CHAPITRE DIXIÈME

AÉRAGE DES MINES

Causes qui vicient l’air dans les mines.

Los moyens d'entretenir dans les mines une atmosphère constamment respirable et de préserver les ouvriers des accidents qui peuvent résulter de la présence des gaz délétères constituent une des parties capitales de l'art d'exploiter.

Les causes qui vicient l’air le plus ordinairement sont : la respiration des ouvriers; la combustion des lampes; les explosions de la poudre; la décomposition spontanée de certaines substances minérales, telles que les sulfures qui se changent en sulfates ; la houille qui s'échauffe et s’embrase spontanément ; la corruption des bois; le choc des outils contre des roches contenant des minerais d'arsenic ou de mercure ; puis enfin les dégagements naturels de gaz délétères qui pénètrent les roches , ou sont accumulés dans des crevasses et des cavités naturelles, quelquefois dans de vieux travaux.

Les gaz ainsi produits ou dégagés se liquatent dans les tailles

ou galeries par ordre de densité :

L’hydrogène carboné.

Tes. sp.

L'azote.

L'air atmosphérique.

L'hydrogène sulfuré.

L’acide carbonique.

Les vapeurs arsenicales et mercurielles.

Les précautions générales employées pour se débarrasser de ces gaz à mesure qu'ils se forment, en créant des courants assez énergiques pour amener leur diffusion avec l’air atmosphérique et entraîner le mélange hors des travaux avant qu’il n'ait pu nuire, con-

AÉRAGE UES MIMES

statuent l'art de Y aérage. Mais ces moyens généraux ne suffisent pas toujours, et il faut leur adjoindre des moyens spéciaux pour éviter ou du moins combattre les dégagements subits , jusqu a ce que les moyens généraux aient rétabli l’équilibre. Il est donc nécessaire de pouvoir reconnaître la présence de chacun des gaz, afin de les détruire à temps , et même s’il S2 peut atténuer les causes de leur production.

Lorsqu'on commence un ouvrage de mine , puits ou galerie , si aucun phénomène particulier n’y facilite le renouvellement de l’air, la seule respiration des ouvriers et la combustion de leurs lampes ne tardent pas à le modifier sensiblement. En effet , un ouvrier aspire par heure une moyenne de 800 litres d’air, dont il absorbe en partie l’oxygène ( l’air est composé en volume de 79 parties d'azote et 21 d'oxygène), et substitue à cet oxygène dans le même espace de temps 24 à 2ô litres d’acide carbonique ; sa lampe, agissant à peu près avec la même intensité que sa respiration , produit autant d’acide carbonique et augmente en outre la proportion de l'azote isolé.

L 'acide carbonique , qui est ainsi le produit le plus immédiat et le plus général des travaux de mine , se reconnaît à sa pesanteur ; il occupe toujours les parties inférieures des excavations ; son mélange avec l’air se manifeste par la difficulté de la combustion des lampes dont la flamme contractée éclaire d’autant moins que la proportion d’acide est plus grande, et finit par s’éteindre lorsque le mélange est d’un dixième. Sur les mineurs, l’acide carbonique se manifeste par une oppression qui les accable ; du reste, le tempérament et l’habitude font beaucoup varier les proportions du mélange que les hommes peuvent respirer; certains mineurs peuvent travailler encore lorsque les lumières ont cessé de brûler; il en est même dont l’habitude est telle qu’ils circulent, assure- t-on, dans des galeries où il y a plus de 25 p. 100 d’acide carbonique. Néanmoins on doit veiller, sous peine des plus grands dangers, à ce que les lampes puissent brûler partout avec facilité et que la proportion ne dépasse jamais 5 p. 100; car ce gaz , que les mineurs appellent souvent mofette , a les plus

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grandes tendances à s'isoler en se liquatant, et peut alors causer une asphyxie instantanée.

Un exemple démontrera cette action énergique. Des ouvriers du Creuzot descendent un matin à la suite les uns des autres dans un puits au bas duquel l'acide carbonique s’était accumulé pendant la nuit. Arrivé au niveau du bain , à quelques mè’res à peine du fond du puits , le premier tombe frappé d'asphyxie et sans avoir le temps de pousser un cri ; le second le suit immédiatement , le troisième voit ses camarades à terre presqu'à portée de son bras , il se baisse pour les saisir et tombe lui-même ; un autre subit le même sort en voulant sauver les autres, et la catastrophe ne se fût pas arrêtée là si le cinquième n’eût été un maître mineur expérimenté, qui obligea ceux qui le suivaient à remonter.

Ces accidents sont souvent à redouter dans les mines de houille où des dégagements spontanés peuvent produire en peu de temps de grandes quantités d’acide carbonique. Dans ce cas, il faut avoir à portée de l’ammoniaque , de la potasse caustique ou de la chaux dont on forme à la hâte une dissolution que l’on projette dans le travail envahi, soit en la laissant tomber avec un arrosoir si c’est dans un puits, soit en l’injectant avec une pompe si c’est dans une descenderie ou une galerie. 11 faut, en outre, combattre incessamment la production de l’acide carbonique et prévenir son accumulation en ne laissant pas de bois en décomposition et proscrivant toute combustion autre que celle des lampes nécessaires à l’éclairage ; enfin , prévenir les échauffements spontanés et les incendies si fréquents dans les mines de houille. Lorsqu’un incendie s’est déclaré , il faut le circonscrire par des murs imperméables dits corrois, murs construits en déblais avec un mortier d’argile.

