TOME II

pour qu*eUes soient inébranlables ; mais il est peu important que la jonction a?ec le terrain soit parfaite. et imperméable aux eaux.

Le cuvelage de la partie du puits voisine de Torifice étant terminé, on continue le creusement dans la couche d^argile qui est au dessous des sables superficiels. Arrivé à une petite profondeur, dans cette couche, on y établit une trousse colletée et une trousse picotée y «ur lesquelles ou élève un tronçon de cuvelage qui doit rejoindre la trousse colletée supérieure. L'opération se fait de la même manière que la première. Lorsqu'il ne reste plus qu'une distance égale à la hauteur d'un cadre , en dessous de la trousse c<metée qui forme l'assise du cuvelage précédemment exécuté , on taille les pièces du cadre qui doit remplir l'intervalle vide que l'on a mesuré avec soin. Ces pièces se posent d'ailleurs à la manière ordinaire , sauf la der^ nière., qui ferme le cadre et forme clef. Pour mettre celle-ci en place on enfonce sur sa face in terne, dans son épaisseur, deux vis à poignée , qui servent à la tirer à soi , après qu'on l'a introduite oblique* ment dans l'ouverture qu'elle doit fermer.

Avant.de poser ce dernier cadre , on serre tous les joints horizontaux du cuvelage inférieur, au moyen de verrins ou vis dépression, disposées de la manière suivante: une vis à filets carrés, dont la longueur est un peu moindre que la distance du dernier ca dre de cuvelage à la trousse colletée supérieure , se termine par une télé carrée de 0<» 10 de côté. On appuie celte vis, par la tète , contre le dessous delà trousse colletée ; elle est munie d'un écrou, et on engage la partie inférieure de la vis, en dessous de Pécrou , dans un manchon creux qui pose sur la face supérieurjs du dernier cadre; enfaisaat ensuite descendre l'écrou le long delà vis , tandis qu'on empêche celleci de tourner , cet écrou vient presser, par l'intermédiaire du manchon, la facesupérieure du dernier cadre. On peut ainsi, au moyen de plusieurs vis de pression, serrer tous les joints horizontaux du cuvelage , et c'est après ce serrage que l'on prend les dimensions du cadre qui doit faire clef et remplir l'intervalle demeuré vide en dessous de la trousse colletée. On calfate avec des étoupes , après la pose de la clef.

On continue ensuite le creusement du puits. Si les terrains sont ébouleux , on pose ide distance en distancé , des trousses colletées , sur lesquelles on élève des tronçons de cuvelage; et avant de descendre plus bas, on relie les pièces de la trousse colletée la plus basse à celles des trousses colletées et picotées qui sont à la tête des ' sables verts , au moyen de longuertnes en bois ou de tirants en fér« Jxés à l'aide de forts clous , contre les unes et les autres, de flaçow.

CUVELAGE DES PfJlTS. f»

que les trottsflescolletées qni sont placées dans un terrain peu solide, soient suspendues aux trousses supérieures colletées et picotées dans un terrain solide. Quand on est ainsi arrivé dans un terrain ferme et solide ( dans leNoi*d, les marnes blanches sont habituellement résistantes , et en outre , il y a souvent un fort niveau^ à la séparation de Pargile bleue supérieure et des marnes blanches) , on y creuse le puits sur une hauteur de l à 3 mètres. Ton établit une trousse colletée, et par dessus, une ou plusieurs trousses soigneusemeni picotées. On cuvèle la dernière portion du |»uits. On calfate tous les joints horizontaux , depuis le cuvelage supérieur établi dans un terrain solide , et Ton peut^ après cela , supprimer tous les tirants en bois ou en fer, parce que les pièces de. cuvelage reposent toutes 8ur les trousses picotées établies dans le terrain solide inférieur.

