CHi^PlTRR. II

L*4;:\lracUoD des colonnes de tubes exi|;e quelquefois des efforts de traction considérables. C'est pourquoi il est nécessaire de se servir , pour celle opération , de tiges en fer d*un fort équarrissage ; si la colonne ne cède pas sous^reffort que les. tiges employées peuvent supporter sans se rompre , il est facile de dégager celles-ci, et de rame<* uer la navette au jour. Il suffit, pour cela., de laisser descendre la navette jusqu'au-dessous de la colonne.. 11 j a presque toujours quelques parties du trou plus larges , qui laissent entre elles et la navette un espace libre pac lequel le sable s'écoule,, ce qui permet de relever les tiges.

Quand l'opération réussit , la colonne de tubes est démontée, à mesure qu'elle dépasse L'orifice du trou , dans l'ordre inverse de celui dans lequel se& parties ont été assemblées entre elles pour les introduire^ Cette opération se fait en tenant suspendues dans le trou, au moyen du collier en bois, fig» 4, PL P^IlJf les parties inférieures de la colonne. Lorsque la partie supérieure de^ la colonne est séparée de celle qui reste dans le trou , on la soulève un peu , et on saisit la ti^e dans une ckf à deux manches analogue à la pièce, ffg, 39, Pi. Il If laquelle clef porte sur les bords de la colonne suspendue. On dévisse ensuite la partie supérieure des tiges, et on retire sansdifficulLé le tronçon, supérieur de la colonne.

Arrache-ttigraux à coin de Kind, — La fig, 3 , PI, FU^ représente un autre arrache- tuyaux également inventé par Kind , et qui peut aussi servir à introduire une colonne dans le trou. Il est formé d'une pièce de bois de chêne de 1 mètre à 1»,30 de long , de forme cylindrique , et remplissant à. peu près exactement le vide intérieur du tuyau. On la coupe en. deux., en. enlevant dans son milieu un morceau en forme de coin , ayant 0»,015 d'épaisseur en bas , et 0»,06 à 0>n,07 d'épaisseur en haut. L'instrument est ainsi composé de trois parties, les deux, demi-cylindres et le coin intermédiaire. Les deux demi-cylindres sont fixés aux deux branches d'une fourche en fer assez longue , afin qu'elles soient flexibles tout en conservant une section qui les mette à même dci supporter un. grand effort de traction. La tige de la fourche est terminée par un pas de vis qui sert à l'adapter aux tiges de la sonde. Le coin e est aussi lié à une tige en fer terminée par un pas de vis ; cette tige s'adapte au bas de la tige à coulisse du cylindre à soupape qui sera décrite plus loin., et qui est représentée dans la fig. 6 , PI, Vl. Au-dessus de la coulisse, on adapte une tige en fer du poids de 25 à 30 kilogrammes , qui est attachée à la corde du cylindre à soupape par Tintermédiaire de l'étrier à boulon tournant. Quand Tinslrument est descendu près de l'extrémité infé-

RECHBRCfiE DE» MINES. »1

rieure de la colonne à extraire, on enfonce le coin; dans TentaïUe , eu soulevanl avec la corde la tige supérieure k la coulisse et la laissant retomber; celle-ci, retombant sur la tige inférieure , fiiit Toffice d*UD mouton et enfonce le coin. Les demi-cylindres sont appliqués ainsi contre les parois du tuyau avec une force telle que le gUssenieiit devient à peu près impossible , et que la colonne de tuyaux est ramenée au jour. Pour faire lâcher prise à Tinstrument , il suffit de retirer le coin , ce qui est facile.

&> Les sables coulants , qui remontent du fond dans Tintérieur du i trou , doivent être extraits avec les cylindres à soupape à boulet , fig,

I 35 et 26 , PI. III. 11 faut en même temps enfoncer la colonne de tubes

' de retenue , autant que possible , en essayant même de frapper quel-

ques légers coups de mouton , pour leur faire traverser les couches ébouleuses le plus rapidement possible.

