PL

h, la hauteur ou la dimension de la section transversale, parallèle à la direction de la même force P.

Pour appliquer la formule ci-dessus à un cuvelage en bois, la force de résistance, B, est remplacée par E — et ft, épaisseur des pièces, par e.

L , longueur de ces pièces considérée comme fisiisant partie d*un polygone de n côtés, prend une valeur de:

360 ^ , 180 2r. tang. — = D . tang. -jp.

par la substitution du diamètre D au double rayon in.

Si H est la hauteur de la colonne deau qui presse k Tcxtérieur sur le point du cuvelage dont on cherche ] répaisseur, P, ou la pression par mètre carré de sur&ce, devient /f XlOOO kilogrammes et b est égal à 1 mètre. Alors réquation devient :

4 / 6xl000ffx(^I>.tang. —^

puis en simplifiant :

4 Asoffx (d

iSOV

Pour H = 60 m.; D = 3 m. ; n = 8 et E= 500.000

kilog., on obtient:

{{) î.a valmir trouvée ci-dessus e?t un peu trop forte parce que, daai -i^ U fonnulo, le diamètre extérieur.!), est pris pour le diamètre inWrtoBft <f, 00 qui est loia d'offrir aucun inconvénient daoa la pratique. SI lOtt-

Épaisseur des ctivelages circulaires et elliptiques.

Soit un tronçon de cuvelage cylindrique d*un mètre de hauteur et d'un rayon r. Sur la surface extérieure de ce tronçon presse une colonne d'eau H qui tend à l'écraser suivant une direction perpendiculaire au plan qui passe par son axe et dont la trace est MiV(Pl. VII, fig. 20).

ab étant un élément infiniment petit de la circonférence extérieure, la force agissant sur lui est: P = a6 . 1". H . 1000.

P est une normale résultant de deux composantes : Tune, P" détruite par une autre composante symétriquement placée ; l'autre, P\ perpendiculaire àmn, se détermine comme suit:

Les deux triangles semblables abc et m no donnent :

P:F = ab:ac; d'où, P'=P^.

ab

La même opération étant répétée pour tous les autres

éléments de la demi-circonférence , la somme des efforts

perpendiculaires à mtij ou au diamètre 2r, sera :

I{ac+a6+ac+....)^l-.^r ab ab

tefois le lecteur désire obtenir une exactitude complète, il lai Bufflra dé poser, dans la formu le, D = ^ j- 2 e , d'où :

Faisant , pour abréger : 750 H. tg^ — = A, on aura :

e^{E^4k)-4kde-\-kd*^o:

2dk±d\/sk*-kE; d'oûe== ^—^-^

puis, mettant la valeur de k sons le radical,

2dftdb5dtg^ y/sonm-E)

E-ik

Si Tca rex-'i:* P ç'r sa ^I-cr, l'cfifort qui tendk écraser le cj.;-:.-r €-=: :c::ei.rr.ui pir : ûî» . i'.H. l»).2r

fi

= fl. 1000. «r

A cefc cbâ-^*, q -i =1* fût sentir sar îes deux sections da «oli'ie a'.r.'/.â::e d:» t la ha':*e::r est de l mètre et la base, ég':!e âl'^:c:55ei:r d; rcvètemec.?, es: opposée la résistance qu»: 1 :^ r.atriiriûux c ijipris iar^s c:s niêxes sections peuTent offrir par mè'.ri* ca: r i.

Si donc «? rep. cse.-iô 1 épaisseur dj revêtement et E, la rési5la:-ce par mèire cr;::é, oa a h re!a:':oa : ieô0fl.2r=r2^I-; 1000 ff. 2 r 1000 ffr ^""^= 3E.1- - £ ' Si , par surcroît d3 précaution , Fingénieur juge convenable d*avoir cgard à la pression de la colonne deau sur la surfjce extérieure du eu vêlage, il lui suBSra de faire, dans Féqualion ci-dessus, r=r'\' e et la valeur de e deviendra: lOOOg(r-f-g) 1000 if, r ^"~ E ~£— lOOOff

L'épaisseur d'une section elliptique devrait être un minimum aux exlrémiiés du grand axe, puis s'accroître insensiblement do manière h atteindre son maximum aux exlrémitésdu petit. Mais ces différences d'épaisseur n'ayant rien de pratique , l'usage est d'établir le calcul comme s'il s Agissait simplement d'un cercle décrit par le plus grand rayon recteur.

Les cuvehiges des districts rhéno-westpbaliens ont une section formée de quatre arcs d'un cercle de grand rayon qui se recoupent entre eux de manière à former unefigure régulière à quatre angles égaux. Dans ce cas, l'épaisseur de chaque arc doit être calculée comme s'il faisait partie d'un cylindre d'égal rayon.

eu VELAGES EN FONTE DE FER. 203

Résistance des matériaux de cuvelage.

Dans la ppatique, les matériaux, tels que le bois, les briques et les pierres de taille, ne doivent pas être soumis h une force de traction ou de pression permanente supérieure au dixième de celle de la rupture ou de l'écrasement. Quant au fer et à la fonte, pour les constructions de grande durée, il est d'usnge de prendre un quart, un cinquième ou mieux un sixième de la charge à la rupture.

Les tables suivantes contiennent l'indication des charges qui cnl produit l'écrasement ou la rupture de divers matériaux, d où il est facile de déduire les coefficients de résistance ou les valeurs de E :

Expérlenectt anglaUcs.

Bois. par mètre carré kilog.

Prône 6.300.000

Hêtre 6.600.000

Bouleau . . . • 4.500.000

Orme 7.240.000

Pin rouge 3.780.000 ^ 4-060.000

Id. Jaune d'Amérique .... 3.800.000

Mélèze 3.920.000

Chêne d'Angleterre 7.030.000

Id. de Dantzig 5.420.000

Id. rouge d'Amérique . . . 4.220.000

Matériaux de maçonnerie. Briques rouges tendres. . . . 387.000 A 560.000 Id. résistantes et dures. . 773.0C0

Id. réfractaires 1,195.000

Granit 3.866 000 & 7.733.000

Calcaires, marbres 3 8G6.000

Id. granuleux .... 2.800.000 à 3.163.000

Grès compacte et dur .... 3 866.000

Id. ordinaire 2.335.000 à 3.098.000

Id. tendre 1.548.000

Ciment de Portland 1.656.000

Métaux.

Fontes de qualités variables. .35.500.000 à 92.100.000

Id. en moyenne 68.800.000

Fer forgé 25.450.000 à 28.100.000

iOi CIIAPITRIÎ II. — IX* SECTION.

Expcrlcncctt françaises et bclgea.

Bois, par xnôtre carré de surface, kllog.

Chêne : 6.000.000 à aOOO.OOO

Sapin 6.000.000 7.000.000

Sapin des Vosges 4.000.000

Pin silvestre des Vosges ..'..... 12.480.000 Frêne 12.000 000

Id des Vosges 6.780.000

Orme . 10.400.000

Id. des Vosges 6.990.000

Hêtre ; 8.000.000

Maçonneries.

Briques dures et fort cuites 1.500.000

Id. rouges 600.000

Id. rouge-pâle 400.000

Id. vitriflées 1.000.000

Id. namandes tendres 180.000

Pierres calcaires.

Pierre à tissu arénacé ou sabloneux . . 940.000

Id. id. oolitique ou globuleux. . 1.060.000

Id. Id. compacte, lithographique 2.850.000

Marbre noir des Flandres 7 900.000

Lave dure du Vésuve • . 5.900.000

Id. tendre de Naples 2.330.000

Calcaire dit petit granit 5.000.000

Mëtaiix.

Tôles en fer 36.000.000 à 41.000.000

Les substances les plus en usage pour les revêtements étanches sont: le bois de chêne, les briques, les calcaires et la fonte de fer, auxquelles on attribue pour coefficients respectifs: 500.000, 120.000, 280.000 et 6.000.000 kilogrammes.

Il existe pour chaque espèce de substance une limite de profondeur au-delà de laquelle la force de résistance devientinsuffisante. Ainsi pour les maçonneries en briques, dont le coefficient est de 120,000, il est évident que leur résistance sera annihilée par la pression d'une colonne d'eau

d*an mètre carré de section, agissant à une profondeur de 120 mètres. Maïs ce terme peut être dépassé à cause de la latitude obtenue par la réduction à un dixième de la force absolue de résistance à Técrasement.

Le calcul des épaisseurs à donner aux cuvelages ne comprenant pas d*éléments relatifs à la stabilité des constructions, aux défauts éventuels des matériaux et à la ré* sistance quils doivent offrir aux chocs accidentels, donne quelquefois des résultats trop faibles lorsqu'ils doivent sappliquer à des parties de revêtement gisant à de petites profondeurs au-dessous du sol. Aussi a-t-on établi pour chaque substance un minimum d'épaisseur au-dessous duquel il ne faut jamais descendre , quelle que soit d'ailleurs la charge. Ces minimum sont: pour lebois 0.15 m.; les briques, 0.20 à 0.30 m. ; les pierres de taille, 0.20. et la fonte, 0.012 m.

Modifications relatives au passage des sables aquifères par palplanches.

Les couches de lignite de la Saxe prussienne sont partiellement recouvertes de formations tertiaires arénacées et aquifères , en sorte que le fonçage des puits par palplanches est uneopération à laquelle le mineur doit souvent avoir recours. Comme, dans ces circonstances, les accidents les plus à craindre sont les afflux d*eau et de sable jaillissant du fond de Texcavalion, le mineur a songé à s'en préserver par des masques horizontaux installés sur le front d'entaillement. Ces masques, planchers ou pavages ( Yertœfelungen) sont de diverses espèces :

Ce sont ordinairement des madriers jointifs, divisés en un certain nombre de compartiments et disposées transver-

206 CHAPITRE II. rt* SECTION.

salement dans le puits, de manière à en recouvrir le sor^" on les maintient, soit par des poids, soit par des étais qui ^ appuyés sur eux , viennent buler contre le dernier cadr^^ de la série. Lorsqu'il s'agit de procéder au fonçage , les*! mineurs ouvrent alternativement chacun des compartiments ^ pour en retirer le sable et les referment aussitôt. On J place ordinairement des lits de paille sous les madriers, afin de s'opposer aux irruptions du terrain.

Plus récemment, on a fait consister ce masque en une plate-forme munie d'ouvertures pratiquées aux extrémités et faciles à fermer. La plate-forme, qui recouvre tout le fond du puits, est aussi étagée contre le dernier cadre du boisage. Lorsqu'on a enlevé le terrain , les poids dont la plate-forme est chargée déterminent la descente uniforme de celle-ci.

Un troisième procédé pour garantir le sol, consiste & le recouvrir d*un lit de billots ou tasseaux formant une série de compartiments réguliers.

Ce procédé, avantageusement employé à la mine Concordia, près de NachtersteJt, et à La Réunion ^ de Crislophe Friedrich, près de Hornhausen, est indiqué dans la figure 17 de la planche VII.

Des blocs de chêne ou de sapin , de forme parallélipipède, de 0.26 à 0.30 m. de largeur sur 0.30 à 0.40 m. de longueur, sont préparés, puis percés, en leur milieu, d'un trou de 0.05 à 0.06 m. de diamètre; on élargit ensuite ce trou, on le transforme, avec le ciseau, en un entonnoir auquel on conserve la forme cylindrique sur une hauteur de 75 millimètres. Les tasseaux , auxquels il convient de donner une grande solidité, afin qu'ils puissent résister aux chocs du mouton, sont armés, à leurs extrémités supérieures, de bandages en fer et, par dessus, d'un sabot de même métal. On les juxtapose, en plaçant vers le bas

Fouvertore la plus large, puis on les enfonce à coups de xnouton avec interposition. d*une pièce de bois. Le choc force Veau et le sable à traverser les trous de bas en haut, en sorte que le liquide est conduit goutte à goûte et réglé k volonté. Lorsque le sable est trop serré dans le passage, il suffit de le dégager à Taide d*une tarière ou d*un instrument semblable à une spatule.

Pour que la pression du sol ne soulève pas les billots, on les étaye contre le dernier cadre du boisage aussi longtemps qu on ne procède pas à leur enfoncement.

On exécute le fonçage à partir du milieu du puits, afin de former un puisard dans lequel plonge l'aspirateur des pompes, puis on enfonce successivement, de0.13ù0.15 m., chaque ligne de tasseaux. Lorsqu'on emploie le masque conjointement avec les palplanches, on entaille en biseau, suivant la divergence des palplanches, les billots en contact immédiat avec les parois du puits. Quelquefois, pour rejoindre la paroi, on inserre, entre les billots extérieurs et la ligne de ceux qui sont en contact, des coins d'une forme particulière.

Les exploitants de la mine de lignite Columbus de Hammersleben (Saxe prussienne) se sont servis avec avantage de palplanches doubles (fig. 10 et 11) reliées les unes aux autres de façon que leurs joints se recouvrent mutuellement. Dans ce système, il ne se produit pas de fuites et aucune venue d'eau ne se fait jour sur les parois. Ces palplanches, qui pénètrent mieux que les autres dans le terrain, sont conduites pendant leur descente, à l'aide de moises verticales fixées par des crampons. On les enfonce au moyen de masses de 9 à 10 kilogr. dont les angles sont abattus. Quelquefois on emploie un mouton pesant plusieurs quintaux métriques, qui se meut sur une poulie et entre deux coulisses, faciles à transporter d'un point

sur un autre. Le mouton est disposé de manière à rencontrer chaque fois la tête delà palplanche suivant la verticale. La corde du treuil se noue par un bout au mouton et par Vautre, à Tun des bois du revêtement du puits. La poulie se rattache au mouton par un crochet. La hauteur de chute est d'environ 1.55 m. Enfin on détache le crochet de l'oreille en donnant un petit choc à sa poignée.

Les vibrationsproduitespar le mouton sur les pal planches sont un inconvénient qui a engagé les mineurs à se servir plutôt de crics d'une grande solidité. On les place de manière que leur base repose sur la tête des palplanches tandis que leur talon vient buter contre les cadres inférieurs.

Le mineur cherche, autant que possible, h enfoncer les palplanches de toute leur longueur; mais la plupart du temps, il doit se contenterde les chasser de 0.94 à 1.24 m. et de creuser ensuite le puits, ce qui permet de placer un cadre. .

Autres modifications relatives au fonçage des puits à travers les sables aquifères.

Certaines zones des terrains boulants qui recouvrent les gisements de lignite de la mine de Beust , près de Grùnberg, district do Waldenburg, opposent de grands obstacles aux percements des galeries par palplanches. Il y a peu de temps encore, les mineurs appliquaient un bouclier en planches contrôle front d'enlaillement ; mais comme il cédait sous la pression des sables , on jugea convenable de substituer à ce mode de revêlement un système de caisses en bois juxtaposées et serrées les unes contre les autres. Ces caisses, que Ton poussait en avant par des vis de pressions, avaient une longueur de 0.48 m. et 0-24 m. de

CllVELAGES EN FONTE [Mi FER. 209

largeur et de hauteur. Ultérieurement, dans le but d'augmenter la durée, on remplaça le bois par du fer.

Cette disposition rappelle les picots employés, à la mine de la Louvière (Centre du Hainaul), au revéleraent du front d'entaillement d'une galerie , dans des circonstances ana- \ogues et peut-être plus difficiles encore.

Les lignites de la partie orientale du district de Halbcr- «todlsont recouverts de stratifications ébouleuses apparlenani à la formation tertiaire qui exigent aussi un travail par palplanches pour atteindre le gite, objet de fexploitation. Comme, dans ces conditions, le choc de la masse produit des ébranlements dans tout le revêtement, à la suite desquels le sol et les parois des excavations livrent passage à des afflux d*eau et de sable, les exploitants de ces localités ont imité ceux de Hammersleben, en remplaçant la masse par un cric. Ce procédé présente encore cet avantage qu'on peot à volonté, suivant le besoin du moment, imprimer à b palplanche une direction verticale ou oblique en appliquant le talon du cric sur le milieu ou sur l'un des côtés de la tête de cette palplanche. En outre, les têtes des palplanches ne sont plus exposées à se fendre, à se briser ou i voler en éclats.

Dans le même district de Halberstadt, les mineurs poussent au fond du puits un puisard plus étroit que Texcavalionety installent un coffre en bois ou en tôle. Le niveau d'eau ainsi abaissé facilite le fonçage ; de plus, le puisard , recevant l'aspirante des pompes, livre à celles-ci de l'eau assez pure pour éviter la majeure partie des embourbages et des obstructions (i).

(1) Prettii. Zeittchrift, Band. VIII, Seite 21.

210 CHAPITBE n. X* SEcnos.

JL- SE€TI#!I.

PASSAGE DES SABIJIS BOCI-CrrS ET ACdltUS.

Fonçage au moyen d'une i»y%r descendante i \

niveau riJ<r • .

Le fo&;a^ des paiis. i r^i-îc îe ^iurs « xAcoonm d/h:<:ii2nus, a ùit rececinrw: ii pu»fs ir:^?^ diosks dismets rh»îso-wes:j:ialei5. L"=ïi5e:i2:.e iâs cçiéntioos «î rcîîé le d^at* q::'i=;re: >i5 : mis Jis TerdfCîîicaenients ic d-iall e: les sl:^: .if 2^^:15 i.i: :eï nxi^i jm àé Ich^^t x^lirL: i'cb*^-ir Tiv-f::-^;- îi jr.-^c-i:.

Lh mir^e::? fe'ccs '.>:4.'::r5 zc:*>.^^z: siL-nzi'pis ca-

rc<\^ i/.-i ::.: •^:i:/;^s i ic ^^rri i^.^ -^ rrescrweni d^ iii-îwîi : : -ép J-€: l^einl.L-srvjf eTr/isie ie celles^ céi^i^, 'i! ;.^cv/.'':^5 p^r z^::f. m lit: ies ^dôneots

ap:!.;-^ 4-1 .:.:-':iés «i* £iijf 5^ri-:C-i:« xig-iani: avec des stra::d:a*-:i.^ :e relies riiLiis. ri:":^* ine 'a iLi»;ociierie te pZQ-^iL': 1 :.'^ p-ri^::^ pi? sm 3ci*î< s*ui . i au: tn- VI— ^r 1^ p!: c; i .a p«:ji:cr:llc. îtu? iiiiî ::e :is rinter-

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÉRES. 211

]^ition de ces lits ordinairement imperméables réduit le nombre des sources qui affluent simultanément dans Texcavation.