Les gaz résultant de la combustion souterraine de la houille sont, outre l’acide carbonique : l’oxyde de carbone, l’azote, l’acide sulfureux, et des carbures d’hydrogène qui ont une odeur spéciale. Avant que la houille ne prenne feu, l’air inté rieur est déjà lourd , échauffé par des dégagements gazeux pré-

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curseurs de l’incendie. Aussitôt que ces symptômes sont remarqués, on doit enlever les houilles abattues et isoler de l’air ambiant les parois ou les écrasées qui renferment le foyer de cet échauffement, en employant à ce travail les ouvriers dont l'organisation est reconnue la plus apte à supporter l’influence délétère de ces gaz.

11 faut enfin essayer de temps en temps l’air qui s’accumule dans les parties les plus basses de la mine , dans le fond des puits, dans les deseenderies, et redoubler de précautions, surtout lorsqu’on aborde des travaux où l'on n’a pas été depuis quelque temps.

L 'azote est beaucoup moins à redouter que l’acide carbonique, parce que son action sur l’économie animale est moins énergique ; d’ailleurs sa production n’a lieu que pur l’absorption de l’oxygène de l’air, et il n’en existe pas naturellement dans les fissures ou cavités des roches. 11 n’y a donc pas de dégagement spontané ; mais si l’on vient à pénétrer dans des travaux abandonnés depuis long-temps et où il y a eu combustion , l'azote occupera, en vertu de sa légèreté, les parties supérieures des excavations, tandis que l’acide carbonique occupera les parties inférieures, l’air respirablc formant la zone intermédiaire. L’azote se trouve encore isolé dans certaines mines où il existe des pyrites en décomposition ; les sulfures se changeant en sulfates , absorbent l'oxygène et isolent l’azote ; le sulfure de fer est sous ce rapport l'agent le plus actif. L’azote se manifeste par la couleur rouge de la flamme des lampes qui finissent même par s'éteindre ; il rend la respiration difficile, fait éprouver une pesanteur de tête et des sifflements dans les oreilles qui semblent indiquer un mode d’action différent de celui de l’acide carbonique.

La lampe ordinaire du mineur s'éteint lorsque l'air ne contient plus que 15 p. 100 d’oxygène; c’est aussi à cette proportion de 85 p. 100 d'azote que l’asphyxie est déterminée.

L'azote, étant plus léger que l’air atmosphérique , est assez facile à expulser et n’est réellement à craindre que dans les montages sans issues supérieures; il se loge dans les anfrac-

..on

tuosités des plafonds et doit être expulsé par la ventilation , aucun réactif n’étant apte à l’absorber.

Les vapeurs arsenicales et mercurielles produites par les chocs multipliés des outils d’acier contre les minerais riches en mispickel , cinabre ou mercure natif, ne peuvent non plus être combattues que par un aérage vif qui en amène la diffusion et les entraîne au dehors. Il paraît même impossible, quelle que soit la rapidité du courant , d’en éviter tout à fait les effets délétères. On doit donc chercher à en produire le moins possible , employer la poudre pour l’abattage préférablement aux outils , et placer les coups de mine en dehors des veines apparentes de minerai ; il faut, de plus , éviter de briser, dans l'intérieur des travaux les fragments abattus par les coups de mine , enfin réduire la durée des postes des mineurs et les faire alterner avec les ouvriers de jour, pour éviter qu’ils restent trop long-temps sous l’influence de l’air intérieur.

Les mines de cette nature sont heureusement assez rares ; car, malgré toutes les précautions , on n’a pu éviter il Almaden et Idria, par exemple , leur influence délétère sur un grand nombre de mineurs qui sont atteints de tremblements nerveux et de fièvres dangereuses.

'L'hydrogène proto-carbonè , désigné par les mineurs sous le nom de grisou, est de tous les gaz le plus dangereux, celui qui détermine le plus grand nombre d’accidents ; non par l’asphyxie, qu'il peut cependant produire lorsqu’il n'est pas mélangé d’au moins deux fois son volume d’air, mais par sa propriété de s'enflammer au contact des flammes d’éclairage , et de détoner lorsqu’il est mélé dans certaines proportions avec l’air atmosphérique.

Ce gaz, dont la composition est H'C, pèse 0,5589 : il est assez fréquent dans la nature , et souvent désigné sous la dénomination de gaz des marais , parce qu'il se dégage des eaux stagnantes qui retiennent des matières végétales en décomposition. Quelques volcans boueux, dits salses, l’émettent en grande quantité; enfin il pénètre certaines roches, telles que les houilles et les

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roches salifères , où il est en outre accumulé et comprimé dans des cavernes ou vides naturels ; de telle sorte que beaucoup de sondages en ont déterminé de véritables sources. Il existe de ces sources naturelles ou artificielles, qu’on peut allumer et qui ont assez de persistance pour pouvoir être utilisées.