Quand un fèrage est terminé , s*il n*a été entrepris que pour reconnaître la nature des couches dont le terrain se compose , et qu*il ne soit pas utile de le conserver plus longtemps , on extrait avant de Tabandonner , les tubes de retenue , si Ton a été obligé d*en faire usage. Cette extraction s'opère en commençant par la colonne du diamètre le plus petit qui a été introduite la dernière , suivant les méthodes décrites précédemment , et avec les outils indiqués.

Férificaieur de M. Degousée. — Il est souvent utile de vérifier après coup la nature de la roche , à diverses profondeurs au-dessous du sol. On y parvient facilement , dans les parties où le trou n'a pas été tube, au moyen de Toutil fig. 10, P/. FIII^ qui se compose de Toulil élargisseur /"t'i^. 7, armé de lames dentées , au-dessous duquel on a fixé un vase en tôle qui reçoit les débris détachés des parois par les lames.

Jppareilde M. Evrard, pour déterminer l^inclinaison et la direction des couches. — M* Evrard, professeur à Valenciennes, a imaginé un instrument représenté /V^. 11 , PL FUI, au moyen duquel on peut déterminer, quand le diamètre du trou est un peu considérable , le degré et le sens de Tinclinaison de certaines couches tendres et feuilletées, comme le sont, par exemple, les schistes du terrain faouiller.

Après avoir nettoyé avec beaucoup de soin le fond du trou , M. Evrard descend à Textrémité des tiges , un outil formé d^une lame tranchante , dont le plan passe par Taxe des tiges et du trou , sans que le milieu de la lame soit sur cet axe. Cette lame est garnie d'ailes en bois boulonnées dessus , dont les plans viennent se croiser suivant l'axe des tiges, dans l'axe du trou. La lame étant fixée au bas de la première

•ige et suspendue au câble de Tengrln, on prend à !a siirfàee, au moyen de deux fils à plomb , rorientafioQ du plan vertical de la lame. H faut ensuite la descendre au fond du tfou , en ayant soin de la maintenir exactement dans le même plan; M. Evrard y parvient au moyen de deux règles qu'il adapte successivement au moyen d'un collier et d'une vis de pression sur les assemblages des tiges qui sont vissées au-dessus les unes des autres pour prolonger la sonde. On fixe l'une des règles sur l'assemblage , en ayant soin de la tourner de façon qu'elle soit dans le plan vertical de la lame dont l'orientation est repérée à la surface , ainsi qu'il a été dit On descend la sonde jusqu'à •e que la règle soit au niveau du sol. Si la sonde a tourné , on la ramène en se guidant sur cette règle» Puis après avoir vissé une autre «ge, on adapte au nœud supérieur urte seconde règle qui soit dans le plan vertical de la première. On détache celle-ci, on descend la sonde; on^ ramène la deuxième règle arrivée au niveau du sol , dans le plan repéré , etc. On parvient ainsi , en alignant les deux règles le long de la tige , et en ramenant la règle qui demeure fixée â la sonde pendant qu'elle descend, dans son plan prïinitif, à prévenir ta rota- Mon de la sonde pendaht la descente ; et comme les tiges ne peuvent guère éprouver de torsion pendant cette manœuvre , la lame arrivée au fond est orientée comme à la surface; Cette lame s'imprime sur le fond du trou , par le poids de la sonde , et y laisse un trait apparent.

M. Evrard descend ensuite un. outil f^rmé de quatre lames tranchantes , dé 25 centimètres de long , boulonnées à la circonférence d'un cylindre plein ou creux , d'un diamètre un peu plus petit que celui du trou ; ce cylihdre est cannelé extérieurement entre les lames , pour laisser le passage libre aux boues.

Les quatre lames viennent se poser à la circonférence du trou ; elles attaquent, ea rodant, le terrain tendre, dans lequel elles creusent une gouttière circulaire , en laissant entre elles le témoin sur lequel la lame a imprimé sa trace..