Le terrain que devait traverser le second puits de la lûne de houille de Hansa, près de Dortmund, a 16.30 m. depuissance et est composé comme suit :

Argile ou terre glaise {Lelim) m. 2.50

bble argileux boulant (F/ie6'5) » 3.76

W. désagrégé et aquifère » 3. 14

Id. grossier et alternant avec des lits de marne. » 5.65 liroe plastique » 1 .25

Marne solide puis terrain houiller :

La puissance des lits de marne intercalés dans les sables ^âève jusqu'à 0.15 et 0.16 m. Le volume d*eau maximum ntde 15 mètres cubes par minute.

Le puits, d'un diamètre définitif dans œuvre de 6.12m., tété foncé à niveau vide. La première excavation a dû mesurer 9.40 m. afin de concentrer les diverses enceintes <le maçonnerie. Cette énorme dimension se justifie coipme mit:

Diamètre dans œuvre du puits définitif ... m. 6.12 Berétement du terrain houiller. Épaisseur double

de! i/i brique » 0.83

Idem dans les marnes » 0.83

Tourdescendante de 2 i/2briques. Épaisseur double » 1.36

Uem vers le haut de la tour » 0.26

A la surface a été installé un échafaudage dans lequel on

aâitentrer des bois en grume,afin de pouvoir les appliquer

oltérieurement à d'autres usages. Deux semelles reçoivent

les montants et offrent une longueur telle qu'elles dépas*

212 CHAPITRE II. — X* SECllOK.

sent les limites possibles d'un affaissement de terrain. * échafaudage comprend deux éiages situés Tun à 6.27 et l'autre à 9.40 m. au-dessus du sol. Le premier et porte les varlets de la pompe et le second, les molettes, nord, est établie la machine à vapeur d'épuisement; sud, celle d'extraction ; à l'est, le cabestan destiné au m tageetaux réparations des pompes et, à l'ouest, la marg( ou plancher de réception, accompagné de voies de roak

Construction de la tour descendante

A la base de la tour, se trouve la trousse ou si tranchant (PI. VII, fig. 12 et 13). La trousse est de fo triangulaire ; elle se compose de dix segments en f assemblés à vis par leurs faces latérales. Ces segm portent deux couronnes en chêne attachées au moyei boulons; elles ont pour but de consolider l'organe € porter sa largeur à 0.68 m., espace nécessaire pour h 2 1/2 briques d'épaisseur.

l!a stratification de glaise qui ne contient pas d'eai creusée en forme d'entonnoir à talus fort incliné, jus 0.15 ou 0.20 m. au-dessus de la télé des boulants, descend la trousse au fond de l'excavation et l'on pro à l'installation de la tour.

Sur le contour extérieur de la première couronne clouées des planches minces et étroites qui , égalei fixées à deux rouets installés au-dessus,forment une t cylindrique propre à faciliter le glissement de la tourc( le terrain et à diriger les maçons dans leur travail de plissage. Ces planches ont une longueur de 3.14 m.

La tour descendante se compose de cinq tronçon repril^s de même hauteur que les planches. Pour é

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQriIÈRES. 213

qu'elle ne soit retenue par les aspérités du terrain et pour que celui-ci contribue à la descente par une pression verticale, la tour reçoit un talus extérieur de 0.13 m. sur la bauteur totale, en sorte que le diamètre supérieur de eliaque tronçon est moindre de 0.052 m. que celui de dessous, ce qui , pour les cinq reprises , donne le jeu de 0.26 m.

Pour préserver la maçonnerie des solutions de continuité que les oscillations de la descente pourraient y déterminer, chaque reprise est fortement reliée avec la trousse par des boulons verticaux, passant par les milieux des segments. Ces boulons, prolongés au-dessus des planches s'appuyent ptrun talon sur des plaques en fonte que reçoit la première couronne en bois et sont fixés par des écrous engagés ii leurs extrémités au-dessous de la trousse.

On construit le muraillement avec des briques dures et bien cuites et un mortier composé de chaux hydraulique (3.6hectoI.) et de trass sec (6. 2 hectol.) délayés dans 22 bcctolitres d'eau.

Des tuyaux en fonte de 0.08 m. de diamètre, dispersés dans la maçonnerie permettent à l'eau qui se trouve denière le revêlement de s'écouler dans l'intérieur du puits ; ainsi Ton évite la tension que le liquide produirait derrière la maçonnerie et d'oîi pourrait résulter Técouleraent subit du * sible par dessous le sabot tranchant.

Lorsque la reprise est entièrement murailléc, on installe un cylindre en planche et la maçonnerie se poursuit jusqu'un peu au-dessous des extrémités filetées des boulons. Là on place des plateaux en fonte , de mêmes dimensions que ceux de la trousse ; puis, au-dessous, des ancres horizontales sur lesquelles viennent porter les écrous. Ces ancres sont des barres de fer méplat destinées h relier les boulons entre eux, afin de prévenir les disjonctions verli-

cales qui pourraient avoir lieu dans la maçonnerie» même que les boulons s*opposent aux fissures horizontal Les saillies des pas de vis au-dessus des écrous senren attacher la seconde série de boulons.

Ces opérations se répètent à chaque nouvelle repi jusqu'à ce que la tour soit arrivée à la hauteur voulue.

Descente du revêtement.

Lorsque la trousse fut installée au fond de Texcavat pratiquée dans les argiles asséchées de la surface, i se trouvait à une distance verticale, au-dessous de l'éfc inférieur du bâti, qui permettait de lui superposer imméc tement deux reprises. Celles-ci, eny comprenant la trous formaient une hauteur de 6.90 m. Alors commença le cr sèment des sables dans lesquels la sécheresse si rem quable de Tété de 1857 permit de s'enfoncer de 1.88 j sans avoir recours à l'épuisement des eaux.

A cette époque on interrompit les travaux; puis on reprit au bout de quelques mois, en fesant fonctionner i pompe de 0.26 m., qui épuisait des venues de Shectolit d'eau par minute. La tour descendit régulièrement de 0. m. par jour. Mais comme le travail n'avait lieu que pend la journée, le boulant , foulé aux pieds et transformé une boue visqueuse , prenait ensuite , par le repos de nuit et grâce â l'influence de la sécheresse , une cons tance qui permettait de Tenlever facilement à la bêche.

Le sabot ayant atteint le banc de sable pur , une m velle reprise fut muraillée ; mais , malgré l'augmenlati de poids résultant de cette superposition, la tour cessa descendre. On attribua ce fait aux argiles qui, desséchi par l'action des pompes, adhèrent en vertu de leur pi

PASSAGE DES SADLES ROULANTS ET AQUIFÈRES. 215

licite aux parois extérieures de la tour, en sorte que eelle-ci reste suspendue dans Texcavation, malgré Textrac* tioii des sables de l'intérieur.

Lexpérience d'un premier puits avait fait connaître qu'un creusement, porté plus avant dans la profondeur, forçait la tour à se détacher des parties flottantes; mais on savait ttssi que des affouillements se produisaient derrière le levêlement et se propageaient à distance. Comme il importait d'éviter ce danger, voici le procédé que Ton mit en œQ?re:

Les mineurs cessèrent d'excaver à l'intérieur du puits et se mirent à creuser une cavité annulaire à l'extérieur de h tour, dans le sable boulant asséché par l'action des pompes, qui s'emparaient des eaux à mesure qu'elles s'écouhientà travers les tuyaux. Cette cavité fut revêtue de trois cadres octogones et de palplanches ou de picots de garnissage. Ces cadres, reliés par des tringles en fer, furent suspendus à un autre cadre composé de sommiers et reposant sur les quatre semelles de l'échafaudage. Après s'être ainsi présenté , par un revêtement extérieur , des iffouillements de l'argile et du sable argileux, après avoir empêché les frottements de ces stratifications contre la tour en maçonnerie, on continua le fonçoge du puits à travers le banc de sable désagrégé, dans lequel le revêtement pénétra en moyenne de 0.26 m. par poste de 6 heures.

La tour avait une hauteur de 12.55 m. lorsque sa base atteignait la tête du sable grossier et venait reposer sur

tmlit de marne de 0.052 m. d'épaisseur. Ce lit, qu'elle M put traverser malgré son poids qui s'élevait à 350 tounnes métriques , dut être entamé au pic et à la pointerolle; alors elle put poursuivre sa marche descendante à travers la couche de sable à gros grains agglutinés, dans

laquelle sont dispersés des blocs de marne de 0.60 m. de longueur sur 0.10'à0.15 m.d*épaisseur. Mais pendant que la tour en maçonnerie pénétrait dans cette stratification, leau qui sortait par les tubes de dégorgement entraînait^ des sables du banc situé immédiatement au-dessus et ]^-

formait des affouiilements dangereux. Les argiles de recou-^

vrement se maintenaient en place , il est vrai , mais leiL^mr écroulement était à craindre dans le cas où les cavités dâ;^ sables augnaenieraient de capacité.

Le travail dans le puits fut donc de nouveau suspendiii et l'excavation annulaire qui enveloppe la tour fut a-p- j profondie jusqu'au petit lit de marne et revêtue de trois i nouveaux cadres octogones. Les palplanches introduites derrière ces derniers livrèrent passage à reau,mais s'opposèrent à la sortie des sables. Alors le travail reprit son cours, sans que Ton eût plus à craindre de nouveaux éboulements, et avança régulièrement de 0.31 à 0.47 ^^ par journée de 12 heures. •

Lorsque le fouçage eut atteint le milieu de la coucha ^ sable grossier, un éboulement, qui se produisit dans Tcxo^' vation extérieure, rompit le boisage en divers points. C^s dégâts furent promptement réparés ; mais comme une f<^^^ pression agissait encore sur les cadres et les palplancb^^» ce qui faisait craindre un nouvel éboulement, on coflo^^^ rcspace annulaire avec des fragments de briques, en^^^ lesquels la tour pouvait facilement glisser.

Le percement prit de nouveau une marche régulièr^'^^ Les tuyaux de dégagement logés dans la maçonnerie rc:^ tèrent ouverts, afin de supprimer complètement la pressic^^ extérieure, et le sabot pénétra, sans autre empêchement' dans la marne tendre et plastique.

La trousse, qui jusqu'alors avait élé recouverte desable ^ ne devant plus pénétrer en vertu du poids de la maçoimO'^

PASSAGE DES SABLES BOCUNTS ET AQUIPÈBES. 217

rie, fut mise h découvert ; pour éviter les affouillements, on dégagea soigneusement les tuyaux de dégorgement inférieurs, afin de déterminer un fort courant deau. Puis des dépressions successives, produites d'abord au milieu du puits et portées peu h peu h la circonférence, provoquèrent la descente de la trousse. La trousse, après avoir franchi les marnes tendres, arriva sur une autre stratification de même nature, relativement solide, où elle fut arrêtée.

Ce travail descendant, qui avait alors une profondeur de 16.30 m., avait exigé trois mois; commencé au milieu d'octobre 1837, il était terminé à la mi-janvier de 1858. Et notons que Ton a chômé la nuit, les dimanches et les jours de fête.

Alors on tamponna les tuyaux et la colonne d'eapséleva derrière la maçonnerie. Le revêtement se trouvait dans le meilleur état et il ne s*était produit ni rupture , ni la plus petite lézarde dans la maçonnerie.

Tubages en bois, descendants, à niveaux pleins-

Un revêtement de cette nature a été appliqué à l'un des puits de la mine Maria, à Hœngen, district de la Wurm,

On avait reconnu, par un trou de sonde de 0.30 m., le terrain de recouvrement que devait traverser l'excavation. La puissance totale de ce terrain est do 43 mètres et les stratifications qu'il renferme se divisent en deux séries; Tune, de 14.10 m., se composa de sable à gros grains, de graviers et de cailloux roulés, appartient h la formation diluvienne et ne contient pas deau ; l'autre, de 28.90 m., offre de fréquentes alternatives de sables purs et de sables plus ou moins mélangés d'argile ou de glaise et quelquefois

de débris de lignites. Ces stratificntions, du terrain tertiaire » renferment des sources abondantes.

Le puits en fonçage , quoique devant être affecté à I^ circulation des ouvriers et à Tépuisement, n'a que 1.65 m . de diamètre.

Le tubage, destiné h pénétrer dans les stratifications éboulantes et aquifères, se compose de douves de sapin , dont l'épaisseur, de 0.24 m. à la base, se réduit successivement en remontant à la tête de niveau , oii elle n'est plus que de 0.15 m. Afm de se soustraire à remploi d'un trop grand nombre de manchons ou anneaux de raccordement, de prévenir les fissures et les inflexions du bois, et surtout d'éviter les déviations du revêtement hors de la perpendiculaire, on a porté à 7.83 m. la hauteur des douves appliquées aux cuves inférieures qui doivent marcher en avant. Les joints compris entre les surfaces de contact de deux cuves successives sont fermés par des anneaux en fonte h double rebord, dont l'un, placé à Tintérieur, a une hauteur de 0.40 m., Taulre, à Texlérieur, 0.10 m. seulement. Entre ces rebords sont encastrées les extrémités des douves. Les anneaux sont reliés entre eux et avec la trousse par des tirants et dos écrous noyés dans le bois aux extrémités de deux diamètres à angle droit. Les douves , soigneusement rabotées et ajustées au tour, sont solidement fixées dans les cavili's comprises entre les deux rebords, afin d éviter Tinlerposition de toute espèce de garniture. Enfin une trousse coupante, en fonte, h section triangulaire et munie d'un talon d'assemblage est installée à la base du revêtement, quelle précède dans le terrain. Sa hauteur est de 0.47 m.

La descente du tubage a eu lieu comme suit :

La trousse coupante, surmontée d'une cuve, est installée au fond du puits creusé par palplanches h travers la pre-

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÈBES 219

mière série des stralifications asséchées, voisines de la surface. Le terrain est enlevé à la drague. Dès que Texca- Tation est parvenue de 1.25 h 1.60 m. au-dessous du sabot tranchant, si le sabot nest pas descendu spontanément, des leviers et leurs vis de pression, installés sur la tête de la cuve provoquent la descente de celle-ci. Parfois les stratifications assez consistantes exigent Tappli cation ,audessous de la trousse, d'un trépan élargisseur; d'autres fois, dans les terrains très-mouvants, il a fallu, pour se préserver des éboulements , faire Texcavation après le boisage et ne creuser qu'après avoir exercé la pression sur le sabot.

Quatre cuves suftîrenl pour atteindre les schistes houil- 1ers, dans lesquels le trépan élargisseur fonctionna jusqu'à une profondeur de 1.25 m., qui permit de loger la base du tubage et de la relier avec une stratification relativement solide. Alors oa remplit de béton le fond du puits jusqu'à une hauteur de 1.88 m. Ce béton, qui parvenait à destination dans une caisse en bois bien fermée, avait pour composition, en volume : deux parties de trass, deux de chaux hydraulique et une de fragments de briques de la grosseur d'une noix. Au milieu de cette couche on introduisit un cylindre en tôle de 3.76 m. de hauteur et de 1.50 m. dans œuvre, qu'on acheva de remplir de béton, en prolongeant ce remplissage dans la cuve en bois, sur une hauteur d'environ 0.60 m. Un bloc de bois, de 0.15 m. d'équarrissage, d'une longueur égale au diamètre de l'excavation et muni d'une tige de manœuvre , servit à comprimer le mortier hydraulique et à le faire pénétrer dans tous les vides et principalement dans re>pace compris entre la base du tubage en bois et le cylindre en fer. Ce procédé pour relier la base du cuvelage avec la roche a déjà été décrit dans la première partie de cet ouvrage.

Après trois semaines , temps indiqué par l'expérience

23'* riIMMTRE II. — X" 5KCTI0X.

j<uT que le béton acquière une certaine dureté, on épià^&»*ak

^r eoux à la tonne. Alors le pic et la pointerolle ayant & ^é :;;'iqués à rentaillemont du trass h l'intérieur du puits, ^e :.J:C-|g^ dans la roche solide continua par les procéS^«^ r-rdir.aires.

I>:fi revêtemeîits de celle cspè-i'e sont moins coûteux qm^Jie es tub;iî;es en fer. Mais ceux-ci sont plus faciles à étab/ Jr ihïi^ los i'?rrains mouvants d'une grande puissance. S * •:»;vifnl nécessaire de faire passer une colonne à travei '^ viuAt qui lespréd'd?, le diamètre du puits subit une réduc^^^^^ •. on moindre par remploi du fer que par celui du bois. Le ^^^^^

•iri'jves se pourrissent assez prompîemenl sous l'influence ^^ ..^

•:u courant d'air qui a parcouru les travaux. Enfin il arriva .{ueiquefois que ks douves se déplacent ou se rompent. '^ , La mire Maria, dont il est question ici, a fourni un exemple^ «:e cet accident. Il en sera tait mention dans Tun des' paragraphes suiva:jt>.

Tours, descemhmtes en maçonnerie, cuves et bois eî eu ln!e et cuvclnges en fonte de la min^ (le Ruhr-ct-Rhiu.

Le foncage exécuté derri^roment dans les terrains qu^. recouvrei.l la f'>rmalic»n houillère située au-dessous ducoLV îluent «le la luihr et du Rhin a traversé SI m. de terrai d'clluvion et de îerialn créiaeè ava::t d'atteindre la houilU

Le pMcemeiu a eoînmenjé par la descente d'une toi tn maroî^-erie a un diamètre intérieur de 8.40 m. et d'us ♦ paissciir de O.S l ni. ; les t'roiiomenis contre le terr ;iyai.i an êtt* colle p: emière loi::* à une profondeur de 23. ^^

•!!., uî.e autre lour oonoor.irii]'îe lui vint en aide dana*' ^^

! ut de prolonger rexi'a>alioîi;i:sqi;*à un banc d'argile (^'^^^

PASSAGE DKS SABLES rOCLAXTS ET AOL'lFKHES. 221

l'an "savait devoir exister un peu plus bas. Celle seconde

tour*, dont le diamètre était de 5.80 m. et Tépaisseur, de

O.S£5 m., descendit à 7.80 m. au-dessous de la précé-

dent.6, ce qui portait la profondeur totale du puils à 31.50

m . IMais on ne put aller au-delà.

