BOISAGE DES PUITS

Ces divers procédés, indiqués pour le cas où la couche est superficielle, peuvent être également employés dans le cours d'un fonçage; mais alors on est obligé d'élargir le puits audessus de la couche meuble à traverser, ce qui limite Temploi de la trousse coupante aux cas où la couche à traverser n'a qu'une faible puissance. On peut, par exemple, employer des palplanches de 4 mètres, et des trousses coupantes en bois de 8 mètres et au delà. En construisant les trousses coupantes en tôle on peut même dépasser ces dimensions.

Il peut être quelquefois nécessaire de foncer un puits dans un •terrain submergé. Le cas s'est présenté en quelques points des côtes de Cornwall, où des puits sont placés dans des endroits recouverts par les eaux, du moins pendant la haute mer. Les mines pénètrent par ce moyen sous le lit même de la mer, et l'on y entend très-distinctement, au moment des orages, les galets qui roulent sur le fond. Les puits qui s'avancent dans les eaux pour le service des travaux sous-marins ont été creusés au moyen d'une cuve enfoncée dans les sables de la mer, et constamment vidée pendant le fonçage, travail analogue à celui de la fondation d'une pile de pont.

M. Triger, ingénieur dans le département de Maine-et-Loire, eut l'idée de s'aider de l'air comprimé pour foncer un puits dans le lit même de la Loire. Un cylindre en tôle, servant de trousse coupante, fut enfoncé dans les alluvions ; il était séparé en trois compartiments par des cloisons horizontales (planche XI). Le compartiment supérieur restait toujours ouvert, le compartiment inférieur était l'atelier de fonçage, et celui du milieu servait de chambre d'équilibre, destinée à être mise en communication tantôt avec le compartiment du haut, tantôt avec celui du bas. Les choses étant ainsi disposées, on faisait arriver dans le compartiment du fond de l'air incessamment comprimé par une machine à vapeur. Cet air chassait l'eau par un tube dont la partie inférieurç plongeait jusqu'au fond de l'excavation et dont la partie supérieure s'élevait au-dessus du cylindre. Les ouvriers pouvaient donc pénétrer du premier compartiment, ouvert au

^m i:\EClT10N DES TRAVAUX DES MINES.

jour, dans le second, qui était ensuite fermé hermétiquement, et dans lequel l^air à la pression ordinaire était mis en communication avec l'air comprimé du troisième ; arrivés dans le troisième compartiment, ils excavaient les sables et faisaient descendre la trousse , puis ils accumulaient les débris de Texc^vation dans le compartiment du milieu, et n'avaient, pour 1^ sortir, qu'à fermer la communication avec le bas et ouvrir la porte du haut. Une pression, suffisante pour équilibrer les eaux extérieures, était maintenue pendant le travail sans incommoda sensiblement les travailleurs. Ce procédé ingénieux a reçu depuis (le nombreuses applications. La planche XI représente l'appareil employé par M. Triger dans la basse Loire. .

L^appareil Triger a posé le principe de l'application de Fair comprimé au ibnçage des puits, et démontré que les ouvriers pouvaient travailler utilement à ce fonçage sous une pression de 2 1/2 et 5 atmosphères. On en a fait depuis varier les 4étaiM d'exécution en fixant le sas à air à la partie supérieure d\i puits. On a pu dès lors continuer le puits, extraire les débris et faire passer par la chambre d'équiUbre tous les matériaux nécessaires à l'exécution d'un c.ivelage en bois.

Il est évident, en effet, que tous les puits ainsi percés dans les terrains aquifères doivent être ensuite cuvelés, c'est-à-dire revêtus <run boisage solide et imperméable qui puisse résister à la fois à l'infiltration et à la pression des eaux. Avant de décrire ces boisages spéciaux, nous indiquerons quels sont les procédés de muraillenient des puits dans les cas ordinaires.

MURAILLEMENT DES PUITS.

