GÉOLOGIE -APPLIQVÉE AUX ARTS

suggère l’idée qu’une force expansive , agissant du centre à la circonférence , et disloquant les couches déjh solidifiées, y a produit de nombreuses tissures dans les<)uelles sont venues se condenser par refroidissement des émanations gazeuses métallifères. Tel parait avoir été le mode de ' remplissage des liions et des stocwerks. En effet, le parallélisme des filons de même nature dans une même contrée, le croisement constant de ceux qui sont d'une autre nature ou d’àges dilTérents , leurs bifurcations dans les terrains moins consistants, où les fissures ne pouvaient pas s’établir régulièrement, leur inclinaison, par rapport aux couches qu’ils traversent, enfin leur nature cristalline, viennent appuyer cette hy|K)tlièse. D’autre part, les vides' qtio quelques-uns présentent dans plusieurs de leurs parties, les fragments roulés ou anguleux qu’ils renferment, et les fossiles qu’on y trouve quelquefois . démontrent qu’il est des filons comblés par voie sédimentaire. Il résulte de tous ces faits que les liions sont le résultat de fentes produites dans l’écorce terrestre, fentes remplies, tantôt de bas en haut, par la matière en fusion, ou par la condensation de vapeurs métallifères, tantôt de haut en bas par des produits de transports, et quelquefois simultanément par l’une et l'autre cause. M. Gaudrv', qui a fait récemment une étude attentive de plusieurs tilons, considérés jusqu’ici comme remplis par voie sédimentaire , croit que la plupart de ces liions ont une origine ignée. Â Stollicrg, près d’Aix-la-Chapelle: ù la vieille Montagne, dans la province de Liège, les amas regardés comme superficiels sembleraient, d’après l’examen de M. Gaudry, avoir eu pour cause productrice des épanchements ignés.

Les filons affteurent ou se montrent souvent b la surface de la terre ; ils d'y font remarquer, soit par leur couleur, soit parce qu’ils forment une bande quelquefois saillante au-dessus du sol. Cette bande a pu résister à l’action érosive, tandis que la roche encaissante, moins dure, a été

DES imtERAIS.

ilésagrégéc ou dénudée par les agents almospliériques. D’autres fois les liions sont moins apparents, et se perdent au mdicu des sinuosités des montagnes.

Les liions constituent la plupart des gites métallilêres; leurs formes sont assujetties ’a des lois de continuité et de régularité dont on se rend facilement compte eu théorie ; leur puissance varie entre quehpies millimètres et trente h «piarante mètres; mais, dans le cas le plus fréquent, qui est aussi le plus favorahle k l’exploitation, elle est d’environ deux mètres. Celte puissance n’est pas cunstaiûe dans toute la longueur des gîtes : tantôt les liions se réduisent h un simple liict. tantôt ils présentent un renlleinenl plus ou moins considérable ; quelquefois ils se divisent, se bifur(|uent, en pssant dans des roches moins consistantes ; leur allure, au contraire, est plus régulière dans des roches compactes et solides. Ces faits généraux tiennent sans doute à ce que les tissures ont été |>roduiles en même temps suc des terrains divers ; et l’on conçoit, en elïet, que les fentes ont dù se produire avec plus de régularité, par exemple, sur des gneiss, des grauwakes, etc., que sur des matières schisteuses ou argileuses.

Quelquefois les filons dimiuuent d’épaisseur en s’approfondissant; mais il^ n'en est pas un seul où l’on ait pu constater une limite inférieure ; aussi, la direction cl l’inclinaison d’un filon étant connues, un travail fuit pour aller recouper le gite h une profondeur donnée est-il toujours certain, ün est exposé aux chances de variation de puis.sance ou de richesse, mais la suppression du filon n’est jamais à craindre.

La richesse des filons est très-variable : quelques gites ne sont productifs qu’ù une certaine profondeur; d’autres, au contraire, cessent de l’élreen s’éloignant de la surface. Celle richesse oITre également des variations dans le sens de la direction, et l’on rencontre assez souvent des parties enlièrcinent stériles qu’il faut cependant traverser. Quelquefois le

(iÉOLOGIE APPUQUÉE AUX AIITS.

minerai se présente en masses irrégulières et disséminées, sans ordre, dans sa gangue : ce sont des nids, des rognons, dont l’exploitation oiTre toujours de grandes diflicultés ; d’autres fois le filon présente des partie» remplies d’une substance sans valeur. Cette rencontre est d’autant jiliis ITt- , cheuse, qu’il faut enlever une masse stérile, souvent fort dure, et à la suite de laquelle le lilon qu’on poursuit ne se retrouve pas toujours avec facilité. Dans quelques cas même, le fdon disparait com|)létement par suite de rejets, et les recherches pour le retrouver sont faites en pure perte.

En effet, les filons sont souvent coupés par d’autres liions • d’une formation postérieure, qui les appauvrissent, et

. jettent un désordre momentané dans leur allure. Le lilon

croiseur continue sa marche à travers le lilon croisé; en sorte que ce dernier est séparé en deux parties, qui iie •• se retrouvent plus vis-à-vis l’une de l'autre. On donne le nom de rejet à la distance qui sépare ces deux parties. Le rejet se retrouve ordinairement du cété de l’angle obtus que la direction du lilon croiseur forme avec la direction du lilon croisé.

• Il est rare qu’un lilon ne soit pas accompgné d’autres filons de même nature, et, dans ce cas, ils alTectenl « entre eux un parallélisme constant. Lorsque la direction

• n’est pas la même, c’est qu’ils sont d’une nature dilTérente, et qu’ils appartiennent à un système d'un autre âge. Cette loi générale, signalée par Werner, parait intimement liée avec la théorie des diverses révolutions du globe.

Il est aujourd’hui bien reconnu que, dans les recherches *’ * ' de gîtes de toute nature, les indications géologiques sont le meilleur guide à consulter : aussi les ingénieurs, les mineurs, les carriers eux-memes, ne sauraient désormais être

* ' étrangers à la géologie ; car, si cette scicuce ne conduit pas . ' » directement à la découverte des giles, du moins préserve-

t-elle de toute fausse direction. En effet, l’exploration détaillée de la constitution géologique d’une contrée indique non-

DES MmEIIAIS.

seulement les terrains où peuvent se trouver les gites métallilêres, mais encore les parties de ces terrains où il y a plus de chances de les rencontrer. D’autres lois, cclU; même exploration démontre que telle substance ne doit jioint se trouver dans tel terrain, et qu'on l’y chercherait en vain. Ces indications, bien que n’ayant pas une valeur absolue, n’en sont pas moins précieuses, et tracent la * marche ù suivre dans les travaux de recherches.

Tout ce qui peut servir de guide pour mettre sur la trace des gîtes métallifères se nomme indices. Ceux-ci sont positifs ou négatifs. Les indices positifs peuvent se diviser, à leur tour, en indices cVoiÿnés ou prochains. ^

Les indices éloignés indiquent seulement une probabilité plus ou moins vague; ce sont, par exemple, des roches, des minéraux, qui caractérisent un terrain où l’on trouve or- . dinairement tel ou tel minerai. Les filons stériles, quand ils , sont en grand nombre, sont aussi des indices éloignés, parce '' •

qu’ils croisent souvent des filons métallifères. Une contrée *'

fait naître des espérances lorsque le terrain y est accidenté par des roches d'épanchement, ou encore lorsque, dans les environs, il y a des gites exploitables. Il est évident que ces .• indices n’acquièrent une certaine autorité qu’autant que d’autres circonstances locales viennent en appuyer le témoignage.

Les indices prochains sont fournis par la rencontre de fragments de minerais roulés ou triturés ; par l’attraction magnétique en ce qui concerne les minerais de fer. L'indice prochain de l’étain est le wolfram, parce que le wolfram ac- ’ ^

compagne presque toujours l’étain. La baryte sulfatée, la ‘ »

chaux lluatée, et quelquefois le quartz et la chaux carbo- * *

natée, forment aussi des indices prochains, parce que les ^ . gangues ordinaires des minerais se composent de l’une de ' * •.' ^ ces quatre substances. « \

Si l’on se demande quels sont les indices qui ne laissent aucun doute, on est forcé de convenir qu’il y en a fort peu,

GÊOLOUE AWlIQUÉe AUX AHTS.

el que les indices certains des giics métallitêres ne sont autre chose que les alïlcureinenls de ces incnics gîtes; et encore. il l'uiit bien le dire, les aflleurcmcnts eux-mêmes iic doivent autoriser que des recherches faites avec réserve; car ils ne démontrent pas toujours qu’il existe là une quantité suflisaiite de minerai assez riche pour motiver de grandes dépenses.

Les indices négatifs sont nombreux ; il suflira de dire qu’ils indiquent que telle ou telle substance ne peut pas exister dans tel ou tel terrain. Ainsi les terrains granitiques excluent l’espoir de découvrir le sel gemme ; les terrains sédimentaires modernes ne recèlent aucun gîte métallifère originaire; iis ne peuvent contenir que leurs débris souvent assez riches, il est vrai, pour être exploités. Les terrains volcani(]ues modernes n’oITrent aucun métal exploitable, etc.