On continue de la même manière le creusement, établissant de distance en dkstance des trousses colletées, si le terrain manque de solidité , et mettant à profit les bancs de roches consistantes que Ton rencontre pour établir d.es trousses colletées et picotées ; c*est surtout après que Ton a traversé un niveau d?eau , quUI importe d*établir, dans le premier banc solide «t peu perméable que Ton rencontre , des trousses capables de contenir les eaux supérieures. '

Les marnes blanches et grises avec ou sans silex donnent toujours plus ou moins d'eau, et le puits doit être cuvelé dans la. traversée de ces roches; mais le plus ordinairement^ on ne rencontre plus d^eau après le premier banc d^argile bleue qui est immédiatement au dessous des marnes avec silex , ou cornus. On traverse ce banc , oo pénètre de 0°^, 80 dans les marnes grises inférieures qui sont compactes et solides, et c*est tài^ue l'on établit les fondements de tout le cuvelage. Ils consistent en deux trousses colletées , posées l'une sur Tautre , une trousse picotée , une troisième trousse colletée et une «econde trousse picotée. La pose de ces trousses, le colletage ei le picotagesont exécutés avec un soin tout particulier, parce que le succès dépend entièrement de la bonne exécutkM» de ce travail.

Quand le cuvelage est entièrement ter*miiié et calfaté , on continue Le creusement du puits dans les argiles et marnes , les dièves qui ne donnent plus d*eau ,1e tourtia, et enfin le terrain houiller. Danstoute cette partie, sauf l« cas où le tourtia est remplacé par des sables aquifères , le puUs est muraille en briques , par portions successives en descendant. Cette opération sera décrite plus tard, quand nous traiterons du revêtement des puits en maçonnerie. Nous nous bornerons à ajouter ici que Ton creuse dans un des bancs d'argile imperméa- MhtAk Tfiau^ qui se trouvent un pteu au dessous de Tassiette du cuve-

99 CHAPITRE Vf.

lag€ , une galerie fermée sur le devant par un baUrdeau , et dans laquelle on conduit la petite quantité d*eau qui passe encoreà travers leeuvelage^ pour qu*elle ne tombe pas sur les ouvriers occui)és au fbnd du puits, et pour éviter d'avoir à Textraire d*une profondeur plus considérable.

tes fig> I à 8 de la PI. XFII ^ représentent les détails d'un cuvelage exécuté dans un puits des mines de houille du g^rand Hornu en Belgique. Chaque cadre est formé de quinze pièces de bois formant un penlédécagone régulier; les pièces des trousses colletées et picotées sont assemblées à tenon et mortaise, ainsi que Tindique la /2^. 6, qui représente un côté de la trousse picotée , dont Tépaisseur est de 0>",S0. Les fig. 1 et 2 , représentent la trousse picotée, avec les lambourdes appliquées sur ses faces extérieures, avant que le pieotago ait eu lieu. Les fig, 5 et 4, représentent la même trousse , après l^opération du picotage : les lambourdes sont écartées par les coins, Id mousse est comprimée et logée dans les petites cavités de la roche. La flg, 7 représente un coin plat , la ftg, 8 , un picot. La fig, 5, repré» sente une portion du puits cnvelé, avec la partie immédiatement inférieure , creusée en dessous du niveau et revêtue d'un muraillemièn en briques, qui repose sur un rouet colleté au ferme.

Cuvelages en fonte.-^Lafig, 9 PL Xf^II, représente un eu vêlage en fonte , tel qu'il a été exécuté par M. Mathias Dunn dans un puits de la houillère de Preston-Orange, près d'Edimbourg. Ce mode de €uvelage fut introduit, vers Tannée 1804 à 1805, dans les mines de houille du nord de TAngleterre où il est aujourd'hui généralement usité. Auparavant , et dès l'année 1795, on construisait déjà des euvêlages en fonte de fer; mais ils étaient formés d'anneaux cylindriques d'une seule pièce , ce qui ne permettait de les employer que tout près de la surface , ou d'anneaux cylindriques composés de segments assemblés au moyen de brides saillantes vers Hnlérieur dti puits , et serrées par des boulons à vis , disposition qui était beaucoup moins avantageuse que celle qui lui fut substituée à l'époque indiquée plus haut.

Nous empruntons les détails qui suivent au mémoire de M. Mathias Dunn , publié dans les Transactions de la société de Newcastle. La grande couche de houille de Preston Grange , d'une puissance de âà 5 mètres , avait été anciennement ex[>l(Htée, ainsi que les autres couches du même territoire, au moyen d'une galerie d^écoulement qui débouchait au niveau des hautes eaux duFrith du Forth , être» coupait la grande couche à 35»^ 6â au dessous, de la surface du sol. L'atondance des eaux fit abandonner cette exploitation en 1746.