Le grisou est plus abondant dans les houilles grasses et friables que dans les houilles sèches et maigres; il se dégage surtout dans les éboulements, dans les tailles récentes de toute surface mise à nu, et cela même assez vivement pour faire souvent décrépiter de petites écailles de houille et produire un léger bruissement. Les fissures ou délits de la houille , et même les fentes des roches du toit ou du mur, donnent quelquefois issue à des sovf- Jlards ou jets de gaz. On a remarqué dans l'air où se dégage le grisou des filaments blanchâtres, des bulles floconneuses qui gagnent lefnîte des excavations, et seraient dues, d’après M. Dumas , à la différence du pouvoir réfringent de l'air et de l’hydrogène proto-carboné jointe à la précipitation d'un peu de vapeur d’eau par suite du refroidissement dû à la dilatation.

Le grisou n’est pas réparti dans les couches d’une manière uniforme; on a observé que , près des failles, des renflements ou des étranglements, et sur tous les points où la houille était fracturée , le dégagement était beaucoup plus intense. Enfin on a cru remarquer, dans certaines mines, qu’il y avait relation entre la hauteur barométrique et l’activité du dégagement ; fait qui s’expliquerait d'ailleurs assez naturellement , mais qui ne doit pas être généralisé. En effet, dans la plupart des cas , le dégagement a lieu avec une pression bien supérieure aux variations barométriques, et par conséquent ce dégagement ne peut être modifié d’une manière notable par les faibles changements de la pression atmosphérique. Dans plusieurs circonstances le dégagement a eu lieu de surfaces noyées par des colonnes d'eau d’une et deux atmosphères. Ce qu’on peut appeler régime du grisou est donc très-variable et doit être étudié avec soin dans chaque mine , afin d’éviter les circonstances qui peuvent amener des dégagements subits et considérables.

3GS de L’EXPLOITATION DES MINÉRAUX UTILES.

L’action de ce gaz sur les flammes des lampes est le guide le plus certain pour en apprécier la présence et la proportion . Cette flamme se dilate, s'allonge, et prend une teinte bleuâtre qu’on distingue très-bien en plaçant la main entre l'œil et la flamme, de manière à n’en voir que le haut. Dès que la proportion est d’un douzième dans l'air ambiant , le mélange est explosif et , si une lampe y est portée, il se produit une détonation proportionnée au volume du mélange. Lors donc qu un mineur a constaté audessus de la flamme de sa lampe le nimbe bleuâtre qui décèle la présence du grisou , il doit se retirer en tenant sa lumière trèsbasse , ou même l’éteindre.

Les observations de Davy sur les mélanges du grisou avec l’air atmosphérique ont constaté les faits suivants (ces mélanges étant mis en contact avec une bougie allumée ) :

Grisou. Air •imospbériqwj.

I partie. 30 k IG parties.

lu 4 à 2 «

Élargissement progressif de la flamme.

Élargissement très-fort.

Détonation croissante.

Détonation maximum.

Détonation forte.

Détonation faible.

Inflammation sans détonation.

d’où l’on voit que les explosions les plus violentes auront lieu lorsqu’un volume de gaz hydrogène proto-carboné se trouvera mêlé à sept à huit volumes d'air atmosphérique.

Les effets chimiques d'une explosion sont : la production directe des vapeurs d’eau et d'acide carbonique et l’isolement de l’azote. Les effets physiques sont : une dilatation violente des gaz et de l’air ambiant suivis d’une réaction par contraction. Les ouvriers qui se trouvent dans l’atmosphère explosif sont brûlés, et le feu peut même se communiquer au boisage ou à la houille ; le vent produit par la dilatation est tel que jusqu’à des distances considérables du lieu de l’explosion les ouvriers sont renversés ou projetés contre les parois des excavations ; les mure , les boisages sont ébranlés, brisés, et des éboulements sont produits; ces effets destructifspeuvent se propager jusqu'aux orificesdes puits par lesquels

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SCO

sont projetés des fragments de bois et de roehes accompagnés d'un nuage épais de houille en poussière.

Le mal ne s’arrête pas là : des quantités considérables d'acide carbonique et d'azote, produites par la combustion du gaz, stationnent dans les travaux et font périr par asphyxie ceux qui ont échappé à l’action immédiate de l’explosion. Les courants de l’aérage, subitement arrêtés par cette perturbation, sont d'autant plus difficiles à rétablir que les portes qui servaient à les régler sont en partie détruites; les feux sont éteints , et souvent même les machines établies à l’orifice des puits pour déterminer les courants sont atteintes et dérangées , de telle sorte qu’il devient impossible de porter aucun secoure au fond des travaux.

Quelques exemples donneront une juste idée de l’intensité des explosions et de leurs effets.

