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. 74. Vue d’une forêt et d'un marécage pendant la période houillère.

Il est donc vrai de dire que les immenses forêts et les marécages remplis d’arbustes et de végétaux herbacés, qui formaient, sur les nomrbeuses îles de cette époque, un tapis épais et touffu, étaient presque vides d'animaux.

On a essayé de reproduire l’aspect de la nature pendant cette période sur la planche 74, qui représente un marécage et une forêt de la période houillère. On y voit une végétation courte et serrée, une sorte de gazon composé de fougères herbacées et d’équisétacées. Divers arbres de haute futaie s’élèvent au-dessus de celte végétation lacustre.

Voici l'indication exacte des espèces végétales représentées sur cette planche, qui a été exécutée, comme la précédente, sous la direction de M. Eugène Deslongchamps.

À droite se voient les troncs nus d’un Lepidodendron et d’un Sigillaria; une fougère arborescente se dresse entre ces deux troncs. On voit au pied de ces grands arbres une fougère herbacée et un Stigmaria, qui étend dans l’eau ses longues racines ramifiées et pourvues de spores reproducteurs.

A gauche, le tronc nu d'un Sigillaria, arbre dont le feuillage est encore inconnu, un Sphenophyllum et un Conifère. I est difficile de préciser l’espèce de cette dernière famille, dont les empreintes sont, comme chacun a pu le reconnaître, trèsabondantes sur les houilles.

On voit en avant de ce groupe deux troncs brisés ou renversés de Lepidodendron et de Sigillaria, mêlés à un amas de végétaux en voie de décomposition, et qui vont former un riche humus, sur lequel se développera bientôt toute une nouvelle génération de plantes. Des fougères herbacées et des bourgeons de Calamite sortent de l’eau du marécage.

Dans l’eau se voient aussi les poissons propres à la période houillère, et le reptile aquatique Archegosaurus, montrant sa tête longue et pointue, la seule partie du corps de cet animal que l’on ait encore trouvée. Des bourgeons de Calamite sortent aussi de l’eau du marécage : un Sfigmaria y étend ses racines. Les jolis Asterophyllites dressent au-dessus de l’eau, au premier plan, leurs tiges finement découpées.

Une futaie composée de Lepidodendrons et de Calamites forme l'arrière-plan du tableau.

Mode de formation des couches de houille. — La houille, avons-nous dit, n’est autre chose que le résultat de la décomposition partielle des plantes qui couvraient la terre pendant une période géologique qui a été d’une durée immense. Personne aujourd'hui ne met en doute cette origine. On trouve fréquemment, dans les mines de houille, de menus débris de ces plantes mêmes dont les troncs et les feuilles caractérisent le terrain houiller, ou carbonifère. Plus d’une fois on a rencontré, au milieu d’un banc de houille, d'immenses troncs d'arbres. C’est ce que l’on a vu, par exemple, dans la mine de houille du Treuil, à Saint-Etienne. La figure 75 reproduit un dessin qui à été pris par M. Ad. Brongniart dans cette mine ; les arbres (Lepidodendrons) ne sont pas mêlés à la houille même, mais à la couche de terrain qui la recouvre.

En Angleterre, dans l'Amérique du Nord, on a trouvé de même des arbres entiers traversant les couches de houille, ou qui leur étaient superposés.

« Dans la houillère de Parkfield-Colliery, dit M. Lyell, dans le Staffordshire méridional, on a mis à découvert, en 1854, sur une surface de quelques centaines de mètres, une couche de houille qui a fourni plus de soixante-treize troncs d’arbres garnis encore de leurs racines. Quelques-uns de ces troncs mesuraient plus de trois mètres de circonférence ; leurs racines formaient en partie une couche de houille épaisse de vingtcinq centimètres, reposant sur un lit d’argile de cinquante millimètres, au-dessous duquel était une seconde forèt superposée à une bande de houille de soixante centimètres à un mètre cinquante centimètres. Au-

dessous existait une troisième forêt avec de gros troncs de Lepidodendrons, de Calamites et d’autres arbres". »

Dans la baie de Fundy (Nouvelle-Écosse), M. Lyell a trouvé, sur une épaisseur de houille de 400 mètres, 68 niveaux différents, présentant les traces évidentes de plusieurs sols de forêts, dont les troncs d’arbres étaient encore garnis de leurs racines.