K^es trousses cbupantes de ces deux tours ayant été <^^>ï^^ traites d'une manière aussi simple que solide, il con- '^ï^rfc^den dire ici quelques mots. La première — par ordre ^^ <:iate — est en bois; la seconde, en fer.

t— ^ trousse coupante en bois (PI. VII, fig. 15 et 15 bis) *^ c^ompose d'un couteau ou sabot auquel sont superposés ^^'■^cgi^ rouets. La largeur des rouets s'accroît en avançant

^'^"■^^ le haut et leurs segments sont disposés de manière

^'^^ les joints verticaux correspondent aux pleins. Tous

^^^■^ ^ reliés par des chevilles puis traversés, d'outre en

^^ ^ '■^«1 par des boulons dont la partie supérieure, filetée, se

^*^^^^ dans une douille taraudée de gauche h droite, sur la

^^^^ ornière moitié de sa hauteur et de droite à gauche, sur

^'^^ ^re moitié; c'est dans la seconde moitié de cette douille

^^^ ^ viennent se visser les extrémités inférieures des ancres

^^ binées à consolider la maçonnerie. Ces ancres sont as-

^"^^^^ liées entre elles, bout à bout, par des douilles à

^^^^^T)le écrou, semblables aux précédentes et dispersées

^^^ la hauteur du muraillement. Une chemise de planches

^^^ilite la construction de là muraille, à laquelle elle sert

^ xnoule, et prévient un frottement trop rude contre le

^^^rain.

Tua trousse coupante de la tour intérieure est en fonte ^^ fer (PI. Vil fig. 14). Elle se compose de trois rouets ^ivculaires superposés et formés eux-mêmes de segments Téunis par des boulons latéraux. Le rouet de dessous constitue le couteau ; celui de dessus sert de base à la chemise et à la première douille à double écrou. Ces trois pièces

222 CHAPITRE 11. X* SFXTION.

sont reliées entre elles par des boulons verticaux ; des ancres assurent la maçonnerie contre toute rupture.

On ne peut entrer ici dans le détail des tribulations qui furent causées pendant la descente des tours parraffluence des eaux, des sables et de la boue ; il suffit de savoir que, dans lorigine, le travail se faisait à niveau plein ^ c'est-àdire que les eaux se mettaient naturellement de niveau dans le puits; mais, à une assez minime profondeur, la manœuvre de la drague devint si pénible qu'il fallut avoir recours à un épuisement partiel, au moyen de tonnes, afin que les ouvriers pussent s'installer sur des paliers plus rapprochés du point d'attaque.

La seconde tour s'était donc arrêtée, ainsi qu'on Ta vu, sur une stratification argileuse et refusait d'avancer ; comme elle était percée, à sa base, de gargouilles ou buses destinées à donner un libre passage aux eaux et diminuer la pression latérale, comme ces gargouilles étaient ouvertes et qu'il ne pouvait être question d'enfoncer une troisième tour, le premier travail auquel on se livra fut de boucher les gargouilles et d'atteindre la couche d'argile immédiatement inférieure, qui, présumée suffisamment étanche, semblait devoir faciliter le fonçage ultérieur du puits.

Les opérations longues et coûteuses que Ion entreprit à cette époque n'offrant pour la plupart qu'un intérêt local ne peuvent être ici l'objet d'une exposition détaillée, mais seulement d'une esquisse fort rapide.

On projeta une couohe do gravier au fond du puits, afin d'arrêter les sables tout en laissant filtrer les eaux, que l'on épuisa avec des pompes. On recouvrit ces graviers de madriers jointifs maintenus par des poussards verticaux dans le but de s'opposer à des soulèvements de bas en haut. Puis on imagina de supprimer les palplanches ordinaires et d'enfoncer à coups de mouton une cuve, de 5.34

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUlFÈnES. 223

m. de hauteur, formée de douves de bois et cercltîe en fer. Elle se trouva dans un sol formé de sable et de gravier et fut suivie d'une autre cuve dont la pénétration éprouva de grandes difficultés , la résistance augmentant avec la profondeur; enfin elle se dégrada complètement et perdit sa verticalité avant d'avoir atteint la stratification cherchée.

Dans cette circonstance, M. Meintzhausen, ingénieur de rétablissement, eut recours auxpalplanches en fer pour en former un cylindre d'une construction particulière.

Comme il est souvent nécessaire de lier le revêtement descendant avec le terrain consistant et imperméable, le lecteur trouvera quelque intérêt à la description de ce travail.

La cuve cylindrique (fig. 16 et 16 bis), d'un diamètre de 5 mètres, dans œuvre, est formée de douves, ou palplanches, en fer, de 3.75 m. de longueur, sur 0.21 m. de largeur et de 25 à 26 millimètres d'épaisseur ; leurs extrémités antérieures sont coupées en biseau et les autres sont munies d'oreilles qui servent à la manœuvre. L'une des tranches longitudinales de chaque pièce est recouverte, sur les deux faces opposées, de lames en tôle qui, formant saillies, donnent des rainures latérales, dans lesquelles s'engagent les tranches restées libres de la palplanche en contact. Cinq couronnes en bois, disposées à l'intérieur du cylindre, guident les palplanches dans leur descente que Ton détermine d'abord h coups de masse , ensuite par des presses, puis à coups de mouton.

Après de nombreux accidents, dus à l'excessive pression des terrains boulants, ce travail, exécuté à niveau vide, atteignit enfin son but et le revêtement pénétra dans la stratification argileuse si longtemps cherchée.

L'excavation ainsi rétablie en bon état , Tingénieur eut l'espoir de continuer le fonçage au moyen d'un cuvelage

224 CHAPITRE IL — X" SFXTION.

en fonte, composé de tronçons de 0.31 m. de hauteur et formés eux-méme3 de dix segments. La descente se fit à niveau vide, par douze vis de pression que manœuvrèrent trois ouvriers, pendant qu'on enlevait l'argile jusqu'au voisinage de la trousse coupante. Puis, lorsque celle-ci fut descendue de 1.60 m., le terrain devint assez compacte pour qu'on pût enlever le couteau et ajouter les tronçons à la base du cuvelage, au fur et h mesure du creusement.

Une fausse trousse avait été établie dans un banc d'argile solide; au-dessous, à une profondeur de 42.30 m., deux trousses avaient été picotées, l'une en bois, l'autre en fonte. Celle-ci était surmontée de manchons qui se reliaient avec la partie supérieure du revête:nent. Les ouvriers étaient occupés à calfater les joints du cuvelage , lorsque, tout-hcoup, l'eau et les sables firent irruption dans le puits et les sables mirent les pompes hors de service. Cet accident démontra la nécessité de changer complètement de système et l'on décida d'avoir recours au fonçage à niveau plein, avec cuvelage descendant en fonte et dragage (i).

Continuation des travaux par la descente, à niveau plein y d'un tubage descendant en fonte de fer.

Après avoir enlevé les planchers, les briques, outils, etc. qui encombraient le fond du puits, les ouvriers entassèrent des couches successives de mousse, d'argile et de gravier sur une hauteur d'environ 9.40 m. afin d'opposer une résistance suffisante à une invasion inopinée des sables.

(i) Ces détails sont extraits du journal des travaux, communiqué à l'auteur par M. l'ingénieur Plumât.

PASSAGE DES S.VBLES BOULANTS ET AQUIFÉRES. 2â5

Puis on descendit le cuvelage. Les tronçons de ce revêtemeotidont le diamètre intérieur est de 4.03 m., sont formés de dix segments de 0.94 m. de hauteur et de 32 millimètres d'épaisseur. Une trousse coupante les précède, composée de deux anneaux superposés dont l'épaisseur est de 40 millimètres ; en sorte que la trousse forme une sail- \ Se aoaulaire sur la colonne des tronçons, ce qui tend à diminuer le contact de ces derniers et du terrain. On com- Bença par descendre la trousse coupante surmontée d*un tronçon, (fig. 18 et 19), ces deux pièces liées entre elles et picotées; pendant ce temps, on préparait, au jour,d'autres tronçons , que Ton descendit ensuite à l'aide du cable de bmachine d'extraction ; on les superposa et boulonna sur b colonne déjà installée au fond de l'excavation. Ce montage, qui prit deux mois de travail, fut suivi du fonçage à niveau plein. Dans le commencement, des mouvements imprimés aux sables par les pompes eurent pour conséquence de déterminer, à deux reprises, la descente oblique du revêtement, dont le sommet vint s'appuyer contre l'ancien cuvelage. On pamnt, les deux fois, à réparer l'accident de la manière suivante: deux couples de moises transversales ayant été appliquées , l'une au-dessous du collier du cuvelage précédent et suivant la ligne de plus grande pente de la surface supérieure du tronçon, l'autre à l'intérieur de ce dernier, on les fit traverser par deux boulons filetés ; les écrous, en tournant, soulevèrent le revêtement par l'une de ses extrémités, pendant que deux vis de pression le refoulaient, de bas en haut, aux extrémités opposées. Voici maintenant les outils dont on s'est servi dans le

La drague (PI. VIII, fig. 2 et 3) coupe le terrain et recueille les déblais. Elle se compose d'un fort bâti , dont les fers d'angle sont disposés de manière à lui donner une

S26 CHAmiiE !r. — x" sectio».

rigidité convenable, et auquel on attache, soit des couteaux d*entaille, soit des sacs propres à recevoir les débris des stratifications. Ces objets se placent à volonté dans des positions variables relativement à Taxe de rinstrument.

Les fers d*angle sont assemblés de manière à former ao rectangle d*une hauteur suffisante pour qu'on puisse le guider suivant la verticale; d'autres fers sont ajustés suivant les diagonales et boulonnés sur la tige. La tige est en fer aciéreux de bonne qualité; sa longueur est de 6.4} m. et son équarrissage de 0.98 m. Les couteaux attacUi par des boulons aux fers d'angle de la drague sontè deux espèces et occupent des positions différentes. la uns sont horizontaux et se relient à la base de la dragoe; c'est à leur partie inférieure que se trouve le traochuL Les couteaux verticaux sont également fixés à la baseet ; le tranchant se trouve à leur partie latérale. Les uns A \ les autres sont formés de bandes d acier recourbées et ^ tranchantes sur une partie de leur pourtour. On prâfa les couteaux verticaux parce qu'ils entament mieux Ffl*- ; gile compacte.

Les sacs dragueurs varient quant à leur construction.

Les plus simples (fig. 4 et 5) employés aujourdloi conjointement avec les couteaux verticaux, sont faits detoile goudronnée, renforcés de lanières de cuir. L'ai des bouts est lié par une coulure au pourtour «du couieaa l'autre est simplement fermé par une ficelle qui traverse une série de trous pratiqués dans les lanières; quand le sac est arrivé au jour il suffit d'un coup de canif dans la ficelle pour ouvrir le fond et les débris tombent dans uM voiture.

Le sac eu forme de porte-monnaie^ imaginé par M. Mainlzhausen, différait du précédent en ce que la partie inférieure élait fermée par une armature analogue à celle des

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQCIFKUES. 227

porte-monnaie ce qui permettait de les ouvrir promptement. Vais Tarmature étant sujette h se détacher fréquemment, on a renoncé à ce système.

• Les tiges ont 6.28 m. de longueur et un équarrissage deO.lOm. Quoique faites d excellent fer, elles se sont foelquefois contournées en tire-bouchon , à cause de la résistance à la rotation qu éprouvaient les couteaux. Leurs assemblages sont à douille avec cale en fer.

Un guide circulaire (PI. VIII, fig. 1) est composé de deux demi-circonférences en bois , pouvant prendre un mouve- Bent de charnière autour de leur diamètre commun. Chaque aOe est suspendue à un crochet fixé sur latige. Lorsque les diaines sont détachées, le guide se replie pour pouvoir Ittser à travers l'orifice du puits. Le puits est recouvert demadriers; mais une ouverture longitudinale a été réservée pour le passage du guide circulaire. Pendant le travail, ecue ouverture elle-même est obstruée par un plancher à diarnière qui ne laisse que strictement le passage nécessaire à la lige; on soulève ce plancher à l'aide d'un contrepoids chaque fois que la drague doit entrer ou sortir.

Les couteaux latéraux ou élargisseurs sont mis en usage lorsqu'il denent nécessaire d'entailler leterrain au-desssous da sabot du tubage pour provoquer la descente de ce dernier. A cet effet, on ajoute à la drague deux couteaux latéraux, liés à des ressorts en bois qui tendent sans cesse iles pousser hors du puits. Pendant la descente, ils se tiennent rentrés ; mais dès qu'ils atteignent le dessous du sabot, ils sont chassés à rinlérieur et Ion peut pousser la eoapure aussi loin qu'on le juge convenable. Quand l'outil revient au jour , de même que quand il descend, les deux couteaux rentrent spontanément à l'intérieur du cylindre.

La drague fonctionne sous l'impulsion de chevaux conduits par un homme ; ainsi Ton peut suspendre instanta-

lèfliCTC !e maii^remaiL <çuiuii la résistance est trop forte, •*£ évitar *ifis ac^uiieiiQ Lm§«în!iux. ae 'pii serait impossible STÇc !a rorcii i-^eugre T loe nacâiiui i vapeur. Le manège iuspendu m tiiihie i ^ssncdoa âe comgpose (fane barre de ir «K ie -feux ixs i'mçe i'eiie* par une traverse. Les iiievairt *ia£ i:i*î*is i .'onrwniû^ -ie cîî» bras. La tige ccn- UTue «mauiniipii Le ncavOTumt i tout Tappareil ; il fart •ii^ae <:^'dîle âct: na rir»nme . peadoot la marcbe, en us

Léâ ipenu'icui ie irap;^* it i* percement oat été tn- -RTsees ris«z'Ti2iieâ ijfiroiiÀ?: ami^ les moTensi Paie

il m

•iesipei;} oa ^'esc ?ia<ii 3iaiL"i les oostadets reacoatréi •itant les mêmes rie «ui rii :iic été décrits en difers 30ÙU5 de «c 'i'rrize. il est iiaùle Centrer dans auesa aouveaa deiaL..

Pcor nciiorier Ii base ii cnvçlage ava: le terrain hosil* ^er, X- ]CaiiLitiii,iiecL f jora le iiibaç»» i «iesceadre dans une !oaehe le becoc. lev^rsee r œaliziemeat au tond do pnite. *"-ece iesoec-e :'-: i'iiord ec^w-ivée *jlc par la banqoelie :*^rï*e ai-icss«:a5 i'i ciiizeii . soie par le bëlon déjà lurr:i: maii apces -rielcie^ ; :'irs ie rnanœovres iaatilcs, Le Cib.^-*. >:ra"ge ie poils cocsiiènh.is. se mit en moav^menî ec vii: se placer 11 ziieu d'i becoc dans TexcavaiûQ. «^ L:ii était desuiêe.

Fr/neage, par Cair oypiprimé. à travers les graviers de la Meu^.

La ««xiécé Cookerill.à Serain^. avait àtoncer trois poiti destines, le premier à Textraction, le second à Fassëch^ meni des travaux et le dernier . an retour de Tair dans rafiESosphère. Ces puits, a\^m: d*at:eiridrele tarain houilkr,

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÈRES. 229

BOt à traverser environ 10 mètres d'argile et de gra- I grossiers alternant avec d*autres plus tenus. » travaux de percement eurent d'abord pour objet leresse du puits d*aérage, par les procédés ordinaires; comme les eaux affluaient avec une telle abondance quatre pompes ne pouvaient les épuiser, on résolut ployer Tair comprimé, qui, pour une profondeur aussi ne, ne pouvait avoir d'influence nuisible sur la santé mvriers (i).

s divers puits ont été successivement percés avec les es appareils. Les figures 12, 13 et 14 (PL VIII), qui se )rtent à Texécution du puits d'extraction, indiquent les s organes , que le lecteur reconnaîtra pour les avoir vus dans la première partie de ce Traité, s sas à air, A, est un cylindre circulaire en tôle, ) millimètres d'épaisseur ; le fond supérieur est relié, 'intermédiaire de six poutrelles ,66, avec deux soms D, de grande longueur, installés sur le sol. Ces relies faites de tôle et d'équerres en fer dont la section isente un double T, sont rivées au fond supérieur du qu'elles consolident, liées entre elles par desentres et entièrement couvertes d'un plancher de fortes

^68 morts violentes ne sont pas les seuls malheurs qu'entraînent ivaux exécutés avec le sas à air. Le séjour des mineurs dans une iphére dont la compression dépasse certaines limites altère si ment leur santé qu'ils ne font plus que traîner une vie languisdont le terme est une mort prématurée.— Ainsi à Streppy-Bracties, où la compression s'est élevée à 2 3/4 atmosphères, les ou- , auparavant jeunes, sains et vigoureusement constitué, ont sucement succombé quelques années après l'achèvement du travail, ju'on leur eût procuré une nourriture saine et fortifiante , des enta chauds et convenables , qu'on eût veillé à ce qu'ils ne se lent à aucun excès , enfin malgré toutes les précautions hygiéniit les soins véritablement paternels dont l'administration de la 68 avait entourés.

solives, jointives,à Texception de la partie correspondante au clapet ou porte horizontale supérieure, destinée à livrer passage aux ouvriers et aux matériaux. Pour empêcher l'excès de pression de lair comprimé surla pression atmosphérique de déterminer un soulèvement , des gueuses eo fonte réparties sur le plancher augmentent le poids de l'appareil et servent de base à l'action des vis, e, e...,aii moyen desquelles on force le cuvelage à descendre, le fond inférieur de la chambre d'air est également armé de poutrelles et d'entretoiscs disposées de la même manière.

Uu manchon en fonte F, composé de huit segment!, assemblés par leurs brides verticales, et boulonnés au collet saillant qui termine la basé du cylindre, sert à guider la descente du cuvelage et à diriger les ouvriers pendant la pose. La saillie de ce manchon se fait en dehors ou en dedans , suivant que la section du puits à percer est plos ou moins grande que celle de la chambre à air. Les fis de pression e... qui provoquent la descente du tubage sont fixées aux parois intérieures de ce manchon.

Les trappes, g, g\ ou clapets d'entrée et de sortie sont en fer ; leur pourtour est recouvert d'un cadre en caoutchouc que maintiennent des règles en tôle'. Des contrepoids fteti', attachés à des chaînettes qui passent sur des poulies, les équilibrent afin de prévenir la compression et la détente subites de l'air dans le sas, qui ne manquent de se produire lorsqu'on ouvre ou ferme ces trappes intempeslivement.