Dans une galerie d’une mine de Saarbruck , l’air détonant prit feu à l’arrivée d’un mineur portant une lampe ordinaire. Sept digues en briques, pratiquées dans des tailles latérales et à 6 m. de la galerie, formaient avec elle des angles aigus, en sorte qu’elles ne pouvaient être atteintes par dilatation de l'air dans le sens de l’explosion , mais seulement par contraction ; elles furent pourtant défoncées. A 280 mètres de l'explosion , des bois de m.0,18 furent brisés, une porte d'aérage fut enlevée, et des effets violents de même nature se manifestèrent jusqu’à 500 mètres de distance.

Dans une mine de Schaumburg , le grisou , remplissant une galerie et un puits d’environ 800 mètres cubes de capacité, prit feu en 1839; des pierres qui pesaient plus d'une tonne, servant de fondation à une machine hydraulique du poids dç, 12 tonnes , furent déplacées malgré de forts étais en bois qui les consolidaient contre la direction de l’explosion et qui furent eux-mêmes brisés. Dans une autre mine de la même principauté, le feu fut mis à la houille , et cette houille fut carbonisée , par l'effet de l’incendie , jusqu'à la profondeur d’un mètre.

Dans les mines où le courant d’air n’est pas assez rapide pour amener la diffusion des gaz , les grisous se liquateut et forment ,

dans les parties supérieures des travaux , des amas de gaz inflammables et non détonants ; ces gaz , prenant feu , peuvent communiquer l'inflammation à des distances très -éloignées et dans des atmosphères explosives où toutes les précautions étaient prises. Tel fut, en août 1839, le coup de feu de la mine de Hostenbach : un ouvrier , ayant placé sa lampe vers la partie supérieure d'une galerie , enflamma des gaz qui communiquèrent aussitôt le feu à des gaz détonants situés à un étage inférieur.

Le coup de feu de la mine de l'Espérance, qui eut lieu près de Liège en juin 1838, ne paraît avoir produit des effets si funestes que par des phénomènes analogues. Le feu, s’étant propagé sans explosion, à droite et à gauche d'une taille et par l’effet d’un coup de mine , détermina une explosion dans une taille fort éloignée. Soixante-neuf mineurs furent tués. Dans la taille de l’explosion, ils avaient été brûlés et brisés ; dans celle où le feu avait pris en premier, tous les cadavres étaient placés la tête vers l’endroit même où l’inflammation avait commencé; ces malheureux ayant évidemment cherché à se garantir ainsi des gaz qui brûlaient derrière eux. Dans d’autres tailles, les ouvriers n’avaient péri que par asphyxie.

La seule relation de ces accidents et la connaissance des propriétés physiques du grisou suffisent pour indiquer les précautions générales à prendre. Ainsi il est essentiel de ne placer les lampes que vers les parties inférieures des excavations ; d’éviter tout mode de travail qui conduirait à pratiquer des montages sans issues; d’exploiter, s’il est possible, en descendant, et de redoubler de précautions lorsqu'on entre dans des excavations après une interruption dans le travail. Un grand nombre d’accidents ont eu lieu, par exemple, le lundi matin, lorsque les mineurs descendaient après avoir abandonné la mine le dimanche. M. Bischof rapporte qu'ayant été visiter une galerie ainsi abandonnée depuis quelques jours , il trouva les gaz liquatés de telle sorte qu'ils étaient seulement inflammables dans toute la partie du haut, détonants dans la partie moyenne , tandis que l’air atmosphérique presque pur remplissait la partie inférieure.

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il f-st très-dangereux de laisser ces liquations se produire; il faut donc que le courant d'air soit assez actif pour produire de suite la diffusion du gaz dans l’air et son entraînement hors la mine avant que le mélange ait pu devenir explosif. Mais , malgré les précautions de l'aérage, beaucoup de mines seraient complètement inexploitables si l’on n’avait trouvé des moyens spéciaux de se garantir du grisou. Il est en effet des moments où le gaz afflue avec une telle abondance dans les tailles , soit par des soufflards mis à découvert, soit par des éboulements qui en émettent subitement une grande masse , que l'explosion serait inévitable toutes les fois qu'il y aurait une lampe allumée. Les couches de houille, si dangereuses, sont d’ailleurs celles qui sont les plus recherchées par leurs qualités grasses et maréchales ; la science et l'industrie ont donc été appelées , dans les contrées dont l'exploitation de la houille formait la richesse , à rechercher des moyens de combattre les effets du grisou, et nous allons exposer ceux qui ont été successivement employés.

Moyens de détruire le grisou dans les travaux souterrains.