La meilleure manière d’aller à la recherche des gîtes mét,allifères est de parcourir et d'étudier le sol sur lequel on opère. C’est sur les montagnes et vers le fond des vallées qu’on doit particulièrement porter son attention. Les escarpements, les excavations, doivent être soigneusement explorés. Il faut revenir souvent sur une pareille exploration, qu’un seul voyage ne saurait compléter, ay ant toujours présent à l'esprit les différents d^és de conliauce qu'on doit accorder aux indices. Les torrents sont de puissants auxiliaires |)0ur ceux qui se livrent à la recherche des gites de toute nature ; ces cours d'eau, en effet, charrient, après les orages, la collection complète des roches de la contrée. Il suffit, à l’aide d’une sébile, de laver et d’étudier ces cailloux roulés, ou leurs débris pulvérulents, pour prendre une idée, non-seulenienl des grandes masses minérales du pays qu'on explore, mais aussi des substances qui s'y rencontrent accidentellement. .Ainsi , il est certain que, si l'on vient à trouver de la baryte, de la chaux fluatée ou toute autre gangue, on peut présumer que ces sul>stanccs appailicnncnt h un ou plusieurs

DES MINERAIS

liions, cl (|u'en remontant le lorrent et scs alllnenls, ces Iragments dcviciulronl plus gros et jilus anguleu.\, à mesure qu'on approchera des gîtes qui les ont fournis. C'est par ce moyen qu’avec un peu de persévérance on linit par arriver au.\ points d’allleurement, qui sont, nous le répétons, les seuls indices certains des gîtes métallifères.

Quoique l'art des mines ne se rattache qu’indirectemenl à notre plan, nous croyons devoir en donner ici une analyse succincte, qui permette au lecteur d’emhrasser l'ensemble des travaux hardis et ingénieux que les mineurs exécutent pour extraire les minerais des entrailles de la terre. . •

Les premiers travaux d’une mine sont destinés à constater la |K>silion, la direction, l'inclinaison et la richesse du gite. Ces travaux de recherche varient selon les circonstances ; ainsi une couche ne s'attaque point comme un filon ; la plaine et la montagne exigent des travaux dilTércnls, etc. La recherche par tranchée est la plus simple et la moins coûteuse, mais elle ne donne souvent que des indications limitées. Comme les filons sont ordinairement dans des pays montagneux, on peut presque toujours faire les pre-^ mières recherches par galerie, sorte de couloir souterrain. On commence le percement dans la partie la plus basse et la plus voisine du gîte qu'on veut attaquer, afin de le reconnaître sur un point favorable, et d'assurer en même temps aux eaux souterraines un écoulement facile. Ces galeries, destinées h assécher les travaux futurs , ont nécessairement, du dedans au dehors, une légère pente d'environ deux millimètres par mètre.

Dans un pays de plaine, au contraire, la recherche par puits est seule praticable. On creuse alors plusieurs puits k cent mètres de distance les uns des autres ; et, à dilTérenles profondeurs au-dessous de l’orifice de ces excavations, on pousse des galeries qui suivent la direction du gite. Il va sans dire que, lorsque les roches ne sont pas solid(!s, ces

GÉOLOGIE AmiOUÉE ALX AIITS.

difTérenU travaux sont boisés au fur et b mesure qu'on fonce et qu'on perce , comme nous le dirons plus loin . quand nous traiterons du boisage. Un puits est plus coûteux qu’une galerie; mais, en revanche, il procure des renseignements plus étendus. On peut le percer dans un pays de montagne comme dans un pays de plaine. La forme qu’on adopte est généralement ovale, c’est la plus favorable pour les divers services de la mine ; mais on peut aussi lui donner une forme circulaire ou meme carrée.

La forme qu’on donne aux galeries est celle de l’ogive avec des dimensions atteignant rarement plus de deux mètres en hauteur, et un mètre et demi en largeur.

C'est ordinairement k l’oritice des puits qu'on établit les corps de pompes, ainsi que les échelles pour descendre dans la mine ; c’est aussi Ik que se trouvent les machines pour remonter k la surface les minerais et les déblais. Quelle que soit la forme du puits, on le termine toujours par un puisard, où toutes les eaux viennent se rendre, et que recouvre un solide plancher garni d’une trappe. De distance en distance, ou plutôt k différents niveaux, les puits communiquent avec les galeries. Ces galeries sont destinées k différents usages : ainsi l'on nomme galeries d’écoulement, celles qui servent k l'écoulement des eaux ; galeries de roulage, celles qui sont destinées au transport des matières qu'on extrait ; galeries d’allongement, celles qui sont percées parallèlement k la direction des gîtes, et qui servent k les reconnaître; et galeries de traverse, celles qui coupent transversalement ces mêmes gîtes, pour en faciliter l’exploitation.

Entailler, abattre et recueillir, telles sont les principales opérations du mineur; mais les roches sur lesquelles il opère varient considérablement de dureté, de consistance et de ténacité ; et c’est dans la connaissance parfaite de ces différents caractères et dans l’application des moyens propres k vaincre les difficultés que réside, en grande partie, l'art du mineur.

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DES MFMEnAIS.

La plupart des roches permettent aux outils de pénétrer lentement dans letir masse; on les attaque avec des instruments si bien acérés, qn’on finit par les abattre; toutefois il est des roebes vives et dures qui ne cèdent qu’à une action violente. Comme le volume du gaz incandescent produit par l’inflammation de la poudre est quatre à cinq mille fois plus considérable que le volume primitif de la poudre, ce gaz, par sa force subite d’expansion, est la puissance la plus énergique qu’on puisse employer pour triompher de la dureté de certaines masses minérales.

L’abattage à la poudre se pratique, dans les mines, par un moyen très-simple. 11 consiste à percer des trous, convenablement placés, dans la masse à abattre, à y introduire une cartouche par-dessus laquelle on chasse une bourre de matière calcaire ou argileuse, en se ménageant le moyen d’enflammer la cartôuche à l’aiile d’une mècbe. Les charges doivent être en rapport avec la dimension des trous forés, la résistance de la roche et la solidité des travaux. Elles varient entre soixante et cent cinquante grammes; mais quand on opère à ciel ouvert,, où les travaux permettent d’agir librement, les charges sont portées jus(]u’à plusieurs kilogrammes.

Lors(|ue la charge du trou de mine est terminée, le mineur, après s’étre assuré que rien ne s’oppose à sa retraite, allume la mèche et se retire. Il revient après la détonation, examine l’effet produit, frappe sur la roche, avec sa masse, pour reconnaître les parties fendues, qui se distinguent parfaitement au son. Il abat ensuite, à l’aide du pic et du levier, toute la partie ébranlée.

Un des grands inconvénients de la poudre ordinaire, dans les travaux souterrains, est de vicier l’air par l’abondance de fumée qui résulte de la combustion; mais tout fait présumer que le fulmi-coton {pyroxtjle), découvert récemment, étant moins sujet à cet inconvénient, finira par remplacer totalement la poudre à canon dans les travaux sinueux et profonds.

354 GÉeLOGIB APPUQUËE AUX ARTS.

Des expériences , auxquelles nous avons assisté , nous ont pleinement démontre que l’énergie du colon-poudre est plus puissante que celle de la |>oudre ordinaire. L’action en est environ trois fois plus forte : aussi ne doit-on l’employer qu’avec prudence dans les mines où la solidité des travaux pourrait être compromise par une explosion trop violente.

Jusqu'ici nous n’avons parlé que des travaux préparatoires, et des moyens qu’on emploie pour les exécuter; mais, quand tout est reconnu et suHisamment préparé pour asseoir l’exploitation, il reste k opérer, par les moyens les plus économiques et les moins périlleux, l’extraction et l'enlèvement jusqu’au dehors des substances minérales qui forment l'objet de l’entreprise. Ce sont les différentes parties de ce sujet important que nous allons successivement décrire.

De toutes les exploitations, celle qui se fait k ciel ouvert est, k la fois, la plus simple et la plus économique. La possibilité d’opérer en grand y rend l’abattage prompt et facile ; aussi est-dle adoptée pour des gîtes peu distants de la surface. Elle consiste à pratiquer des excavations en coupant le terrain par gradins superposés, auxquels on donne un talus suffisant pour prévenir l’éboulement, en même temps qu’on y ménage des rampes pour le transport des minerais. Quand les travaux ont lieu k une certaine profondeur, on se sert de machines pour opérer l’extraction, et l’on fait le triage en bas , afin de ne pas remonter des matières inutiles. Les eaux sont un des grands obstacles de cette méthode; car les travaux reçoivent non-seulement les eaux d’infiltration, mais’cncore les eaux pluviales.

On exploite k ciel ouvert un grand nombre de minerais en amas, tels que les mines de fer de l'île d’Elbe, quelquesunes de celles de la Suède, plusieurs gîtes d’étain de la Saxe, etc. La forme et la composition plus ou moins homogène de ces gîtes, qui conduisent a poursuivre certaines

DES MINERAIS

parties, tandis (|uc d'autres sont abandonnées, donnent aux excavations qui en résultent un aspect très-irrégulier.

