II
bouché renliée de la galerie par une maçonnerie ou par un fort boisage, quelquefois même par les deux moyens combinés. La résistance de ce barrage qui représente la bourre doit évidemment être supérieure à celle des parties qu'on veut faire sauter.
On a employé la poudre à très-fortes charges pour faire sauter de grands massifs de terrains. Le fait s'est présenté dans^ l'exécution du chemin de fer de Douvres à Folkestone. Le tracé, qui avait déjà nécessité le percement de deux tunnels, suivait e bord de la mer et devait traverser, par un troisième tunnel^ un promontoire crétacé de t(H) mètres environ de hauteur. Celte masse, d'ailleurs bien dégagée, parut dans de bonnes conditions pour être déblayée par l'action de la poudre. On creusa d'abord vers la base une galerie qui, pénétrant dans le centre de la masse, servit en quelque sorle d'entaille pour limiter le champ d'action de l'explosion, puis on découpa le promontoire par trois autres galeries perpendiculaires à la première : enfin on perça trois puils faisant fonction de trous de mine. A la base de ces puits on creusa trois chambres ou fourneaux ayant 3",33 de longueur, l'",50de hauteur et 1°*,25 de largeur, qui furent chargées de 9000 kilog. de poudre, puis fermées par un bourrage en maçonnerie et en sable. L'explosion fut déterminée par une batterie galvanique placée à 300 mètres en arrière des fourneaux, et le rocher, détaché sur une longueur de 150 mètres, fissuré et en partie éboulé, put ensuite être déblayé avec promptitude et économie.
Depuis cette époque l'usage de ce procédé s'est répandu, lors même qu'il ne s agit que de- simples déblais ou lorsqu'on veut se procurer des blocs pour digues, enrochements, etc. C'est ainsi que dans les grands travaux des ports de Cherbourg, d'Alger, on s* est procuré des blocs de grande dimension, et dans les déblais du Lazareth, à Marseille, on a toujours brisé les roches par les applications de fortes charges avant de les attaquer directement par les mojons ordinaires.
PHOCÉDÉS DE SOPfDAGE. 5I
Les sondages sont employés dans les mines, d'abord, pour l'étude des terrains et la recherche de gîtes stratifiés, tels que . les combustibles fossiles, le sel gemme, etc.; en second lieu, pour établir, par des trous verticaux, inclinés ou horizontaux, des communications utiles à l'aérage des travaux et à Taménagement des eaux; enfin, pour l'exploration intérieure des gîtes de toute espèce, et pour la recherche des amas d'eau ou de gaz délétères qui peuvent exister soit dans des vides naturels, soit dans de vieux travaux. ,
Les sondes sont naturellement proportionnées aux travaux qu'on entreprend, et, sous ce rapport, on en distingue trois, qui, d'ailleurs, ne diffèrept guère les unes des autres que par les dimensions des pièces qui les composent. Ce sont : V la petite sonde, ou sonde du constructeur, avec laquelle on fore des trous de 10 à 30 mètres de profondeur sur 5 à 7 centimètres de diamètre; 2° la sonde du mineur, avec laquelle on peut pénétrer jusqu'à 200 mètres, sur un diamètre de 0",05 a 0",16 ; 3° enfin, la grande sonde, ou sonde du fontainier, qui peut forer dea trous de 0'",16 à 0",50, et dont la profondeur n'est limitée que par la puissance des apparaux de manœuvre ; cette profondeur a souvent dépassé 700 piètres.
Toutes les sondes peuvent être assimilées à une tarière ordinaire, dans laquelle on distingue trois parties : le manche, la tige, et l'outil ou foret; la seule différence est que, ces diverses. parties étant elles-mêmes cpmposées de plusieurs pièces plus pu nioins pesantes, il faut y ajouter une chèvre et des appareils pour la manœuvre. Avant de décrire la manœuvre des sondes, nous examinerons successivement les diverses parties dont une sonde doit être composée : les télés de sonde^ les tiges et les outils.
Les têtes de sonde doiseni satisfaire à deux conditions : 1° pouvoir être tournées et transmettre à l'outil ce mouvement de rotation ou rodage sans le transmettre à la corde ou chaîne qui
sert à relever la sonde et à laquelle elle reste suspendue ; 2** pouvoir êlre saisies par des leviers à l'aide desquels le mouvement giratoire est imprimé par les ouvriers sondeurs. On a satisfait à ces conditions en plaçant à la partie supérieure un anneau de suspension et divers assemblages qui permettent de saisir la sonde avec des leviers. Quelquefois la tête de sonde se compose simplement d'une portion de tige terminée par un étrier (planche III, fig. 2), le mouvement giratoire étant imprimé par des clefs en fer, ou par des leviers entaillés qui saisissent le carré de la lige.
Les tiges de sonde se composent de deux parties ; les liges
proprement dites et les emmanchements qui servent à les assembler entre elles (fig. 13).
Les tiges sont ordinairement en fer carré dont les angles sont légèrement émoussés et dont la dimension varie de 0'",02r> à 0,050 de côté, suivant la force de la sonde; elles doivent être en fer doux, corroyé et éprouvé. Leur longueur varie de 5 à 8 mètres, suivant la ha teur de la chèvre destinée à les manœuvrer. Pour maintenir la ll^e de la sonde toujours à la hauteur la frfus convenable pour la manœuvre, on doit avoir des l'allonges de 0",50, r, 2", 4""; toutes les diverses parties des tiges sont réunies entre elles par des emmanchements identiques et taraudés dans le même sens.