Les puits murailles sont ordinairement ronds ou elliptiques, <|nelquefois rectangulaires ; on y emploie le moellon piqué et surtout la brique. La méthode la plus simple consiste à foncer le puits jusqu'à la profondeur qu'il doit avoir en soutenant les

UUltAILLEMENT DES PUITS. 300

parois par un boisage provisoire, puis à élever le muraillement à pdrlir du fond.

La fondation de ce muraillement est établie sur un cadre dont les pièces sont saillantes et engagées dans les entailles faites aux

parois ; sur ce cadre est posé un rouet ou rouage également en bois de cbcne et ayant la forme du puits, il ne reste pins qu a nionler la maçonnerie, en ^anl soin d'engager de distance 'en

2Î0 EXLCUTION DES TIIAVAUX DES MINES.

distance des cadres porteurs pour que les matériaux de la base ne soient pas écrasés par la charge de tout le muraillement. Si Ton opère sur un fond non consistant, on y enfonce des pilotis, sur lesquels on pose un grillage. Quant au boisage proYÎsoire qui a soutenu les parois pendant le fonçage, on en retire les pièces principales ou bien on le laisse derrière la maçonnerie, en ayant soin de remblayer les vides à mesure qu'on s'élève.

Un puits muraille présente donc un revêtement en maçonnerie, qui, dans ses détails, doit être disposée de manière à offirir toutes les garanties possibles de solidité. Les puits à section circulaire ou elliptique sont ceux pour lesquels le muraillement est le plus usité ; mais, dans certains cas et notamment lorsque le terrain ne pousse pas, on muraille également des puits carrés ou rectangulaires, en ayant soin de donner aux parois les moins solides la forme de voûtes surbaissées.

La figure 88 présente les coupes d'un puits du Harz, dont le muraillement se raccorde par des voûtes au muraillement des diverses galeries qui viennent y aboutir. Ce puits incliné a trois faces planes, la seule face du toit étant courbée en forme d'arceau.

Il arrive souvent que le terrain ne peut attendre le muraillement jusqu*à la fin du fonçage; on procède alors par reprises, en soutenant les muraillenients supérieurs par des consoles qu!on enlève ensuite lorsqu'on raccorde les deux portions muraillées. Fnfin, si l'on doit traverser un terrain aquifère dont les sources, n'exerçant pas une forte pression, peuvent être retenues par un bon muraillement, ce muraillement devra se faire par reprises très-rapprochées, de manière à suivre de près le fonçage.

Pour foncer et murailler d'après cette méthode, on commence par établir à l'orifice des moyens d'épuisement correspondants à rimportance des eaux; on excave ensuite les couches aquifères jusqu'à la rencontre d'un banc solide et imperméable sur lequel on fonde le revêtement de toute la partie supérieure. On continue le fonçage par reprises successives et muraillées.

MUIIA1I,LEJ1ENT DIS PUITS.

Lorsqu'on ne peut se fier à Id soliditc des consoles, il faut prendre quelques prtcau lions spéciales pour éviter lout accident.

On établit d'abord à la sur lace un cadre très-fort, carre, et dont les côtés font saillie a l'intérieur de la courbe du muraillement; ou mieux encore, des poutres rayonnantts

vers le centre , faisant une

saillie d'environ O^tlO ende- ' dans des parois de la ma^n

nerie, et fortement engagets

dans le terrain. Ces saillies

sont destinées à recevoir des

tirants en fer qui doivent sou

tenir le muraillement deja

l'ait, lorsqu'on creuse en des

sous, et que le terrain n est

|ias assez solide pour qu on

puisse se fier aui consoles

l.a lîguro 80 représente la

disposition d'un fonçage ainsi

conduit en muraillant par re

l>rises successives, et soutenant les portions de maçonnerie, au-dessous desquelles

on continue le fonçage, par

des tirants en fer accrochés à

<les poutres engagées dans le

sol de b halde.