Dans CCS exploitations à ciel ouvert, les obstacles qui se présentent sont racilement vaincus; mais il en est autrement, lorsqu’à l’aide de travmix souterrains il faut aller chercher, abattre et enlever le minerai à des profundeurs considérables. Alors les travaux deviennent pénibles, lents et dispendieux ; alors il faut tout l’art et toute la pratique du mineur pour abréger les opérations et vaincre les nombreuses dinicullés qui peuvent se présenter.

La disiKisition générale d’une mine, dit M. Combes (1), dont nous empruntons les propres paroles, doit se proposer de satisfaire aux conditions suivantes :

« r Faciliter l'écoulement des eaux qui arrivent dans les excavations souterra'ines, ou leur épuisement lorsque la mine n’est point asséchée par nue galerie d'écoulement. » Cette condition exige que toutes les excavations souterraini‘s, au-dessous des(|uelles il n’y a pas de galerie d’écoulement, soient à un niveau supérieur à un puisard situé au fond d’un puits, cl vers lequel se rendent toutes les eaux qu’on retire ensuite à l’aide de machines.

« 2° Rendre le transport souterrain des minerais commode et peu dispendieux. » On satisfait à cette condition en donnant aux galeries qui conduisent aux chantiers d’exploitation une pente dont le degré dé|>end du mode <le transport qu’on veut adopter. Le transport le plus économique consiste souvent dans l’emploi de chariots roulant sur des rails.

« 3” Faire circuler un volume d'air suffisant dans toutes les excavations où les ouvriers sont obligés de passer ou de stationner, o Ainsi, tous les lieux fréquentés doivent faire partie d’un circuit communiquant avec le dehors par an moins deux orifices, dont l’un sert à l’entrée et l’autre à la

(t) Ingénieur en chef >les mines (Traili H'exploilalion).

rv "

5ÔC GÉOLOGIE AFPUQLÉE AUX ARTS.

sortie de l'air, de manière (|u’il y ait constamment une dr- *

«ruiation atniospliérii|iie sur tous les points. Les excavations h une seule ouverture ronnenl des impasses qui, dès qu’elles ont atteint un certain dcvclop|>ement,ne sont pas sufiisamment aérées.

n 4” Rendre l'abaliage des minerais facile et économique. »

Celte condition fait dépendre la forme et la direction des . tailles ou chantiers d'ahattage de la manière d’être des gîtes, et de la texture des masses minérales qu’il s’agit d’entailler. Tantôt on attaque de bas en haut, et tantôt de haut en bas.

n 5° Faire qu'on puisse arracher la totalité ou la plus

grande partie des minerais utiles, sans danger pour les ouvriers. » C’esl-a-dire qu’il faut que le mode d’exploitation soit approprié aux circonstances particulières du gîte, notamment à sa puissance, b son inclinaison, b la solidité du toit et du mur, et b la quantité de matières stériles qui accompagnent les minerais.

« 0“ Éviter d'avoir à maintenir ouvert un grand dévelop-

pement de galeries dont les parois seraient soutenues par des boisages d’un entretien coûteux. » Cette condition exige que les travaux ne soient pas é|>arpillés sur une grande étendue, cl que les ouvriers soient, au contraire, réunis dans un champ limité qu’on épuise et qu’on abandonne pour n’y plus rentrer.

« 7° Avoir des ateliers d'exploitation prêts à recevoir les ouvriers qui abandonnent les tailles où l’ exploitation est arrivée à la limite par l'épuisement du gtte, ou autrement. » C’esl-b-dire qu’il faut mener de front les travaux d'exploitation et les travaux préparatoires, afin d’avoir toujours de nouveaux champs d’exploitation pour les ouvriers qui ont terminé les leurs.

On conçoit que, dans un ouvrage élémentaire comme celui-ci, et qui s’adresse particulièrement aux masses, notre intention n’est pas d’entrer dans tous les détails de l'exploi-

nf?S MI.MERAtÜ

talion (les mines. Four atteiiidru noire but, il nous siinit

(le donner un ap(nru raisonné des principaux travaux sour '

terrains; aussi nous l)orncrons-nous k exposer sommai- '

renient, à cet é^ard, ce qui mérite le plus de fixer l’al-

tention.

- Lorsque les travaux préparatoires ont amené les ouvriers au point du filon d’où doivent partir les travaux d’exploitation,on s'occuiie de diviscf la masse exploitable en mas-

- sil's iiarallélipipédiques, au moyen de galeries d’allongement et de traverse. Deux raétliodespriuci|iales sont généralement ^ 'en usage : Tune consiste à attaquer le minerai par-dessus, ^et l'autre h l’attaquer par-dessous. Dans ruu et l'autre cas,

on dispose les entailles par gradins semblables |K)ur faciliter l’activit»^ dés travaux. Le minerai détaché s’amène au jour au moyeu de brouettes ou chariots, quand les galeries abou-. tissent k la surface; dans le cas contraire, on le roule jus- . qu’au puits d’extraction, et on le dépose- dans une tonne ' qu'un agent mécanique fait allernativcmenl monter et descendre.

Lors(|u'on attaque de haut en bas, la méthode est dite par gradins droits; elle nécessite la division en massifs régidiers, d’environ deux mêlées de hauteur sur six k huit mètres de longueur. On Ojièrc l’abattage au pic et k la poudre, en conduisant toujours le système général de l’en- ■tallleen forme de gradins; et. comme ce travail se fait sur autant de front d’abattage qu’on à dégagé de massifs {larallélipipé(b'(]ues, il en résulte l’aspect d’un escalier k grandes 'marches que les travailleurs .occu|>ent sur tous les points. A mesure qu’on avance, on boise le vjde qui en résulte aéec des étais allant du toit au mur; solidement assujettis dans des entailles, et sur lesquels on établit des planchers destinés k recevoir les déblais stériles résultant du premier iriagi^ du minerai. Celui-ci, débarrassé d’une partie de sa Joigne, est -lrans|)Ortc jus<prau puits de ^'rvico, d’où on l^lève ensuite a- la surfare,. CcMlé méthode* a l’avantage d’of- • . . Tî .

ri38 ■. KtOLOCIE APnW'ÉE AÜX AKT8.

frir loujowrs sur deux faces le massif à abattre ; le triage y est facile, et les ouvriers (ravailleul sur le ülon dans une ' position commode, sans craindre les cbouleraents.

L'autre méthode, dite par gradim renversés, diffère de la précédente en ce que la disposition est inverse. Les parallélipipèdcs y sont attaqués de bas en haut, de telle sorte que ce travail présente encore l’image d’un escalier, mais d’un escalier renversé, dont les marches sont vues eu dessous. On entasse les déblais sur un plancher solidement ' . établi. Lorsque les déblais sont en quantité sulTisantc pour former un talus assez élevé, le mineur se place dessus pour * travailler ; dans le cas contraire, il se sert d'un plancher . mobile, qu'il pousse devant lui au fur et à mesure qu'il avance.

. Ces deux méthodes ont pour avantage commun l’extraction complète du tilon ; mais, en les comparant attentivement, on trouve quelles ont des avantages et des inconvé- , nients particuliers qui doivent nécessairement faire préférer J'iine à l’autre, selon les circonstances. En effet, si la méthode il gradins droits, permet au mineur de travailler dans une position plus commode, elle oblige, en revanche, d’employer une énorme quantité de bois qui se trouve à jamais jierdue. Par la méthode h gradins renversés, le mineur travaille, il est vrai, dans une position gênante, mais l'abattage y est facilité par le poids des masses, et l’on y emploie moins de bois; d’autre part, elle a le grave inconvénient de rendre le triage diflicile, parce que les minerais tomlicnt sur les déblais. Cette considération suffit, dans cer-' tains cas, pour assurer la préférence aux gradins droits, sur lesquels tout iieut être exactement recueilli après l’abattage. Le choix ne saurait donc être déterminé que par des considérations spéciales, résultant de la nature et de la manière d’être des gîtes. Cependant, la méthode par gradins renverst'S est généralement plus répandue : la plupart des liions de Cornouailles et de la Saxe sont exploités de .

* • . DES MIWEII4IS.4 ' 55Î*

cette manière, ainsi que ceux de Puullaoiien et de Ponlgiliaiid, en Fiance.

Il est encore plusieurs autres méthodes qui dilTèrent plus ou moins de celles que nous venons d'exposer, soit par l'inclinaison des gradins, soit par l'abattage de front

• de plusieurs gradins à la fois, soit, enfin, en laissant des pleins piliers dans la masse que l’on exploite, pour assurer

* la solidité des travaux. Nous n’entrerons pas dans ces détails, faciles à apprécier quand on est sur les lieux et que l’on connaît l’inclinaison, la puissance, la composition du gîte cl la consistance du terrain encaissant.