Les tiges en fer ont une supériorité incontestable sur les autres, jusqu'à une profondeur qu'on peut fixer à 150 ou 200 mè- Ires, parce qu'elles seules permettent de roder, c'est-à-dire de tourner les outils dans le trou de sonde pour le régulariser et l'approfondir par l'action des tarières. Le poids de ces tiges étant l'élément principal du poids total d'une sonde, il est essentiel de ne leur donner qu'une dimension proportionnée au dia-
^rcAJi0^
PHOGÉDÉS DE SONDAGE. 55
mètre et à la profondeur du Irou qui doit être foré. Les grandes sondes artésiennes ont des tiges de ff^fiTy de côté, et pèsent de 19 à 20 kilogrammes par mètre courant, poids auquel il faut ajouter celui des emmanchements, de la tète de sonde et de Toutil. Dans la petite sonde du constructeur, le poids est seule ment de 5 kilog. par mètre courant de tige. La sonde du mineur, pour descendre à 20l) mètres, pèse environ 1*2 kilog.
Le poids s'accroît donc rapidement à mesure que la sonde allonge, et, toutes les parties supérieures venant à peser sur celles du bas lorsqu'on manœuvre la sonde, les chances de rupture augmentmt dans une proportion rapide.
A une grande profondeur, non-seulement le poids des tiges devient trop considérable et tend à écraser les parties inférieures; mais, lorsqu'on vient à battre, c'est-à-dire à soulever la sonde et à la laisser retomber pour défoncer le sol, ces tiges dégradent latéralement le forage par leur fouettement et leurs vibrations, et amènent des éboulements par-dessus les outils. On a cherché à remédier à ce grave incdhvénient par l'emploi de tiges plus légères et surtout plus volumineuses. Les trous de sonde étant généralement pleins d eau, les tiges y perdent unepartie de leurs poids égale au volume d'eau déplacé, il est par conséquent avantageux d'augmenter ce volume.
M. Degousée est arrivé à ce but par l'emploi des liges en bois armées de fer ou de tiges en fer creux qui pèsent autant que les tiges en fer, mais qui perdent dans l'eau environ la moitié de leur poids, et qui, par suite de leur volume, sont sujettes à beaucoup moins de vibrations.
Les tiges en bois (lig. 14) portent des emmanchements en fer semblables à ceux des tiges ordinaires en fer. Ces emmanche-
Kig. i4.
Tige en bois.
54 KXPLOUATION DU SOL.
ments s'amincissent en forme de coins et pénètrent clans les tiges entaillées, auxquelles on les fixe avec des rivets et des manchons mis à chaud. Elles sont en outre armées, dans toute leur longueur, de handes de fer ou platines rivées entre elles. Leur diamètre est de 10 à 12 centimètres.
Les tiges en fer creux présentent les mêmes avantages. Elles sont composées des tubes étirés les plus longs que puisse fournir le commerce, réunis entre eux par des manchons taraudés. I^es emmanchements pénètrent dans le vide intérieur et y sont fixés à lafois par des clavettes et par une partie taraudée. Ces tiges, par la résistance de Teau qu'elles déplacent, ne pèsent dans un tron de sonde que moitié de leur poids réel. Elles ont sur les tiges en bois l'avantage de permettre le rodage.
Dans un forage profond, on est donc amené à composer la tige totale de fortes tiges en fer dans la partie inférieure, et. dans la partie supérieure, de tiges plus légères ou du moins qui déplacent un grand volume d'eau. Cette disposition est encore commandée par la nécessité de n'opérer le battage, c'esl-à-dire le défoncement du sol, que par un poids déterminé et mis en rapport avec les parties inférieures des tiges en fer, qui, snns cette précaution, se briseraient. Il arrive souvent que les sond^eurs procèdent sans calculer ces 'éléments essentiels et attribuent à une force majeure les nombreux accidents qui surviennent dans le forage. Celui du puits de Grenelle, qui a duré sept ans, fut souvent arrêté par des accidents semblables. C'est qu'en effet la faculté de faire des tiges composées ne suffit pas encore pour rendre jnaîlre de ce poids lorsque le forage est arrivé à de grandes profondeurs, par exemple au delà de trois cents mètres, et l'on doit à M. d'Olîjnhausen un procédé qui a permis d'atteindre des profondeurs très-considérables en évitant les accidents qui étaient avant lui un obstacle presque insurmontable.
On divise la tige en deux parties : la partie supérieure est considérée comme devant être équifibrée par un contre-poids, et la partie inférieure doit seule agir dans la percussion. On ne laisse pas à cette partie, destinée à défoncer le sol par le battage.
plus (le six à huit cents kilogrammes, et la partie supérieure est équilibrée au moyen d'un levier-romaine dont la disposition est Indiquée planche III.
C'est entre ces deux portions de la tige qu'on place la coulisse dile d'OEynhausen (fig. 15). Cette coulisse est composée de deux parties glissant l'une dans l'autre sur une longueur de 0°',30 environ ; de telle sorte que, dans le battage, ces deux parties deviennent indépendantes l'une de l'autre pendant tout le mouvement de descente. En effet, si l'on équilibre la partie supérieure par un levier- romaine, ainsi qu'il €st indiqué planche III, lorsqu'on abandonnera la sonde à elle-même après l'avoir soulevée, la partie inférieure frappera seule le fond, et la parlie équilibrée, après avoir glissé de 0°',50, qui est la course de la coulisse, se posera doucement sur l'autre partie. La coulisse n'est employée que lorsque la sonde doit agir par percussion; si l'on veut agir par rodage, ■on la supprime et on la remplace par un bout de tige ordinaire ayant même longueur. Dans ce cas de rodage, on supprime également les liges en bois ou les petites tiges en fer dont on a pu également se servir, pour éviter de surcharger les partiis iih'érieures pendant le battage, et on compose dès lors toute la sonde de fortes tiges, capables de bien résister aux efforts de torsion.
