TEMPÉRATURE DA»S LES MLNES

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 même 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, mais 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 40 degrés centigrades au-dessous de zéro, un puits creusé en 1856 jusqu'à la profondeur de H5 mètres a permis de relever les températures suivantes (1): à 25"»,30 de profondeur, — 6**,8; à 90",50, — 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 Katcliongin trouvait l'eau jaillissante liquide à 126 mètres.

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

Bf^de d'olbserrailon dma« les mines* — Les mines, lorsqu'elles atteignent une profondeur suffisante, paraissent offrir un moyen très simple de résoudre la question. Cependant Tobsei-vation 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. En effet, Taérage nécessaire à la respiration des ouvriers s'obtient par une circulation, naturelle ou artificielle, de l'air dans les galeries. La température du milieu respirable n'appartient donc pas en propre au lieu où on l'observe et peut différer très sensiblement de celle de la roche ambiante. Diverses causes d'échauffement, dues à la présence des ouvriers et à la combustion des lampes, viennent encore troubler le résultat final. De plus, l'air, par le seul fait de sa dt»scente dans les régions profondes, se contracte et accroît sa densité en dégageant une certaine quantité de chaleur, dont il serait injuste de chercher la source dans l'influence du milieu environnant.

11 semble qu'on doive obtenir un meilleur résultat en mesurant la température des eaux de mines. Mais s'il s'agit de suintements naturels, il est difficile d'affirmer que ces suintements proviennent du niveau même où on les obser\'e. S'il s'agit de réservoirs pratiqués au sol des galeries, ou bien la nappe d'eau est supei*ficielle et alors elle subit l'influence de l'air qui la baigne ; ou bien elle est

(1) F. Arngo, Notices scientifiques, III, p. 574. — Note communiquée à Arago parA.de llumboldt.

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

Ainsi, en i802, d*Aubuisson a constaté qu'au fond de la mine Himmelfahrt, à Freyberg, par 250 mètres de profondeur, la température de l'air étant de i5^, celle des eaux stagnantes, refroidies sans doute par des infiltrations venues d'en haut, n'était que de 14^,7. Au contraire, dans la mine Kûhschacht, une nappe d'eau profonde de 120 mètres, par laquelle tous les travaux inférieurs étaient inondés, offrait à la surface, 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 même qu'il faut opérer. On y creuse rapidement des trous de mine ayant au moins 0'",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 hou, 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 Tabatage, car on constate qu'une telle paroi conserve pendant plusieurs heures sa chaleur d'origine avant 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 a 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 indic<ition, il faut la comparer avec la moyenne annuelle du lieu, en tenant compte de la profondeur à laquelle cette moyenne est réalisée ou, tout au moins, comparer entre elles les températures observées, au-dessous de cette profondeur, en divei*s points situés sur une même verticale.

Uegré séothennl^ne danw lc« mines métalliques. — Cette comparaison trouve son expression finale darts 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 tempêi'atures de 12°,o à 101 mètres et de 22^,7 à 455 mètres (2), soit un degré géothermique de 52'",50. Dans le canton de Vaud, aux environs de Bex, Saussure avait observé 14^,4 à 108 mètres et 17^,4 à 220*; pour cette verticale, le degré géothermique eût été de 57 mètres; mais il devenait plus fort si Ton tenait compte de la température moyenne du lieu.

(1) F. Arago, Mticet scientifiques, III, p. 320.

(2) F. Arago, op. cit., p. 317.