Le tuyau, /, adducteur de Tair comprimé, d'un diamètre de 0.20 m., débouche au-dessous du fond inférieur du sas. Il est muni, à son sommet, d'une tubulure, renfermant une soupape de sûreté dont le levier est chargé d'un poids proportionné avec le degré de tension nécesaire h l'exécution des travaux de fonçage. Cette tension est indiquée par des manomètres placés à la surface et dans la chambre

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÈRES. 231

'lir.Deux robinets ajustés au tuyau adducteur permettent, m de régler Tadmission progressive de Tair comprimé, luire, d'écouler le fluide pour le détendre quand il y a lieu. Le tuyau d ascension ou de dégorgement des eaux, i, a a diamètre de 0.10 m. ; il estrélréci à la partie inférieure 3or faciliter le jeu de Tappareil. Deux robinets permettent î régler, Fun, fc, le débit du liquide, et l'autre f Tintrosction de Tair comprimé qui fait remonter la colonne eau.

Deux sonnettes placées, l'une au jour, l'autre dans la hambre d'air servent h donner les signaux qui mettent d communication les ouvriers du dehors et ceux de l'in- 5rieur.

Le cuvelage en fonte de fer, pour les stratifications de îcoavrement, se compose de tronçons, /..., T..., etc.,suerposés. Chacun de ces tronçons , dont la hauteur est de .40m., comprend huit segments, de IS millimètres d'épais, sur, assemblés par des brides verticales faisant saillie à intérieur de l'excavation et serrées avec des boulons. Ces îgments sont consolidés par des consoles et portent, sur Mit lelir pourtour, une saillie qui sera utilisée ultérieurement pour la fermeture hermétique des joints , ainsi que électeur le verra plus loin. Enfin la base du tronçon tférieur se termine par un biseau affilé, fw, m, qui coupe > terrain à traverser.

^mtage des appareils et descente du cuvelage.

Une excavation peu profonde, destinée h contenir le sas ses accessoires, est pratiquée dans les stratifications ëcbées de la surface du sol. On la revêt de cadres, iV..., et de planches jointives. On installe le manchon

232 CHAPITRE U. — X* SECTIOX.

guide au fond de la cavité sur de courtes poutrelles, qui, plus tard, serout enlevées ; puis le sas à air , descendu au moyen de deux chèvres, vient couronner le manchon, avec lequel il est relié. En outre, on dispose sur le sol de l'excavation trois tronçons , précédés du sabot tranchant.

Cette opération préliminaire achevée, on procède au foncago et au revêtement du puits, travail exécuté alternativement par des mineurs et des ajusteurs-mécaniciens. Ces derniers sont chargés de Tassemblage des tronçons et des segments, dont ils rendent les joints étanches en bourrai d*un mastic de fer les espaces compris entre deux brides ou deux colliers consécutifs, espaces provenant des saiDies ménagées sur les tranches de ces parties segmentaires.

Le mastic , qu ils fabriquent sur place, est composé de: dix parties de limaille de fer , deux de sel ammoniac, une partie de tleur de soufre et un peu d eau. Ce mélange, qat produit certaines actions chimiques, avec un sensible dégagement de chaleur, durcit en séchant.

A mesure qu'un nouveau tronçon est superposé au tubage, les mineurs en provoquent la descente en arrachant lu slratitication sur laquelle repose le sabot. Pendant ce temps, d'autres ouvriers , armés de clefs, tournent les vis, qui, par rintermédiaire de blocs de bois, agissent sur le collier supérieur du dernier lroti«;on mis en place. Les hommes chargés d.^ cette opératiou sont établis sur un plancher suspendu par des tiges en ter aux pouti'elles Je conso::ua:i':':i Je la base du sas à air.

L'is triies et les colliers forment saillie au dedans de lexoavi*i:rL, malfre les inconvénients d'une pareille disp:s:..i.:i : mais el.e est itidispeasabie pour faciliter le bou- Iirn.gf : .5 s«rv;iii-r/.s et surccLi: pour prévenir la tendance -les [iri.t? :: ca-via^e à s'ei:a:ter et Jes brides verticales .' Se 'L>^ :-i:re jous la presiioa dvj i'air condensé.

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÈRES. 233

On entasse de la mousse, recouverte d'un lit d'argile, dans l'espace annulaire compris entre le manchon-guide et la partie supérieure du cuvelage, afin d'empêcher l'air de sortir de l'excavation. C'est aussi ce que l'on fait à la partie inférieure, pendant le fonçage dans le terrain houiller, oix Ton chasse en outre des coins et des picots.

Ces travaux ont été exécutés par quatre postes successifs d'ouvriers travaillant pendant quatre heures. Dans les deux premiers postes, composés de mineurs, ceux-ci arrachaient le terrain du fond du puits, pendant que des manœuvres agissaient sur les vis de pression. Le nombre de ces derniers, qui dans l'origine nétait que de quatre, s'est accru successivement jusqu'à huit en raison de Taugmentation des frottements. C'est pour le même motif que l'avancement dans le gravier, qui d'abord était O.CO m. par 24 heures, descendit successivement jusqu'à 0.40 m. Le troisième poste était composé d'ajusteurs, auxquels on avait adjoint un mineur pour les servir, chercher l'eau, etc. Ce poste montait un tronçon et boulonnait. Enfin, le dernier poste se composait d'ouvriers mastiqueurs.

On dut faire pénétrer le cuvelage à une profondeur de 10 mètres dans le terrain houiller, à cause de la présence d'une couche de schiste tendre et perméable (bezies) et de grès très-fissurés, dont la tête, aboutissant au gravier, mettait Texcavation en communication avec les eaux de la Meuse.

Lorsque le fonçage et le cuvelage descendant sont arrivés à la profondeur voulue une entaille est pratiquée pour recevoir la trousse à picoler ; on enlève le sabot tranchant, puis , dans rinlervalle compris entre la trousse et la base du cuvelage, on interpose trois tronçons. On évide la trousse par des chambres, on réunit ses segments par des boulons et Ion interpose des planchettes de sapin dans les

joints r excepté aux arêtes intérieures, ob Ton tasse du mastic de fer. Pour procéder au picotage les mineurs disposent, suivant deux lignes circulaires concentriques , des lambourdes ou planches de sapin ; puis après avoir tassé de la mousse du côté de la roche, ils écartent les lambourdes Tune de l'autre par un picotage fait à la manière ordinaire. L'espace compris entre les tronçons et les parois de l'excavation est rempli de béton composé de deux parties de trass et d'une de chaux hydraulique de Ghaudfontaine.

Ce percement , exécuté en 24 jours , a traversé 3.50 m. de terre végétale et d'argile, 5.50 m. de gravier de diverses grosseurs et de cailloux roulés, alternant par couches, et enfin 15 mètres de schiste houiller plus ou moins désa* grégé et 5 mètres de grès fissuré.

Le cuvelage en fer a été suivi d'un cuvelage en briques de 15 m. de hauteur, au-dessous duquel on en a construit un troisième, de 28.40 m., en pierres de taille. L'emploi de ces dernières a été nécessité par l'accroissement de pression de la colonne d'eau, sous laquelle les briques menaçaient de céder en s'écrasant. Cette grande pression dérivait principalement des nombreux bancs de grès trèsfissurés qui , à cette profondeur, viennent se profiler dans le puits, avec une inclinaison de 18** à 20\

Observations faites pendant le cours des travaux (i).

Les chandelles de suif, comme on l'avait déjà observé ailleurs, brûlent trop rapidement et produisent une fumée

(i^ Ces obsenations, recueillies par M. Bougnet, ingénieur des mines, sont empruntées au mémoire qu'il a publié dans le tome XVI, page 305, des Annales des travaux publics de Belgique.

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÈRES. 235

insupportable. La lampe Mueseler n'éclaire pas; ses armatures en cuivre dégagent, sous Tinfluence de la chaleur, une odeur des plus désagréables. Mais les bougies pourvues d'uTi c mèche mince donnent une lumière intense et brillante et lt> rûlent lentement sans dégager de fumée incommode.

L. s comparaison des températures, accusées par des thermoxxiètres à l'alcool placés au fond du puits, dans le sas et £i u jour, donne les résulats suivants :

dL ** La température est moins élevée à la surface , mais be2i.Yjicoup moins variable que dans le sas;

S*** Elle est plus élevée dans le sas qu'au fond de l'excavat-îon, malgré la combustion des bougies et la présence des ouvriers. Cette anomalie peut être attribuée au refroidi s cernent causé par les eaux d^infiltration et à la tendance des couches de vapeur et d'air suréchaufFés à s'élever en vertu de leur moindre densité;

3** La température de Tair semble s'accroitre à mesure 1^*011 se rapproche de l'appareil de compression. Ainsi, lox^sque le thermomètre centigrade accusait 27** au fond lu puits et 30"* dans le sas, elle était de 40** à la partie inférieure du tuyau adducteur et dépassait 55" auprès du cylindre soufflant.

Malgré la haute température que ce dernier acquiert, l^s Cuirs des clapets se sont assez bien conservés, grâce a la pi^écaution que l'on a prise de les laisser tremper pen- ^ant 24 heures, avant d'en faire usage, dans un bain de Suif fon(iu et de les lubréfier, pendant l'opération, avec de ^^ilede poisson.

"^3 couvertures d'étoupe constamment mouillées enve- ^Pp^îent l'appareil compressseur et la partie extérieure /* ^^^au adducteur, afin de refroidir l'air qui se rendait ^^ns lexcavation.

^*» jÏMû côté, le calorique dégagé par la compression

élève la température de Tair, de lautre, cette température décroit, avec production de vapeur, lorsque Tair se détend, c'est-à-dire au moment de l'ouverture du robinet ou de la trappe supérieure du sas.

Aucune disposition n'a été prise pour la ventilation de l'excavation, le volume d'air injecté ayant suffi à cette fin. Enfin, le travail a été effectué sous des pressions comprises entre 0.2 et 0.9 atmosphère effective.

Application de Vair comprimé à la réparation du tubage en bois de la mine Maria y district de la Wurm(Pl. VIII, fig. S à il).

Le puits d'exhaure de la mine Maria, dont il a été question ci-dessus, a été le théâtre d'un accident fort grave. Une nuitdumois dejanvier 1857, la machine d'épuisement s'étant subitement arrêtée , une visite à l'intérieur fit découvrir la rupture d'une douve appartenant à Tavant-dernière cuve du tubage en bois, le déplacement des trois douves voisines et l'invasion des sables aquifères à l'intérieur de l'excavation. On considéra cet accident comme la conséquence du bris de la maîtresse-tige, arrivé quelques jours auparavant, et du choc violent que le revêtement avait reçu dans cette circonstance.

Au commencement, l'évacuation des sables n était pas assez importante pour inspirer des craintes sur la solidité du puits. Mais, l'affouillement se propageant de plus en plus atteignit, en douze heures, le niveau d'eau, situé à une profondeur de 12.30 m., ou se trouvait la base du revêtement en briques, qui s'affaissa sur toute la périphérie ; enfin des fissures se dénotèrent dans le bâtiment de la machine d'extraction jusqu'à une hauteur de 4 à 5

PASSAGE nt:S SABLES BOULANTS ET AQUiFKKES. ^37

mètres «u-dessus du sol, et causèrent dans la suite la rupture de divers organes de l'appareil d*exhaure.

Le premier soin devait être d'empêcher le terrain aquifère de s'écouler dans le puits et d'encombrer les excavations inférieures. Dans ce but, on construisit avec des poutrelles, à 4.40 m. au-dessous de la brèche, un échafaudage. A, (fig. 10) et on le chargea de foin qui se mélangea avec le sable. Des bandes clouées contre les douves et portant des traverses sur lesquelles reposaient des étais verticaux soutenaient le système concurremment avec un autre échafaudage, fi, établi au-dessus du premier.

A la fin de ce travail , le niveau des sables s'arrête à 2. 50 m. au-dessus de la rupture. Plusieurs tentatives pour dégager et boucher directement la brèche restent infructueuses: les exploitants décident d*avoir recours à l'air comprimé.

L'impossibilité où ils se trouvent d'introduire un sas à air spécial dans un puits de 1.65 m. de diamètre et la hâte qu'ils doivent apporter à ce travail les engagent à se servir des parois du puits lui-même malgré leurs doutes sur le degré de résistance que les douves peuvent opposer à la pression de l'air condensé.

Alors on isole au-dessus de la brèche , au moyen de deux planchers composés de fortes solives convenablement dressées, un compartiment, C, de 1.57 m. de hauteur (fig.ll). Cette installation exige l'enlèvement préalable des tuyaux de pompe sur une certaine hauteur. Pour donner aux planchers l'invariabilité désirable, des consoles,- c, fixées aux douves au moyen de vis-à-bois, servent de supports à une couronne, d, — qui est formée de segments disposés autour de la circonférence intérieure du puits, — et sur laquelle portent les extrémités des solives. Les joints compris entre ces extrémités et la paroi du puits sont garnis

d*ua anneau , a , en gutta-percha , substance que Texpërience indique comme la plus convenable pour rendre étancbes les joints de la circonférence. Lorsque cette garniture devient perméable , il suffit de lui superposer on cercle , /*, en fer forgé et de le serrer en fesant agir des vis de pression qui traversent simultanément le plancher et un certain nombre de moises établies directement sar Tanneau en fer. On augmente la résistance des planchers aux efforts de distension de l'air comprimé en plaçant à la circonférence du puits huit étais , les uns verticaux , les autres inclinés et d'autres pièces de même espèce qui viennent buter contre le rebord inférieur du manchon d'assemblage situé immédiatement au-dessus.

Les trous d'homme ont une section elliptique et sont fermés par des trappes ou bouchons, mobiles sur des charnières. Pour rendre imperméables leurs contours , on y applique des torches de chanvre goudronné ou, mieux, des lanières de gutta-percha sur lesquelles on cloue des lisières en cuir. Les lettres r et r représentent les robinets qui équilibrent l'air comprimé dans le sas lors de l'entrée et de la sortie des ouvriers et des matériaux. La soupape de sûreté, A, est chargée d'un poids égal à la pression d'une colonne d'eau de 15 mètres, soit 4 1/2 atmosphère.

La pompe à air — diamètre 0.40 m.; course 2.80 m. — est mise en mouvement par un appendice attaché à la maîtresse-tige d'une machine à traction directe. L'air, comprimé parles excursions du piston, se rend au-dessous du sas h travers un tuyau en plomb, f, dont l'orifice inférieur est muni d'une soupape, 5, destinée à mettre obstacle au retour de l'air. Un plateau en fonte , p, garni de cuir et faisant fonction de soupape , s'oppose au retour de fair comprimé pendant la descente du piston. Enfin, un manomètre à mercure, m, est ajusté sur le tube adducteur.

PASSAGE DES SABLES ÎÎOULASTS ET AQUIFÈRES. 239

Mais cet appareil ne put donner la pression voulue, parce que Tair, passant dans les interstices compris entre les poutrelles et les tuyaux de la pompe restée en place, s échappait dans les excavations inférieures. 11 devint donc indispensable de construire une digue étanche entre les deux échafaudages A et J5 (fig. 10). Une ouverture pratiquée à travers celui de dessous, J5, permit d'établir une plate-cuve, D, en briques, composée de quatre voûtes superposées. Le trou dTiomme ménagé dans la maçonnerie fut revêtu d'un tuyau conique de 0.40 m. de diamètre et fermé par un tampon.

L'opération réussit , l'air se comprima et l'on put immédiatement procéder à la réparation du eu vêlage en bois. Chaque poste, de quatre heures, comprend 7 ouvriers et deux chefs-mineurs, dont l'un observe constamment le manomètre, tandis que l'autre surveille les travaux. Un manœuvre installé au-dessus du compartiment C, maintient la trappe fermée pendant la descente jusqu'au moment où la tension de Tair devient suffisante pour remplir spontanément cet office.

On enlève la masse de sable , sortie de la brèche et qui est en voie d*assèchement. On dégage insensiblement la douve fracturée pendant que les ouvriers chassent derrière elle (fig. 9) des plaques de fer forgé de 18 millimètres d'épaisseur, dont ils clouent les extrémités sur la paroi intérieure du revêlement. Ces plaques sont disposées les unes sur les autres, de manière qu'elles ferment la brèche tout en permettant de réduire en fragments la douve défectueuse et de la remplacer par une nouvelle, qui a, comme l'espace qu'elle doit occuper, une section triangulaire.

Ce travail important, exécuté en 24 heures, a pour but d'empêcher provisoirement les sables, — qui sont d'ailleurs si bien asséchés qu'on doit les enlever au louchet , — de

passer à travers la brèche. L'action de Tair condensé est supprimée et les mineurs entreprennent de consolider cette partie des parois de lexcavation. A cette fin, ils garnissent la cuve, sur toute sa hauteur, de cercles en fer, puis, audevant de la cuve compromise, assujétissent des tôles de 32 millimètres d'épaisseur, serrées par des moises horizontales, superposées sur toute la hauteur de la cuve. Enfin , ils remplissent de ciment hydraulique et de ciment romain les espaces x, y et z.

Le puits se trouve alors divisé en trois compartiments : Tun, P,est affecté à la descente des ouvriers; Q, à la maîtresse-tige et 0, à la colonne dascension des pompes. Ces compartiments, de faible section, suffisent à la destination qu'ils doivent remplir.

Voici les divers phénomènes que Ton a observé pendant le cours du travail. La pression de Tair a été en moyenne de 3/4 d'atmosphère effective. Les oumers, à leur entrée dans l'air comprimé, éprouvaient une contraction des muscles de la figure et un picotement très-désagréable auquel succédait une vive douleur aux oreilles; celle-ci s*apaissait après une demi-heure de séjour dans fatmosphère du sas et était quelquefois accompagnée de saignements par le nez. La respiration était plus dillicile et plus fréquente qu'à lëtat normal ; la poitrine se serrait et l'émission de la voix devenait plus difficile.

Seconde réparation du puifs d'exhaure de la mine Maria.

Ld première réparation, ci-dessus décrite, dont ce puits MVHtl ôti^ l'objet, en avait tellement rétréci la section dis- Itotublo que, sur une partie de sa hauteur, il suffisait à

PASSAGE DES SABLES ROrLANTS KT AQi:iri:iŒS. 2il

peine aux besoins de répuisement. Mais commcil ne laissait rien à désirer sous le rapport de la solidité, les exploitante se résignèrent à le maintenir dans le même état jusqnen 1859. A cette époque, l'affluence sans cesse croisaite des eaux rendant indispensable le remplacement des iwnpes de 0.25 m. par d'autres de 0.45 m., il fallut longer définitivement à élargir le puits, c'est-à-dire à rcta- Wir, dans la section primitive, la partie rétrécie. On décida défaire cette opération par le moyen de l'air comprimé.