Les emmanchements des tiges entre elles sont <iujourd'hui ramenés à deux types. On adopte gêné- d'CEyn/lattscn, ralement les emmanchements à vis; quelquefois, et seulement pour les petites sondes, ceux à eîifourchement.
Les tiges sont renflées à l'emmanchement, de sorte «que les parties assemblées présentent isolément une force correspondant au corps de la lige. Le meilleur de ces emmanchements est à vis, avec filets triangulaires dans les proportions précédemment indiquées figure 13. Le tenon taraudé est surmonté d'une partie
Fig. 15.
lisse qui facilite l'entrée et protège le pas ; au-dessous se trouve un méplat et des nientonnets qui permettent de suspendre la onde sur remmanchement infi rieur au nioyen d'une clef de
retenue indiquée sur la planclie III et de la reprendre par remmanchement supérieur au moyen d'une cld Ac relevée (iig. 16).
Le seul inconvénient des emmanchements à vis est d'obliger à roder toujours dans le même sens; mais il est bien compensé par la solidité et Tunité qu'ils donnent à la sonde. On pourrait d'ailleurs obvier à cet inconvénient en y passant une clavette ou une goupille, mais l'inconvénient n'est pasassez réel pour nécessiter cette complication. Les tiges sont repérées avec soin et surajoutées toujours dans le même ordre. Les emmanchements à enfourchement sont réservés pour les petites sondes. L'assemblage des deux parties se fait avecdeux ou trois boulons, suivant la force des tiges. Ce mode d'assemblage n'a pas la fixité du pré- Fig. 16. cèdent, et les sondes ainsi construites font toujours Clef de relevée, gj^^gj^j^^ mj ft'i ralliement qui provient de ce que
les boulons prennent promptement du jeu . Un assemblage de cette espèce, lorsqu'on relève ou qu'on descend la sonde, exige environ cinq minutes, tandis qu'un assemblage à vis se fait en trente ou quarante secondes. Nous ne parlerons pas des asse r.blages à manchons poljgonaux et de quelques variétés d'enfourchement; on peut les employer lorsque les sondes existent, mais leur infériorité est tellement reconnue, qu'on n'en doit plus construire. L'outil est, dans la sonde, la partie agissante. Sa forme est donc variable suivant le but qu'on se propose et la consistance du terrain dans lequel on opère. La première condition de Toutil est d'avoir le diamètre que l'on veut donner au forage. Chaque outil est soudé à un bout de tige qui porte un emmanchement; les outils portent la vis, les boîtes devant toujours être desten- ^lues en recouvrement.
l>RUCi:DËS DE SONDAUE. 57
On peut distinguer : l'W outils poin* i-nttimcr et iléronLer le terrain jiar la percussion ou battage; 1" les oulils pour extraire (lu trou de sonde les roches tendres et désagrégées, soit naturellement, soit par le battage; 5° les outils pour calibrer et égaliser le forage ; 4° enfin, les outils pour les opérations accidenlelles, par exemple pour retirer les sondes cassées, descendre ou enlevurdes tuyaux, de.
Les outils de perenssion consistent en diverses lames tranchantes qu'on appelle ciseaux ou trépans. Ces trépan»
sont très-variés dans leurs formes, et il suflit d'indiquer les plus ordinairement employés ifig. 17 et 18) pour montrer les modifications qu'on peut encore leur faire subir. Ces modificalions ont d'ailleurs beaucoup moins d importance que les onvriets Tnnaii.
ne semblent y en attacher^; des trous de sonde ont été souvent pratiqués dans des terrains Irès-divers avec des trépans de forme constante.
I.a première forme, qui convient aux terrains les plus durs, est un ciseau simple, ayant pour largeur le di.imètre du trou à forer, et terminé par un biseau Iranc! ant; la seconde forme, dite trépan élergisseur, parce qu'elle divise l'action, convient mieux aux roches tenaces : cette forme est représentée figure 17. Quant aux trépans ronds et cannelés, à pointe de diamant ou à taillants croisés, leur utihté est tellement bornée et contestable, que la plupart des équipages de sonde n'en ont pas : nous en exceptons le trépan rubané (fig. 18), souvent utile pour désagré<!er et pénétrer les roches argileuses.
I.a plupart des tarières ressemblent pour la forme à celles qui
Fig. 18.
hS KXPLOltATIuN UL SOL.
sont i-miiluj'ûes [luiir rori?r le bois. Klles se composent d'une tiiûclie qui etiUiue par le rodage, d'un menlonnet qui soutient les matières entamées, et du corps di; tarière qui les emmagasine en même temps qu'il alèse le trou formé (lig. 19). Il est évident ipie l'emploi des tarières est borné à l'extraction des matières tendres on di^grégées par l'action des tré|»ans : leur emploi direct ne produirait aucun effet dans un terrain dur.