Nous chercherons à établir ici avec beaucoup de soin la véritable origine géologique de la houille, afin de ne laisser aucun doute dans l'esprit de nos lecteurs sur une question aussi importante.

Pour expliquer la présence de la houille au sein de la terre,

1 Cours élémentaire de géologie, t. II, p. 59.

il n'y a que deux hypothèses possibles. Ces débris végétaux peuvent résulter de l’enfouissement de plantes qui auraient été amenées de loin et transportées par les fleuves ou les courants maritimes, en formant comme d'immenses radeaux, qui seraient venus s'échouer en différents lieux, et auraient été plus tard recouverts par des terrains nouveaux; — ou bien les plantes qui composent la houille sont nées sur place : elles

Fig. 75. Mine du Treuil, à Saint-Étienne.

résulleraient, dans cette seconde hypothèse, de la décomposilion, accomplie sous terre, d’une masse accumulée de végétaux qui sont nés et qui ont péri dans les lieux mêmes où on les (trouve. Examinons chacun de ces deux systèmes d’explication.

Les couches de houille peuvent-elles résulter du transport par les eaux et de l’enfouissement d'immenses radeaux for-

més de troncs d’arbres? Cette idée a contre elle la hauteur énorme qu'il faudrait supposer à ces radeaux pour en faire des couches de houille aussi épaisses que celles dont les lits successifs composent nos mines de charbon. Si l’on prend, en effet, en considération le poids spécifique du bois et son contenu en carbone, on trouve que les dépôts houillers actuels ne peuvent être que les 7 centièmes environ du volume primitif du bois et autres matières végétales qui leur ont donné naissance. Si l’on tient compte, en outre, des nombreux vides résultant nécessairement d’un entassement irrégulier de débris dans le radeau supposé, on reconnait que la houille, qui a été formée par des plantes d’un poids spécifique peu considérable, ne peut guère représenter que les 5 centièmes de l'épaisseur du radeau hypothétique qui aurait produit cette même houille. Une couche de charbon de terre de 5 mètres d'épaisseur, par exemple, aurait exigé d’après cela un radeau d’une épaisseur de 95 mètres. De tels radeaux ne pourraient flotter ni dans nos rivières, ni dans une grande partie de nos mers, par exemple dans la Manche, ni sur la côte orientale de l’Amérique du Sud, etc. D’ailleurs, ces accumulations de bois n'auraient jamais pu s'arranger assez régulièrement pour former ces couches de charbon parfaitement stratifiées et d’une épaisseur égale sur des étendues de plusieurs kilomètres, que l’on voit, dans la plupart des gisements houillers, se succéder par superposition, séparées par des bancs de grès ou d'argile. Et même en admettant une accumulation lente et graduelle de débris végétaux, comme cela peut arriver à l’embouchure des fleuves, ces végétaux n’auraient-ils pas été alors noyés dans une grande quantité de limon et de terre? Or, dans la plupart des couches de houille, la proportion des matières terreuses ne dépasse pas 15 pour 100. Si nous invoquons enfin le parallélisme remarquable que l’on observe dans les différents lits du terrain houiller, et la belle conservalion qu'on y admire des empreintes des parties végétales les plus délicates, il restera démontré que ces formations se sont opérées avec une tranquillité parfaite. Nous sommes donc forcé de conclure que la houille résulte de la fossilisation des végétaux opérée sur place, c'est-à-dire dans les lieux mêmes où ces végétaux ont vécu.