Il est des mines qui , par leur étendue et par leur profondeur, méritent d’être rangées parmi les plus grands travaux que la main de l’homme ait exécutés ; ipielquesunes n’ont pas moins de cinq à six cents mètres de profondeur au-dessous du niveau do la mer. Certains puits dans Je Hartz descendent h sept ou huit cents mètres. Néanmoins, rexploitatiou des mines sera toujours un faible moyen de -connaître l'inléneur du glolie; car plus on descend et plus augmentent la température cl la corruption de l’air, de sorte qu’à certaines limites les hommes peuvent à peine respirer.

Gel obstacle seul jieul arrêter le mineur qui , libre et «joyeux, s’avance Jiardimenl au-devant du péril. L'habitude lui ôte toute crainte: d'ailleurs, plein de conliance dans la jsolidilé de la roche qu’il perce, il se cî’oit complètement eu sûreté dans scs souterrains revêtus de maçonnerie ou de ehar|H}nte seulement. Ilicn ne saurait peindre le vif intérêt qu’on éprôuve en allant, pour la première fois, visiter dans leurs ateliers ces habitants des ténèbres. Les mœurs originales de cette population isolée du monde, dévouée à de pénibles travaux, offrent un vaste champ k la qwnsée de l’observateur. Un sentiraeiH particulier nous saisit, nous domine, en entrant dans ces sombres demeures. Hn s’étonne ; le cœur se remplit d’effroi à la vue de ces

’ ‘ CÉOLOWE Ali'I-IUU^E AUX AIITS. ' ^ ‘

r'clielles voilicales sur lesfjuellos iiiontenl cl Hescomlciil les intrépides mineurs. Le réseau des galeries, qui se croisenl dans toutes les directions, représente un vrai labyriullie où l’on n'oserait pénétrer sans guide. La faible clarté des lan)pes, qui répandent une lumière sinistre an travers de laquelle les ouvriers paraissent et disparaissent;

* comme des ombres ; le silence seulement interrompu par le bruit des marteaux, le bruisstunent des eaux, le gé-' missement mouolone des machines qui élèvent le minerai, ' les détonations des pétards, que l’écho inulli|>lie et dont le* bruit .s’évanouit sourdement ; tout cela laisst; dans la mémoire des souvenirs inelTaçables.

Les autres travaux les plus importants des mines consistent dans le boisage ou muraillemenl, Yaérage, Véiniisement des eaux, enlin la préparation mécanique qu’on fait subir aux minerais, avant de les livrer aux fonderies. Nous allons • en donner un ai>erçu.

Lorsque des travaux souterrains sont pratiqués dans des roches dures et .solides, les excavations se soutiennent d’elles-mémes, ou bien quelques bières précautions suflisent pour les maintenir; mais, dans la plupart des cas,- les roches sont fissurées; et, une fois entaillét's, elles se ûssurent encore davantage, en sorte que, si elles n’étaient soutenues par des moyens spéciaux, les voûtes s’ébouleraient bientôt, ou les parois se res-sorreraient par suite des poussées latérales. Aussi le mineur n’attend-il |>as (|ue ces effets se produisent pour les coml>altre; de là des boisages on des muraillements plus ou moins cmnpliqiiés, pour assurer la solidité des travaux.

Les conditions générales <lu boisage reposent sur les principes stiivants : T Di.sposer rcnsemble de manière qne les pièces soient aussi courtes que possible, et se trouvent dans un état de tension général ; 2° éviter défaire jiorter la charge sur un scail point d’une pièce, toutes les fois qu’on |>ent répartir cette charge sur toute la longnetir de la même

DES Jlli<IEI)AIS.

pièce; 3° taire toutes les eulaill<.>s la liache ou à l'herininelle; car les traits de scie laissent des surfaces spongieuses qui, en airsorbaut l’eau, entraînent la corruption ■du bois.

Le boisage s'établit au moyen de cadres plus ou moins • rapproebés, selon le degré, de consistance et de solidité de la roche. Un cadre se compose de quatre pièces : une semelle qui re|)ose sur le sol , deux montants (|ui s’appuient sur la semelle, et un chapeau à la partie supérieure, re|)osant sur les inonlanls. Cette cbar|M‘nte n'admet ni tenons, ni chevilles, ni mortaises; tous les assemblages.se * font par entailles et se consolident par pression, au moyen’ <le coins placils entre les l>ois et la roche. Os cadres sont toujours placés vcrticâleinent, (|uand la galerie est horizontale, et j»erj»eadiculairement à la direction de la galerie, quand celle-ci est inclinée. Les i)etils vides i|ui existent"' entre les bois et la roche sont remblayés, puis on chasse des coins entre les garnissages et les oadres,- afin d’établir dans l'ensemble un -état de tension général.

Le boisage n’est pas toujours aussi complet. Souvent le sol est assez ^lide pour ^Kirmettre la suppression d’une ou de plusieurs pièces des cadres ; d’autres fois, au contraire, lors<|ue'le terrain pousse fortement, on ajoute di>8 pièces supplémentaires. A la manière dont les bois se courbent, on s’aperçoit de quel côté vient la pression, et cela seul siifüt pour indi(|uer dans quel sens il faut renforcer le boisage. On intercale alors de nouveaux cadres entre les premiers; en un mot, on l)oise pins serré.

(Juelqnefois on emploie de préféfence le muraillement, à la vérité plus coûteux , mais aussi qui dure des siècles: C/est particulièrement pour les puitS; pour leè ouvrages importants, ceux h grandes sections, qui doivent réunir les conditions d'une longue durée et d’un faible entretien, que le soûlènenu“nl en raaçomuH-ie est indispensable. Du reste, ces iravanx inlérie<ir8 se font, comme au jour, en

Ô4‘2 GÉOLOGIE APITIOUÉE AtJX ARTS. ' '

.'ayant soin, toutefois, de se servir d’un mortier iirdparc avec de la cliaux maigre; '

Après avoir décrit les moyens employés pour abattre les minerais et pour soutenir les excavations résultant de cet abattage, il convient de dire un mot sur le trausporl intérietir des substances qui font l’objet de l’exploitatipn. Les moyens de transport sont surtout de la plus grande importance lorsqu’il s’agit de minerais d’une faible valeur intrinsèque, comme ceux de fer, et généralement de tous les minerais |>auvres, dont le triage ne peut se faire dans les travaux souterrains. On conçoit que de riches minerais puissent être transportés a dos d’homme, ou dans des brouettes, k raison de leur valeur et de leur exiguïté ; mais il n’en est pas de même des minerais aliondants et pauvres; leur trans|>ort exige nécessairement un roulage facile et accéléré, en harmonie avec réuorme quantité qu’on eu relire cha(|tic jour; aussi les chemins de fer ont -ils pris naissance dans les mines de liouille, tandis que les voies de roulage sont treslucomplètes dans la plupart des exploitations où le titre du minerai est élevé.

L’homme, dans les travaux souterrains, agit comme porteur, brouetteur ou traîneur. Le transport h dos d’homme est le plus pénible et le plus vicieux. En Europe, il n’est employé (|ue dans un petit nombre de mines, et encore ne l’esl-il (|iie pour de faibles distances, telles que celles des tailles aux voies de roulage ; mais en Amérique, surtout dans l’Amérique lUéridionaJc, nous avons vu cot usage trèsrépandu. En général, les transports intérieurs se font par l’homme ou par le cheval, agissant comme traîneur. Ce sont des chariots qu’on traîne ou qu’on pousse sur le sol des galeries ou' sur des voies perfectionnées, consistant en ornières de bois. Ces voies sont établies depuis les chantiers d’abattage jii.squ'au pied du puits d’extraction , ou jusqu’au jour, quand la galerie de roulage aboutit à la surface. Uans quelques mines k long trajet, où le roulage présente

nne grande ini|)ortaDCCi on n’hésile pas à établir un chemin de fer sur le sol des galeries. Ce mode de transport a un avantage immense sur tout autre. Les rails sont susceptibles de se démonter et de se remonter rapidement, de manière à faciliter le déplacement des voies, k mesure que les chantiers d’abattage se déplacent. Ailleurs, on se sert de différents moyens, selon les circonstances spéciales à telle ou telle localité ; ainsi la plupart des mines présentent, relativement au roulage, des conditions très-diverses.

Lorsque les galeries de roulage n’aboutissent pas au jour, comme il arrive assez fréquemment, le transport intérieur ne constitue qu’une partie de l’extraction, et il reste encore k élever le minerai jusqu’k la surface. On |)répare, k cet effet, aux différents étages du puits d’extraction, des emplacements commodes pour le chargement des bennes ou tonnes que des agents mécaniques, placés k l’orilice du puits, font alternativement monter et descendre.

L’air s’altérant plus ou moins dans les travaux sinueux et profonds, on comprend que le mineur doit cherclier par tous les moyens k combattre cette altération. Les principales causes qui tendent k vicier l’air sont la respiration des hommes, la combustion des lam|)cs, les explosions de la poudre, la décomposition des bois, et surtout les dégagements de gaz délétères qui se font jour par les tissures des travaux. Or, comme ces causes sont permanentes, on ne peut les combattre qu’en créant des courants d’air assez énergiques pour entraîner au dehors les gaz délétères. et entretenir ainsi un milieu respirable.