La première idée qui vint aux exploitants fut de se débarrasser du gaz en laissant la liquation s'établir et en y mettant le feu de manière à le brûler en l’absence des ouvriers. A cet effet , un ouvrier, couvert de vêtements en cuir mouillé, le visage protégé par un masque à lunettes , s'avançait en rampant sur le ventre dans les galeries où le grisou existait, se faisant précéder par une longue perche au bout de laquelle était une torche enflammée ; il sondait ainsi les anfractuosités des plafonds , le front des tailles, et mettait le feu aux grisous. Cette méthode, qui était encore employée il y a vingt ans dans le bassin de la Loire , a des inconvénients nombreux. L'ouvrier, qu'on appelait péniient, était exposé à des dangers tels qu’il en périssait un assez grand nombre, Lorsque le gaz, au lieu d'être simplement inflammable, était détonant , la solidité de la mine était constamment compromise par ces explosions; le feu attaquait la houille et le boisage; les

gaz qui résultaient de la combustion stationnaient dans les travaux et menaçaient les ouv riers d’asphyxie ; enfin il fallait, dans certaines mines , répéter jusqu’à trois fois par jour cette périlleuse opération , et encore n’obviait-elle nullement aux dégagements subits qui causaient encore des accidents nombreux. Cette méthode était également en usage dans les mines d'Angleterre ; seulement le pénitent ou fireman , au lieu de porter lui-même le feu, le faisait mouvoir au moyen d’un curseur placé sur une ligne de perches liées bout à bout , et dirigé par un système de poulies et de cordes. Le danger était ainsi moindre pour le fireman, qui se retirait dans une niche placée dans une galerie voisine ; mais cependant beaucoup étaient encore atteints, et d’ailleurs tous les autres inconvénients subsistaient.

Le moyen dit des lampes étemelles était évidemment meilleur. Il consistait à placer vers le toit des tailles, et dans tous les points où le grisou se rassemblait, des lumpes constamment allumées qui brûlaient le grisou à mesure qu’il se produisait; le danger était diminué dans une proportion notable , puisqu’il ne pouvait se former de grandes accumulation de gaz inflammable ou détonant. On renonça pourtant à ce procédé dans un grand nombre de mines , à cause de la production de l’acide carbonique et de l'azote; production d'autant plus sensible que, pour faciliter la liquation des gaz, l'air ne devait pas être fortement agité. Enfin on avait songé à mettre à profit la propriété que possède le platine en éponge de provoquer la combustion de l’hydrogène avec lequel il est mis en contact, et l’on avait fait des pelotes composées d’une partie de platine et de deux d'argile, qu'on plaçait ensuite vers les points de rassemblement du grisou. Mais toutes ces tentatives, basées sur la combustion provoquée du grisou , n’étaient que des palliatifs dangereux et incomplets, qui substituaient à un grand péril une série d’autres dangers moins imminents sans doute , mais également funestes. Dès lors tous les bons esprits durent chercher des procédés basés sur un autre principe. Deux seulement pouvaient conduire à un bon résultat : 1° l’entraînement des gaz hors la mine; 2“ un éclairage

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différent de celui qui était en usage et qui pût suffire au mineur sans compromettre sa sûreté.

Le principe d’entraînement des gaz par un aérage rapide est , sans contredit, celui qu’il était le plus naturel de concevoir, puisqu'il était déjà appliqué pour tous les autres gaz délétères. Le docteur Vehrle proposa d’abord d'opérer la décantation des gaz, en faisant communiquer toutes les tailles, par des conduits ascendants, avec une galerie embrassant tous les travaux et communiquant à un puits de sortie; mais ce projet, d’ailleurs impraticable, n'eût remédié qu'à une partie des accidents ; l’exécution seule des travaux nécessaires n’aurait pu se faire sans les plus grands dangers , si ces travaux avaient été entrepris dans la houille, tandis que, dans les roches du toit, les frais les auraient rendus inexécutables. Les principes émis par le docteur Vehrle sur la manière de profiter, pour conduire les gaz, de leur faible densité, et de se servir des étages supérieurs pour purger les étages inférieurs , au moyen de sondages ; sur les proportions à établir entre la section des conduits et des galeries et la quantité des matières gazeuses qui doivent y circuler ; ces principes étaient d'ailleurs très-sensés, et viennent naturellement à l’idée dès qu’il s'agit de déterminer la marche de l’air dans une mine sujette au grisou. Mais un bon aérage ne pouvait suffire pour mettre les mineurs à l'abri ; c'était un excellent moyen auxiliaire, mais qui laissait toujours sans solution ce problème important : empêcher l'inflammation des gaz qui se dégagent de la surface des tailles.

L’éclairage seul pouvait conduire à la solution de ce problème, et de nombreux essais avaient été tentés dans cette voie , lorsque Davy découvrit la lampe de sûreté. Avant lui, on se servait d’un très-petit nombre de lumières placées dans les endroits les plus bas et à distance des tailles; les ouvriers avaient l’œil sur ces lampes , et lorsque le nimbe bleu , indice de l'hydrogène , commençait à se montrer, ils les éteignaient ou se retiraient en les couvrant de leur chapeau. On se servait aussi, dans les mines les plus infectées, de diverses matières phosphorescentes, et surtout d’un mélange de farine et de chaux fabriquée avec des écailles