Pour comprendre entièrement le phénomène de la transformation en houille des forêts et des plantes herbacées qui remplissaient les marécages de l’ancien monde, il est une dernière considération à présenter. Pendant la période houillère, l’une des plus anciennes de l’histoire du globe, la croûte terrestre, alors à peine consolidée, ne formait qu'une enveloppe très-élastique, en raison de son immense étendue, et qui reposait sur la masse liquide intérieure. Cette croûte élastique était agitée par des mouvements alternatifs d’élévation et d’abaissement de la masse liquide interne, qui était soumise encore, comme le sont nos mers actuelles, à l'attraction lunaire et solaire, ce qui donnait naissance à des sortes de marées souterraines,"pouvant produire, à des intervalles plus ou moins éloignés, de grands affaissements du sol. Cest peut-être par un de ces affaissements que les forêts et les grandes masses végétales de l’époque houillère se trouvaient submergées, et que les herbes et arbustes, après avoir couvert un certain temps la surface de la terre, finissaient par être noyés sous les eaux. Après cette submersion, de nouvelles forêts se développaient dans le même lieu. Par un nouvel affaissement, ces forêts s’enfoncaient à leur tour sous les eaux. C'est probablement par la succession de ce double phénomène : l’enfouissement des plantes et le développement sur le même terrain de masses nouvelles, que les énormes amas de plantes à demi décomposées qui constituent la houille, se sont accumulés pendant une longue série de siècles.

La houille a-t-elle été produite par de grands végétaux, par exemple par les grands arbres des forêts de cette époque, tels que les Lepidodendrons, Sigillarias, Calamites et Sphenophyllum? Cela est peu probable. Plusieurs dépôts houillers ne contiennent aucun vestige des grands arbres de la période houillère, mais seulement des fougères herbacées et autres plantes de petite taille. Il est donc présumable que la grande végétation a été à peu près étrangère à la formation de la houille, ou du moins elle n’a joué dans cette fossilisation qu'un rôle accessoire. Il y avait pendant la période houillère, comme de nos jours, deux végétations simultanées : l’une formée d'arbres de haute futaie ; l’autre herbacée, aquatique, se développant sur des plaines marécageuses. C’est cette der-

nière végétation qui a dû surtout fournir la malière de la houille, de même que ce sont les plantes herbacées des marais qui alimentent nos tourbières actuelles, cette sorte de houïiile contemporaine.

Quel genre de modifications ont dù subir les végétaux de l’ancien monde, pour arriver à cet état de masse charbonneuse etchargée de bitume qui constitue la houïlle? Les plantes submergées durent présenter d’abord une masse légère et spongieuse, complétement analogue à la tourbe actuelle de nos marécages. En séjournant sous les eaux, ces masses végétales y subirent une pourriture partielle, une fermentation, dont les diverses phases chimiques sont malaisées à définir. Ce qu'on peut affirmer toutefois, c'est que la décomposition, la fermentation des tourbes de l’ancien monde, s'accompagna de la production de beaucoup de carbures d'hydrogène, gazeux ou liquides. Telle est l’origine des carbures d'hydrogène qui imprègnent la houille, et celle des huiles goudronneuses dont sont pénétrés les schistes bitumineux. Celle émission de gaz hydrogène bicarboné dut même se continuer après l’enfouissement des couches de tourbe sous les terrains qui vinrent les recouvrir.

C'est le poids et la pression de ces terrains qui ont donné à la houille la densité considérable qui la distingue, et son état de forte agrégation. La chaleur émanée du foyer intérieur du globe, et qui se faisait encore sentir à sa surface, dut aussi exercer une grande influence sur le résultat final. C’est à ces deux causes, c’est-à-dire à la pression et au plus ou moins grand échauffement par le foyer terrestre central, que l’on doit attribuer les différences qui existent dans la nature minéralogique des différentes houilles, à mesure que l’on s'élève de la base du terrain houiller vers les dépôts supérieurs. Les couches inférieures sont plus sèches et plus compactes que les supérieures, parce que leur minéralisation a été complétée sous l'influence d’une température plus élevée, et en même temps d’une pression plus forte.

Une expérience qui à été tentée pour la première fois, en 1833, à Saint-Bel, reprise ensuite par M. Cagniard de la Tour, et qui a été complétée à Saint-Étienne, en 1858, met tout à fait en évidence le mode de formation de la houille : on a

réussi à produire artificiellement de la houille très-compacte en’exerçant sur du bois et autres matières végétales la double influence de la chaleur et de la pression.