Les détails de forme es tarières varient suivant la nature du terrain dans lequel ou opère.
fi. Ainsi le cor|)s des tarières Tarine d sou^irijie, p^j Ouvert et Cylindrique pour les terrains argileux ou calcaires dont les éléments broyés présentent encore de la cohésion ; il est fermé et quelquefois conique |)our les terrains sablonneux mouvants et les argiles coulantes, et dans ce cas on est même obligé d'employer des tarières fermées au moyen de soupapes (fig. 20) ou d'un boulet mobile{fîg. 2l) : de telle sorte que les matières accumulées ne puissent retomber lorsqu'on vient à relever la sonde.
Quelques outils tiennent à la fois des trépans et des tarières : têts sont le trépan rubané, et divers tire-bourres dont l'usage est abandonné.
Kn général, les tarières portent des emmanchements et sont descendues avec la sonde; on ne peut qu'à cette condition les employer pour égaliser le trou ou pour agir sur (e fond par rodage. Mais, lorsqu'il s'agît seulement de retirer des sables ou des dètrilus broyés, ot que le trou de sonde a un assez grand
>iB 19 Turiê
PROCËDÉS DE SONDAGE. &9
«liamèlre, on a souvenl plus d'avantage à descendre des tarières il corde. Ces tarràres sont de simples tuyaux pourvus donc soupape à boulet à leur partie inférieure (lig. 21); une anse du âUspension sert à attacher une corde à l'aide de laquelle on les descend au Ewid du trou. Une tarière de cette nature étanl supposée descendue, on la soulève et on la laisse retomber par 'mn poids; ce mouvement alternatif, comparable a <:elui du piston d'une pompe, a bientôt Tdil lasser les sables ou détritus dans le corps de tarière, et lorsqu'on juge qu'il est plein, on le monte la tarière pour la vider et la redescendre i autant de fois que cela est nécessaiie
Pour élargir un trou on se sert, dans les ter rains durs, du trépan déjà indiqué, et de tarières ouvertes d'un diamètre croissant. Enfin, pour égaliser un trou de sonde, lorsqu'on veut y des cendre des tuyaux, l'équarrissoir de iti . Def^ousee i est le meilleur outil qu'on puisse choisir par la ijîmplicité de sa construction. Cet équarrissoir est composé «le deux plateaux ronds eu fer, Mjant un diamètre un peu inftrieur a celui du trou de sonde <es plateaux, places a une dis tance de l",'îO a 2 melrei, %nt rtums entre eux par des barres en fer carre, un peu cmtrces, et disposées de telle fie ^ sorte que, par le rodage, elles iigissent sur les parois et les égalisent forage, de faire agir successivement cet uulil dans toute sa liauteur. Si l'on veut ensuite réparer les barres, lorsque leurs angles «ont émoussés ou lorsqu'elles sont faussées, le démontage de cet outil est simple et facile.
. Tant e à cmit i
(iifiit, pour calibrer le
co
Fig. 22.
Oiracole
I^es outils destinés à retirer les sondes brisées sont au nombre de trois * la caracole, la cloche d'accrocheur et la souricière.
La caracole représentée (fig. 22) s'emploie lorsque la fracture est Faite dans un emmanchement ou immédiatement au-dessus, de telle sorte qu'on piiisse saisir la sonde par l'épaulement qui se trouve audessous du renflement. C'est une barre de fer, façonnée en clef horizontale, quelquefois en hélice, mais faisant seulement un tour de spire. Après s'être assuré de la position de la tige restée dans le trou, en descendant dessus la sonde munie d'une pelote d'argile qui prend l'empreinte de la partie brisée, on descend la caracole en la maintenant dans une position convenable pour saisir la tige au-dessous de l'emmanchement, et l'on tourne la sonde au moment convenable.
lia cloche (f accrocheur (fig. 23) convient lorsque c'est la tige elle-même qui est cassée. C'est un entonnoir taraudé à rinlérieur et présentant ainsi une filière conique qui. après avoir coiffé l'extrémité de la fige, s'y incruste par le rodage, et y creuse un pas de vis au moyen duquel on retire la sonde après l'avoir saisie. La souricière se compose d'une cloche dans laquelle la tige peut entrer, mais dont elle ne peut sortir, parce qu'elle est arrêtée par dej crans en acier, disposés angulairement et pressés par des ressorts. L'acier s'incruste dans la tige et la saisit solidement. Lorsque aucun de ces moyens n'a permis de retirer un outil brisé, il ne reste plus d'autre ressource que de chercher à le rejeter de côté et à l'incruster dans les parois du trou, afin de pouvoir continuer le sondage au delà du point qu'il occupe.
L'outillage dont se conripose une sonde étant bien compris, il est facile de se rendre compte des con-
Cloche it iHcrocheur
dilions principales de la manœuvre de la sonde et de la conduite d'un forage.
Sur le point où l'on veut forer, on commence par creuser un puits de quelques mètres de profondeur et l'on y place bien verticalement une buse en bois qui a le diamètre maximum des outils, en la soutenant par un cadre en bois placé à fleur du sol, et remblayant ensuite le puits. Sur cette amorce du forage, on place la chèvre; elle peut êlre à deux, trois ou quatre montants ; rimportant est qu'elle soit solidement établie, qu'elle ait assez de hauteur pour qu'on puisse retirer à la fois une tige et un outil placé à son extrémité, enfin qu'elle soit munie d'un treuil pour relever ou descendre la sonde et d'un levier pour battre. La planche III indique la disposition adoptée par M. Degousée.