CUVELAGB DES PUITS. 91

L^aAcienne galerie d'écuiilenent débite encore 900 litres d^eao par minute environ ^ et il existe en dessous de son niveau de grands lacs souterrains , dans les excavations résultant des anciens travaux. Oa avait plusieurs fois songé à reprendre Texploiiation de ces mines; mais on en avait été détourné par la nature des bancs de g^ès qui sont , dans tout ce district ^ divisés pair de nombreuses et larges fissures depuis la surface jusques à une assez grande profondeur. Ces fissures laissant un passage facile aux eaux , on devait s*attendre à des difficultés considérables dues à ce que les eaux des vieux travaux arriveraient dans les puits qu'on entreprendrait de creuser. Gepen^dant , vers la partie la plus basse du bassin , les fissures sont moins nombreuses et moins ouvertes. On se décida donc en 1839 à y fbncer un puits f dans Tespoir qu'on rencontrerait à une certaine profondeur des bancs non fissurés, sur lesquels on pourrait asseoir un cuvelage capable de contenir les eaux des bancs supérieurs. On décida que le puits serait ouvert sur un diamètre intérieur de 5 mètres , et divisé en trois compartiments ^ dont Tun serait réservé aux pompes , et les deux autres à Pextraction delà houille.

Des pompes de 0°«, 30 à O», 32 de diamètre au piston devaient êtreinstallées dans ce puits et mises^ en mouvéâient par une machine ft vapeur de 70^' chevaux de puissance , capable d'extraire du fond dn puits , dont la profondeur devait être de 128 mètres, un volume de 1800 litres d'eau par minute.

Une machine de la force de 30 chevaux, qui devait servir ultérieur rement à Textraction de la houille , fut installée sur le puits , pour l'extraction de l'eau et des déblais pendant la première partie du fonçage.

Quand on futarrivé à la profondeur de lomètres^ les fissures fournirent déjà 000 litres d'eau par minute^ Au dessous^ des bancs fissu^rés , on rencontra des assises imperméables , et l'on put asseoir à 16*n, 50 au dessous de la surface du sol , l'assise fondamentale du premier cuvelage. Cette assise fut un rouet ou anneau cylindrique formé de plusieurs segments en bois de chêne qui avaient fS centimètres d'épaisseur et 20 ly 3 centimètres de hauteur. Les pièces de ce rouet furent posées sur un plan d'assise dressé bien horizontalement dans la roche solide^ avec interposition d'une petite planche mince entre deux segments contigus. On remplit avec des coins chassés jusqu'au refus l'intervalle compris entre la roche et le contour extérieur du rouet, et l'on enfonça en même temps des coins plats dans les joints verticaux du rouet , après quoi on éleva sur ce rouet un cuvelage en fonte tel que la représente la /z.^. 9. U était formé d'anneaux de 0">,

M elïAPiTRE vr.

6â de hauteur verticale ; chaque anneau composé de 8 ftegmeata^d^unc épaisseur de 1S mil limètpes, avec brides de 7 1/2 centimètres de largeur, saillantes en dehors, sur les quatre côtés. Ces segments furent disposés de manière que les- joints verticaux de deux anneaux superposés fussent alternés y ainsi que le représente la figure , et entre tous les Joints verticaux ou horizontaux on interposa un éclat de planche mince. A mesure que celte enceinte d« fonte s^élevaitdans le puits, on bourrait Tinlervalle vide entre la roche et le contour extérieur avec des bois , des pierres ou autres déblais ; par dessus le euvolage en fonte qui eut une hauteur totale de 1 4™ , 60 on éleva un muraillement circulairede 2">, 45 de hauteurdont le poids portait sur les segments en fonte , ce qni permit d'en foncer de» coins de boisdans tous les joins y de manière à arrêter le passage de» eaux. Quand celte opération fut terminée , les eaux des sources du voisinage qui avaient larl, parce qu'elles arrivaient au puits, reprirent leur couri naturel.