U aérage est dit naturel, quand le courant d air peut être déterminé par la seule différence de température, d’où résulte la différence de densité entre l’air intérieur et l’air extérieur. Cet aérage naturel s’établit par une disposition convenable de l'ensemble des excavations et des ouvertures aboutissant au jour. L’aérage, au contraire, est artificiel lorsqu’il exige l’emploi d’une force motrice continuelle-

UÉUl^lülK AITUUUtt AUX Aim>.

ment agissaiitje : c’esl ainsi ({u'avcc le secours de machines, on aspire ou l'on refoule l'air dans les travaux. Quelquefois on dispose un foyer sur un point des travaux; la dilatation atmosphérique s'y établit aussitôt, et détermine sur-le-diamp un courant d'air d'autant plus énergique, que le foyer est plus puissant. On se sert particulièrement de ce dernier procédé quand les travaux sont profonds et sinueux.

indé|>endainmenl des cours d'eau souterrains, la plu|>art * des roches donnent lieu k des inliltratious multipliées pro- , venant, soit d(‘.s eaux pluviales que la terre absorbe, soit du voisipage des pièces d’eau de la surface. Ces iuliltrations suivent les tissures ou délits des roches, s'échappent par filets ou tombent par gouttes contiuues; enfin, il arrive quelquefois qu'une source est mise k découvert, et amène subi-' tement une quantité notable d'eau dans les travaux, qui seraient bientôt inondés si l'on n'y portait remède. 11 importe donc d'établir des moyens d'épuisement proportionnés k la masse d'eau qui pénètre dans la mine, afin de maintenir constamment les tiavaux k sec.

Un conçoit que, dans les exploitations k ciel ouvert, de simples moyens sufliscul pour enlever les eaux, ou pour les conduire dans des puits absorbants où elles disparaissent. Si les circonstances s’opposent k de pareilles dispositions, on opère l’épuisement k l’aide d’ageuts mécaniques, tels que bennes ou cha|>elels, etc. L’extrême simplicité de ces moyens nous dispense de toute explication. Il n’en est pas ainsi dans les mines profondes et étendues : alors l’asséchement acquiert une grande im|>ortance, k raison des obstacles quelquefois insurmontables qu’il présente. Les moyens employés |>our prévenir l’inondation des mines (•euveut se diviser en deux parties •M” L’asséchemenl naturel, au moyen d’une galerie d'écoulement; 2° i’épuisement des eaux, k l’aide de lionnes ou do |iom|>t«.

On se sert du premier moyen dans les [lays montagneux, où l’on |»eul percer une yalerie d'écoulement [lartant de 1a

» ' - ' DES «INKIIAIS. ■ 545

partie inférieure de quel<|ues vallons el allant joindre le gîte à une certaine profondeur; ces excavations assèchent naturelleinenl tous les travaux dolu le niveau leur est supérieur; el, s’il est des travaux situés à des niveaux inferieurs, on fait, k l’aide de i>oni|)es, remonter l’eau jus<]u’k la galerie d’écoulement, d’où elle i>eut ensuite se répandre au dehors.

Une galerie d’écoulement peut se rattacher aux exploitations de toute une contrée. On en connaît qui ont un grand développement : colle du district de Schemnitz. eu Hongrie. a seize kilomètres de longueur, et sert h l’écoulement el au roulage. La grande galerie d’écoulement de Glausthal, . au Hartz, a |>lus de dix kilomètres, el sert à un grand nombre de nu nés pour diverses branches de service.

Le percement des grandes galeries d’écoulement est facilité par plusieurs puits qui permettent d’attaquer le. travail sur divers points k la fois; mais on ne se décide à donner un grand déveIop|)cment k ce travail que lorsque des calculs rigoureux ont démontré l’avaïUage qui doit en résulter pour la mine, soit en y facilitant l’exécution de divers travaux, soit eu y supprimant les frais qu’entraîne l’épuisement mécanique.

Malheureusement les galeries d’écoulement ne peuvent guère se prati(|uer dans les pays peu accidentés; elles y de- . viennent trop étendues, n’asscchcnt point une niasse proportionnée k leur longueur, el, par conséquent, n’atteignent (|ue d’une manière imparfaite le but ipi’on sc [iroposc : aussi faut-il, de toute nécessité, dans les plaines, avoir recours k 'des moyens mécaniques d’épuisemejil. Pour cela, on concentre les eaux au fond des puits, dans un serd ha.ssin , d’où on les retire ensuite de plusieurs manüi-es.

•Souvent on se sert de bennes i|ui pivnnenl l’eau d’cllesniéuies dans le puisard, el qu’on remonte k l’aide d’un agent mécani<|ue. Çe genre d’épuisement, très- simple; a l'avunlage d’enlever les eaux sales et Iwuieuses; mais

• Dgtfeed dv ijliogle*

t>4fi ÜÉULUC1E APPUiHlKE AUX ART8. , * ' '

il est lent, son action n’est pas continue, en sorte qu’il est insuffîsant quand les eaux sont abondantes. Comme il faut alors employer de's moyens proportionnés aux efforts à exercer, on a recours à des pompes dont le jeu est facilité par des machines plus ou moins puissantes. Ces pompes sont mues, tantôt par la force de l’homme ou du cheval, tantôt par le cours ou la chute des eaux, quel-quefois par le vent ou la va|)eur, selon les circonstances ; . et il est inutile d’ajouter que l’eau qu’elles remontent h la« surface est dirigée vers un point où elle trouve un écoulement naturel.

Tels sont les principaux travaux qu’on exécute pour e.x-, traire les minerais du sein de la terre. Ces travaux .sont souvent étendus et sinueux; et, pour en apprécier la situation respective d’une manière exacte, il faut en lever le Plan. On suit, dans celle opération, la méthode du cadastre ; seulement on est obligé d’employer quelques moyens particuliers, k cause de Tobscurité et de la sinuosité des galeries souterraines.

Trois instruments sont indis|>ensables pour lever le plan d’une mine : 1° la boussole, qui sert à rccoonailre la direction ; 2” le demi-cercle gradué, qui, convenablement suspendu, donne l’inclinaison ; 5° le cordeau, ou la chaîne, pour mesurer les distances. On prend successivement les divers éléments du plan, lesquels sont la direction, l’inclinaison et la longueur des galeries. Lorsqu’une’slation est terminée, on {Ktrte le cordeau plus loin ; puis on recommence une autre station , cl ainsi de suite , en ayant soin de noter toujours au fur et à mesure, sur un carnet, la direction, l’inclinaison et la longueur des parties relevées. Il est évident que, si, au lieu d’entrer dans les travaux de plain-pied, comme nous le supposons ici, on y pénètre par un puits, on doit en noter la profondeur verticale et les autres dimensions; arrivé aux galeries, on opère ensuite comme il vient d’être dit sommairement.

DEü MISBAAIS.

Les principales voies ou galeries étant relevées, il ne s’agit plus que de les ra|>porter sur un papier quadrillé, en se servant d’une échelle convenue, par exemple d’un millimètre par mètre ou de toute autre dimension. Dans ce tra- ■vail, qui se fait au jour, on rc|)orté une à une sur le papier les stations que l’on a faites dans la mine, en plaçant la boussole sur le plan qu’on va dessiner, exactement comme elle était dans les travaux, de manière que l'aiguille niar- > que bien le même nombre de degrés indiqué par les notes qu’on a prises en opérant dans l’intérieur de la mine, thisuile on prend, avec un compas, autant de millimètres qu’il y a de mètres indiqués pour la longueur de la première station ; on marque cette distance en appuyant sur le papier les deux pointes du com|)as; puis on trace une ligne de cette même longueur en faisant glisser la plume le long de la boite carrée de la boussole. Voilà pour la première station. Si la direction de la deuxième station ne diffère de la direction de la première station que d’un petit nombre de degrés, on tourne peu à peu la boussole, aliu d'amener lentement l’aiguille sur le nombre ' indiqué. Quand elle y est fixée, on marque encore la longueur de cette seconde station avec le compas, dont l’une des pointes doit nécessairement tomber sur l’extrémité de la première ligne déjà tracée. On trace cette seconde ligne, et, en continuant successivement ainsi, d’après les notes prises, on se procure le plan delà direction et de la longueur des galeries relevées. De plus, comme ces ga- Jeries ont une certaine largeur, on détermine cette largeur en traçant, à très-peu de distance des lignes de direction, une autre ligne qui leur soit parallèle.