Descendre la sonde, battre avec des trépans, roder avec des tarières et relever la sonde, telles sont les manœuvres qui doivent être constamment répétées pendant la durée du sondage, et pour lesquelles une installation bien calculée est indispensable afin d'éviter les pertes de temps et d'efforts.
La remonte et la descente de la sonde se font avec un treuil à deux vitesses, afin que quatre, six ou huit hommes puissent remonter toute la sonde, et accélérer la vitesse lorsque la sonde est devenue plus légère par la suppression d'une partie des tiges. Pour faire l'emmanchement, on dispose à l'entrée du trou de sonde un cadre en bois armé de fer, qui s'ouvre à charnière et ne laisse passer que la tige. Sur ce cadre on place horizontalement la clef de retenue, et l'on appuie l'emmanchement à vis sur cette clef au moyen des épaulements inférieurs. On coiffe la vis avec la boite, et on tourne avec des clefs dites tourne-àgauche. Les épaulements du méplat servent à saisir la tige avec; la clef de relevée lorsqu'on doit remonter la sonde après avoir enlevé une des tiges supérieures.
Le battage s'exécute au moyen d'un levier spécial. On peut faire agir ce levier au moyen de cames placées sur le treuil. Si la sonde est devenue trop pesante, on y place la coulisse d'OEynhausen, et l'on équilibre la partie supérieure au moyen d'un
levier-romaine (pi. 111), dont on peut faire varier Teffet lorsqu'on varie la position de la coulisse.
Lorsqu'on doit traverser des terrains ébouleux, il faut maintenir les parois du trou de sonde ; on emploie, dans ce but, des tuyaux ordinairement en tôle, quelquefois en bois ou en fonte. Ces tuyaux assemblés forment une colonne que Ton descend avec la chèvre, après que le trou de sonde a été bien calibré. On réunit successivement les divers tuyaux qui composent la colonne au moyen d'assemblages à recouvrement fixés par des boulons. Ces boulons, descendus à l'intérieur au mrjyen d'un fil, sont ramenés dans le trou d'assemblage par l'ouvrier, qui saisit le fil avec un crochet; l'écrou, en goutte de suif, est mis ensuite avec une clef spi'ciale, et l'extrémité du boulon est coupée et rivée. On parvient ainsi à composer une colonne de tuyaux qui occupe le moins de place possible dans le trou de sonde.
La descente d'une colonne de tuyaux oblige à diminuer le diamètre du trou de sonde. Ainsi l'épaisseur des tuyaux en tôle varie progressivement de 0", 005 à 0",0f)2, pour des tuyaux ayant depuis 0"',30 de diamètre jusqu'à 0™,10. Ces tuyaux doivent en outre être sensiblement plus petits que le diamètre du trou ; on est donc obligé, à chaque descente de tuyaux, de diminuer le diamètre du forage et par conséquent celui des outils.
Dans certains cas, on peut descendre une colonne de tuyaux et forer encore au-dessous au même diamètre à l'aide d'outils à ressorts qu'on introduit dans l:i colonne en les forçant. Ces outils, après avoir dépassé la colonne, s'ouvrent et continuent le forage. On fait, au besoin, descendre la colonne de tuyaux à mesure que l'outil agit, en exerçant sur cette colonne une pression qui facilite son mouvement.
Dans les sables mouvants, on peut aussi descendre une colonne en faisant agir en dessous une tarière à boulet, ou plus simplement encore un seau à soupape qu'on manœuvre avec une corde. Un mouvement oscillatoire imprimé à cet outil le remplit comme une pompe, et le sable, raréfié par cette action, permet la descente de la colonne.
l'ROCKDÊS DE SOUDAGE 03
Il ne suffit pas de Torer le sol, il faut se rendre compte aussi Lien que possible de la nature des roclies qui sont Iraversceg par la sonde. Or les tarières ne ramènent au jom- que des mnléiiaux broyés et dont les caractères minéralogiquçs et géologiques sont le plus souvent très-dilTiciles à reconnaître. On s'est donc préoccupé des moyens de se procurer des écliantillons en fragments assez gros et sains pour qu'on pût y distinguer non-souicment les roches, mais le sens et le degré I d'inclinaison de la stratification.
l'onr cein, on substitue au trépan ordinaire celui qui est indiqué figure 24.
Cet outil, dont l'intérieur est vidf, sert à creuser une rigole circulaire au centre de laquelle res'e un lémoiit ' tylindrique. Lorsque ce témoin est su lli sa m ment dé- r?^,M«' coupé, on substitue au trépan une espèce de cloche dont la partit' inférieure porte dw lames à ressorts ilig. 25). Cette cloche, une fois descendue sur le cylindre de rocbc, l'arrache de sa base et sert à le ramener au jour. Si l'on a se pendant l'opération du relevage de la sonde, de ne pas la laisser tourner, léchantillon cylindrique arrivera au Jour sans avoir dévié de son orientation ; s'il porte des lignes de slratillcatiou , on pourra donc facilement constater quelle est la direction et l'inclinaison de ces lignes.