Quand la gouttière est creusée dans les. schistes tendres du terrain houiller, sur 10 à 12 centimètres de profondeur, il arrive ordinairement qu'en relevant la^ sonde, le cylindre intérieur se détache du terrain, reste engagé entre les lames et est ramené à la surface. La structure du morceau ainsi ramené, fait connaître le degré d'inclinajson des feuillets et de la stratification qui est parallèle aui^ feuillets.

On conclut le sens de l'incUnaison et de la direction des lieuHlels , de l'empreinte laissée par la lame sur le sçmmet de l'échantillon. Il sufiit , pour cela , de mesurer l'angle qu^ cette empreinte, dontl'orien-

HÈCftERCHE DES Mlf^S. Ï)S

tation est repérée et connue , forme avec la ligne de direction des feuillets.

Quand réchantillon ne se détache pas seul de sa base , M. Evrard emploie pour le détacher , Tootii représenté AÎ!/. W^ PL VIII^ qui se compose de deux~ branches appartenant à un même anneau cylindrique , et portant à leurs bases deux pièces courbées eii forme de virgules , disposées à Tintérieur des branches, comme le sont à Textérieur du manchon , les pièces mobiles de Tarrache-tuyaux , fig, 7. Les branches sont introduites dans là gouttière creusée pa^Tinstruraent , puis 9 en tournant dans le sens convenable , les pièces mobiles s'en* gagent dans la base de TéchantilKm qu^elles ramènent (Foye% , pour pins de détails , la Notice de H. Evrard , Ann. des mimée , t. XVIU , 1840, p. 53).

Lorsqu'un trou de sonde doit être conservé , soit pour ramener à fa surface des eaux montantes du fond , soit pour absorber les eaux superficielles , soit pour servir à Texploitalion du sel gemme par dissolution , ou à Taérage d'une mine , on doit laisser dans le trou , les tubes, de retenue que Ton a enfoncés pour prévenir Téboulement des parois; mais, lorsque Ton a été obligé d'enfoncer plusieurs jeux de tubes , les uns dans lès autres ^ et que ces jeux se recouvrent mutuellement sur de grandes hauteurs , il est généralement inutile de les abandonner tons. Ainsi , on coupe les colonnes successives, en commençant par celle dont le diamètre est le plus petit et qui est plus profonde que les autres , à une certaine hauteur au-dessus du point où elle est recouverte extérieurement par la colonne précédente. On se sert de l'outil ffg 7 , PL VJll, armé de lames tranchantes , et l'on extrait , en général avec facilité , le tronçon supérieur.

On coupera de même l'àvant^dernière colonne , un peu au-dessus du point où eUe^est recouverte par une autre , et ainsi de suite. On n'hésitera cependant pas à abandonner plusieurs colonnes concentriques, si l'on craint que les colonnes extérieures n'aient été d^radées et ne présentent une résistance insuffisante , pour soutenir la poussée du terrain.

Perfectionnement Hcemment înlt oduits dans Vartdu sondeur.

Difficultés croissantes avec la profondeur. — Les dépenses et les difficultés de tout genre, croissent très-rapidement avec la profondeur des sondages. L'énorme poids des tiges, le fouet de ces longues tiges

94 CIÎAPîThE It.

contre les parois du Irôîi , le temps considérable qu'il faut employer pour Textraction et la descente de la sonde , la rupture plus fréquente des tiges , quand on agit en sonnant , sont les causes principales de Taccroissement des dépenses. On a proposé et employé avec succès^ dans ces dernières imnées, plusieurs procédés qui ont pour but d'atténuer ces difficultés.