d'huîtres, appelé phosphore de Canton , bien que la clarté incertaine et éphémère que produisaient ces matières lut d’une bien faible ressource. Enfin on avait observé déjà que l’hydrogène protocarboné était d’une inflammation assez difficile et que la chaleur rouge était insuffisante pour la déterminer; ainsi l’on pouvait porter un charbon rouge , un fer rouge dans le grisou sans l’enflammer, la chaleur blanche ayant seule la température nécessaire. On mit à profit cette découverte en éclairant les tailles au moyen d’une roue d’acier qu’on faisait tourner contre un morceau de grès; un ouvrier était employé à ce travail, et les étincelles , ainsi produites d'une manière continue, suffisaient pour éclairer les mineurs. Il arriva bien quelquefois que ces étincelles mirent le feu au grisou; mais cette découverte, tout incomplète qu’elle était, ne fut pas moins déjà un bienfait réel.

Tel était l'état de la question, lorsque Davy commença la série des expériences qui le conduisirent au but. Beaucoup de mines étaient abandonnées malgré tous les palliatifs en usage, et bon nombre de celles qui étaient maintenues en activité ne produisaient la houille qu’au prix de la vie d'un grand nombre d’hommes. Davy découvrit que le gaz contenu dans un vase, ne communiquant à l’extérieur que par des tubes longs et étroits, ne pouvait pas être enflammé ; que la flamme pouvait d'autant moins se transmettre que les tubes étaient d’un diamètre moindre , et que , par conséquent, plus leur diamètre était réduit, plus leur longueur pouvait être diminuée. Il arriva ainsi à constater qu'une lame de métal mince , percée de trous d’environ un centième de pouce , n’enflammait pas des grisous extérieurs , lors même que l’intérieur était rempli de grisous enflammés; le refroidissement éprouvé par les gaz dans ce trajet si minime suffisait pour réduire la température du rouge blanc de l'intérieur au-dessous du rouge à l’extérieur, et l'inflammation ne pouvait se communiquer. Telle fut la série d’idées qui conduisit Davy à entourer la flamme des lampes d’une enveloppe en toile métallique, et à construire ainsi a lampe de sûreté.

AÉRAGE DES MTNF.S.

Lampe de sûreté de Davy.

La lampe de Davy, établie suivant les dimensions et les formes reconnues les meilleures dans la pratique des mines, est représentée fig. 122. Elle se compose de trois parties distinctes.

La lampe proprement dite est composée d’un réservoir contenant 160 grammes d’huile, qui peuvent suffire à dix heures de travail; ce réservoir est cylindrique et peu élevé, de sorte que l'huile est toujours prés de la mèche. Le porte-mèche est un tube de 0,005 de diamètre et de 0,030 de longueur; il est muni d’une ouverture rectangulaire dans laquelle on peut engager un fil de fer recourbé à son extrémité pour lever ou baisser la mèche. Ce fil de fer traverse le réservoir nu moyen d'un tube soudé aux plaques du dessus et du dessous ; un autre tube traverse encore ces deux plaques et sert au passage d'une vis qui réunit les diverses parties de la lampe et la ferme de telle sorte que l’ouvrier auquel on la remet pour son poste de travail ne puisse jamais l’ouvrir.

La lampe est coiffée d'un cylindre en toile métallique (fig. 123) qui contient 144 ouvertures rectangulaires par centimètre carré de surface. L'épaisseur des fils est de tVo de millimètre, la largeur des trous T‘‘ de millimètre; ce qui fait { de plein et | de vide. La hauteur de ce cylindre est de m. 0,15; le diamètre à la base est de 0,040 et de 0,035 à la partie supérieure; il est fermé en haut par deux toiles, de telle sorte que, si l’une d’elles était altérée par l’action de la flamme, il y eût encore une fermeture de sûreté. Ces deux toiles sont quelquefois remplacées par un capuchon métallique- percé de trous. La base de ce cylindre en taille métallique est maintenue par une virole, et le tout est replié en dehors de manière à laisser saillir un rebord de plusieurs millimètres.

Une cage ou armature, composée de petits barreaux fixés sur deux viroles, reçoit le cylindre en toile métallique, qu’elle garantit des chocs extérieurs; de plus, elle comprime, au moyen

d’un taraudage extérieur engagé dans le taraudage intérieur que présente la lampe, le rebord de la toile sur la surface du réservoir et réunit ainsi les trois pièces ; cet état de fermeture est en outre maintenu par la vis latérale précédemment indiquée.

Cette lampe de sûreté étant portée dans une atmosphère chargée de grisou , fournit des indications précieuses sur les proportions du mélange. La proportion d’air étant supérieure à quinze parties contre une de grisou, la flamme de la mèche se dilate et s’élargit; le mélange étant devenu inflammable, c’est-à-dire contenant un treizième, prend feu et brûle dans l’intérieur du cylindre de toile métallique. Les ouvriers doivent alors consulter leur lampe à chaque instant , car d'abord le cylindre n’est rempli que par une flamme bleue au milieu de laquelle on distingue facilement la flamme de la mèche ; mais lorsque la proportion de grisou augmente, l’intensité de cette flamme augmente aussi, et à la proportion d’un sixième la flamme de la lampe cesse d’être visible et se perd dans la flamme totale; enfin, la proportion étant d’un tiers, la lampe s’éteint.