>'ous avons dit qu'où avait quelquefois besoin do 1 forer dans les mines des sondages inclinés ou horizontaux. Dans ce cas, les outils employés sont ceuN que nous venons de décrire, la manœuvre de la sonde 1 subit seule des modilicalions. Ainsi, pour faire un I sondage horizontal, on dispose la partie de la sonde ^^ qui sort du tiou sur plusieurs poulies ou galets à gorge Wléf^ qui la EOulienuent ; mais, dans cette position, l'action ^^^ par percussion est presque annihilée, et c'est seule- aBcle. ment en frappant avec des masses sur la t61e de la sonde, et
5j KXl>LOItATlll^ UL SOL.
sont cmiilojées pour forer l« bois. Klles se composent d"uiie tiiùclic qui entame par le rodage, d'un niËiitonnet qui soutient les iiiiitièrcs enfamces, et dn corps di^ tarière qui les emmagasine en même temps qu'il alèse le trou formé (lîg. 19). Il est évident ([ue l'emploi des tarières est borné à l'extraction I des matières tendres ou désagrégées par l'action des (ré|tans : leur emploi direct ne produirait au- 1 effet dans un terrain dur.
Les détails de forme lies tarières varient suivant la nature du terrain dans lequel on opère.
tig. 19. Tarirrf. ïig. M, Aînsî le corps des tarières
Tarirre à MBfnpe. pg^ ouvert et Cylindrique pour les terrains argileux ou calcaires dont les éléments broyés présentent cncoie de la coliésioii; il est fermé et quelquefois conique pour les terrains sablonneux mouvants et les argiles coulantes, et dans ce cas on est iiièine obligé d'employer des tarières fermées au moyen de soupapes (fig, 20) ou d'un boulet mobile (fig. 21) : de telle sorte que les matières accumulées ne puissent retomber lorsqu'on vient à relever la sonde.
Quelques outils tiennent à la fois des trépans et des tarières : tels sont le trépan rubané, et divers tire-bourres dont l'usage est abandonné.
En général, les tarières portent des emmanchements et sont descendues avec la sonde; on ne peut qu'à cette condition les employer pour égaliser le trou ou pour agir sur le fond par rodage. Mais, lorsqu'il s'agit seulement de retirer des sables ou des dètrilus broyés, et que te trou de sonde a un assez grand
«lïanièire, on a souvent plus d'avunlage à descendre des tiirières à corde. Ces tarières sont de simples tuyaux pourvus d'une soupape à boulet à leur partie inférieure (Gg. 21); une anse du sDspensitHi sert à attacher une corde à l'aide de laquelle on les descend au fond du trou. Une larièrede cette nature étant supposée descendue, on la soulève et on la laisse retomber par son poids; ce mouvement alternatif, comparable a 4%lui du piston d'une pompe, a bientôt fait (tasser les sables ou détritus dans le corps de tarière, et lorsqu'on juge qu'il est plein, on le monte la tarière pour la vider et la redescendre Autant de fois que cela est nécessaiie
Four élargir un trou on se sert, dans ka tetrains durs, du trépan déjà indiqué, et de tarière'^ ouvertes d'un diamètre croissant. Enfin, pour égaliser un trou de sonde, lorsqu'on veut y des cendre des tuyaux, l'équarrissoirdeM. Degousee «st le meilleur outil qu'on puisse choisir par la simplicité de sa construction.
Cet équarrissoir est composé de deux plateaux ronds en fer, jiyant un diamètre un peu inférieur a celui du trou de sonde ces plateaux, places a une dis tance de 1",50 a 2 mètres, sont rcums entre etix par des barres en fer carre, un peu cintrées, et disposées de (elle F>g si Tant ei cane amionypt sorte '|ue, par le rodage, elles " '"*'""
agissent sur les parois et lc& égalisent 11 siitlit, pour calibrer le forage, de faire agir successivement cet outil dans tonte sa hauteur. Si l'on veut ensuite réparer les barres, lorsque leurs angles sont émoussés ou lorsqu'elles sont faussées, le démontage de cet outil est simple et facile.
EXPLORATION Dl' SOL.
cloche DU petit gazomètre en tôle, sous lequel on faisait monter l'eau à une hauteur plus ou moins grande au moyen d'une pompe à air qui faisait le vide à la partie supérieure. Une bielle mise en mouvement par une mticbàtie servait à soulever l'exlrémité du balancier de manière à opérer le battage. M. d'OËynhausen a conduit ainsi le sondage de Minden à une profondeur de plus de 700 mètres. D'autres perfectionnements, apportés par M Degousee et M hmd, portent sur la tige de la sonde et les dners outils destinés au forage el iu tubage Ces perfectionnements, d ailleurs a'isez complexes sont décrits avec beaucoup de som dans le ti aité spécial publié par M. Degousee, travail auquel nous renvoyons pour tous les développements de l'art du sondeur.
Quant aux perfectionnements apportés à l'outillage par M. Kind, ils consistent principalement dans les dispositions de l'outil-représente figure 28, outil qui est destiné aux sondages profonds.
Le trépan, indiqué à la partie inférieure, est composé d'une lame à diamètre constant, portant à sa partie supérieure den\ lames mobiles et perpendiculaires qui élargissent le forage. Ces lames mobiles sont comprises entre deux plaques de tôle, elles y rentrent ou elles en sortent à volonté, au moyen de liges latérales suspendues à une boite fileiée, qui monte ou descend suivant que l'on fait tourner la sonde à droite ou à gauche.
La partie supérieure de cet outil de percussion est mobile et maintenue entre deux (las-
PROCÉDÉS DE SONDAGE. Ci
dilions principales de la manœuvre de la sonde et de la conduite d'un forage.