Sondage à la corde. — On à d'abord essayé de substituer aux tiges rigides en fer , une corde s'enroulant siir un treuil , et à l'extrémité de laquelle eft suspendu l'outil qui doit broyer le terrain ; un engin d'une hauteur nlédiock*e , un treuil ou cabestati , un levier pour le battage sont avec le câble et des outils appropriés , les seuls instruments nécessaires dans ce procédé « qui paraît être usité en Chine depuis fort longtemps , et qui est en conséquence appelé le procédé chinois. Les fig,Q et 7 y PI, ni^ représentent l'engin, le treuil, le levier, et les dispositions préparatoires d'un sondage de ce genre, exécuté à Roche-la-Molière , près Saint-Étienne , en 1834 , sur un diamètre de 0"»,t5.

L'engin est à quatre montants , d'environ 4 mètres de hauteur totale ; il est installé sur l'orifice d'un puits de 2m,50 de profondeur que l'on a creusé pour commencer le sondage , et dans l'axe duquel on a installé une buse en bois , pour diriger l'outil , au commencement de l'opération. La corde de suspension passe sur une poulie en chêne placée au haut de l'engin ^ et va s'enrouler sur l'arbre d'un treuil à double manivelle, que l'on remplaça quand le trou fut plus profond , par un cabestan vertical. Un levier dont le grand bras a 4 mètres , et le petit 0«n,70 de longueur , terminé par un secteur circulaire , sert à soulever l'outil^ pour la manœuvre du battage. A cet effet , une corde fixée par son extrémité au point le plus élevé du secteur circulaire pend sur ce secteur et se relie à la corde de la sonde par un simple nœud coulant et une cordelette. Pour que la corde de la sonde demeure toujours tendue , le long bras du levier porte un crochet par lequel il est lié , au moyen d'une courroie , à l'extrémité d'une perche élastique en bois de 4 mètres de long, posée sur le sol.

Les outils dont on a fait usage , imités de ceux que M. le conseiller des mines de Prusse Sello avait employés à Saarbrttcken, pour des sondages de ce genre , étaient : !<> un trépan ordinaire , /2<7. 8 , ûxé à vis au bas d'une tige en fbnte , fig. 9. La tige en tonte était suspendue au câble par le moyen d'un anneau tournant, comme celui d'une tête de sonde ordinsire ; carré dans sa partie intermédiaire , elle était terminée en haut et en bas par deux bourrelets cylindriques , portant quatre cannelures pour le passage des boues, et d'un diamètre exté-

RECIIERCHE DES MïNES. 05

rieur égal à la largeur du ciseau. L'écrou destiné à recevoir la tige iSlelée du trépan était taraudé dans Taxe du bourrelet inférieur. L'expérience a prouvé que ce mode d^assemhlage était défectueux , et on lui a substitué ensuite un emmanobement à tenon avec clavette et contreclavette , fig. 9 A.

S» Uii alésoir à buit arêtes saillantes aciérées, fîg, 10.

30 Un cylindre à soupape.

40 Une clef à cbarnière, fig, 11 , que l'on fixe sur la corde de la sonde, au-dessus de Porifice du trou, et qui sert à tordre celle*ci, pour imprimer au ciseau un mouvement de rotation.

fr. c*.

L'établissement de l'engin et des accessoires a coûté. . . 139 50 140 mètres de corde de 34 mil. de diamètre , pesant 1 kil. le

mètre , à 1 fr. 43 c. le kil ? 200 20

2 trépans, pesant ensemble 42 kil. à 1 Ar. 50 c. . . . 63 »

1 alésoir, pesant 26 kil. à 1 fr. 50 c 30 »

1 cylindre à soupape, 42 kil. à 1 fr. 25 c 52 50

94 kil. de tiges en fonte , à 40 fr. les 100 kil 37 60

Anneauxetcbappes,6>'>i, 37à 1 fr. 50 c 9 55

Total 541 35

L'outil suspendu à l'extrémité de la corde ne peut agir sur la roche que par percussion, et , par conséquent, le terrain ne peut être attaqué avec les tarières et autres outils qui agissent en rodant,