Le fonçage fut ensuite continué sans difficulté jusques à la profondeur de 40™, 26 où l'on tomba sur unefâilleou fissure largement ou^ verte qui fournit 1350 litres d'eau par minute. Cette fissure suivit le fonçage jusques à 51"^, 24 où le rocher non fissuré permit d'asseoir la base d'un nouveau cuvelage. C'est celui que représente la fig, 9^ On lui donna 11"», 90 de hauteur verticale. On établit dans la roche non fissurée inférieure, deux rouets picotés superposés, et quand on eut élevé le tubage en fbnte jusque dans l'intérieur du banc non fissuré supérieur, on posa sur l'anneau supérieur deux rouets en char^ pente que l'on picota avec autant de soin que les rouets inférieurs , en les arc-boutant contre la roche par des étais inclinés , ainsi que l'indique la figure. On se procura ainsi uneassideinvariableà la partie supérieure du cuvelage , et l'on put resserrer par des coins en bois les joints horizontaux , aussi bien que les joints verticaux. Ce second cuvelage contint les eaux , comme l'avait fait le premier, malgré la pression beaucoup plus forte qu'elles exerçaient sur lui.

En continuant le foncement on rencontra deux autres bancs fissi> rés , ce qui obligea de construire deux autres tronçons de cuvelage , l'un entre 38,™ 56 et 65% 88, l'autre entre 72°»,30- et 80™, 52 de profondeur.

Yoici le tableau des poids , des longueurs des cuvelages et de leurs profondeurs au dessous du sol , avec le volume des eaux qui arrivaient à chacun des niveaux par les fissures^ avant qu'elles fussent coih tenues^

CUVEUGE DES 1>UITS.

Foid» p«r

Tolume

Distance de

Long, du tubage!

PaiAm Am

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miaut*.

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mètrea.

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mètrea.

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9 hect.

ieni,47

2« tuba^re.

6 li2

lln»,89

3e tubage.

4« tubage.

Calcul de Cépaîsseur à donner aux cadres d'un cuvelagepofy^ gonal,— Soient ABCD , fig, 6 , PL Xyil , une des pièces d'un cadre de cuvelage polygonal , le centre des cercles inscrits et circonscrits aux polygones dont AB , CD sont les côtés; R le rayon Oi du cercle inscrit aux côtés extérieurs du cadre polygonal, H la hauteur d*eau qui pèse extérieurement sur lecontour du cadre, r Tépaisseur IR, a la hauteur verticale du cadre , n le nombre des côtés du cadre , » lé poids du mètre cube d*eau.

La longueur extérieure AB d*un des côtés du cadre sera égale à'

2R tang^^La face extérieure qui a cette longueur pour base supportera une pression normale de la part du fluide ambiant égale à

360b «ooH X 2R tang-^' Les pressions des joints contigusau côté ABCS

du cadre , et dont les plans verticaux ont pour traces horizontales

360o 2n «oHR

AG et BD , seront par conséquent égales à» a HR tang-

sin-

côs-

Ces pressions , dirigées normalement aux plans de joint , ont pour composantes parallèles à Taxe de la pièce et aux fibres du bois wsHR, et si ces pressions égales et directement opposées agissaient seules sur la pièce , elles détermineraient un raccourcissement des fibres

égales à la fraction :

MaHR wH R

OfE fE signant le module d'élasticité du bois.

= — r de la longueur primitive; E dé-

D*im autre eé(é, la pièce ABCD étant pressée extérieurement par Teau, les joints AG et BD doivent se serrer surtout à Tintérieur dû cadre en G et en^D, et la pièce doit fléchir en se courbant vers Tin» tériAir , comme si elle était posée sur deux appuis dont la'distance serait égale à GD, et chargée uniformément sur celte longueur GD , parla pression d*une colonne d'eau de hauteur H. Getle flexion prâ^ duitnn allongement des fibres situées sur la face GD^etun racourcisse* ment des fibres sitvéeis sur la face extérieure. Si la pièce n'élait sou* mise à aucune pression longitudinale , le racourcissement maximum des fibres ; occasionné par la flexion due à la charge de la colonne d^eatl H « serait égaie, diaprés les notions du chapitre V , tome I , à ^