V. - ART DES MINES

A la suite de nombreuses expériences faites par une Commission de trois membres, MM. Luyton, Villiers et moi, sur les lampes de sûreté de systèmes différents, et sur les phénomènes qu’elles présentent dans les diverses conditions où on peut les placer, j’ai présenté à la Société de l’Industrie minérale un Rapport étendu ('),dans lequel la théorie de ces appareils était présentée d’une façon plus complète qu’on ne l’avait encore fait.

Je confirmais le fait, signalé en Angleterre, que le passage de la flamme à travers les toiles de la lampe Davy se produit, dans un mélange •détonant, pour des vitesses relativement faibles et inférieures à ï m par seconde.

J’indiquais pour la première fois avec précision les apparences diverses de la flamme de la lampe, soit la lamjpe Davy, soit la lampe Mueseler, lorsque celle-ci est placée dans un mélange, en proportions variables, d’air et de grisou. On sait que ces apparences jouent un rôle capital dans la sécurité des mines à grisou, en indiquant au mineur la quantité plus ou moins grande de gaz qui existe dans l’air. 1

J’indiquais enfin diverses dispositions propres à remédier aux inconvénients des lampes existantes. Ces dispositions n’ont pas été intégralement adoptées ; mais elles se retrouvent, plus ou moins modifiées, dans les lampes employées maintenant, telles que les lampes Marsaut et Fumât.

(En collaboration avec M. H. Le Ghatelier.)

La Commission du grisou, instituée par la loi du 26 mars 1877, nous avait chargés,M. H. Le Chatelier et moi, deprocédera des recherches expé-

avait essayé de le faire, les grandes catastrophes dont les mines de houille ne sont que trop souvent le théâtre.

Rapport de la Commission du grisou. — La Commission du grisou, avant de terminer ses travaux, nous fit l’honneur, à M. H. Le Chatelier et à moi, de nous confier la rédaction du Rapport qui devait être présenté en spn nom au Ministre des Travaux publics. Ce Rapport, résumant, avec les travaux de la Commission, l’état des diverses questions se rattachant au grisou au moment de sa rédaction, a été inséré au journal officiel du i" avril 1882.

MODE DE DÉGAGEMENT Dü GRISOU.

Des expériences intéressantes avaient été faites en Angleterre sur le dégagement du grisou dans les mines; elles avaient constaté que le grisou était enfermé dans la houille sous des pressions souvent considérables et pouvant aller jusqu’à 3o*'“. En rendant compte de ces expériences dans les Annales des Minés (•) et en les discutant avec soin, j’ai fait remarquer que la loi de progression observée entre la pression et la profondeur du trou dé sonde, à l’extrémité duquel elle était constatée, démontrait mathématiquement que le grisou est renfermé dans la houille, sous une pression plus ou moins grande, absolument comme l’eau l’est dans une couche de grès aquifère; que le gaz avait probablement pris naissance pendant la formation même de la houille, sous une épaisseur plus ou moins grande d’eau et de dépôts supérieurs, par la transformation chimique des végétaux enfouis. Le grisou disparaît ou diminue lorsque la couche communique à la surface par des fissures; il peut se répandre dans les couches du toit ou du mur lorsque celles-ci sont gréseuses et perméables.

Cette théorie rend un compte très satisfaisant de toutes les particularités du dégagement du grisou dans les mines, soit qu’il se fasse régulièrement au front de taille, soit qu’il se produise d’une façon anomale par suite de la communication brusque avec des réservoirs intérieurs, ou par suite de la désagrégation en masse de la houille sous l’influence de la pression gazeuse intérieure (dégagements spontanés).

A la suite d’expériences faites à l’étranger, M. le Ministre des Travaux publics chargea une Commission d’étudier la question du tirage des coups de mine dans les mines à grisou.

Conformément au vœu exprimé par cette Commission, MM. Aguillon, H. Le Chatelier et moi fûmes adjoints temporairement à la Commission des substances explosives, instituée d’une manière permanente auprès du Ministère de la Guerre sous la présidence de M. Berthelot, afin de coopérer à des recherches expérimentales sur les explosifs employés dans les mines. Ces recherches furent poursuivies pendant plus d’une année à la poudrerie nationale de Sevran-Livry par la Commission des substances explosives; elles furent suivies d’une manière plus particulièrement assidue par MM. H. Le Chatelier, Bruneau, Ingénieur des Poudres, et moi. Les résultats de ces recherches ont été exposés dans deux Rapports que la Commission m’avait fait l’honneur de me donner la mission de lui présenter, et qu’elle a approuvés. Ils ont été insérés dans le Mémorial des Poudres et Salpêtres, ainsi que dans les Annales des Mines; ils ont été, par ordre du Ministre des Travaux publics, distribués à tous les exploitants de mines de houille. Un exposé des principaux résultats obtenus a été communiqué par moi à la Société d’Encouragement ainsi qu’au Congrès international des Mines et de la Métallurgie, dans un Rapport présenté sur la demande du Comité

J’ai cru pouvoir placer ici l’exposé des travaux de la Commission des substances explosives auxquels j’ai pris part.