Les mineurs ne doivent pas attendre ce moment pour se retirer; mais, dans le cas où ils seraient surpris par un dégagement subit, le maître mineur doit être pourvu d'une lampe armée de fils de platine tournés en spirale au-dessus de la mèche, ainsi que l’indique la fig. 125. Le platine, échauffé par la flamme, conserve, au moment où elle s’éteint, la propriété de brûler le gaz en contact avec sa surface ; les fils restent donc lumineux , et cette faible lueur suffit pour guider la retraite des ouvriers. Lorsqu’on rentre dans une atmosphère plus riche en oxygène, le platine rallume le gaz dans le cylindre , et le gaz rallume la mèche. Il faut employer huit fils de 0,0003 de diamètre pour conserver une lumière suffisante.

La lampe de sûreté n’est pas exempte de tout danger dans une atmosphère explosive ou inflammable. Ainsi il peut arriver que la chaleur développée à l’intérieur soit telle qu’un ou plusieurs fils déjà affaiblis par l'usure brûlent et laissent passer la flamme à l’extérieur ; un mouvement brusque de l’air a quel-

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quefois chassé la flamme au delà de la toile, notamment lorsqu'un mineur voulait éteindre sa lampe en soufflant ; enfin , des particules, des poussières de charbon, venant se placer sur les fils de la toile, ont pris elles-mêmes feu et l'ont communiqué à l'atmosphère.

Ces divers inconvénients peuvent sans doute être prévenus par un entretien soigneux et attentif ; mais lorsqu’on doit travailler d’une manière continue dans un air explosif ou inflammable, il faut ajouter d'autres garanties à celles de la lampe ordinaire. Pour cela, on recouvre la lampe d’une double enveloppe, celle de l'intérieur étant composée d’un cylindre de cuivre laminé percé de trous rectangulaires (voij. fig. 124) ; le pouvoir réfrigérant de l’appareil est ainsi augmenté, de telle sorte qu’il n'y a aucun danger de travailler dans les mines les plus infectées. On s'est également servi avec succès de lampes dont la toile était composée de la réunion de plusieurs fils tressés.

La lampe de sûreté est devenue, depuis 1815, d'un usage général dans les mine ssujettes aujgrisou ; mais , malgré les précautions minutieuses employées pour leur entretien , il est encore arrivé de nombreux accidents. En Angleterre, par exemple, les accidents furent plus nombreux qu’avant l’emploi des lampes de sûreté ; d’abord parce qu’on reprit à cette époque bon nombre de mines abandonnées , et en second lieu parce que la sûreté dépend nonseulement de l’emploi des lampes, mais aussi de l’exécution sévère des règlements du service d’éclairage, dont les principales clauses sont :

1° Les lampes doivent être fabriquées par des ouvriers experts avec de la toile vérifiée, en fer ; leurs dimensions ne devant pas dépasser celles que nous avons indiquées, afin d’éviter la trop grande élévation de la température intérieure. Avant leur emploi, elles doivent être soumises à un essai dans un gaz inflammable.

2° L’entretien des lampes doit être confié à un ou plusieurs ouvriers n’ayant pas d'autre occupation. A chaque poste de travail ils les livrent garnies, allumées et bien fermées aux ouvriers mineurs, et les reçoivent d'eux à la sortie; chaque lampe est numérotée, de telle sorte que l’ouvrier reçoive toujours la même.

Les altérations autres que celles qui résultent de l’usure naturelle sont à la charge des mineurs , et toute tentative d’ouverture est punie d’une amende.

3“ Les mineurs ont ordre de se retirer à un point déterminé de l’état de la lampe ; il leur est expressément défendu de les souffler pour les éteindre. Dans les tailles, ils doivent les placer un peu loin des fronts, à l’abri des chocs et des mouvements vifs de l’air, et vers la partie inférieure de l’excavation. Lorsque l’air est inflammable , ils doivent refroidir de temps en temps la lampe avec un linge mouillé. Si une des toiles vient à brûler, l'ouvrier qui s’en aperçoit doit éteindre la lampe avec de l'eau, ou bien mettre la lampe dans son chapeau en bouchant la partie attaquée, puis se retirer aussitôt.

4° L’état de l’atmosphère doit ôtre constaté de temps en temps par le maître mineur; il doit ne le foire qu’avec une lionne lampe de sûreté à double enveloppe. S’il existe des digues ou des corrois, il en surveillera l'état , mais ne devra pas même présenter la lampe de sûreté devant les fissures, qui pourraient donner lieu à des soufflards

Pour éviter les pertes de lumière, on a souvent employé des réflecteurs. Ces réflecteurs sont placés dans l'intérieur de la toile métallique, afin d'augmenter le pouvoir réfrigérant de l’appareil en même temps que son pouvoir éclairant. Cette disposition a encore l’avantage d’empêcher ou du moins de diminuer l’action des courants d’air qui tendent à faire traverser la toile métallique par la flamme.