Lorsqu’on a tracé ainsi les principales voies, qui sont ' prcs(|ue toujours des galeries de roulage et d’écoulement, on y raltaclie les autres percements secondaires relevés ensuite avec la boussole, et peu à peu on parvient à se procurer la représentai ion des travaux, mais im seule-

tibUUMill^ AHtlijDtË A8.X AUTS.

meni à vol d oiseau. Celle première partie du plan ne |)eul • donc indi(]iier ni la profondeur des puits, ni l’inrlinuison des galeries, ni la distance qui sépare un étage de l’autre.' Ou dirait, si l’on s’en rapportait entièrement à ce premier. dc.s$in, que tous les travaux sont au même nivéau. l'oiir compléter le plan de la mine, il faut encore un autre dessin qu'on appelle Coupe.

La coupe d’une mine supjK>se que le terrain est couiHr . d'aplomb et laisse apercevoir les diverses excavations qu’il renferme. On peut la comparer k une maison dont la façade abattue laisse apercevoir d’un seul coup d’œil les dispositions intérieures des ap|)arlements. Quand on connaît la profondeur des puits, la pente totale des galeries, cl qu’on a dessiné le plan avec exactitude, rien n'csl plus facile i|ue d’y tracer la coupe k la partie supérieure, en donnant aux galeries leur niveau et leur pente , et aux |>uits la profondeur qu’on leur a trouvée.

Par tout ce qui précède, on voit que le plan seul ne donnerait qu’une idée imparfaite des travaux, et (|ue la coupe seule n’en donuerail pas une idée plus exacte. Chacun de ces deux dessins est le complément de l’autre : le plan fait connaître la projection horizontale, et la coupe la projection * verticale ; leur concours donne une idée complète des excavations et de leurs positions res|)eclivcs.

C’est aussi par ce concours qu’on peut résoudre une foide de problèmes relatiis k une mine, comme ceux-ci : Déterminer la iH’ofondcur k laquelle un |)uits recoupera une ' couche ou un tilon dont on connaît l’inclinaison. Quelle esfla distance qu’il faut parcourir k travers la roche pour aller d’un point k <iii autre? De combien une galerie d’écoulement doit-elle monter, en allant du dehors au dedans, pour arriver k la j)arlie la plus basse des travaux (|ue l’on veut assécher. etc.? S’agil-il de constater les circonstances du rou-^ lage, <le l’extraction, de l’aérage cl de l’éituisenienl : cô n’eSt encore qtk' sur un plan bien circonstancié qn’oii peut suivre

^rciisonihle de cos opérations, dont on n'anrait (|u’nnc idée imparfaite en parconraiU les excavations.

. Les travaux d^xploitation ne se bornent pas h abattre le nimerai el b ramener an jour, en s'aidant do tons les moyens néces,sairespour as.snrerla facilité des travaux et la séTiirité des ouvriers; il en est d’airtres non moins importants que le mineur (b)it exécuter à la surface. Si, pour être livrés an ' commerce, la houille et le sel gemme n’onl besoin que de subir des préparations de triage , il n’en est pas de même des siikstances mctallilêres. La plupart des minerais ne peuvent, en elïet, être soumis an traitement uiétalliirgiqiu* qu’après avoir sulu préalablement certaines opérations ayant jM)ur but d'en séparer, autant que possible, la matière stérile qui les accompagne. Ces opérations prennent le nom de préparatiotts mécaniques.

Souvent les minerais arrivent au jonc imprégnés de matières boueuses qu'il faut enlever , ce premier travail se nomme débourbaqe." On so sert, à cet eHet, de caisses où l'on agile le minerai dans l'eau ; (lueltiuefois on le place sur des grilles où une chute d’eau qu’on y dirige le débarrasse prom|)tement de la boue qui le recouvre. On facilite celle . opération en remuant continuellement le minerai avec une pelle.

Ainsi dcbonri)é, le minerai se présente en fragments irréguliers, engagés plus ou moins dans sâ gangue. Pour séparer celte gangue, on casse le minerai par morceaux, alin de pmivoir distinguer plus facilement ceux qui ne contiennent pas de métal. Les morceaux brisés sont ensuite portés b d’autres casseura plus expérimentés qui les réduisent en petits fragments qu’on divise en trois tas : 1” la gangue, 2" le minerai b bocard, 5° le minerai riche. Celui-ci est directement livré aux fonderies; la gangue est rejette, el le minerai b bocard va subir diverses préparations mécaniques, ayant pour but de concentrer les parties métallifères sous un volume beaucoup pln.s petit. V

.TT>(> ' OÉOIXHÎIK APPLIODÉE AUX AIITS,

Le bocardatje consiste n broyer le minerai quelquefois à” SCC. mais le |ilu6 souvent dans l'eau. Dans celte opération, on Jette ordinaii-eineul le minerai sotis le bocard , c’est-à-dire sous de forts pilons rang«'*8 en ligne, et ipie soulèvent alternativement les cames d’un arbre mis en mouvement par une roue bydi-auliipie ou une macbine à vapeur. Un courant d’eau, qui arrive dans l’auge où agissent les pilons, entraîne les particules de minerai suriisamincnt déliées. Le minerai, ainsi pulvérisé, est reçu dans mie série de canaux d’écouleineut qu’on appelle labyrinthe , et où les particules se déposent par ordre de grosseur et de densité. Il s’ensuit un premier enrichissement. Cette division en sables gros, moyens et lins, facilite considérablement l’opération , qui a . pour but d’isoler les iiarties pauvres des parties riches , et qui se fait ensuite au moyen du criblage ou du lavage.

Le criblage n’est autre chose qu’un triage mécani(]ue.

■ Dans le criblage à eau, généralement usité, cette opération s’exécute au moyen d’un crible rond dont la partie inférieure présente un tamis métallique plongeant dans une cuve remplie d’eau. On place le minerai bocardé dans le crible, et on imprime à celui-ci un mouvement alternatif de haut en bas et de bas en haut. Pendant celte action, l’eau entraîne les parties terreuses. Quant aux autres parties, le mouvement de l’eau qui entre dans le crible à chaque immersion soulève les grains en raison de leur densité ; les plus légers montent h la surface, tandis que les plus denses gagnent le fond. L’ouvrier enlève successivement les gangues pairvres de la surface, et peu à peu il concentre le minerai au point convenable pour le traitement métallurgique. Ainsi enrichi, le minerai prend le nom de sclilick.

On se sert aussi de plusieurs autres machines plus ou -moins ingénieuses j)our réduire les minerais bocardés en .scblick : telles sont les tables dormantes et les tables à secousses. Le principe de l’isolement est toujours basé sur rcnlralnement des parties stériles ou libères [tar un courant

. .. ■ ■ HEK MIKEIIAIK. . • 35i

(i’eau, landis qu’en même temps les parties fiches s’arrêtent et se classent par ordre de densité et de ténuité.

Les préparations mécaniques ont pour But non-seulement de diminuer les frais de traitement métallurgi(|ue, en cou- ' centrant les minerais, mais quelquefois de diminuer les frais de transport ; car, un filon seul pouvant rarement alimenter une fonderie, il en résulte que beaucoup de petites '' exploitations isolées et incapables de supporter les frais énormes d’un atelier de fusion se trouvent dans la nécessité de transporter leurs schlicks k la fonderie voisine. ^

• Avant de passer au fourneau, le minerai épuré subit encore un grillage. Cette opération a pour but tantôt de cbas- * ser certaines matières que renferme le minerai , telles que

• l’eau, l’acide carbonique, le soufre, etc., tantôt de diminuer la cohésion du minerai, afin de le rendre plus attaquable par les agents métallurgiques qui doivent en isoler le métal. Pendant ce travail, qui s’exécute en plein air ou dans des fourneaux de formes diverses, on a soin de ne pas pousser la chaleur jusqu’au point de provoquer la fusion du minerai.

Pour compléter ce sujet, il nous reste encore k exposer les opérations métallurgiques; mais, comme ces opérations varient selon la nature des substances métallifères, elles trouveront mieux leur place k la suite de l'bistoire particulière des minerais de chaque métal.

• Les métaux connus aujourd’hui sont, nombreux : on en ■ compte jusqu’k quarante et un ; plusieurs ne se trouvent k

l’état métallique que dans les laboratoires, où l’on ne se les procure qu’avec beaucoup de peine et dans un intérêt purement scientifique. Fidèle k notre plan, nous parlerons seulement de ceux qui sont généralement appliqués dans les arts; et l’ordre dans lequel ces métaux Vont être décrits sera celui de leur plus grande utilité, ainsi qu'on peut levoir dans le tableau suivant , où nous mettons en regard leur poids spécifi<|ue et leur jioint de fusion, tels qu’ils se

r>r»‘2 • 4iGU1.00t£ API>I.IO<IÉb' AVX AOTS- ‘ •

trouvent délerniinés dans le cours de driinie générale ré- • i cenunenl publié par MM. l'elouze et Frémy. Celte classification, bien qu'arbitraire, nous a paru convenir au caractère • élémentaire de cet ouvrage.

1 MÊTACX

1 d'che Armcxiio» pLit oo veiKp c&xtnALi:

POIDS STÉCIFIOI K,

l’caa disiHlÿe et k ia icmlicraiarc de -4- A" cuut prise )ibar unité.

POINT DE rcsioa

ctprimé en degrés du thcnnomèlK centigrade.