La durée de ce travail, qui comportait en outre la substitation de nouvelles pompes aux anciennes et d'une forte oiachine à traction directe, h la machine à balancier, ne devait pas excéder trois semaines, sous peine d'inonder la ■ine et par conséquent d'interrompre l'extraction. L'opération fut conduite de la manière suivante : Une plate-cuve, impénétrable à l'air, construite au fond dn puits, se composait de poutres juxtaposées, recouvertes d*une maçonnerie, le tout traversé par un tuyau destiné à donner un courant d'air frais avant et après l'emploi de Faîr comprimé. Immédiatement au-dessous de Tanciennc brèche se trouvait un palier pour recevoir les produits des éboulements éventuels. Le sas à air, — cylindre en tôle, qui, par sa circonférence extérieurc,pouvait s'adapter exactement aux parois du cuvelage en bois , — était fixé à la partie supérieure de l'excavation. Il était, d'ailleurs, accompagné de tous les accessoires nécessaires. Enfin, l'air, comprimé au jour par une machine spéciale de la force de 12 chevaux, était refoulé dans l'excavation à travers des tubes en plomb de 0.05 m. de diamètre intérieur.

Lorsque les appareils se mirent en activité, la compres- Mon de Tair s'éleva immédiatement à 1 1/4 d'atmosphère ; mais il fut impossible de dépasser cette limite, quoique les 15 pulsations doubles de la machine fissent entrer dans

242 CHAPITRE II. — \^ SECTIOS.

rexcavatioQ un cube d*air de 1.98 m. par minate. Ce conséquence naturelle de la perméabilité des pores do que lair traversait pour se rendre dans les sables et au jour ou au fond du puils, pouvait devenir un ok insurmontable; mais lorsqu'une compression régulièi établie, les sables, dont les eaux furent refoulées enan perdirent leur mobilité et restèrent simplement huno dans un état de solidité telle que, pour lesarraeh fallait employer un pic en bec de cane.

L'élargissement du puits eut lieu de haut en bas une hauteur de 4.20 m. Les moises de renfort, qui s'( saient à Tinstallation des pompes, et les plateaux de qui obstruaient la brèche, ayant été enlevés, les ehai tiers-mineurs , armés de Therminette, de la doloire i ciseau , procédèrent à Tentaillement de la partie sail des douves à rinlérieur, afin de remettre les parois l'aplomb général du puits ; ils revêtirent ensuite la bi en appliquant des pièces de tôle courbées en demi-c de 0.31 m. de hauteur, dont ils assujétirent les extrà au moyen de forts clous implantés dans les douves re en place. Puis on coula du ciment derrière les tôles, consolider ce premier revêtement, on fixa d*aboi\i desce en fer sur les lignes de jonction des plaques; mais tard on crut devoir y substituer un cylindre en tôle < hauteur égale à celle de la brèche.

Les débris de la brèche, tels que sable, ciment, rec( de bois, etc., furent provisoirement rejetés dans h] du puits située au-dessus de la plate-cuve, afin de àim la quantité des matériaux à extraire pendant le coor opérations à Tair comprimé. L'introduction à rintérie puits des objets nécessaires au travail se (àisaxi au n vellement des postes d'ouvriers.

Les opérations exécutées à l'aide de Fair compris!

PASSAGE DES SAÎÎLES HOULANTS ET AQUIFKRES. 213

duré huit jours et la réparation complète, y compris le déplacement et le remplacement des pompes et de leurs moteurs, n'en a exigé que vingt-et-un. Ce travail a donné lieu à une observation fort importante: Tévacualion de Teau a permis aux sables de se solidifier de telle manière qu'on a pu les mettre complètement h nu au-devant de la brèche et y travailler pendant plusieurs heures sous la simple pression de Tatmosphère. L'eau a reparu insensiblement, mais dune manière complète au bout de vingt-quatre heures.

Passage des sables mouvants à la mine de houille de la Lomnère.

Le puits Léopold,dont il est ici qnestion,a été foncé à la limite occidentale de la concession de la Louvière , en un point oii la puissance de? sables qui recouvrent le terrain houiller est de 67 mètres. Ces sables sont divisés, par une galerie d exhaure, en deux parties superposées ; Tune, gisant immédiatement au-dessous du sol et desséchée par celle galerie, a une puissance de 52 m. ; Taulre est encore dans son état aquifère primitif; son épaisseur est de 15 mètres.

Le creusement a offert quatre phases distinctes, savoir: L'application directe de la main des ouvriers dans la partie asséchée sur une profondeur de 52.00 m. Un fonçage à la tête des sables aquifères ,

)ar le même procédé 2.15 »

L'emploi d'un tubage en tôle 9.63 »

Et un cuvelage suspendu, en bois, dont la lase a été picotée à une profondeur de 0.83 m. ans les schistes houillers 5.40 »

244 ClIAPITUE II. — X* SKCTIOX.

La traversée des sables asséchés, gisant aa-dessosde la galerie d'écoulement, ne se distingue en rien des autres opérations de creusement par les procédés directs. Le revêtement se compose de hêtres, carrés, qui deviennent des octogones (diamètre du cercle inscrit, 4.90 m.) par fadjonction de goussets aux quatre angles : les pièces, asseoH blées à mi-bois, sont réunies par des boulons. Ces cadres maintiennent les palplanches contre les terrains ébouleux; ils sont rendus solidaires les uns des autres par des p(ffteurs et par dos bandes de fer attachées au moyen de visa bois et régnant, au nombre de seize, sur toute la hautair de Texcavaiion.

Deux cadres de la partie supérieure du puits ont été collelés dans des points où le terrain possède assez de solidité, afin de pouvoir y suspendre la série des cadres inférieurSi installés dans des stratifications moins résistantes.

Le mineur arrivé au sol de la galerie d'écoulemeft^ attaque les stratifications aquifëres par le même procédé à^ creusement direct. Il a soin de les assécher préalablemel^^ en enfonçant au centre de l'excavation un cylindre en tôl^^ sans fond, dont le pourtour, criblé de trous, permet aa* eaux de pénétrer par infiltration. Ce cylindre, d'un diamètre de 1.80 m. et d'une hauteur de l.:20 m. , en renferme u#^ autre en bois, de 0.80 m. de diamètre. Des coups de dame ^ appliqués successivement sur ces deux organes, en pro^^ voquent la descente ; le terrain gisant à Tintérieur est enlevé et le cylindre en bois sert de puisard dans lequel des petites tonnes reliées h un treuil viennent chercher les eaux.

C'est ainsi qu'on assécha les sables avoisinants , mais d'une manière assez imparfaite pour qu'un reste d'humidité déterminât l'adhérence des particules entre elles , de telle sorte que leur compacité était plus grande que celle des stratifications gisant au-dessus de la galerie.

PASSAGE DES SACLHS liOULANTS ET AQL'IFt:UES. 245

Des venues d'eau constantes, que les tonnes et leurs treuils ne pouvaient enlever que difficilement, s'étant dédardcs à une profondeur de 3. 15 m., comme il était certain que la quantité d'eau ne ferait que s'accroître , les exploitants durent songer à un autre mode de fonçage.

C'est alors qu'ils résolurent de foncer un tubage en tôle h niveau plein, c'est-à-dire sans abaisser le niveau actuel des eaux, et d'appliquer ensuite le sas à air pour opérer la jonction du revêtement avec le terrain houiller. Ce tubage, en feuilles de tôle de 18 millimètres d'épaisseur, a un diamètre intérieur de 4.54 m. et une hauteur de 19 m. Chaque tronçon se compose de panneaux, résultant de la réunion de quatre feuilles , sur les joints desquelles sont rivés des fers en T, et dont les bords sont munis d'équerres formant les brides et les colliers d'assembbge. Dans les joints horizontaux et verticaux sont intercalées des lames de plomb, qui, pour augmenter la rigidité du tubage, reçoivent des barres de fer méplat, dont les extrémités correspondent chacune au milieu de deux tronçons superposés. Des oreilles, fixées à l'intérieur des panneaux, permettent de les suspendre aux cables et de les descendre dans l'excavation.

La partie inférieure du tubage, destinée à couper le terrain, se termine en biseau tranchant, elle est dépourvue de parties saillantes et se compose exclusivement de tôles assemblées par des rivets h tête perdue.

Avant la descente du tubage, six soudages d'exploration pratiqués au fond de l'excavation firent connaître que l'inclinaison du terrain houiller marche du nord au sud et que la différence de niveau, aux deux extrémités du diamètre du tubage correspondant à cette direction, est de 0.60 mètres.

Alors on enfonça le revêtement à niveau vide en maintenant toujours le sabot tranchant à une distance de 0.20

aîAi'rîT 1

^^^^M L:i traver^^i^e

^^^^H in galerie dV^ccK

cmÊ

^^^^H opérations île r.-

iu Le3 mwe§

^^^^M vétemeat se oy

i subie 4iggli^H

^^^^^^ oeiogones (dm

^^^^^^H lAém à

drngiidH

^^^^^H ttitntienoent 1

^\} ijnrs ûîil

leuce ileii ri^^bfl

luQ même àa^Ê

^^^^^H doTexcav

xûU m&aYimpi^M

igiieuf, d eiQpëeherl

jurdd puits, fiureciliiia

jQga mmUe de cootti«i

yiMMé. 1

r HflBfl

laflH

fkffi éum «tte cirpd^|

ap( iMie Mimife. pu* M

«^n tiunimti n«iMisteflttd

«H «mlttit d^ 4 m. M fli

H^iriftp^ Cettfi Affifisattiui, don

^ ftfBlf& ^ fflfMIM QK '^^Éj^l

•i^rNiiiiiri ili' 1 fliÎT' ^^4VffP(n^^^|

240 CH\»'ni;E II. — X' SECllON.

à 0.25 m. du fond du puits, afin d*éviter la pénétratioades sab:e-r à i'iiitérieur. Mais quand on eut atteint une profisD* deur de 4.0om., malgré Faction de huit fortes vis de pression, il fut impossible d*al!er au-delà. Les mineurs s'étant assuré que le sabot portait sur un sable sggloméréet durci, ne pouvait ôlre misi découvert sans provoquer l'affloence des sables boulants, on résolut de laisser remonter les eaux et de continuer le travail au moyen de dragues et de trépans manœuvres à la main.

Mais Texccesive lenteur de ce procédé dans un terrainde plus en plus compacte , la différence des résistances qa se firent sentir aux extrémités d*un même diamètre de II base du reviHement descendant, enfin l'impossibilité, pendajit le travail avec Toutil dragueur, dVmpécher les sables de se déverser à Tintéiieur du puits, furent autant dobstaclcs contre lesquels on jugea inutile de continuer la lutte. On rrcourul îi un autre procédé.

Application de Vair comprimé au fonçage de la Louvicrc. (PI. VIII, /?{/. 19).

Le sas à air cMiiployé dans cette circonstance a été disposé, d'une manière toute nouvelle, par M. Colson, inpfnieur-mécanicicn à Bcaume. 11 consiste en deux troncs de côiio accolés par Ifiurs grandes bases. Sa hauteur totale est tie G m., avec un diamètre de 4 m. au milieu clde O.sr» ni. aux extrémités. Coite disposition, dont la censtruclion n^l dos plus faciles, oppose une résistance éneri^nqutî h la force d expansion defair comprimé. La capacilc assrz f^nandc de cet appareil (12 m. c.) est motivée parla grau'lr i|iiai!lité d'ouvriers et de seaux qu'il doit renfermer <•! ]y\v h craintn f[no Pair soit trop promptement vicié par l:i rrspir.Miinn dos hommes et la combustion des lumières.

PASSAGE OES SABLKS DOULANTS KT AOIJIKÈRES. 247

Le prolongement du tubage au-dessus de la galerie 'écoulement permet d'installer le sas à la partie supérieure a revêtement, avec lequel il se relie au moyen d*un anneau lat en fer, a. Sur cet anneau sont placées les moises ^rticales m, /»> destinées h transmettre au tubage la •ession de vis tendant à déterminer la pénétration du sabot insle terrain. Ainsi le sas et le lubage complet forment I ensemble dont la descente s opère simultanément. Le eosement a pour objet un terrain découvert gisant à atërieur du tubage, dont la pénétration précède l'emploi fair comprimé. Deux planchers sont établis, l'un dans sas, l'autre un peu au-dessous du clapet. L'appareil compresseur construit par M. Colson, consiste un cylindre dans lequel se meut un piston plein. La Jlribution de l'air a été l'objet d'une modification importe: des tiroirs semblables à ceux des machines à vapeur t pris la place des clapets en cuir, qui brûlaient trop ilement à la haute température que donne la compres- 1 de l'air.

/n tuyau de dégorgement des eaux, f, mit en communion le fond de l'avaleresse et la galerie d'écoulement, i utilité fut nulle dans les sables, qui , en vertu de leur méabilité, livraient un passage facileaux eauxrefoulécs; is il rendit quelque service dans le terrain houiller. -e tuyau adducteur de l'air comprimé, T, se recourbe w traverser les doux parois coniques du sas ; immédiant au-dessus de ce dernier, il est muni d'un emmanchent à coulisse et d'une boîte à bourrage qui lui donnent 'acuité de s'allonger, sans que le fluide puisse s'échapper, is le dégagement du tuyau ne pouvant avoir lieu que sur I longueur de 2 mètres, il fallait, chaque fois que son 'émité inférieure avait atteint la boîte à bourrage, l'aljer de celte quantité et, par conséquent, suspendre la

marche de la machine et laisser remonter les eaux dans rexcavation. On surmonta cette grave difficulté au moyen d'un quadruple emboîtement , c'est-à-dire en introduisant les uns dans les autres quatre tubes, disposés comme ceux d'un télescope.

Pour traverser les sables durcis sur lesquels reposait le tubage, on comprima l'air à l'intérieur de celui-ci. llfiiHal recourir à l'emploi de fourneaux de mine, ce que permit li retraite des eaux sous une pression assez forte de l'aif condensé. Mais au-delà, les frottements latéraux dessables rendirent la descente de plus en plus difficile, mémelorsqie le creusement précédait le sabot tranchant. Alors la iair nution de pression, seul moyen à employer, laissait affloer à l'intérieur Tcau et le sable, et cet expédient trop souvent répété produisait des affouiliements autour des revêtements supérieurs, dont ils compromettaient la solidité et mêm< l'existence. Enfin les cadres du boisage, pressés par le sommiers de retenue des vis , se brisaient sous les effar^ de ces dernières. Cependant la descente s'opérait et malgj ces incessantes difficultés, le tubnge s'était enfoncé, * moins de huit mois, de 9. 03 m., c'est-à-dire de 11. 78 J au-dessous du sol de la galerie de démergement.

Alors on inaugura un nouveau système consistant à pr longer le revêtement par un cuvelage en bois relié avec base du tubage en fer. La première assise de ce cuvelag dont la section était un polygone régulier de 16 cùtéî recevait à sa face supérieure une échancrure circulaire, qi était dcsliiiée à loger l'extrémité du sabot et devait, pli tard, être l'objet d'un picotage soigné. Chacune des sei: pièces de cette assise fut suspendue par deux tirants ve ticaux au dernier collier du tubage. Alors d'autres assis vinrent successivement s'appliquer au-dessous, qui allô gèrent le cuvelage par le bas. On les relia entre elles p

PASSA(iK I>ES SAULES BOULANTS ET AQUIFÈRES. 249

un procédé proposé par M. Guibal pour Tavaleresse de S*-Vaast, dont il sera bientôt question. Ce procédé consiste à faire passer, à travers chaque pièce que Ton doit rattacher au cuvelage, deux boulons dont l'extrémité filetée fait saillie au-dessus de la face supérieure et vient s'encastrer dans un trou plus petit , foré à la face inférieure de la pièce déjà fixée en place. Ces boulons, placés alternativement suivant Tune et l'autre diagonales, ont leurs tètes naturellement noyées dans le bois.

Le fonçnge avança assez rapidement malgré le glissement des sables sur la pente du terrain , qui, vers le sud, aggravaient les difficultés de la pose des pièces. C'est ainsi qu'il fallut parfois vingt heures pour une seule de ces pièces , tandis qu'au nord cinq heures suffisaient pour en installer quatre.

Ici fut vérifiée l'observation déjà faite à la mine de Douchy, savoir: la tendance des panneaux du cuvelage à se disjoindre, en vertu de Texcès de pression de l'air comprimé sur l'eau, d'où résulte l'agrandissement des joints et quelquefois la déviation du revêtement hors de la verticale. Les précautions prises à ce propos ayant été insuffisantes, il fallut rîippeler à rinlorieur de rexcavation les panneaux qui s'en étaient écartés. A cet effet, on installa au centre du puits, dans une position horizontale, un anneau en fer de 1.20 m. Seize trous forés h sa circonférence reçurent autant de tringles qui se rattachaient à des menottes fixées au milieu de chaque panneau. Enfin les tiges, filetées à leurs oxlréaMlés les plus rapprochres de l'axe, portaient chacune un écrou destiné à presser sur la surface intérieure de l'anneau. Lorsque l'action exercée sur les écrous eut ramené les {.ièces dans leur position normale , des fers d*angle phjcéssur les joints verticaux suffirent à la fixité du cuvelage.

250 CHAPITIŒ 11. — X*" SECTION.

La pose des pièces en descendant continua dans les schistes qui, dans ce but, furent excavés de 1.05 m. au nord et de 0.50 m. au sud. Puis, après avoir prolongé le creusement jusqu'à une profondeur de 1.30 m., on établit sur la banquette une forte trousse picotée. Alors le cuvelage en bois s'étendit sur une hauteur de 5.40 m et la base du revêtement se trouva à 17.18 m. au-dessous du sol de la galerie. Plus tard, on consolida celte base en installant une seconde trousse picotée au-dessous de la première. Enfin on prolongea lé cuvelage en bois à Tintérieur du tubage au moyen de pièces de moindre épaisseur que les précédentes.

Les travaux commencés par M. Hancart, dans le cours du mois de mai 1855 , ont été achevés par M. Englebert en octobre 1857, leur durée a donc été de 2 ans et 5 mois.