Lampes de sûreté perfectionnées.

Los perfectionnements dont la lampe de Davy est susceptible ont dû naturellement porter sur ses imperfections, qui sont : 1° la déperdition de lumière, qui varie d’un quart à un tiers de

1 C'est en présentant la lampe devant les fissures d'un barrage que M. Lagrange, ingénieur des mines du Crcuzot , provoqua, derrière le barrage, une explosion qui renversa ce barrage sur lui et le tua. Cet examen était fait avec une lampe ordinaire; mais lorsqu'il existe des soufflards inflammables, la flamme traverse les tissus métalliques.

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la lumière produite, suivant l’état de la toile; 2° l’action trop énergique de la flamme sur la partie supérieure du cylindre; 3“ le danger des mouvements vifs et subits de l'air, qui peuvent faire passer la flamme à travers la toile.

Les perfectionnements consistent jusqu’à présent dans la substitution d’une enveloppe en verre à une portion de l'enveloppe en toile métallique , et dans l’emploi de cheminées de tirage qui reçoivent le courant des gaz brûlés et les isolent des gaz extérieurs par la propriété qu'ont les tubes longs et étroits de ne pas laisser passer la flamme.

Roberts, qui fit la première lampe perfectionnée, n’avait pour but que de remédier au passage de la flamme à travers la toile métallique par l’effet de l'agitation de l’air; à cet effet il enveloppa le cylindre de toile jusqu’aux deux tiers de sa hauteur par un tube en verre serré entre deux viroles et garanti des chocs extérieurs par les barreaux de la cage. L’air d’alimentation arrivait à la hauteur du porte-mèche par des trous percés dans la virole inférieure, et était conduit autour de la mèche , après avoir traversé deux toiles métalliques, par un petit cône qui, ne laissant ouverte qu'une zone annulairo , l'obligeait à raser la flamme. Des expériences multipliées ont prouvé que les lampes Rol>erts étaient des plus sûres , et que, dans les circonstances les plus défavorables, elles ne laissaient pas passer la flamme. Mais ces lampes éclairent encore moins que la lampe Davy, et la circulation de l'air y est trop entravée, surtout lorsque la poussière de la houille et l’huile ont en partie obstrué les mailles des toiles intérieures ; enfin elles coûtent quatre fois le prix des lampes Davy. Tous ces motifs réunis ont empêché l'emploi de s’en répandre.

La lampe de M. Mueseler (fig. 126 et 127) présente des innovations plus hardies et plus efficaces. La flamme y est contenue par une enveloppe en verre épais, surmontée d'une enveloppe en gaze métallique; l’air nécessaire à la combustion entre par la gaze métallique, descend le long du verre, et les gaz brûlés s’élèvent, suivant l'axe de la lampe, dans une cheminée de tôle.

La partie supérieure de la lampe est garantie par les moyens ordinaires. et une cage préserve l'appareil de sûreté des chocs extérieurs. La hauteur totale de cette lampe est de 0,35 ; son poids et son volume sont donc notablement plus forts que dans la lampe Davy, et c’est le reproche principal qui lui a été fait par la commission belge qui fut chargée en 1838 d'expérimenter toutes les lampes de sûreté comparativement à la lampe Davy. L’enveloppe en verre est recuite de manière à pouvoir supporter les différences de température et même la projection de l'eau lorsque la lampe est suréchauffée par le gaz ; elle doit surtout être mise à l’abri des chocs, car la fracture du verre détruirait toute sûreté. A côté de ces inconvénients, cette lampe présente l'avantage d'être, tant qu’elle est intacte, plus sûre que celle de Davy, et d'avoir un pouvoir éclairant bien supérieur.

Les mêmes avantages et les mêmes inconvénients existent pour la lampe de M. Dumesnil, représentée fig. 128 et 129. Dans cette lampe, le cylindre de gaze métallique est entièrement remplacé par un tube en verre surmonté d'une cheminée longue et étroite et terminée à sa partie supérieure par un orifice rétréci, tandis que la partie inférieure est un peu évasée en forme d'entonnoir. Un réservoir d’huile extérieur alimente une mèche plate de chaque côté de laquelle l'air arrive par deux tubes adducteurs dont les ouvertures ont 0,019 sur 0,006 , et qui sont pourvus à leur extrémité d’une double toile métallique en cuivre ayant 500 ouvertures par centimètre carré, La lampe est suspendue par la cheminée, et le corps est garanti par une armature composée de petits barreaux fixés sur les viroles, entre lesquelles est serrée l’enveloppe en cristal.

La commission belge eut 1,’heureuse idée de remplacer l'enveloppe simple en cristal par deux enveloppes concentriques ; ce qui rend tout à fait sûr l'emploi de ces lampes, d’ailleurs si avantageuses par leur pouvoir éclairant. Des lampes faites sur ces principes avec toutes les précautions indiquées par la pratique , ne peuvent manquer de rendre de grands serv ices dans les tailles

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