement une portion de ce tambour, et qui le serrent si fortement au besoin, que la machine s'arrête subitement par l'action de ces deux solives, qui se rapprochent au moyen d'un tirant qu'un ouvrier baisse ou élève à volonté, suivant qu'il est nécessaire d'arrêter ou de ralentir la rotation, qui, dans certains cas, deviendrait si rapide qu'elle renverserait les chevaux et causerait de grands dégâts. Cette pièce auxiliaire se nomme frein 3 et se meut à peu près de la même manière que la machine à enrayer les grosses charrettes.

La grande machine à molette, sans être beaucoup plus compliquée que la petite, demande cependant l'assistance d'un bon charpentier. Tous les bois en sont plus forts, et les assemblages de l'intérieur du tambour demandent à être exécutés avec soin et sont assez nombreux. Le frein est une pièce qui exige de la précision, et tout cela réuni, fait qu'on ne peut guère élever cette machine à moins de 2 à 3ooof , non compris le ma-

aSa MACHINES

nége, qui doit être proportionné à la force, de cette mécanique. Je ne figure point cette machine, parce qu'elle Ta déjà été cent fois dans d'autres livres, et parce qu'aujourd'hui on la remplace presque partout par des machines à vapeur. Les machines à molettes ont presque entièrement disparu de Saint- Etienne, de Rivè-de-Gier, du Bourbonnais et de tous les points où il existe de grandes exploitations : il y en avait de très-belles sur les mines de Fins, département de l'Allier, et dans certains endroits, où l'on faisait probablement usage de boeufs au lieu de chevaux : le mouvement était transmis par un engrenage pour l'accélérer.

L'entretien d'un cheval d'usine est estimé à 900 f par an, et celui d'une paire de boeufs à 600 f seulement. Un cheval perd de sa va-* leur en vieillissant, et une paire de bœufs remis au gras sont toujours bons à vendre au boucher. (Voyez le Mémoire de M. Gueniveau, sur l'emploi des bœufs aux machines à molettes; Journal des mines, t 3i , p. 4^7-)

Des machines à vapeur appliquées a Tex* ploitation des mines.

L'application des machines à vapeur à l'extraction des mines ou à l'épuisement des eaux n'exigeant que les changemens dans les parties extérieures et accessoires de ces mêmes

d'extraction. 2$5

machines, tout comme il faut en apporter pour les approprier au tissage, à l'impression, à la filature, etc., je ne crois pas qu'il soit convenable d'entrer ici dans les détails de construction et dans la description des différens systèmes qui sont adoptés aujourd'hui par tel ou tel constructeur ou dans tel ou tel atelier.

Une machine à vapeur est une force dont on modifie l'application suivant l'usage auquel on la destine , tout comme on modifie celle du vent, de l'eau, des chevaux, etc., suivant qu'on les applique à l'aile où à la roue d'un moulin, à la voile d'un navire, au balancier d'une machine, etc.

Les machines à vapeur sont déjà décrites dans tant d'ouvrages, et leur histoire est devenue si étendue, que je suis forcé de renvoyer à ces differens ouvrages, et particulièrement à celui de Tredgold* traduit de l'anglais par M. Mellet1, dont une des sections est spécialement consacrée à l'exploitation des mines au moyen des machines à vapeur.

Dans l'extraction des minerais, .comme dans la plupart des fabriques où l'on fait usage

i Traité des machines a tapeur et de leur application à la navigation , au mines et aux manufactures ; traduit de l'anglais de Th. Tredgold par M. Mollet} i volume in-4-° avec planches.

Je recommande aussi les Leçons familières sur les machine! * vapeur, qui font partie de l'Encyclopédie populaire, 1 vol. in-iS.

des machines à vapeur, on est forcé de changer le mouvement de va et vient, produit par le piston, en un mouvement de rotation continu; mais le service des mines exige de plus que l'on puisse non-seulement arrêter ce mouvement presque instantanément, mais le faire marcher en sens inverse à volonté. Or, on parvient à ce but par differens moyens qui sont parfaitement connus des constructeurs; à Chaillot, par exemple, dans les ateliers de MM, Périer et Edwards, on change le sens de rotation, soit dans l'excentrique de l'arbre du volant, soit dans les tringles et leviers qui font mouvoir les soupapes. Cest toujours ce dernier moyen que nous employons pour arrêter subitement nos machines, m'ont écrit ces Messieurs : il nous arrive encore très-souvent, quand les localités le permettent, de changer le mouvement de rotation au moyen d'un double engrenage d'angle, qui reçoit le mouvement par l'arbre du volant. À Rive- de - Gier, à Alaisr et ailleurs, un homme est constamment occupé vis-à-vis des encliquetages qui ouvrent et qui ferment les quatre soupapes, dont deux portent la vapeur dessus ou dessous le piston, et dont les deux autres lui donnent passage au condensateur. Quand cet ouvrier veut arrêter la machine pour lui faire changer de sens de rotation, il attend que le piston soit parvenu au milieu de sa course et soit en équilibre; arrivé à ce point, il fait entrer de la vapeur en dessus ou en dessous, suivant

d'extraction. a55

qu'il Teut faire remonter ou redescendre la tine,en changeant là rotation du volant, qui porte un engrenage au moyen duquel on fait tourner le tambour vertical sur lequel s'en* roule le câble.

L'ouvrier qui gouverne la machine voit de sa place le mouvement des tines, et les fait monter et descendre à volonté, et voici corn» ment s'exécute cette manœuvre : d'abord il laisse monter la tine un peu au-dessus de la bouche du puits, afin qu'un autre ouvrier puisse passer une pièce de bois par dessous; ensuite on la fait redescendre , et elle s'arrête sur cette traverse, où la plus légère impression suffit pour la renverser; ce qui s'exécute ordinairement par une autre pièce de bois, qui fait l'office de levier. Pendant qu'elle se vide, on retire la traverse, on fait remonter la tine à sa place et on la fait redescendre. Tous ces mouvemens , qui s'exécutent et se succèdent assez rapidement, sont au nombre de cinq.

i.° Élévation de la tine depuis le fond du puits jusques et un peu au-dessus de son embouchure ;

a.° Redescente de la tine sur la traverse au niveau de la bouche du puits;