For. ... ; -

1 Tfift

Plomb..

ÉUin ...

Zinc é..., .

Mercure.

Argeut

Or

platine

n'est fusible qu'au rha-

ium. égal lifd. ctox.

Anlimoioe

Biamulh. . .

Arsenic '

Se robt. vers AOnusaiis

pa.iser par l'etat Itq.

C«b«ll.

? trcsHiir&rJlel fondre.

Manganèse

. ? ùfrm.

Chrome

? Hm,

Nickel

? tdtm.

B. Le signe -4- vrol dire

c'esl.A.dire an-dp$Sn

5 de léro : et le signe —

veoi dire moùm, t rsA-i-diie au-

doiioas de géra. Le signe ? marque l'inci'rlitude.

MINEIIAIS DE FEH.

A l’état pur on natif, le fer ne fait point partie de l’écorcc terrestre; on prétend, il est vrai, en avoir trouvé dans la

Dtgftized t)

DES MIMERAIS.

Pcnsylvanie; mais il n’y a rien là de bien positif. D’aillours. on pense généralement que les diverses masses de fer natif rencontrées à la surface du sol ne sont autre chose que des aérolithes, des [lierres météoriques tombées des hautes régions de l’espace. Bien ([u’elles ne soient pas communes, de semblables masses ont été trouvées dans dilTérents pays, et plusieurs voyageurs ont vu des peuples sauvages en détacher quelques petites portions de . fer.

Le fer, dans la nature, se présente sous une foule de com- ))inaisons diverses ; mais ce métal ne peut s’extraire avec avantage (|ue des oxydes ou des carbonates de fer. Ce sont ces substances qu’on appelle minerais de fer.

Les quatre espèces suivantes, qu’on exploite dans un grand nombre de lieux, se trouvent en dépôts assez considérablespour mériter une attention particulière :

Le fer oxydulé;

Le fer oligiste ; , .

Le fer hydraté ;

Le fer carbonaté.

Le Fer oxydulét qu’on nomme aussi Aimdht, est une substance noirâtre, douée de l’éclat métallique, à poussière noire, attirable au barreau aimanté, et magnétique i il cristallise en octaèdres réguliers, et, lorscju’il est eu masse, il . présente une texture laminaire, grenuè ou compacte. Ce minerai, le plus riche de tous les minerais de fer, est simplement une combinaison de fer et d’oxygène, renfermant jusiju'à 72 pour lUO de métal. Il appartient exclusivement aux anciens terrains de cristallisation, où on le trouve en liions et en amas. Eu Suède, il forme tantôt des bancs épais, tantôt des montagnes entières. On le trouve aussi en rognons et en nids disséminés dans divei-ses roches. La La- |)Onie en possède d'importants gisuments, et les Busses en ont découvert en Sibérie des masses inépuisables. Le fer

'354 CÊOLOCIE APPUQÜÉE AUX ARTS.

qu’on extrait de ce minerai est un des meilleurs; on le recherche surtout pour fabriquer les aciers de première

qualité. • •

Le Fer oligiste (Peroxyde de fer) est aussi une combinaison de fer et d’oxygène, mais il est un peu plus oxygéné que le minerai précédent ; il contient, lorsqu’il est pur, 09 , .

pour 100 de métal ; sa couleur est d’un gris de fer, et sa poussière est toujours d’un rouge tirant sur le brun. En général, ce minerai se trouve dans le terrain primitif, où il constitue des amas considérables ; alors il présente, le plus souvent, un éclat métallique et une surface miroitante; quelquefois il est grenu, d’autres fois compacte. On le trouve aussi dans les anciens terrains sédimentaires ; en ^ .

ce cas, il est presque toujours lithoïde ou terreux, et prend le nom d'hématite rouge.

‘ Les gîtes de fer oligiste forment des amas très-considérables dans l’ile d’Elbe. La Laponie, la Suède et le Brésil en possèdent des dépôts inépuisables; et ces minerais de fer produisent un métal de très-bonne qualité. . .

Quant à l’oligiste terreux, il est plus commun quel’oligiste à éclat métallique, quoiqu’il ne forme jias des masses aussi puissantes ; ofl le trouve dans un grand nombre de lieux, où presque toujours il est mélangé ù des substances alumineuses, comme dans les ocres. 11 peut être regardé comme le principe colorant des matières rouges ou rougeâtres qui ^ abondent dans l’écorce terrestre. Les Vosges et leVivarais en présentent queUpies gisements (jui renferment assez de métal pour donner lieu h des exploitations.

Le Fer hydraté (Limonite\ se compose de fer, d’oxygène et d’eau, et contient jusqu’k 55 pour 100 de métal ; la texture en est compacte, fibreuse, grenue., oolithique ou terreuse ; souvent il se montre en grains libres ou agglutinés ; quelquefois en masses schisteuses à l’état terreux, et plus ou moins mélangé de matières argileuses. Il donne de l’eau .

par calcination, et se distingue de tons les antres minerais , . . •

• • ■ . . . •* ■■ \ ‘ ' »T;;qiiiz8d bV

DES MENERAIS. 355

de fer par la couleur de sa |>oussière, qui est toujours jaune.

Le fer hydraté appartient exclusivement aux terrains sédimentaires, où il se montre jus(]ue dans les dépôts les plus modernes. C’est surtout dans les terrains secondaires que la variété oolithique se présente avec abondance : tels sont la plupart des minerais de fer de la France, qu’on exploite avec activité en Normandie, en Bourgogne, en Lorraine, en Franche-Comté, etc. L’exploitation en est souvent si facile, qu’on peut enlever ù la pelle ces grains ferrugineux, ressemblant ù de la grosse grenaille de fonte rouillée. Malheureusement, lorsque ce minerai est subordonné h certains calcaires qui contiennent des phosphates provenant de débris organiques, il produit des fers de qualité inférieure. Cependant, quand le fer hydraté ne contient qu’une très-petite proportion de phosphore, il en résulte, pour le fer, une dureté qui quelquefois n’est pas sans avantage. Au reste, le fer qu’on extrait de la limonite en grain, quoique moins bon que celui qui provient de l’aimant et de l’oiigiste, possède des qualités estimables.

Le Fer carbonaté (Sidérose) est une combinaison d’oxyde de fer et d’acide carbonique; il renferme (^esque toujours un peu de chaux, et des traces de manganèse et de maguésie, qui fout varier ses qualités et modifient son traitement. Sa couleur est d’un jaune plus ou moins foncé, quelquefois rougeâtre et brunâtre. Il forme des couclies, des filons et des amas, à texture lamellaire, grenue, compacte ou terreuse. La variété lamellaire, qu’on nomme particulièrement fer spathique, se trouve dans les terrains de cristallisation^el dans quelques calcaires de différents âges. La variété compacte et terreuse, si commune en Angleterre, sc rencontre dans les grès houillers, ou dans les couches de houille ellesmêmes. C’est un minerai d’autant plus précieux, qu’on le trouve à côté du combustible qui sert 2i eu opérer la réduction; il en résulte une grande économie, ce qui explique

Ô56 GÉOLOGIE APPLIQUÉE AUX AltTS.

rénorme quantité de fer que produit l’Angleterre, et la possibilité pour elle de le livrer h vil prix.

Tels sont, en résumé, les minerais qu’on exploite en grand pour en extraire le fer par des procédés particuliers, que nous décrirons d’une manière générale. Deux méthodes sont ordinairement usitées.

La première, dite catalane, ne s’emploie que pour les minerais très-riches ; elle consiste à chaulTer dans des creusets réfractaires, ou fourneaux d’ailinage, le minerai grillé, concassé, et mélé avec du charbon de bois. La réduction s’opère sous l’influence de l’air, à mesure qu’on remue, avec un ringard ou crochet , le bain métallique ; et il se forme peu b peu une lotipe qu’on retire et qu’on se hâte de comprimer ; elle est soumise plusieurs fois k l’action du feu. avant d’être convertie en barre. Cette méthode simple et expéditive se répand de plus en plus ; elle est suivie en Espagne, ‘en Corse et en Italie.

< La seconde, qui est bien plus générale, convient aux minerais impurs. On opère dans de grands appareils nommés hauts fourneaux, de six k douze mètres de hauteur, et dont la forme ressemble k deux cènes tronqués, réunis |)ar leur base. Les minerais étant convenablement préparés, on charge le haut fourneau par la partie supérieure, appelée gueulard. Oa y verse d’abord du charbon de bois, et, quand le fourneau est élevé k une très-haute température, on le remplit avec des couches alternatives de charbon et de minerai mélangé de fondant , pour rendre la gangue fusible. Sous l’influence de la chaleur, le fer se combine avec une paijie du charbon, et coule k l’état de carbure de fer,' ou de fonte, dans la partie inférieure du fourneau, où se‘ trouve un creuset pour le recevoir. Les matières terreuses, se combinant de leur côté avec les fondants , forment des scories qui, k raison de leur légèreté, viennent surnager au-dessus de la matière en fusion. On s’en débarrasse en leur ouvrant, de temps en temps, un écoulement pratiqué k

DES MIKEHAIS.

haulciir convenable. Enlin, lorsque le creuset csl plein de fonte, on fait la coulée i>ar un trou ménagé h la partie inférieure, et qui, pendant la réduction du minerai, est bouché avec un tampon d’argile mélangée de poussière de charbon. La fonte alors se répand et va remplir, soit les moules que l’on a préi)arés, soit un simple sillon tracé dans le sol delà fonderie, et dont on a parfaitement séché . et battu les j)arois.