Immédiatement après Tachèvemenlde ce puits, un second puits, placé dans les mêmes conditions, fut entrepris par les mêmes moyens. L'ingénieur, éclairé par l'expérience, substitua la fonte à la tôle dans la construction du tubage, ce qui lui permit d'employer des tronçons coulés d'une seule pièce et de se soustraire ainsi aux difficultés résultant de la perméabilité des rivures et de joints multipliés et à l'usage d'un cuvelage en bois.

Ces opérations, pour lesquelles on a mis à contribution les principaux procédés de fonçage, semblent avoir été l'objet de nombreux tâtonnements. Mais elles renferment aussi quelques innovations heureuses: Tapplication des glissières h la pompe de compression de l'air; la disposition du sas et la descente simultanée du sas et du tubage pendant l'avant-dernière période du travail (i).

(i) Le lecteur trouvera de nombreux détails sur les fonçages de la Louviére dans un mémoire publié par M. l'ingénieur Simonis. Annaies d$s Travaux publics. Tome XVIII, page 5.

PASSAGE λES SABLES BOULANTS ET AQUIFÈRES. 251

Procédé de M. Gtiibalpour le passage des sables boulants et aquifères. {PI. IX et X.)

Lorsque la Société de S'-Vaast, Centre du Hainaut, résolut de se servir du procédé de M. Guibal, il existait, vers la limite de la concession de Péronnes, un puits qui avait franchi les terrains crétacés au moyen d'un cuvelage à section octogonale, de 2.50 m. de diamètre , dont la base était installée h une profondeur de 70.84 m. Au-dessous, l'excavation se prolongeait sans revêtement sur deux mètres de hauteur (fig. i).

Avant toute autre opération , on pratiqua des sondages au fond du puils, afin de reconnaître la nature des stratifications qu'il restait à percer pour atteindre le terrain houiller. Ils dénotèrent l'existence d'un banc dargile de 9.30 m. et d'une masse arénacce, de 24.75 m. de puissance, qui repose sur les schistes houillers passés à l'état plastique. Les sables, de nature homogène, siliceux, à grains fins et blancs, exempts de débris de roches, de bancs ou de rognures de silex, renferment seulement quelques rares galets et quelques cailloux roulés, dont les volumes atteignent à peine huit décimètres cubes. La tète du niveau de cette stratification , de même hauteurque celle du terrain de recouvrement, se trouve h 22.13 m. au-dessous du sol; aussi les sables sont-ils doués d'une force jaillissante si considérable qu'il suffit de diminuer de quelques décimètres la hauteur de la colonne d'eau qui équilibre la pression extérieure du niveau, pour qu'ils fassent irruption et s'élèvent dans les excavations» même au-dessus de leur niveau naturel.

Un pareil état de choses ne permettait pas de songer aux tubage?, vu la difficulté de les faire pénétrer à la base

252 CHAPITRE II. — X* SKCTlOîf.

du dépôt sans créer des aSbuilIements h rextérieur, ce qui aurait déterminé Tisolement du tube au milieu de la masse et, par suite, la ruine de Topération. L'absence d'un puits spécial d'exhaure ou de toute autre excavation ne laissant pas la faculté d'avoir recours à Tartifice employé à Streppy- Bracquegnies , il eût fallu, pour atteindre les sables, leur opposer une colonne d'eau égale h celle qui les pressait et, par conséquent, mettre en œuvre un tubage de 9 à 10 mètres de hauteur. Enfin Tusage de l'air comprimé, qui eût exigé une pression de 9 à 10 atmosphères, était interdit.

Placé dans des conditions aussi anormales , M. Guibal , imitant en quelque sorte le procédé dont on s'est servi pour percer le tunnel sous la Tamise, divise le revêtement en deux parties: l'une, mobile, analogue au bouclier de Brunnel, s'enfonce dans les sables à mesure que le percement progresse; l'autre, fixe et construite définitivement, n'est autre que le prolongement du cuvelage établi dans les stratifications supérieures.

La partie mobile du revêtement, ou prisme pénétrant^ A (fig. 2 et 8), protège , contre Faction des sables environnants, la partie inférieure fixe, B; en outre, à mesure qu'elle s'enfonce dans le terrain , en précédant ou en suivant l'excavation, elle laisse une surface libre que le mineur revêt d'une manière définitive. Une nouvelle pénétration est suivie d'un nouveau prolongemsnt du cuvelage. Ainsi l'appareil abandonne successivement au-dessus de lui les diverses parties de la construction qui s'exécute à son intérieur et celle-ci, pressée par le terrain qui se resserre, tend à se maintenir dans un état d'immobilité complète. D'où il résulte que les frottements de ce prisme, dont la hauteur est constante et qui présente toujours la même surface de contact, ne peuvent subir aucune variation dans les terrains homogènes.

PASSACi: DES >.vr.LE5 IiolLAXlS KT AQI irKHKS lîiÎJî

Des presses hydrauliques, CX-'-s agissant sur ia construction stable , opèrent une réaction sur le prisme et le font cheminer de haut en bas. Ces appareils, dont on peut obtenir de très-fortes pressions, valent mieux que les vis: ils permettent d*agir à distance, tandis quelles exigent la présence des ouvriers dans l'excavation. Les vis, manœuvrées à bras d'hommes , pressent d'une manière intermittente; au contraire, les presses, dont l'action est incessante, «maintiennent le cuvelage et, de plus, mettent au profit de la pénétration toutes les circonstances tavorables, à quelque instant qu elles se présentent el si courte que soit leur durée. Enfin, les presses, alimentées par des tuyaux venant <iu jour, agissent à volonté et indépendamment les unes des autres.

La colonne alimentaire, haute de 80 à 120 mètres, vient Cû aide à l'action qui provoque la descente , en ajoutant à '3 pression 1000 kil. par mètre de hauteur, pour chaque fflèlre carré de surface des pistons.

A.U prisme est attaché un masque , D , diaphragme étancheet solidement établi, qui s'oppose h la pénétration des eaux dans le puits. 11 est percé, à son centre, d'une ouverture circulaire, surmontée d'un tube ou colonne centrale, 0, qui s'élève jusqu'au-dessus du niveau des eaux. L'espace annulaire compris entre le revêtement du puits et la colonne centrale pouvant être asséché pendant que celle-ci continue d*étrc remplie d'eau, l'excavation se trouve divisée en deux parties : l'une, située au-dessus du masque, représente le niveau vide; l'autre, au-dessous, et au centre du puits, le niveau plein. Cette ingénieuse combinaison satisfait à deux conditions qui, au premier abord, semblent inconciliables : la présence des ouvriers occupés à la construction du cuvelage au fond d'un puits libre de tout olstacle et, simultanément, la pression équilibrante d'une

254 CHAPITRE II. — K" SKCTION.

colonne d'eau opposée aux sables do rextérieur du puils. Le tube central a pour destination, non seulement de permettre aux eaux des niveaux inférieurs de prendre leui équilibre, mais encore d établir, entre lorifice du masque et le jour, une communication par laquelle on peut creusci le terrain au moyen de forages dans les argiles et de dragages dans les sables. Les instruments propres à ces manœuvres, qui se font de la surface, seront l'objet de descriptions spéciales.

Voici quelques détails relatifs à la conslruclion des organes qui précèdent :

Le prisme pénétrant se compose de huit panneaux, a, a..., correspondant aux huit côtés, b, &..., du cuvelage déjà établi. Chacun de ces panneaux est fait de pièces de bois, de 0.10 m. d'épaisseur, horizontales et superposées ; elles sont revêtues, intérieurement et extérieurement, de tôles de deux centimètre d épaisseur; le toul est réuni et consolidé par des rivels à tète fraisée, espacés de 0.20 m. La liaison des panneaux s'effectue t l'aide: 1' des armatures inlérieuros, e e, e' e\ composées de bandages plies suivant les angles dii polygone et appliqués simultanément sur deux panneaux en contact. S"* des segments du masque , dont les lignes d'assemblage coïncident avec les rayons du cercle inscrit perpendiculaires aux côtés du prisme; 3** d'une double tôle qui, placée t fintérieur, saisit par moitié les panneaux voisins ; 4" enfin, d'uneforte barre de fer méplat, /(fig. 7), qui s'infléchit suivant les angles du prisme, au-dessous de la pièce où son fixées les lames de cuir dont il sera fait mention ultérieurement. La partie inférieure, g, g (fig. 2), de chaque panneai est taillée en biseau ; là s'opère le rapprochement des deu> tôles appliquées sur chaque face, qui se réduisent au-dessous du bois sur une certaine longueur, puis se terminent

PASSAGE DES SABLKS BOULANTS ET AQUIFÈRES. 255

par une lame acérée destinée à jouer le rôle de sabot tranchant ou trousse coupante.

Le glissement de Tappareil est facilité par la disposition suivante : sur le pourtour du prisme, entre la surface intérieure de celui-ci et la surface extérieure du cuvelage, est ménagé un espace circulaire, d'environ 0.01 m. , obstrué par de fortes lames de cuir, A, h (fig. 7), disposées en écailles de poisson. A cet effet, la tranche supérieure du prisme a été couronné de pièces de bois, E, faisant saillie sur les tôles de revêtement; à leur face intérieure sont pratiqués trois crans dans chacun desquels sont assujétis, avec des rubans de fer et des vis à bois , une série de lames de cuir de 0.30 à 0.40 m. de hauteur. Ces lames, superposées de manière que les joints correspondent aux pleins, forment une espèce de soupape continuellement appliquée, contre la surface extérieure du cuvelage par la pression du niveau.

Un second bandage, k, taillé en biseau, règne au-dessous du premier, afin que le cuvelage soit astreint à passer à travers une section rigoureusement égale à sa section extérieure.

Le prisme a pu supporter Ténorme pression de 91.000 kilogr. par mètre carré, sans aucun inconvénient.

La section intérieure du prisme dérive de celle du cuvelage qu'il renferme. Le diamètre de celui-ci étant de2.50m., Tépaisseur des pièces, de 0.38 m., et un jeu de 0.01 m. 5iyant été laissé pour la facilité du glissement, le diamètre ^u cercle inscrit au prisme est de 3.27 m. Une hauteur de -4.50 m. a été jugée suffisante pour embrasser les trois ou tjuatre dernières pièces du cuvelage , loger les presses, effectuer la pose des pièces et, enfin, pour ménager audessous du masque une cavité qui facilite le dragage des sables et l'arrachement des argiles. Ainsi , la surface du

256 CHAPITRE II. — X^ SFXTU)N.

prisme, ou la partie flottante en contact avec le terrain, est de S2.20 mètres carrés.

Le masque — en fonte de fer — est doué d'une grande rigidité, afin d'annihiler, autant que possible, la pression qu'il pourrait exercer sur le prisme de dedans en dehors. Cet organe se compose de huit segments assemblés par des brides perpendiculaires aux panneaux et aboutissant au milieu de leur largeur. Chaque segment forme un compartiment renforcé par des nervures saillantes, /; les faces latérales, convenablement dressées, sont en contact parfait. Le masque est pourvu, à son centre, d'une bride, sur laquelle s'applique le premier tuyau de la colonne centrale. Il repose sur un bandage octogonale e, auquel il est attaché par des boulons à tête noyée dans l'épaisseur du fer.

La colonne centrale , 0, est une série de tuyaux do 3 m. do longueur, dont la tôle décroît en épaisseur à mesure qu'ils se rapprochent dujour : le diamètre intérieur est de 0.80 m. Des bois de refend, tels que /, /' établis à diverses hauteurs maintiennent la colonne dans une position invariable; ils constituent, en outre, l'un des côtés de la prison des tuyaux de la pompe d'épuisement P. Des robinets placés en divers points de la colonne permettent d'écouler totalement ou partiellement les eaux qu'elle renferme. Comme elle descend progressivement, il faut ajouter, de temps en temps des tuyaux à sa partie supérieure.

Les presses hydrauliques C, C... sont au nombre de seize. Elles sont installées par couple au-dessous de chaque panneau et liées au prisme par des boulons, r, r... Le diamètre de chacun de leurs pistons étant de 0.20 m. ceux-ci offrent en totalité une surface de 50.26 décimètres carrés. Un tube circulaire couché suivant un plan horizontal et dont on voit une partie en m, m (fig. 5) sert à transmettre isolément à chaque couple de presse l'eau qu'il reçoit

PASSAGE DES SABLES BOULANTS KT AQUIFÈBES. 257

fan autre tube, vertical; celui-ci règne le long du puits, irrive au jour, oii il communique avec le piston alimentaire, ]ue met en mouvement une petite machine à vapeur. Des robinets placés sur la colonne d'alimentation permettent d'interrompre subitement l'ascension des seize pistons. Enfin, des dépresseurs, adjoints à chaque couple de presse, issurent la marche simultanée de celles qui correspondent à un même panneau. Les figures 5 et 6 qui représentent ces organes indiquent la position de objets suivants : î;, v\ orifices d'entrée et de sortie de l'eau, qui pénètre dans les presses et s'en échappe respectivement par des tuyaux, w ei Vf; X eix régulateurs d'adduction et d'évacuation, composés de deux cônes obsturateurs, surmontés d'une vis dont la tête est manœuvrée de l'extérieur. Les dépresseurs donnent la faculté d'imprimer le mouvement à un ou à plusieurs couples de presses et de l'arrêter sans changer l'état des autres. On peut aussi , par l'évacuation de l'eau contenue dans les corps de pompe , faire descendre les pistons parvenus au haut de leur course.

Pour que les presses soient constamment alimentées, malgré leur descente successive à la suite du prisme, on a établi en un point du tube vertical, 5, (fig. 10), un emboîtement à coulisse, qui résulte d'une solution de continuité de ce tube, dont les deux extrémités s'engagent dans un tuyau, n, où elles sont serrées par des boiics à bourrage, g, q\ Lorsque l'appareil progresse de haut en bas, la partie inférieure du tube alimentaire s se dégage de la boite à étoupes sans donner lieu à une disjonction. Puis lorsque ce tube est sur le point d'en sortir, on assemble un nouveau tube en l'engageant dans la boîte à étoupes.

On installa le prisme et ses accessoires dans une excavation octogonale pratiquée immédiatement au-dessous du

cuvelage déjà existant et disposée dans la stratification argileuse de manière à laisser entre la tête des sables et son sol un espace de six mètres , plus que suffisant pour résister momentanément à la pression du niveau, qui tend ù s'élever. Cette excavation étant solidement boisée , des guides en bois, fixés contre les cadres de revêtement, assurèrent la verticalité du prisme pendant la descente et s opposèrent à toute déviation.

La descente des panneaux fut suivie de leur pose ; le dernier seul exigea quelques précautions semblables & celles que l'on prend pour la clef d'une passe de cuvelage. Le masque étant placé, on coula dans les joints un mastic résineux. On établit les presses, leurs dépresseurs et la colonne alimentaire ; puis la garniture en cuir destinée à empêcher le sable dépasser entre le prisme et le cuvelage; ensuite les pièces nécessaires pour revêtir lespace compris entre les sièges et les presses et, enfin, la colonne centrale d'équilibre.

Les diverses opérations préparatoires, commencées le 21 avril 1857, furent terminées le 13 juin de la même année. Les appropriations à la surface et l'établissement des engins qui s'y trouvent durèrent jusqu'au mois d'août.

Instruments d'entaille et de déblai.

Les outils qui ne doivent agir que sur des stratifications tendres, telles qu'argiles et sables, sont manœuvres par mouvements de rotation ou de pompage. Il y en a trois : le trépan dilatable, la tarière et la cuillère ou cylindre h soupape.

Le trépan dilatable, q g, est représenté ouvert et fermé dans la figure 12 et en projection horizontale dans la

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÉRES. 259

figure 9. Cet instrument agit sous le masque, où il creuse , dans Fagiie superposée aux sables et dans les schistes de la formation houillère, Texcavation dans laquelle le prisme s*engage. Quatre lames recourbées dans le sens du mouvement, aciérées et tranchantes sur toute leur longueur, sont articulées sur des tourillons , ^ t,,. que portent les quatre faces verticales du manchon u. Quatre bras, t;, v, articulés de la même manière sur le manchon supérieur u' se rattachent aux lames vers le milieu de leurs longueurs. Les deux manchons, en fonte, u, u' sont carrés et glissent librement 3ur une tige en bois de même forme, qui lui communique un mouvement de torsion. Ce mécanisme, analogue à celui d*un parapluie, permet d'ouvrir et de fermer les lames en rapprochant ou en écartant Tun de Tautre les deux manchons.

La tige de manœuvre, T, est munie à sa partie inférieure d'un arrêt, k ; le manchon supérieur est suspendu a deux cables, L, L', qui, à leur arrivée au jour, s'infléchissent sur des poulies et viennent s'enrouler sur le tambour d'un treuil. Quand l'instrument, suspendu aux cables, descend le long de la tige, son poids force les deux manchons à se maintenir au minimum d^écartement; ses lames ^nt fermées et il passe dans la colonne centrale sans froitemenl. Mais vient-il s'assoir sur l'arrêt fc, le poids de sa partie supérieure se portant sur les lames les force ^s'écarter de la tige, tandis que le manchon de dessous ^ntinue pendant quelques décimètres son mouvement de descente. Le degré d'ouverture dépend naturellement de 1^ volonté des hommes appliqués au treuil. Lorsqu'on tire l'instrument au jour, le manchon supérieur remonte en ^traînant les bras de liaison, les lames se placent parallèlement à la tige et l'outil fermé peut de nouveau parcourir la colonne centrale sans frottement. Ainsi le trépan se

260 CtlAPlTP4E II. — X" SECTION.

ferme nécessairement pour monter et pour descendre dans le puits; il ne s'ouvre qu'en dessous du masque, après avoir atteint larrêt k, point où doit se faire le travail d'excavation.

La tige conductrice du trépan occupe le centre de II colonne d'équilibre. Elle se compose de pièces de sapio, de 0.20 m. d'équarrissage, assemblées entre elles par des étriers (fig. 13), disposés de manière qu'elle puisse conserver dans toute son étendue une section uniforme pour le libre glissement des manchons. Elle se termine par oœ pointe assez aiguë, M (fig. 12), qui s'implante dans le terrain et prévient les déviations. La rotation de routii est provoquée par une roue d'engrenage, d d (fig. 11), établie sur une charpente à une certaine hauteur au-dessus de l'orifice du puits. Cette roue, que traverse la tige f, repose sur des galets, a, a, à la manière des plates-formes tournantes des chemins de fer ; elle est engrenée à sa circonférence par quatre pignons , e,e, mis en jeu par des manivelles, c, c, avec l'intermédiaire de deux roues d'angle.