Après avoir traversé un cei laiii nombre de couches, ans-

l s 8" Fn f

sitôt que le travail est gêné par les eaux et qu'on a troui^é une couche assez solide, on y fait une banquette sur laquelle on a établi un rouet ayant la largeur du muraillement, plus environ ()™,12, au total 0"",48, par exemple. La surface supérieure de ce rouet, qui est en hois, présente la forme du premier tour de spire d'une hélice ; de telle sorte que les briques du muraillemont, au lieu de former une série d'anneaux fermés, sont disposés en hélice continue. Cette méthode évite de tailler la brique pour fermer chaque cercle, elle fait donc gagner du temps et supprime les joints défectueux. A mesure que la maçonnerie est montée de 0",50, on jette de l'argile dans les vides qui restent entre sa paroi extérieure et la paroi du puits, et on la bourre fortement avec des niatoirs en bois de manière à ne laisser aucun vide. Enfin, si les sources sont montantes de fond, pour ne pas être gêné dans rétablissement de ce garnissage extérieur qui doit être bien fait, on dispose à la base un ou plusieurs tubes percés latéralement et placés derrière l'argile : ces tubes dégorgent les eaux dans le puisard à travers le rouef qui est percé, à cet effet, d'un ou plusieurs trous; lorsque la maçonnerie est terminée, on bouche ces trous avec des chevilles.

Avant de foncer le puits au-dessous du rouet, on attache ce rouet aux pièces saillantes de l'orifice, au moyen de tirant?; en fer.

On voit que cette manière de foncer en muraillant dans un terrain aquifère est une sorte d'introduction à la construction d'un cuvelage. On obtient en effet un revêtement en briques, protégé lui-même par un revêtement en argile, et cet ensemble peut à la fois contenir les parois et les eaux d'infiltration.

Le muraillement se prête à toutes les exigences des procédés indiqués pour le boisage. Ainsi par exemple on peut foncer un puits dans des terrains meublés avec une trousse coupante en maçonnerie.

Ces trousses coupantes s'établissent sur un rouet en bois ou en fonte, dont la base est taillée en biseau, de manière à pou-

MURÂILLEMENT DES PUITS. 213

\oir pénétrer le sol, tandis que la surface supérieure est horizontale et disposée pour recevoir la maçonnerie. Le rouet étant établi sur la surface bien nivelée de la couche meuble, on construit d'abord une certaine hauteur de la maçonnerie, un mètre par exemple. Les ouvriers sapent ensuite le terrain autour du rouet et rejettent les déblais au dehors; la tour s'affaisse par son poids et pénètre dans le sol. Alors on recharge la maçonnerie d'une nouvelle épaisseur et les mineurs recommencent leur travail de manière à faire descendre la tour d'une quantité correspondante à celle qui a été construite.

On peut ainsi faire pénétrer dans les terrains meubles une tour que l'on construit à la surface, à mesure qu'elle descend. Lorsqu'elle est à fond, comme la maçonnerie a pu souffrir dans cette descente par suite des frottements latéraux, on double la trousse par un nouveau revêtement intérieur. C'est ainsi que l'on procède dans la Ruhr pour traverser les sables superficiels comme il est indiqué sur la figure 91 ci-après, représentant la coupe d'un puits cuvelé en maçonnerie.

C'est ce procédé qui fut employé par M. Brunel pour foncer les puits de 10 mètres de diamètre qui permettent de descendre dans le tunnel de la Tamise.

Le grand diamètre de l'excavation rendait le fonçage difficile, et voici comment procéda M. Brunel.

Un rouet en bois, qui devait servir de base au muraillement, fut établi sur un anneau de fonte taillé en biseau à sa pailie inférieure. Cette base annulaire avait 0'",90 de largeur; elle fut posée non pas directement sur le sol, mais sur un double cercle de pilotis qui y furent préalablement enfoncés. La tour en maçonnerie fut ensuite construite complètement et sur la hauteur de 12 mètres qu'elle devait avoir; elle fut consolidée par plusieurs rouets intermédiaires et par un rouet supérieur, ces rouets étant maintenus par des boulons verticaux qui rendaient parfaitement soUdaire tout l'ensemble de la tour.