Dans cette opération, on voit que tout entre par le gueulard, et que tout, h l’exception des gaz et des scories, sort à l’état de fusion par le creuset. Au moyen de soufflets, on fait circuler continuellement de l’air dans ces appareils de réduction, qu’on entretient constamment pleins, a mesure que la fonte s’écoule. Il est des haut fourneaux qui fonctionnent sans interruption durant un an et plus; car. dans de pareils travaux, il im|)orte de ne pas perdre de calo- ' . •

rique, ce qui arriverait s’il y avait des temps d’arrêt.

Quant aux fondants, on a reconnu que les silicates de- • viennent fusibles avec l’addition du calcaire , et que le cal- ' • caire subit aussi cet état de fusibilité i>ar l’intervention de >

la silice. 11 résulte de ces données que, lorsque les gangues sont siliceuses ou alumineuses, il faut ajouter pour fondant du carbonate de chaux (custine); on ajoute, au contraire, de , la silice , quand les gangues sont calcariières.

La fonte ainsi obtenue contient jusqu'k trois, quatre et cinq pour cent de carbone; en cet état, elle est impropre îi ‘ la forge. Vue k la loupe, on y reconnaît du graphite très- . • divisé; si on la met en contact avec un acide, celui-ci dissout le fer, et il ne reste plus que le graphite, qui est, comme on sait, du carbone presque aussi pur que le diamant.

Pour amener la fonte k l’état de fer, il faut la décarburer, : c’est-k-dire en séparer le carbone, ce qui se fait de la manière suivante : La fonte étant liquéfiée dans de petits fourneaux, on la maintient k une haute température, sous l’in-

358 CÊOLOGIE APPUQUÉE AUX ARTS.

' flucDcc d’un grand courant d’air. Un ouvrier remue constamment cette matière en fusion pour y faciliter l’action de l’air; alors le charbon de la fonte, plus avide d’oxygène que le fer, se brûle et se dégage sous forme d’acide carbonique. On reconnaît que le carbone s’est volatilisé lorsque la fonte devient pâteuse ; c’est alors du fer qui se solidifie et forme une loupe qu’on façonne en barre sous le martinet.

. ' Cet afTinage, ou décarburation, se fait ordinairement avec du charbon de bois; mais, avec le procédé anglais, on peut employer la houille. En ce cas, on se sert d’un fourneau k réverbère, où la fonte n’est en contact qu’avec la flamme, la fumée et l'air. Une autre innovation , introduite depuis quelques années dans les usines à fer, consiste k faire ar- . river de l’air très-échauffé dans les hauts fourneaux; on obtient ainsi plus de régularité dans le chauffage et une notable économie de combustible ; mais ce procédé donne - des fontes cassantes et des fers difficiles k travailler ; aussi beaucoup d’usines s’en tiennent au procédé ancien. •

Telle qu’elle sort du creuset, la fonte se moule sous forme de divers ustensiles domestiques. On en fait aussi de grandes chaudières destinées k la clarification de plusieurs liquides ; on en confectionne des pièces de lest pour, la marine, des canons, des projectiles, etc. Épurée, la fonte se moule avec assez de délicatesse : on en fait des vous- , ' • • soirs de ponts, des balustrades élégantes, des meubles, des bas-relief^, des statues, etc., etc.

Tout le monde connaît si bien l'importance du fer, qu’il serait oiseux' de signaler ici les nombreux services qu’il nous rend. Que seraient, sans le fer, les arts et l’industrie? •

Go làétal est un des plus beaux présents que la nature ait ■

• 6dt$ k l’homme, et l’abondance avec laquelle elle Ta répanduatteste la juste répartition de ses bienfaits.

Le fer est, sans contredit, le plus utile des métaux ; il surpasse tous les autres en dureté et en ténacité ; sa puis-

ÜES MI^EU.ilS.

’ sance de résistance est si grande, qu’un iil de fer de deux millimètres de diamètre exige, pour se rompre, un poids de deux cent quarante-neuf kilogrammes. On sait que le fer, chauffé h blanc, se pétrit, en quelque sorte, sur l’enclume et prend toutes les formes , avantage précieux que n ont pas la plupart des autres métaux. On peut juger de l’industrie d’une nation par la quantité de fer qu’elle con- • somme, et par le degré de perfection avec lequel elle le travaille. En effet , il n’est pas de machines dont la construction ne soit en grande partie fondée sur l’emploi du fer. Tous nos instruments tranchants, sciants, limants, perforants et contondants, indispensables agents de l’industrie, sont fabriqués en fer. La médecine a trouvé, dans les combinaisons de ce métal, plusieurs médicaments utiles; la peinture, de très-bonnes couleurs; enün, pour terminer par une de ses principales et de ses plus fécondes applications, citons les chemins de fer, au moyen desquels les hommes ont réussi k donner k leurs chariots une vitesse extrême, résultat immense, de la plus haute portée, destiné nonseulement k augmenter le bien-être matériel des peuples, mais k augmenter aussi la somme de leur bonheur moral, en leur facilitant les moyens de se connaître et de fraterniser !

Remarquons, en passant, que le fer, ce métal si humble sous le rapport de la valeur intrinsèque, joue, en Europe, un rôle très-important dans la richesse sociale , tandis que les métaux précieux, comme l’or et 1 argent, n y figurent comparativement que pour des sommes minimes. Cette . simple observation peut donner une idée de l’énorme quantité de fer qu’on retire annuellement des entrailles do la terre. On pourrait, k la rigueur, se passer des autres métaux ; mais jamais du fer, sous peine de retomber k peu près dans l’état de barbarie des premiers âges du genre

humain. . . ^ •

Quant k ï'Acier, troisième produit des minerais de fer.

CÉOLOCIK APPUQUÉE AUX AllTS.

el qui entre en quantité notable dans la plupart des in- ' struinents de travail, il est le résultat de la combinaison d'environ quatre-vingt-dix-neuf parties de fer et d'une partie de carbone. 11 se distingue de la fonte, d’abord par sa plus grande pureté, ensuite par la propriété qu’il possède de se laisser forger, et d acquérir, au moyen de la trempe, une augmentation de dureté et d'élasticité.

La trempe s’exécute en passant rapidement dans l’eau froide I acier cliauffé au rouge blanc ; elle est très-énerçique quand, dans cette opération, on se sert d’eau très-froide, ou mieux encore d un li(|uide meilleur conducteur du calorique, comme, par exemple, le mercure ; car alors la déperdition de la chaleur est pres<iue instantanée. Quand on veut obtenir une trempe douce, on choisit, au contraire, des liquides mauvais conducteurs, comme les matières grasses, les huiles, etc.

On prépare l’acier de plusieurs manières : l'acier dit naturel s’obtient directement quand on traite de bons mine- • rais par la méthode catalane : on le retire de la fonte en suspendant son alTmage avant que tout le carbone sou brûlé. Mais le bon acier se fabrique ordinairement par voie de cémentation, en chaulTant pendant longtemps des barres de fer pur en contact avec de la poussière de charbon végétal ; alors le fer se carbure, c’est-à-dire qu’il entre en combinaison avec le carbone. Cette opération se fait dans des creusets ou des caisses en terre ou en bri(|ues réfractaires. il est encore plusieurs autres procédés pour obtenir des aciers plus ou moins renommés : ce sont les secrets des f* fabricants; mais ce qu’il y a de certain, c’est que le meilleur de tous les aciers vient d’Angleterre, où on le fabrique avec le fer de Suède.

Terminons cet article par des considérations générales sur la production du fer dans les différentes parties de l’Europe. L’Angleterre se présente en première ligne : c’est, sous ce rapport, le pays le plus riche du globe. D’un autre

DES MINERAIS

3ül

côté, ses inépuisables gisements de houille lui permetleni d’augmenter encore chaque jour cette production. Elle extrait h elle seule plus de fer que n’en extraient, ensemble, tous les autres États de l’Europe, et c’est l'a une des principales causes de sa prospérité.

La France, quoi(|uc d’ailleurs assez bien dotée sous le rapport de Tabondance des gisements lérrifères, n’occupe que le second rang; la dilTiculté des communications accélérées et la cherté du combustible sont des. obstacles qui ne lui permettent pas d’acqnérir dans cette industrie un développement comparable h celui de l’Angleterre. La Russie, l’Autriche, la Suède, la Belgique et la Prusse sont, après la France, les contrées qui fournissent le plus de fer. On trouvera plus loin, dans un tableau général, les évaluations en chiffres de la production métallique des différents États de l’Europe.