Avant d'employer le trépan, il convient de creuser un trou précurseur qui le guide dans son cheminement. L'outil dont on se sert pour cette opération (fig. 4 et 4 bis) se compose de quatre tarières fixées aux quatre angles d'une tubulure ou manchon, 5, inséré à l'extrémité inférieure de la tige de manœuvre, T. Cet instrument, auquel on imprime un mouvement de rotation, se manœuvre comme le trépan. Enfin, on recueille les sables avec des cylindres à clapets, iV (fig. 2), de 2.80 m. de longueur et de 0.47 m. de diamètre , dont la contenance est de 3 i/a hectolitres. Ce cylindre est attaché à une tige rigide, Q, dont les éléments, fer et bois, sont combinés de manière que son extraction réclame la moindre force possible. Les tentatives faites dans le but de substituer des cables aux tiges rigides n'ont pas eu de succès.

PASSAGE Des SABLES BOULANTS ET AQllFÈRES. 261

Travaux de percement; effets utiles.

Les ppemières opérations eurent pour objet le passage delà masse argileuse à Taide du trépan dilatable, auquel la Toie devait être frayée par l'emploi de la tarière (fig. 4 €t4bis). Celle-ci, glissant le long de la tige, descendit au fond du puits, oii elle détermina le trou précurseur à hplomb de la colonne centrale. Au bout d'une heure, elle remontait enveloppée de 1 1/2 hectolitres, au moins, d'argile. Elle avait déjà pénétré dans les sables et le Conseil d*adninistration , comptant sur Taclion des presses pour faire affluer le terrain vers le milieu de Texcavation et faciliter la descente du prisme, cherchait à se dispenser de l'emploi du trépan dilatable proposé par M. Guibal. Leur répugnance était fondée sur la crainte que l'outil enveloppé d'argile ne pût se refermer et reslât encloué sous le masque. L'espoir de pénétrer dans l'argile par l'action exdusive des presses fut naturellement déçu. Cette action, qui d'abord avait produit un avancement journalier de 4 à Scenlimëtres, devint de plus en plus minime, malgré une pression portée au-delà de 175 atmosphères. Comme on ne pouvait plus avancer, il fallut bien céder aux réclamations de M. Guibal et prendre l'instrument si redouté. Après qu'on l'eut fait tourner un temps suffisant, il revint au jour \ sans difficulté, ramenant attaché à ses lames un volume d'argile de 2 1/2 hectolitres, dont on le débarrassa, pour le redescendre de nouveau et le remettre en activité.

Les stratifications argileuses traversées , on entreprit le percement des sables au moyen de la cuillère ou cylindre à soupapes. On manœuvre cet instrument comme pour un sondage. Sa tige est attachée à un levier de frappe. Il

faut, pour mettre la cuillère en mouvement, neuf cavriers qui peuvent lui communiquer une levée de 0.28 m. Aa moment où la base vient en contact avec le terrain, les ouvriers lui communiquent un mouvement de pompage précipité , d*une amplitude de quelques centimètres seulement , afin de détruire la cohésion des sables résultant de leur tassement. Après quelques instants de frappe, ils soulèvent la cuillère pour que le terrain s'éboule au centre de lexcavalion. Alors ils manœuvrent à grande course et il s'établit un courant assez rapide pour entraîner les sables qui vont se loger et se tasser dans la cuillère. Chaque reprise, y compris l'ascension et la descente, absorbe 38 à 40 minutes ; le battage seul dure 15 minutes en moyenne.

L'emploi de deux cylindres procure une économie de temps : quand l'un est arrivé au jour, on l'enlève de sa tige, on met l'autre à sa place, et pendant que celui-ci accomplit son voyage, on suspend le premier par sa base, la bouche tournée vers le sol et on le frappe à coups de maillet pour en détacher les sables qui adhèrent en vertu de leur humidité.

Pendant que ces outils dragueursrecueillent les déblais, le puits se remplit d'eau, provenant soit des fissures du cuvelage, soit de la colonne centrale, d'où elle découle par un ou plusieurs robinets. On pousse le prisme en avant, à mesure que l'excavation progresse, et il convient de le faire pénétrer le plus avant possible, tant pour profiter des éboulements qui peuvent survenir que pour empêcher les affbuillements de se propager dans les massifs environnants.

La pénétration du prisme exige de la part des presses un effort de 1 10 atmosphères lorsque le puits est libre et seulement de 50 Ix 60 quand il est plein d'eau. Si la résistance à l'enfoncement est trop considérable, on peut dé-

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÈRES, 263

charger la colonne centrale, alors les mouvements provoqués par les sables facilitent la descente ; mais , dans ce cas, les presses doivent agir avec énergie et surtout sans discontinuité. Dès que le prisme s'est avancé d'une quantité, suffisante pour permettre l'adjonction d'une nouvelle assise du cuvelage,mais moindre que la course des pistons des presses hydrauliques, le creusement cesse, les pompes jouent pour vider le puits et les ouvriers descendent pour prolonger le revêtement.

Voici la manœuvre usitée dans la construction de ce dernier : on descend dans le puits une pièce de cuvelage, repérée et numérotée; on suspend le mouvement de l'appareil alimentaire; on ferme les robinets des presses, afin que l'eau qu elles contiennent s'oppose au retour des pistons. Alors les mineurs ouvrent la soupape d'évacuation des deux presses correspondant à l'un des panneaux de cuvelage descendant ; on pose la pièce sur les tablettes qui recouvrent leurs faces supérieures ; puis on ferme la soupape ouverte, on ouvre celle d'alimentation et les pistons s'élèvent en soulevant la pièce qui vient s'enchâsser dans l'espace resté libre. Les ouvriers sont armés de pinces, ou petits leviers, en fer, avec lesquels ils guident dans son ascension cette pièce, dont la coupe est d'ailleurs fort exacte. Enfin ils introduisent les boulons de suspension dont la partie supérieure, formant vis à bois, pénètre dans la moitié de l'épaisseur de la pièce supérieure (fig. 3).

L'espace libre étant revêtu sur les huit côtés du polygone, le mineur, avant de reprendre le creusement, laisse le puits se remplir, afin de détruire la pression de bas en haut que supporte le masque. Il suffit pour cela de suspendre le jeu des pompes et, quelquefois, d'ouvrir les robinets supérieurs de la colonne centrale.

L'effet utile du trépan dans les argiles à été prodigieux:

CHAPITUB It, — \' SECTtOK.

eu 18 Jours de travaiU le puîls s'enfonça de 3.80 m. ou, eu moyenne, de 0.20 m* par jour.

Daûs les sables, le prisme, qui avait marché fortletitemeiit pendant le mois de juin 1858, y avait néanmoins pi^néiré de 0,46 m. par semaine. Vers le milieu d'août, son avancement moyen dtait de 0.80 m. Enfin, dès le mois de septensbrCi il a cheminé régulièrement de 1 mètre par semaine, jusqu au moment où survint un accident quism rehiléplus loin.

Des observations ont été failes pour vérifier si le voUime de sable extrait correspond au cube de lespace excavé* c*est-à-dire, si les maiières extraites du puits sont^fale^ au vide créé : dans une reprise de fonçage de 12.70 fï** de hauteur, on a extrait lîJO m, q* de sable. La sectio* du puits étant de 11,05 m. c, la reprise coraporie t» *^ volume de 140.33 m. c. soit un écart de 10 mètres cub^ ^ 011 moins. Mais quand même cet écart pourrait se justifia ^ par le foisonnement des sables ou la différence de leir état de tassement avant et après Textraction^ il nen serai pas moins permis de conclure que, s'il existe des affouilk-""^ ments derrière le revêtement ^ ils sont trop minimes pout:^^ mériter aucune considération. Il résulte, en outre, de cetti^^^ observation que !e fonçage du puits correspond, par centi"-""''^ mètre courant, 6 une extraction d'un peu plus d'un hecio--^""^ litre (t.18) de sable.

L'installation du cuvelage fournit un exemple delà néces site qu'il y a de laisser les ouvriers se familiariser avec toute opération nouvelle. La pose d'une seule pièce, dan^ Torigine exigeait 4, 5 et même 6 heures, plus tard s'eseffectuée en moins de 2 heures, puis en 1 heure seulement En sorte que la pose journalière du cuvelage, qi d'abord n'était que de 0.12 m. de hauteur, s'est successr^ vemeiU élevé ÎL 0.20 et 0.40 m.

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÈRES. 265

Une série d'observations faites pendant le mois d'octobre 1858 a donné, quant au temps réclamé par les diverses opérations , les résultats suivants :

Enlèvement de 65 à 70 hectolitres , correspondant au creusement du puits sur une hauteur de 0.55 0.60 m 30 heures.

Pose de 16 pièces de cuvelage et leur abloquage 21 »

Mise des eaux à plat 7 à 8 »

Descente de la pompe 4 »

Allongement de la pompe. Une fois pour

deux reprises .... 3 »

Id. de la colonne centrale. Une fois pour quatre descentes consécutives . 4 »

Descente de la colonne alimentaire. Une fois pour deux descentes 2 »

Ainsi un avancement d'un mètre n'aurait exigé que cinq jours environ, si les fausses manœuvres, les réparations des pompes etc. n'eussent porté ce temps à une semaine, ainsi qu'on l'a vu ci-dessus.

Tentatives faites pour relier la base du cuvelage et le terrain houiller.

Ce fut le 1*^' août 1859, après tous les obstacles imaginables et de nombreux accidents, que le prisme atteignit le terrain houiller à une profondeur totale de 106.57 m. Le banc de sable venait d'être traversé et M. Guibal était en droit de croire qu'il en avait fini avec la partie la plus difficile de Topération. En effet, dans le fonçage d'un grand nombre de puits du bassin du Centre, on avait

266 CHAPITRE II. — X* SECTIOR.

observé que la tête de la formation houillère, immédiatement au-dessous des terrains de recouvrement , est en général régulièrement désagrégée et réduite à un état de plasticité remarquable. 11 y avait donc lieu d*espérer qu*il suffirait d'enfoncer, d'une faible quantité, la base du prisme pour maintenir les eaux et les sables supérieurs pendant le temps nécessaire à la pose d'une trousse picotée et de quelques assises destinées à relier la partie déjà construite du cuvelage et le terrain houiller. Telle était à cet égard lopinion de toutes les personnes compétentes; mais cet espoir fut déçu : les fissures du terrain ou , comme on le crut à cette époque, un changement notable et inattendu dans la constitution de ce terrain, opposèrent tout à coup des difficultés telles que tout fut remis en question et que Ion dut entreprendre des travaux coûteux et délicats, au moment même où l'opération pouvait être considérée comme à peu près terminée.

11 s'agissait donc de poursuivre le fonçage à travers le terrain houiller. Naturellement le trépan dilatable, qui avait fonctionné d'une manière si heureuse dans les argiles supérieures, trouva dans cette circonstance une nouvelle application. Avant de le mettre en œuvre on creusa un trou précurseur. Pendant qu'on l'exécutait, la cuillère de vidange ramena h plusieurs reprises plus de trente kilogrammes d'outils et de morceaux de fer empâtés dans le terrain , objets que l'on avait abandonnés sous le masque ou qui étaient tombés dans la colonne d'équilibre ; elle retira, en outre, un assez grand nombre de galets qui, déposés sur le terrain houiller, opposaient de grandes difficultés au fonçage deTexcavalion.

Au moyen d'une série de percements successifs en forme de cônes tronqués et renversés et par l'action des presses hydrauliques, le couteau du prisme parvint, en décembre

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÈRES. 267

1859, à une profondeur de 2.15 m. dans le terrain houiller. Mais , comme le trépan laissait subsister une banquette au-dessous du sabot tranchant; comme, le terrain devenant de plus en plus résistant, celte banquette s'opposait à la descente, on retourna rinslrument, ainsi que l'indique la figure 1 (Pl.X),de manière à n'attaquer que la circonférence et à former une excavation h fond horizontal. Le contour du prisme avait été dégagé, l'avancement devint beaucoup plus facile. Pendant ces opérations, les mineurs crurent reconnaître Texislence d'une mince stratification plastique à laquelle succédèrent des alternatives de grès et de schistes feuilletés et micacés, d'une couleur noirâtre et semés d'empreintes végétales.

A cette époque , M. Guibal voulant savoir si l'excavation située au-dessous du masque était à l'abri des infiltrations et des sables, résolut d'épuiser l'eau delà colonne centrale, certain de le faire complètement si toutes les communications étaient interrompues entre le niveau extérieur et le dessous du masque. Cet épuisement eut lieu; mais dès que les eaux eurent baissé de 37 m., une énorme masse de sables aquifères envahit l'appareil, preuve évidente que le terrain houiller avait cédé à la pression et que des fissures établissaient un canal qu'il était indispensable de supprimer.

On reprit donc le fonçage; mais la dureté du terrain croissant avec la profondeur, on dut forer le trou précurseur au moyen d'un trépan en ciseau, de 0.50 m. de largeur au tranchant. Puis fesant agir le trépan dilatable, on poussa le couteau du prisme en avant. Comme, après cette opération, il y avait lieu d'espérer que les fissures du terrain étaient bouchées par les sables , on essaya de nouveau d'abaisser le niveau de la colonne centrale; mais le résultat fut le même que ci-dessus.

268 CHAPITRE H. X* SECTIOÎI.

Alors de nouveaux enfoncements firent parvenir le prisme à des profondeurs croissantes de 2.75, 3.10 et 3.90 m. Mais le terrain houiller devenant de plus en plus résistant, on dut aider aux efforts de pénétration par une surélévation du niveau d eau dans le puits , combinée avec un abaissement du niveau dans la colonne centrale. Chaque mètre de différence entre ces deux niveaux donnait lieu à un effort de 8000 kilogr. en chiffre rond. Souvent même la puissance empruntée à une différence de 19 mètres s est élevée h 232000 kilogr.

Ne pouvant atteindre le but désiré par la pénétration de plus en plus profonde de Tappareil dans les schistes, M, Guibal essaya d'obstruer par un lit d'étoupes le joint qu*il supposait exister à la base du prisme. Dans ce but, il fit creuser, avec le trépan renversé, une rainure débordant de 0.10 m. les angles du prisme descendant, pour y introduire 224 bottes d'éloupes au moyen d'un outil analogue au trdpan dilatable. Cet outil porte, à l'extrémité de chacun de ses quatre bras, une pince disposée de manière î\ lâcher la botte d'étoupe dès qu'il reçoit un mouvement de battage. On bourra ce garnissage au moyen d'un instrument h peu près semblable. Puis on descendit le prisme sur ce lit et on le comprima avec énergie. A la fin d'août 1860, le sabot tranchant était arrivé à une profondeur de 4.75 m. dans le terrain houiller.

Alors on fit deux nouveaux essais pour reconnaître si lo fond de Texcavalion communiquait encore avec les «ables. Dans le premier essai, le masque ayant été ouvert, IcH ouvriers se disposaient à travailler au-dessous, mais (les infiltralions s'étanl prononcées dès le second jour, ils rnlrmirrent aussitôt le diaphragme protecteur, ainsi que In rcnnmandait la prudence; dans le second, après avoir ImII jou(îr les prcs^cs pour serrer le prisme plus fortement

PASSAGE DKS SABLKS KOULVNIS ET AQUIFi-UES. 269

sur le lit d*étoupes, on fit danser la cuillère à clapets dans l'excavation ; mais, comme elle ramena avec elle une assez forte quantité de sable, on ne poursuivit pas l'expérience, car la conviction était acquise, ou que le puits traversait une solution de continuité du terrain houiller, ou que celui-ci, entièrement disloqué, était recoupé de nombreuses et larges fissures, il fallut donc continuer le fonçage, malgré l'énergie sans cesse croissante des frottements.

Dans le courant d'octobre, tandis que l'appareil était engagé de 5.74 m. dans le terrain houiller, le sable et l'eau affluèrent sous le masque avec un abondance telle que l'eau se déversa par l'orifice supérieur de la colonne centrale. En outre, les sables ancrèrent le trépan de telle sorte qu'il devint impossible de le faire fonctionner. On ne le dégagea que dans le courant de décembre. Alors, après avoir curé le puits, on continua le creusement en surchargeant la colonne d'équilibre d'une hauteur d'eau de 1.50 m. afin de s'opposera une nouvelle affluence des sables.

A une profondeur de 5.69 m., un mouvement de l'eau de la colonne centrale annonça une irruption des sables. Cet accident prouva qu'une faille ou une autre disjonction du terrain se trouvait dans le voisinage et qu'on était directement en rapport avec elle. Il fait voir également combien il est heureux que , dans la tentative ci-dessus indiquée, les infiltrations aient inspiré des craintes aux ouvriers qui avaient pénétré sous le masque et qu'on ait refermé celui-ci Sans donner suite au projet de poser un siège de picotage et de raccordement du cuvelage,ce qui aurait conduit à un désastre inévitable. Comment, en efiet, aurait-il été posaible^en poursuivant l'enfoncement, de résister à l'énorme {Pression des eaux et du sable à niveau vide , lorsque à niveau plein ils ont fait irruption dans le puits?

Pour reconnaître le terrain, on exécuta au fond du puits

270 CHAPITRE II. — X* SECTIOX.

UQ sondage de 0.50 m. de diamètre. Les témoios naturels ou carottes que Ton ramena au jour , d*un point situé à 10 mètres environ dans le terrain houiller, consistaient en schistes un peu ramollis par les eaux , mais entièrement secs et parfaitement stratifiés ; leur consistance était celle des argiles les plus compactes et leur inclinaison de 45"". Une couche rencontrée à une profondeur de 17.58 m. aurait eu, à cette inclinaison, une puissance de 0.90 m. au moins.

A une profondeur de 6.50 m. , les eaux de la colonne centrale ayant été abaissées, il se produisit dans le masque un mouvement à la suite duquel on opéra un curage. La cuillère ou cylindre à soupape ramena au jour des morceaux d'un grès pourri appartenant à une couche régulièrement stratifiée. Ces fragments ne cessèrent de se présenter dans les déblais, surtout après les divers essais tendant à reconnaître Texistence du passage entre les sables et le dessous du masque. On renouvela ces épreuves à chaque reprise de creusement, dont la hauteur était de 0.50 à 0.60 m. Les excavations successives avaient un diamètre plus grand que le cercle inscrit aux faces extérieures du prisme, de manière que celui-ci n eut à couper le terrain qu à ses angles et d'une faible quantité.