Tour sonder à la corde avec le trépan , deux ouvriers agissent sur le long bras du levier,/?^. 1 , soulèvent et laissent retomber la sonde; pendant ce temps , un autre ouvrier placé sur les bords du trou , tord la corde au moyen du manche, fig. 11 , qui y est adapté. Il parait avantageux détordre la corde quand l'instrument est au fond du trou; la tète de l'anneau tournant participe à ce mouvement de torsion , et puis quand l'outil est relevé, l'ouvrier tourne la clef en sens inverse, et aide ainsi le mouvement du câble qui , en se détordant , entraine l'outil. Lorsque les débris de la roche broyée gênent l'action de l'outil , on nettoie le trou au moyen d'un cylindre à soupape , auquel on imprime au fond du trou un mouvement allernalif dans le sens vertical y de la même manière qu'au trépan.

L'expérience du trou foré à Roche-Ia-Molière, jusqu'à 45 mètres de profondeur , sur 0",15de diamètre, dans un terrain houiller composé de bancs alternatif^ de grès , de schistes tendres et argileux , avec rognons de minerai de fer carbonate lithoïde ; les trous d'un diaiiîètre plus gr^nd et beaucoup plus profonds^ forés par M. Selto dans le ter-

96 CfiAPlTBÈ II.

ram hôuiller de SaarbrOken, et par M. Frommann dàûs le grès bigarré de Saarlouis , prouvent qu*on réassît très-bien à forer des trous parfaitement cylindriques et bien yerticaux , avec de simples trépans suspendus à Textrémité d*un eâble, et fixés au-dessous d^une tige en fente ou en fér , avec bourrelets cylindriques , analogue à celle qui est représentée dans les fîg 9. Ce procédé de sondage parait même plus économique que le procédé ordinaire , dans les terrains consis* tants , non ébouleux et pour des trous peu profonds. Le sondage de Roche-la-Mo|^re , poussé jusqu^à 45 mètres de profondeur , a coûté 16 fr. 87 c. le mètre courant, et il a été arrêté à la suite d^éboulements de rognons de fer carbonate qui auraient dû être soutenus par un tubage. Un puits du même diamètre , creusé dans le terrain hôuiller de SaarbrUcken , Jusqu^à 35 mètres de profondeur par M. Sello , a coûté 11 fr. ^8 c. le mètre courant; un autre trou dans le grès bigarré « foré jusqu'à 55 mètres , est revenu à la somme très*modique de 4 frs. 91 c. le mètre. Enfin , M^ Sello a foré avec succès des trous de 0»',50 de diamètre, qui ont été de véritables puits d*aérage.

Il ne me parait pas douteux , d'après cela , que l'emploi de la corde et du procédé décrit ci-dessus ne soit économique pour les trous peu profonds dans les terrains durs« ou au moins consistants et non ébou^ leux , comme le sont la plupart des assises qui composent les terrains houillers. Mais les essais tentés jusqu'ici, à ma connaissance, par diverses personnes , dans des terrains contenant des bancs de marnes, d'argiles tendres , ou de sables , ont tous échoué. Les outils se sont engagés dans le terrain ou sous des éboulements , et on n'a pu les retirer.

Essai de Kind, Son opinion sur le sondage à la corde. — Le son« deur Kind rapporte dans son ouvrage si souvent cité , le résultat d'un essai de sondage à la corde par le procédé décrit dans Touvrage de M. Frommann (1). Cet essai eut lieu dans un puits creusé à Slottern' heim (grand-duché de Weimar) , et qui était arrivé à la profondeur de 900 à 1000 pieds , soit 300 mètres. Le poids de l'outil dont on fit usage d'abord était à peu près de 250 livres ; ce poids reconnu trop faible fut porté jusqu'à 800 livres , et malgré cette augmentation il était , suivant Kind , impossible de s'apercevoir si l'outil était ou non

(1) Ceologische und physikalische Êetrachtungen iiher dos Ents-' iehen von Springquellen , durch gebohrte Brunnen, par Prommaii.