L'appareil qui a été employé pour cette expérience, à Saint- Étienne, par M. Baroulier, permet d'exposer des matières vésétales, enveloppées d'argile humide et fortement comprimées, à des températures longtemps soutenues, comprises entre 200 et 300°. Cet appareil, sans être absolument clos, met obstacle à l’échappement des gaz ou des vapeurs, de sorte que la décomposition des matières organiques s'opère dans un milieu saturé d'humidité, et sous une pression qui s'oppose à la dissociation des éléments dont elles se composent. En placant dans ces conditions de la sciure de bois de diverse nature, on a obtenu des produits dont l'aspect et les propriétés rappellent tantôt les houilles brillantes, tantôt les houilles ternes. Ces différences tiennent d’ailleurs aux conditions de l'expérience, ou à l'essence du bois employé; aussi paraissent-elles expliquer la formation des houilles sériées, ou composées d’une succession de veinules alternativement éclatantes et mates.

Quand on comprime des tiges et des feuilles de fougère entre des lits d'argile ou de pouzzolane, elles se décomposent par cette seule pression, et forment sur ces blocs un enduit charbonneux et des empreintes tout à fait comparables aux empreintes végélales des blocs de houille. Ces dernières expériences, qui ont été faites pour la première fois par un physicien anglais, M. Tyndall, nous font comprendre le mode de formation de la houille aux dépens des végétaux de l’ancien monde.

Terrain houiller. — Passons à la description du terrain houiller.

Ce terrain se compose de couches successives, plus ou moins puissantes, composées de grès divers, nommés grès houillers, d’argiles ou de schistes, parfois bitumineux et inflammables, enfin de houille. Ces trois roches forment entre elles des strates, dont l’ensemble peut alterner jusqu'à cent cinquante fois. Le carbonate de fer peut être considéré comme roche constituante de ce terrain, il est tellement ré-

pandu, conjointement avec la houille, sur certains points de l'Angleterre, qu'il alimente la plus grande partie des hauts fourneaux de fer de la Grande-Bretagne. Il faut noter pourtant qu'en France ce fer carbonaté lithoïde ne constitue que des rognons très-intermittents, de sorte qu'il a fallu chercher d’autres minerais pour subvenir aux besoins des fonderies qui avaient été établies en prenant pour base les gisements houillers de l'Angleterre.

La figure 76 donne une idée de la disposition habituelle de

que

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is, 76. Terrain houiller.

la houille, qui se trouve enclavée entre deux couches horizontales et parallèles d'argile schisteuse, mêlée de rognons de carbonate de fer. C’est une disposition très-fréquente dans les mines de houilles d'Angleterre. Le bassin houiller de l’Aveyron, en France, offre une disposition analogue.

La présence fréquente du carbonate de fer dans les gisements de houille est une des circonstances les plus heureuses pour l'industrie métallurgique. Quand on trouve réunis dans le même lieu le minerai de fer et le combustible, on peut établir à peu de frais les usines pour l'extraction et l’exploitation simultanée de la fonte et du fer; c’est ce qui existe dans les bassins houillers de l'Angleterre, et de la France à un moindre degré, c’est-à-dire seulement à Saint-Étienne et à Alais.

Voici quelle est, dans les divers pays du globe, l'étendue des terrains houillers accessibles à l'exploitation de l’homme. Cette étendue est :

Kilom. carrés.

Pour Amerique dunNordeide Are arr 0e 500 000 BounriliAneleterres de. tr Amp ment 10 000 Pour laErance, des 2: PA RaN ANS ete nE 2 500 RÉoumiaBeleque, der cpere rE Nes re 1275 Pour la Prusse rhénane et Sarabruck, de..... 2 200 PourtaWestphahe determine 650 Bourla Pohémeñtde 2e 1e re ee 1 000 ÉGURITES AXE AO RC LAN vanne tt 75 Pour les Asturies, en Espagne, de........... 500 Pour la Russie, au plus de....... DEN Se 250

Le sol américain contient donc beaucoup plus de terram houiller que l’Europe : il possède 1 kilomètre carré de terrain houiller pour 15 kilomètres carrés de surface. Mais hâtonsnous d'ajouter que les immenses richesses houillères de l’Amérique sont restées jusqu'ici fort peu productives. Voici, en effet, le produit annuel que donne l'exploitation des houillères en Amérique et en Europe. Le tableau qui suit est tiré de l’ouvrage de M. A. Burat sur les Minéraux utiles.