Le prisme étant arrivé à une profondeur de 7.63 m. dans le terrain houiller, correspondant à 114.19 m. au-dessous de la surface du sol, on jugea inutile de poursuivre plus avant. En efiet, disait-on, le trépan dilatable ayant dû percer suivant un cercle à peu près circonscrit au prisme, il devait rester sur son pourtour huit espaces prismatiques ayant pour base des segments de cercle. N'était-il pas probable que les vides, dont la plus grande largeur était de 0.30 centimètres, étaient les canaux par lesquels les sables mouvants s écoulaient au-dessous du masque? Quoique c«

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AOUJFÉRES. 271

raisonnement parût en contradiction avec une expérience jui a eu pour objet Tintroduclion d'un lit d'étoupe à la base du prisme,on n*en résolut pas moins de mettre terme» par un picotage horizontal, h Técoulement des sables, [PL X, fig. 1 et 2.)

Ce picotage, exécuté h travers le cuvelage et un peu m-dessus de la partie supérieure du prisme, se compose de trois séries de pieux. Tune de pieux en bois, comprise entre deux séries de picots en fer. Les premiers sont des cylindres en chêne séché, ferrés à leurs pointes ; leur diamètre, 0.06 m., est tel que chaque panneau en comprend 17 placés en contact les uns des autres. Une rainure, ayant 5 millimètres de largeur et autant de profondeur, et percés suivant une des génératrices, prévient les effets de piston qu exercerait le pieu contre leau qui presse de Textérieur. M. Guibal, ayant reconnu, dans le placement de la première rangée, que ces pieux exigeaient pour leur enfoncement un temps trop considérable, leur en substitua d'autres, en fer, d*un diamètre moindre de moitié (0.03m.), dont la mise en place fut infiniment plus prompte. Ces derniers formaient les deux séries extrêmes.

Dans l'exécution du picotage, les ouvriers commencent par marquer les 17 trous avec la plus grande exactitude. Ils employent pour cela un gabarit, ou patron, en forte tôle •ecouverle d'une pièce de bois. Ces deux objets sont percés fun nombre de trous égal à la moitié, plus un, de ceux jue renferme la ligne, c'est-à-dire, que les trous pairs sont îxclus pour faire place aux impairs. Leur diamètre est §gal à celui des picots, et la longueur du gabarit, à la largeur des panneaux du cuvelage. Ce patron étant placé, dans une position rigoureusement horizontale, sur la ligne où doit s'exécuter le picotage, les ouvriers se servent d'un poinçon cylindrique pourvu d'une pointe implantée à l'une

272 CIIAPITIUÎ II. — X* SFXTION.

de ses extrëmités. Ce poinçon glissant à frottement dans les trous du gabarit les occupe successivement et marque, sous un coup de maillet, le centre de chaque trou à forer. Un autre patron, identique au premier, à part que les pleins sont remplacés pai* des vides et réciproquement, est installé à la même place et sert à tracer les centres des trous intermédiaires.

Le percement des trous est dirigé par une traverse en bois installée dans le puits perpendiculairement aux pieux à enfoncer ou parallèlement au panneau, objet du travail. Une forte plaque en fonte , percée de 17 trous , espacés entre eux comme ceux des gabarits, est attachée à la traverse au moyen d'étriers en fer (fig. 5 et 6) ; la faculté qu elle possède de se déplacer suivant sa longueur, permet de mettre ses trous en correspondance , suivant des perpendiculaires, avec les centres des trous à percer à travers les panneaux du cuvelage. Quant à ces derniers trous, on les fore avec une mèche anglaise ajustée sur un vilbrequin analogue à ceux dont se servent les ouvriers sur métaux (fig. 7). Mais lopération exige les plus grandes précautions: aussi, quand la mèche est sur le point d'atteindre la face extérieure du cuvelage, le chef mineur mesure le trou exactement et continue lui-même le percement. Pendant ce temps, on graisse le picot et l'on apprête une broche conique en bois , afin de boucher instantanément lorifice du trou, sans retirer la mèche, pour le cas où celle-ci débouchant au delà de la paroi, livrerait tout à coup le passage aux sables aquifères, dont la pression excède 9 atmosphères. Alors on munit la tête du picot de petits étriers en fer auxquels sont attachées de fortes cordes ; puis, lorsque le Irou a atteint la profondeur voulue, on y bourre une pelotte d'argile ; on attache les cordes à des œillets vissés au nombre de quatre et deux ouvriers

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQL'IFÊRES. 275

les maiotiennent à Fétat de tension pendant que leur chef frappe avec force sur la tête des picots, qu'il enfonce le plus avant possible, après avoir fait sauter la mince paroi de bois réservée à la partie postérieure de la pièce. La limite de renfoncement a varié de 0.75 à 1.25 m. et quelquefois s'est élevée h 1.50 m.

Les lignes de picots enfoncés perpendiculairement aux panneaux laissant entre elles huit angles entièrement libres au passage des sables, chacun de ces angles est, à son tour, l'objet d'un picotage dont les pieux sont dirigés obliquement aux premiers et parallèlement aux rayons passant par les angles intérieurs du polygone. Ces lignes sont disposas au-dessous des précédentes, de manière à obturer complètement l'espace vide (fig. 2),

Les mineurs insérèrent, par le même procédé, dans le eu vêlage deux séries de pieux en fer forgé, placées l'una au-dessus de l'autre, au-dessous des picots en bois, ce qui accéléra considérablement le travail , tout en ménageant les pièces du cuvelag6,qui précédemment étaient exposées à se fendre. L'opération a été terminée vers la fin de mars 1862.

Le moment était venu de s'assurer de l'efficacité des pieux, pour obturer le passage des sables, et de leur ittfluence sur le volume des eaux débitées et sur la pression à laquelle elles étaient soumises. Dans ce but, on perça ^^ trous dans chaque panneau du cuvelage : cinq audessus du picotage horizontal et, par conséquent, en communication avec le niveau général, et les autres en dessous, placés dans les mêmes conditions que le dessous du masque. Pendant leur exécution, on constata que les sables découlaient violemment par les premiers, tandis que les seconds n'en laissaient échapper qu'une quantité minime. ï^^nc les pieux retenaient à peu près complètement les

276 r.llAHTllK II. X** SIXTION.

sables. Quant à Tabondancc des eaux, le volume écoulé par les trous supérieurs était de 36.50 mètres cubes par heure, et, par les trous inférieurs, de 5.50 mètres cubes seulement; et, circonstance digne de remarque, ce volume était fourni par un seul des panneaux, les autres ne donnant presque rien. La pression, pendant l'écoulement, s'élevait à 4, 6 et môme 7 atmosphères au-dessus du pîcotage; en-dessous, elle n'était que de 1 à 2 atmosphères. Cependant au panneau n"" 4, elle était de 6.5 atmosphères, fait qui sera expliqué plus tard.

Il importait de connaître directement Timportance de la venue d'eau affluant sous le masque, afin d'établir ultérieurement des moyens d exhaure suffisants, quoique aussi peu encombrants que possible. On introduisit un tube it sondage, dont la base était criblée de trous, dans les sables que contenait le fond de l'excavation, afin d y opérer un drainage analogue au précédent, à l'aide d'une petite pompe à bras, qui en élevait les eaux. Lorsque, le SCjuin, ce tube fut parvenu h une profondeur de 1.20 m. au-dessous du sabot tranchant, une soufflée(i) se produisit dans les sables, qui firent irruption, se répandirent sur le masque el ensablèrent les pompes. Il convient d'observer que les trous de saignée du panneau n** 4, qui jusqu'alors n'avaient pas donné d eau, coulèrent abondamment à partir de cet instant.

Un pareil accident, survenant après les effets donnés par les trois séries de pieux, indiquait évidemment Fexistence d'un passage qui mettait en libre communication le

(i) Ce phénomène, qui a lieu dans le passage des sables boulants, sa manifeste par un Jet de sable et d'eau, qui s'élance & grand bruit du fond ou des parois de l'excavation, où se forme uu trou dont la capacité dépend ù-i l'importance de la soufflée.

PASSAGE DES SABLES BOl'LANTS ET AQLIFÈRES. 277

dessous du masque et la masse arétiacée. C'est ce qui inspira à M.Dubar, directeur dos travaux, Tidée d'interroger, par un trou de sonde, le terrain situé derrière le panneau n®4; cette tentative eut pour résultat de faire connaître la présence d'une chambre de sable, qui, partant d'une distance de 1.80 m. de la face intérieure du cuvelage, se prolongeait à 2.90 m. au-delà.

Il existait donc un passage en pleine formation houillère et, à ce sujet, deux opinions se trouvaient en présence : l'une attribuant ce fait à une faille ou coupe , l'autre à une couche de grès sans consistance, dont on avait si souvent recueilli des échantillons, au moyen de cuillères puisant dans le terrain houiller. Devant cette divergence d'opinions, on tenta d'obstruer le passage au moyen de pieux jointifs. L'insuccès de l'opération prouva que le fait ne pouvait être attribué qu'à une couche dénuée de consistance , facile* ment entratnable , dont le prolongement se faisait encore sentir au-delà des pieux extrêmes.

La figure 1 (PI. X), représentant la partie inférieure du terrain houiller dans laquelle a pénétré l'appareil, indique la position de la couche par les points x et y de son toit et de son mur, connus par le sondage à travers le panneau n* 4 et par l'inclinaison de 45*, moyenne de celle des échantillons, retirés sur une profondeur de 10 m., du sondage effectué dans l'axe du puits. Les diverses phases de l'excavation aux époques des éruptions du sable y sont également portées.

Comment expliquer l'insuccès du matelas d'étoupes déposé dans une rainure du terrain pour recevoir la base du prisme, à moins d'admettre que ce bourrage se trouvait dans le grès pourri , déjà écoulé de la couche ou, en tout cas, dénué de consistance?

Comment expliquer ce fait que, vers la fin du creuse-

278 CIIAPITUE H. — X^ SECTION.

ment , le sable s*est écoulé sans qu'aucune charge provoquât son mouvement , si ce n'est que la couche était daotant plus largement entamée que le fonçoge allait plus en avant?

D'autres faits viennent encore confirmer la sapposition:

Le pan n** 4 est le seul où, malgré le barrage, la pression se soit élevée à 6 ou 7 atmosphères. Il est le seul qui ait présenté, lors du forage des trous de saignée, un contact parfait du terrain houiller et du cuvelage, en sorte quil n'existait entre eux ni sable , ni eau. Cependant le prisme devait avoir laissé sur son passage un vide au moins égal à son épaisseur ; mais l'entrainement des grès pourris de la couche ayant déterminé la descente en masse de son toit, celui-ci s'est appliqué contre les faces extérieures da cuvelage. Si, après une soufflée, les trous de saignée donnent de Teau, c'est la conséquence naturelle du déplacement du toit de la couche pendant Tirruption. Enfin si en cet endroit on découvre une chambre à sable qui ne se dénote nulle part ailleurs, n'est-ce pas une nouvelle preuve .de l'existence de celle couche?

La pénétration des sables sous lappareil n'est donc pas due i\ un défaut de jonction de celui-ci avec le terrain avoisinant, mais bien h un passage existant en plein terrain houiller. Cette circonstance , qui explique Tinsuccès des diverses opérations tentées jusqu'à présent, est étrangère à toutes les prévisions et lout-à-fait sans précédent dans les lra\*aux de mine.

Le picotage horizontal avec des pieux jointifs sur trois assises diderentes prouvait que, si le sable pénétrait encore sous le masque, il ne provenait pas de la partie du terrain qui enveloppait le prisme. C'est alors que, pour découvrir le passage, on pratiqua au-dessous des pieux , des sondages horizontaux d'une assc^c grande longueur. L'un d'eux

PASSAGE DES SABLES BOULANTS ET AQUIFÈKES. 379

rencontra le sable, puis ensuite, à 2.90 m. , les schistes de la paroi intérieure du puits. Au moyen de trous de sonde en éventail, on reconnut que la masse de sable traversée formait une couche ; comme, d'ailleurs, un sondage par la colonne centrale avait permis d'observer l'inclinaison du terrain et qu elle était de 45**, il fut aisé de conclure: l"* Que la couche de sable avait été touchée au centre du puits quand on tenla d'ouvrir le masque ;

2^ Que la même couche, constamment recoupée par le puits passait encore presque en son milieu ;

S** Que le sable venait par là et que tant que ce passage ne serait pas fermé l'on n'aboutirait à rien.

M. Guibal imagina le moyen suivant : Après avoir installé au-dessous du masque un filtre ou cylindre criblé de trous, il fit jeter du gravier tout autour par la colonne centrale ; puis, au-dessus, du sable en quantité suffisante pour en remplir le masque jusqu'au collet. 11 voulait, par la présence du gravier , empêcher le sable de couler et faciliter, au contraire, l'affluence de l'eau dans le filtre, en épuisant cette eau au moyen d'une pompe à bras. Les sables étant ainsi asséchés sous le masque, il espérait pouvoir y. pénétrer sans danger. Arrivés 15, les ouvriers auraient enlevé le sable pour se faire place ; puis par remploi de palplanches, ils auraient avancé avec précaution vers la circonférence et seraient parvenus à installer des madriers sous le couteau et devant l'orifice résultant de la couche de sable. Enfin , après avoir placé un siège provisoire pour consolider le tout, on aurait poursuivi le creusement, afin de faire la place d'un siège définitif, élevé sur le premier. Il ne restait plus alors qu'à Bonter le cuvelage dans le prisme , à enlever le masque ilonger le revêtement de manière à rejoindre celui

Malheureusement on n'a pas donné suite à ces prescriptions de M. Guibal ; quand la colonne centrale a été ouverte on a vu que le filtre ne fonctionnait pas. Gomme dans ce moment les actionnaires étaient découragés, les choses en sont restées là. Il est à croire que, sans diverses circonstances quil est inutile de relater ici, ce moyen aussi rationel que les autres, qui tous ont réussi, aurait été également couronné de succès.

Dans tous les cas, le passage des sables mouvants doit être considéré comme un fait accompli depuis le 1**^ août 1859 et la méthode de M. Guibal est définitivement acquise à Fart des mines. Ce travail de fonçage, le plus remarquable et le plus ingénieux qui ait été exécuté jusqu'à ce jour, est un véritable service rendu aux mineurs. Ils pourront désormais, non seulement se passer de Fair comprimé , si dangereux dans les hautes pressions , mais encore atteindre certaines gttes, inabordables par la profondeur où ils se trouvent au-dessous des terrains de recouvrement.

EXCAVATIONS ACCKSSOIRES. 287

une excavation de 7.25 m. de longueur, adjacenteau comparlimenl d'extraction B ; elle est revêtue d'une muraille en briques ; sa section est une ellipse dont les deux diamètres» 4.58 m. et 3.47 m., sont disposés, le plus grand suivant la verticale et l'autre suivant la largeur de l'excavation. Les cages, à deux compartiments, viennent reposer sur des sommiers, ff. Au niveau du second étage des cages se trouve un plancher, G , correspondant au niveau supérieur de la balance F, et avec le sol de la galerie £, qui conduit aux divers chantiers établis dans la couche en exploitation.

Les deux compartiments latéraux il et C doivent renfermer les échelles mobiles et les attirails d'épuisement. D'autres, plus petits, / et £, sont destinés, l'un à la conduite des eaux, l'autre au retour de l'air dans l'atmosphère ou au passage de la fumée qui se dégagerait d'une machine à vapeur installée dans les travaux.

Le fonçage du puits se fesant pendant l'extraction, un

moteur spécial, établi à la surface, élève les déblais dans

l e compartiment C ; aussi a-t-on eu soin de garantir les

ouvriers contre la chute des corps graves par un fort

Xpalier ou stot, /.

Chambre d'accrochage appropriée à une extraction considérable.

Le principe des anglais , de produire de grands effets vitiles avec un personnel aussi restreint que possible, amène les exploitants à employer de puissants moteurs d'extract-îon et à imprimer la plus grande activité aux chargements et aux déchargements ; alors un petit nombre d'ouvriers peut élever au jour des volumes de houille considérables.

ClUMîlïK îl, — XI* SECTÎOX.

rails, provenant des voies souterraines, posés de plaL Qtiflnd il se trouve des vides au-dessus de ces pièces , on les reiïipUt quelquefais d'uue tnoçoanene en briques»

Ces chapeaux de fer, insiallés dans les galeries, perinetienl de réaliser de notables ét-'onoraies, parce quih épargnent au mineur de Iréquenies réparations et que, potrr des hauteurs d'excavatiou égales, Tabatage des vocks encaissantes est moindre pour le fer que pour le boisJi Ton considère comutte anéantie la valeur du fi-r, la dépense est plus grande, mais la durée du soutènement est indé* finie. Maïs le fer n'est jamais eniièrement perdu ; car .«souvent on peut , lors de Fabandon définitif des excavations, en retirer un grand nombre de rails, qui conseneûl la valeur, comme vieux fer, quils avaient avant leur emploi. Le plafond de la chambre d'accrochpge du puîts S--Ar- Ihur de la même concession est soutenu par des i*ails formant chapeaux et par des colonnes creuses euta'tô de fer en guise d'étaorons.

M. Bertinchamps, directeur do la mine du Poirier, prts de Charleroi, s*est servi de fers neuft pour le souièuctncnt d*une chambre d'accrochage' (PL X^ fi g* 8 à 10). Ceit^ i^hambre a 8 mètres de longueur et 4 de largeur dans œuvre ; elle est revêtue, dans le sens de la longueur, de pieds-droits en maçonnerie, sur lesquels reposent dessonimicrs longitudinaux consistant en fers à double T.^i^ O.iSm, de largeur sur 0*23 m* de hauteur. Les ^ommieTS sont recouverts de poutrelles transversales, également fo^ ] mées de fers à double T, de 4.80 m. de longueur, 0.18 ïD' do hauteur et 0.065 m. de largeur. Ces poutrelles distantes^ de 0,30 m. d'axe en axe, sont courbées de manière déterminer, au milieu de leur longueur, une flùche à'i viron 0/10 m*, résultat d'un rayon de 100 mètres. espaces restés vides entre les poutrelles sont remplis