Différence entre la poudre noire et les eocplosi/s détonants. — On a d’abord constaté à la poudrerie de Sevran-Livry la différence déjà signalée, au point de vue de l’allumage des mélanges grisouteux, entre les substances explor

sives qui déflagrent à la façon de la poudre noire ou de la nitroglycérine enflammée en un point, et celles qui détonent en propageant l’onde expldsive. Les premières allument bien plus aisément le gaz, ce qui tient à la durée relativement beaucoup plus longue de la détonation, et au retard à l’inflammation que nous avons signalé, M. H. Le Chatelier et moi, dans les mélanges grisouteux.

Influence du bourrage. — On a ensuite constaté et mesuré l’influence du bourrage, c’est-à-dire de la présence d’un corps, solide ou liquide, que l’explosif doit projeter en détonant. Les gaz formés par la détonation perdent ainsi, en produisant un travail mécanique, une quantité plus ou moins considérable de chaleur ; leur température en est abaissée et peut devenir insuffisante en raison dû temps excessivement court de leur action à produire l’inflammation du mélange grisouteux.

Procédé calorimétrique pour étudier le mode de détonation d'un mélange explosif. Résultats. — On mesurait la quantité de chaleur dégagée par la détonation d’une cartouche en produisant cette détonation dans une grande chaudière close dont on mesurait manométriquement l’augmentation de température. La chaudière devenait ainsi un véritable calorimètre à air. En expérimentant successivement avec une cartouche suspendue à l’air libre et avec une cartouche entourée d’une enveloppe épaisse, on avait, par différence, la mesure de la quantité de chaleur absorbée par la projection de l’enveloppe. Cette quantité de chaleur est considérable, même avec une enveloppe métallique de quelques millimètres seulement.

On a constaté de la même façon qu’un certain espace libre laissé entre la cartouche et l’enveloppe diminue notablement la quantité de chaleur transformée par l’explosif en travail mécanique.

On a étudié avec soin, par le même procédé expérimental, le mode de détonation des cartouches, soit suspendues à l’air libre, soit contenues dans des enveloppes plus ou moins épaisses. Lorsque l’explosif est formé d’un mélange de plusieurs corps, les effets sont fort différents dans les deux cas. Si l’explosif détone à l’air libre, les substances du mélange, explosives par elles-mêmes, détonent isolément; il n’y a pas de combinaison chimique entre les gaz d’une des substances et ceux de l'autre. Dans la détonation à l’air libre d’une cartouche composée d’un explosif détonant oxydant et d’un corps non explosif oxydable, le dernier est projeté sans décomposition, comme un corps inerte.

Si l’explosif est enfermé dans une enveloppe suffisamment épaisse, la combinaison chimique entre les produits de la décomposition des corps mélangés se réalise plus ou moins complètement.

On observe facilement ces faits en mesurant, dans la chaudière transformée en calorimètre, la quantité de chaleur que développe la détonation.

Enfin, toujours par le même procédé expérimental, on a constaté que les gaz produits par la détonation d’un explosif peuvent venir, lorsqu’ils sont oxydables, s’enflammer à l’air, après la détonation : c’est ce qui arrive pour le coton-poudre.

Influence de la température de détonation. — Ayant constaté que la dynamite, détonant à l’air libre, enflamme les mélanges grisouteux, on a enveloppé la cartouche d’enveloppes métalliques de plus en plus épaisses, jusqu’à ce que les gaz de l’explosion, refroidis par la projection de l’enveloppe, n’enflamment plus le grisou. Ace moment, on pouvait mesurer la quantité de chaleur conservée par les gaz de la détonation et en conclure leur température au moyen des formules données par M. H. Le Chatelier et par moi. Dans les conditions des expériences, qui sont, il est vrai, moins dangereuses que celles qu’on rencontre dans la pratique, une cartouche de 5o« 1 ' en détonant n’allume pas le grisou lorsque la température de détonation est inférieure à 2200°. Cette limite dé température s’abaisse à mesure que le poids de la cartouche va en croissant.

Comment on peut prévoir le degré de sécurité d’un explosif de composition connue. — Il résultait de toutes ces recherches que les explosifs à employer dans les mines grisouteuses doivent être des mélanges formés par des substances explosives, ne donnant pas de gaz combustibles, et tels que la température de détonation soit aussi basse que possible, et en tous cas inférieure à 2000°. Pour abaisser la température de détonation des explosifs, on ne peut employer qu’une seule substance, l’azotate d’ammoniaque, qui, d’après nos formules, détone vers iooo°. Les explosifs de sûreté seront donc des mélanges de nitroglycérine, de coton-poudre, de binitrobenzine, etc., avec de l’azotate d’ammoniaque. On peut, à volonté, graduer les mélanges en faisant varier la proportion d’azotate d’ammoniaque, de manière à avoir des explosifs plus ou moins sûrs, c’est-à-dire ayant une température moins ou plus élevée.

Dans tous les cas, la sécurité sera d’autant plus grande que le bourrage des cartouches sera plus considérable et mieux fait.