Sur le point où l'on veut forer, on commence par creuser un puits de quelques mètres de profondeur et l'on y place bien verticalement une buse en bois qui a le diamètre maximum des outils, en la soutenant par un cadre en bois placé à fleur du sol, et remblayant ensuite le puits. Sur cette amorce du forage, on place la chèvre ; elle peut être à deux, trois ou quatre montants ; rimportant est qu'elle soit solidement établie, qu^elle ait assez de hauteur pour qu'on puisse retirer à la fois une tige et un outil placé à son extrémité, enfin qu'elle soit munie d'un treuil pour relever ou descendre la sonde et d'un levier pour l)attre. La planche III indique la disposition adoptée par M. Degousée.
Descendre la sonde, battre avec des trépans, roder avec des tarières et relever ia sonde, telles sont les manœuvres qui doivent être constamment répétées pendant la durée du sondage, et pour lesquelles une installation bien calculée est indispensable afin d'éviter les pertes de temps et d'efforts.
La remonte et la descente de la sonde se font avec un treuil à deux vitesses, afin que quatre, six ou huit hommes puissent remonter toute la sonde, et accélérer la vitesse lorsque la sonde est devenue plus légère par la suppression d'une partie des tiges. Pour faire l'emmanchement, on dispose à l'entrée du trou de sonde un cadre en bois armé de fer, qui s'ouvre à charnière et ne laisse passer que la tige. Sur ce cadre on place horizontalement la clef de retenue, et l'on appuie l'emmanchement à vis sur cette clef au moyen des épaulements inférieurs. On coiffe la vis avec la boite, et on tourne avec des clefs dites tourne-àgauche. Les épaulements du méplat servent à saisir la tige avec. la clef de relevée lorsqu'on doit remonter la sonde après avoir enlevé une des tiges supérieures.
Le battage s'exécute au moyen d'un levier spécial. On peut faire agir ce levier au moyen de cames placées sur le treuil. Si la sonde estdevenue trop pesante, on y place la coulisse d'OEyiihausen, et l'on équilibre la partie supérieure au moyen d'un
levier-romaine (pi. 111), dont on peut faire varier Teflet lorsqn^on varie la position de la coulisse.
Lorsqu'on doit traverser des terrains ébouleux, il faut maintenir les parois du trou de sonde ; on emploie, dans ce but, des tuyaux ordinairement en tôle, quelquefois en bois ou en fonte. (les tuyaux assemblés forment une colonne que Ton descend avec la chèvre, après que le trou de sonde a été bien calibré. On réunit successivement les divers tuyaux qui composent la colonne au moyen d'assemblages à recouvrement fixés par des boulons. Ces boulons, descendus à rintérieur au moyen d'un fil, sont ramenés dans le trou d'assemblage par l'ouvrier, qui saisit le fil avec un crochet; Técrou, en goutte de suif, est mis ensuite avec une clef spéciale, et l'extrémité du boulon est coupée et rivée. On parvient ainsi à composer une colonne de tuyaux qui occupe le moins de place possible dans le trou de sonde.
lia descente d'une colonne de tuyaux oblige à diminuer le diamètre du trou de sonde. Ainsi l'épaisseur des tuyaux en tôle varie progressivement de 0",005 à 0",0D2, pour des tuyaux ayant depuis 0"',30 de diamètre jusqu'à 0^,10. Ces tuyaux doivent en outre être sensiblement plus petits que le diamètre du trou ; on est donc obligé, à chaque descente de tuyaux, de diminuer le diamètre du forage et par conséquent celui des outils.
Dans certains cas, on peut descendre une colonne de tuyaux et forer encore au-dessous au même diamètre à l'aide d'outils à ressorts qu'on introduit dans li colonne en les forçant. Ces outils, après avoir dépassé la colonne, s'ouvrent et continuent le forage. On fait, au besoin, descendre la colonne de tuyaux à mesure que l'outil agit, en exerçant sur cette colonne une pression qui facilite son mouvement.
Dans les sables mouvants, on peut aussi descendre une colonne en faisant agir en dessous une tarière à boulet, ou plus simplement encore un seau à soupape qu'on manœuvre avec une corde. Un mouvement oscillatoire imprimé à cet outil le remplit comme une pompe, et le sable, raréfié par cette action, permet la descente de la colonne.
l'HOCÉDÈS DE SOHDAdK
Il ne suffit pas de forer le sol, il faut se rendre comple a bien que possible de la nature des rodies qui sont traversées par la sonde. Or les tarières ne ramènent au jour que des matériaux brovés et dont les caractères mtnéralugiques et géologiques sont le plus souvent ti"ès-difliciles à reconnaître. On s'est donc préoccupé des moyens de se procurer des écliantillons eu fragments assez gros et sains pour qu'on pût y distin- d guer non-51'ulement les roches, mais le sens elle degré I d'inclinaison de la stratification.
i'our cela, on substitne an trépan ordinaire celui 1 qui est indique figure 24.
Cet oulil, dont l'intérieur est vide, sert à creuser une 1 rigole circulaire au centre de laquelle res'e uu témoin ' cylindrique. Lorsque ce témoin est siiirisammenl dé- r^.'jwî coupé, on substitue au tré|ian une espèce de cloche dont la partît' inférieure porte des lames à ressorts ^lig. 25). Cette cloche, une fois descendue sur le cylindre de roche, l'arrache de sa base et sert à le ramener au jour. Si l'on a soin, pendant l'opèrnlîon du relevage de la sonde, de ne pas la laisser tourner, léchantillon cylindrique arrivera an jour sans avoir dévié de son orientation ; s'il porte des lignes de slrnlilication , on |)ourra donc facilement constater quelle est la direction et rindinaison de ces lignes.