On établit à la partie supérieure de cette tour une machine pour l'extraction des terres, et l'on procéda au déblai intérieur

2U KXKCllTION DES THAVArX DES MINES.

en ayant soin d'attaquer le sol au-dessous de la troufise qui arrivait à porter uniquement sur les pilotis. Les pilotis s'enfonçaient sous la pression et permettaient de régler la descente bien verticale de la tour. Lorsqu*ils se refusaient à descendre, on les recépait. On put travei^ser ainsi toute Tépaisseur du terrain meuble et asseoir la maçonnerie dans la position qu'elle devait occuper.

Ce procédé de Ponçage par trousses coupantes est d*ailleurs dans les habitudes des puisatiers de Londres, qui foncent ainsi les puits de la ville. Seulement, au lieu d'employer la maçonnerie, ils emploient de préférence des trousses en fonte formées de bagues, que Ton superpose les unes aux autres à mesure que le puils s'approfondit, en les boulonnant à Taide di» brides intérieures.

CUVELAGE DES PUITS.

Un puils cuvelé est un puits garanti contre toute invasion latérale des eaux par un tube assez imperméable pour résister à leur infiltration, et assez solide pour résister à leur pression. Ce tube doit avoir pour base un terrain qui soit lui-même assez solide et imperméable pour qu'on puisse y établir un joint parlait entre la r :cb>^ et les parois extérieures du cuvelage.

Le tube du cuvelage se construit le plus souvent en bois de chêne; on peut également le construire en fonte ou en maçonnerie.

Dans la plupart drs terrains aquifères, les sources qu'on met à découvert sont, dans presque tous les cas, des sources montantes de fond, appelées niveaux; y ériiMes eaux artésiennes, qui prennent dans le puits un niveau élevé et quelquefois trèsrapproché de la surface.

Lorsqu'une pareille source est rencontrée, il faut d'abord traverser la couche aquifére malgré l'affluence de l'eau, en protégeant le travail par tous les moyens d'épuisement dont on

CUVELAGE DES PUITS. 225

fermer chaque anneau de maçonnerie par une clef, c est-à-dire par des briques que Ton est obligé de couper à la- hachette, et qui sont toujours de mauvaise forme.

La maçonnerie est généralement composée de deux briques d'épaisseur. Les rouets sur lesquels elle repose sont percés de Irons de tarière qui laissent passer les eaux, et les empêchent de monter derrière le cuvelage pendant qu'on le construit. Partout où cela est nécessaire on engage, en outre, dans la maçonnerie des tubes en fonte qui donnent issue aux eaux des niveaux. On peut, à l'aide de cette précaution, piloner entre le terrain et le cuvelage, à mesure que Ton s'élève, un béton hydraulique. On laisse, en outre, monter les eaux dans le puits en même temps que le cuvelage, de telle sorte que le béton et le mortier hydrauHque des joints y prennent toute la solidité désirable.

Lorsque le cuvelage est arrivé à sa partie supérieure et qu'on juge sa consolidation complète, on épuise les eaux du puits et l'on bouche progressivement toutes les issues que l'on avait laissées aux eaux.

En Allemagne, et notamment dans le bassin houiller de la Ruhr, on construit des cuvelages en maçonnerie dans de grands puits rectangulaires dont les côtés sont cintrés. La figure 91 donne le plan et la coupe d'un de ces puits divisé en quatre compartiments, dont deux sont destinés à Textraction, un à l'épuisement et le quatrième aux échelles.

Le plan fig. 91 indique à la fois les cadres du boisage provisoire, la maçonnerie cintrée à deux rangs de briques, son garnissage extérieur, en béton hydraulique, enfin les tubes engagés dans la maçonnerie pour le passage des eaux, placés vis-à-vis les principales sources, tubes que Ton bouclie lorsque le travail est terminé.

Lorsqu'on monte le cuvelage en maçonnerie, et que l'on rencontre un banc solide qui puisse servir de fondation, on creuse au-dessus de ce banc une banquette dans laquelle on loge une fondation que l'on obtient par une épaisseur supplémentaire ajoutée à la maçonnerie.