ET DAMS LES MIMES

Augmentation générale de la température avec la profondeur. — 0

a vu qu'en raison de la mauvaise conductibilité des roches terrestres, les vari ! tions de la température de l'air ne pouvaient se transmettre dans le sous-sol 9 delà d'une profondeur généralement minime. 11 existe donc, en chaque lieu c la terre, à une distance de la surface d'autant moindre que le climat de la coi trée est moins variable, une couche dont la température est constante et évi déminent égale à la moyenne annuelle du lieu.

Si la terre n'était soumise à aucune autre influence calorifique que celle du soleil, la température, à partir de la zone invariable, devrait être la môme jusqu'au centre du globe. Or il n'en est rien et toutes les fois que, par des puits ou des sondages, la couche de température invariable a été dépassée, on a constaté, comme un fait universel, que le thermomètre montait à mesure qu'on s'enfonçait davantage. Le phénomène est général ; il n'est pas une mine qui n'en fournisse la démonstration et on l'observe non seulement dans la zone torride. nais encore dans les pays où le sol est gelé pendant toute l'année. C'est ainsi qu'en Sibérie, à Yakoutsk, où la moyenne annuelle est d'environ 10 degrés centifrrades au-dessous de zéro, un puits creusé en 1856 jusqu'à la profondeur de -115 mètres a permis de relever les températures suivantes (1): à %5m,50 de profondeur, — 6°,8; à 90m,30, — 1°,2 ; au fond, — 0°,6. D'après cette progression, l'eau à l'état liquide eût été atteinte aux environs de 125 mètres. En effet, à la même époque, un puits creusé dans la steppe Katchongin trouvait l'eau jaillissante liquide à 126 mètres.

L'augmentation de la température avec la profondeur étant ainsi bien établie, ml y a lieu de rechercher si cet accroissement suit une marche capricieuse ou s'il obéit à quelque loi susceptible de se traduire en formule. Ce but peut être atteint par diverses sortes d'observations, dont l'ensemble a permis d'ouvrir dans là géologie un chapitre distinct, celui de la géothermique ou étude de la chaleur propre du globe,

Mmée ^'observation dans les mines. — Les mines, lorsqu'elles atteignent u ne profondeur suffisante, paraissent offrir un moyen très simple de résoudre la «Tiiestion. Cependant l'observation s'y heurte à des causes d'erreur contre lesquelles il importe de se mettre en garde.

En premier lieu, ce n'est pas la température de l'air qu'il convient de mesurer. ^b effet, l'aérage nécessaire à la respiration des ouvriers s'obtient par une circu- «*lion, naturelle ou artificielle, de l'air dans les galeries. La température du **iilieu respirable n'appartient donc pas en propre au lieu où on l'observe et ï**ut différer très sensiblement de celle de la roche ambiante. Diverses causes ^'êchaufferaent, dues à la présence des ouvriers et à la combustion des lampes, tiennent encore troubler le résultat final. De plus, l'air, par le seul fait de sa ** <lscente dans les régions profondes, se contracte et accroît sa densité en dégaiWnt une certaine quantité de chaleur, dont il serait injuste de chercher la ^«rcedans l'influence du milieu environnant.

H semble qu'on doive obtenir un meilleur résultat en mesurant la température

^eauxde mines. Mais s'il s'agit de suintements naturels, il est difficile d'affîr-

Vaef que ces suintements proviennent du niveau même où on les observe. S'il

s*git de réservoirs pratiqués au sol des galeries, ou bien la nappe d'eau "est

*uMicielle et alors elle subit l'influence de l'air qui la baigne ; ou bien elle est

W F- Arngo, Notices scientifiques, III, p. 374. — Note communiquée à Ara go par A. de Humboldt.

profonde et, dans ce cas, l'eau du fond, plus chaude et par conséquent plus légère, remonte à la surface et en exagère la température.

Ainsi, en 1802, d'Âubuisson a constaté qu'au fond de la mine Himmelfahrt, à Freyberg, par 250 mètres de profondeur, la température de l'air étant de 15°, celle des eaux stagnantes, refroidies sans doute par des infiltrations Tenues d en haut, n'était que de 14°,7. Au contraire, dans la mine Kùhschacht, une nappe d'eau profonde de 120 mètres, par laquelle tous les travaux inférieurs étaient inondés, offrait à la siu'face, en raison de l'ascension des eaux du fond, une température de 16°,3, quand celle de l'air ambiant n'était que de 15° (1).

En réalité, c'est sur la roche môme qu'il faut opérer. On y creuse rapidement des trous de mine ayant au moins 0iO,60 de profondeur et dans lesquels on enfonce des thermomètres, en remplissant les vides avec du sable. Pour éviter, autant que possible, l'influence qui résulte du contact de l'air avec les parois «^ rocheuses, il convient que les trous soient presque perpendiculaires à ces parois, « de telle sorte que la boule du thermomètre, qui occupe le fond de chaque trou, v se trouve à une distance suffisante des causes extérieures de trouble. Enfin, <«. suivant un procédé mis en usage par Cordier, il est bon que l'opération soit pratiquée sur un front de taille récemment découvert par l'abatage, car on constate qu'une telle paroi conserve pendant plusieurs heures sa chaleur d'origine avanV j de se mettre en équilibre de température avec l'air ambiant.

Toutes ces précautions étant prises, il faut encore attendre que la chaleur* dégagée par le forage du trou de mine se soit dissipée, après quoi il n'y acs» plus qu'à lire le degré accusé par l'extrémité de la colonne thermométrique«~ * lorsqu'elle est devenue stationnaire. Mais pour tirer parti de cette indication, il i faut la comparer avec la moyenne annuelle du lieu, en tenant compte de la pro— — fondeur à laquelle cette moyenne est réalisée ou, tout au moins, comparer entn&» elles les températures observées, au-dessous de cette profondeur, en divers point** situés sur une même verticale.

Degré géothermique dans les mines métalliques. — Cette comparaison*^

trouve son expression finale dans ce qu'on appelle le degré géothermique. Ou. donne ce nom à la hauteur dont il faut descendre verticalement pour constater" une augmentation de température égale à un degré centigrade. Or si l'on calcule ce degré à l'aide des expériences exécutées dans les mines, on trouve, suivant les cas, des résultats assez différents.

En 1740, Gensanne avait observé, dans les mines deGiromagny, des températures de 12°,3 à 101 mètres et de 22°,7 à -455 mètres (2), soit un degré géothermique de 52m,50. Dans le canton de Vaud, aux environs de Bex, Saussure avait observé 14°, 4 à 108 mètres et 17°, 4 à 22001; pour cette verticale, le degré géothermique eut été de 57 mètres; mais il devenait plus fort si Ton tenait compte de la température moyenne du lieu.

. (i) F. Arago. Notices scientifique*, III, p. 520. (2) F. Arago, op. cil , p. 317.

En 1802, d'Aubuisson recueillit dans les mines de Freyberg des observations très concordantes, qui lui donnèrent un degré géothermique moyen compris entre 30",50 et 51 lu, ainsi qu'il résulte du tableau suivant :