>'ous avons dit qu'on avait qnelquefois besoin de forer dans les mines des sondages inclinés ou horizontaux. Dans ce cas, les outils employés sont ceu\ que nous venons de décrire, la manœuvre de la sonde I subit seule des modifications. Ainsi, pour Taire un 1 sondage horizontal, on dispose la partie de la sonde ^^ qui sort du trou sur plusieurs poulius ou galets à gorge K^M qui la soutiennent; mais, dans celte position, l'action 7^^ par percussion est presque annihilée, et c'est seule- aedir'. ment en frappant avec des masses sur la l^le de la sonde, et
04 KXPLOUATION bl SOL.
surtout en pénétrant dans la roche par le rodage, qu'on peut Ébrer horizontalement. Dans certains cas, oi; s'est servi, pour s^oulenir la sonde, d'une tige ronde passant à travers un tuyau en fonte, suivant Taxe duquel elle était maintenue à Taide de deux stufHngbox ; des chaînes attachées à la sonde et tendues par un contre-poids permettent de la faire frapper au fond du trou ; la partie soutenue étant ronde, le mouvement de rodage est facile à imprimer à Tensemble de l'outil.
On ne fait jamais de sondages horizontaux dans les roches dures ; ce n'est que dans les roches tendres et surtout dans la houille, le sel gemme, les calcaires, les argiles, etc., qu'on emploie ce genre de forage, encore a-t-ori soin de réduire les diamètres des trous forés au strict nécessaire. Les sondages les plus considérables qui aient été faits horizontalement n'ont pas dépassé 50 mètres de longueur sur un diamètre de 0",10; ordinairement, ils n'excèdent pas 10 ou 15 mètres de longueur sur un diamètre de 0'",035.
Les sondages inclinés sont d'une exécution d'autant plus facile que leur inclinaison est plus forte, et qu'ils se rapprochent davantage des conditions de forage des trous verticaux.
On a fait plusieurs sondages en Prusse et en France à l'aide du' procédé chinois ait sondage à la corde. Ce procédé consiste a faire battre un outil dans un trou desonde au moyen d'une corde armée de nœuds en tôle, pour en empêcher l'usure par le frottement contre les parois du trou. L'outil se compose d'une tige longue de l'°,60 (fig. 26), terminée à sa partie supérieure par un anneau de suspension, et à sa partie inférieure par un écrou destiné à recevoir les trépans. Elle porte en outre deux manchons cannelés destinés à servir de guides dans le trou et à prévenir les déviations. La figure 27 représente les trépans qui s'adaptent à la tige. L'ensemble de la tige armée peut peser de 150 à 200 kilog.
Après avoir agi par percussion pendant un temps proportionné à la dureté de la roche, on descend, pour curer le trou, une tarière à soupape. Cette tarière se manœuvre à la corde comme
PEBFECTIONNEMESrS DE LOIIT[LLACE. 65
outil, el, par le mouTement alterDalif qu'on lui imprime, elle ne tarde pas à se remplir des matières désagrégées par l'action des trépans.
Cette méthode de sondage à la corde n'a été employée dune manière suivie dans aucune contrée. Les inconvénients qu'elle présente, dans le cas de rupture de la corde, de la chute d'une pierre sur l'outil, de la déviation possible du forage dans un terrain peu homogène, et par conséquent la difticuilé de tuber des trous ainsi forés, enfin l'impossibilité de traverser les sables mouvants et les argiles coulantes,
Im l'empêcheront de prendre aucune e W tension. Elle ne se recommande d'ail- M leurs que par l'économie de l'outillage, B avantage bien faible lorsqu'il en résulte jH une pareille incertitude sur le résultat
PERFECTIONNEMEHTS DE L'OUTILUGE.
L'art du sondage à de grandes profig. i6. Ti)r. Fig.n. Trfpmi. fondeurs a reçu beaucoup d'améliorations dans ces dernières années. Ces améliorations sont ducs àMM-Degousée, d'Œjnhausenet Kind. M. Degousée a appliqué la machine à vapeur à la manœuvre de la sonde el a pu, par ce moyen, diminuer dans une proportion considérable le temps employé au forage ; l'opération du battage se l'ait ainsi quatre fois plus vite, et les opérations du relèvement et de la descente sont accélérées dans la même piyportiuii. M. d'OËynhausen a employé pour le sondage des salines des environs de Mindin, en Prusse, un balancier très-ingénieux, destiné à la fois à faire battre et à équilibrer une partie de la sonde. U'un côlé, ce balancier supportait la sonde, suspendue au moyen d'une chape à vis; de l'autre, il était équilibré par une
EXPLORATION lli; SOL.
cloche ou petit gazomètre en tôle, sons lequel on faisait monter I eau à une hauteur plus ou moins grande au mo^en dune pompe a air qui fiisait le vide a la partie supérieure Une bielle mise en mouvement par une m|cbaiie servait a soulever 1 eslremite du balancier de manière à opérer le battage M d Œyn hausen a conduit anid) le sondage de Minden 1 une profondeur de plus de 70U mètres D autres perfectionnements, apportes par M Degousêe et M. Kind, portent sur la tige de la sonde et les divers outils destinés au forage et au tubage. Ces perfectionnements, d ailleurs a->sei complexes, sont décrits avec beaucoup de soin dans le traité spécial publié par M Degousêe, travail auquel nous renvovons pour tous les développements Ae l'art du sondeur
(j lant aux perfectionnements apportés à 1 ililldge par M. Kind, ils consistent prin- 