REGHEBCHE DES MINES. 07

soulevé en même temps que la cwde. Après plusieurs jours de tra^ yail y on revint à la sonde à tiges , et Ton reconnut que le tron n'avait été approfondi que de 5 pouces environ. Un second essai n*ayant pas donné un résultat plus favorable , Kind en conclut rimpossibilité de forer à la corde à des profondeurs supérieures à 150 on SOO pieds*

Le sondage à la corde , dans Tétat où il se trouve aujourd*hui , parait donc exclusivement propre à une classe particulière de terrains, notamment à la plupart des terrains houillers et à des profondeurs médiocres (50 à 00 mètres). Il peut d'ailleurs se combiner avantageusement avec le sondage par le procédé ordinaire , remploi des tiges rigides et des accrocheurs connus donnant la facilité de retirer , en cas d'accident, les outils qui sont restés au fond du trou {rqyeM^ pour plus de détails , les Annales dêê Mine$ , t. V, p. 37f , et t. ?III, p. 517).

emmanchement à coulisse, — Une amélioration très-Importante à Tancien procédé de sondage avec des tiges rigides , est celle qui est due à Kind ou à M. D*(Eynhausen, conseiller supérieur des mines de Prusse (1). Elle consiste à composer la tige, lorsque le sondage est arrivé à une profondeur considérable , de deux parties distinctes , réunies entre elles par une sorte de coulisse qui est représentée par les fig, 11, H, 13, 14, 15 et 10, P/. FIIl, Elle se compose d'une tige carrée b, invariablement liée par un emmanchement ordinaire aux tiges inférieures, et qui passe dans une ouverture carrée ménagée dans la pièce cylindrique e ; la tige carrée peut glisser librement dans

<1) M. Le Play , dans une notice publiée dans les Annales des Mines^ tome XV , ^ série, page 447, attribue ce perfectionnement à M. P'OEynhausen. Kind dit, dans son ouvrage, qu'il a été conduit à diviser les tiges de la sonde en deux parités jointes ensemble au moyen d'une coulisse, par les ruptures fréquentes de tiges qui étaient survenues dans le trou de sonde qtfil exécutait à Stotlcrnheim , et qui avait atteint la profondeur de 1000 pieds. Le puits foré de Stotternhelm fut «ODunencé le 34 mars lëSO et terminé le 15 avril 1655. Il avait atteint la pro^wideur de 100Q pied^ le 50 avrU 18134. C'est donc à cette dernière date que remonte l'invention de Kind. M, de Dechen rapporte que M. D'OEynhausen avait fait usage de remmanchemenl à coulisse dans le sondage de IVeusalzwerk dès le mois de juin 1834 (Karsten, arcbiv, vol. XII, p. 73). Ce serait donc à peu près à la même époque que MM. Kind et d*Œynhausen auraiient , chacun de son côté , imo^ glné le même perfeetiottttenleBt.

TO»E ï. f

cette ouverture d*une longueur égale à ik=fg. Le cylindre c:est lié par les deux branches a el la tige 9 à la partie supérieure des liges, au moyen d*un emmanchement ordinaire. La tige carrée h se termine au-dessus de Touverture par deux appendices ou patins, qui glissent dans Tespace compris entre les deux branches a, et par lesquels la partie inférieure de la tige est portée sur les bords de Touverture percée dans le cylindre c. De cette disposition , il résulte que les deux parties de la tige ne sont pas solidaires , bien que la rotation de Tune se transmette à Taulre. Lorsque la partie inférieure vient frapper le fond du trou, dans le battage, la partie supérieure demeure suspendue au câble de Tengin, et la pièce c glisse en descendant le long de la tige ^, de sorte que les vibrations du bas ne se communiquent point au haut de la tige. On a d^ailleurs soin de limiter Texcursion du levier ou balancier qui sert au battage , de telle sorte que la pièce c ne descende pas jusqu'à venir frapper Tépaulement/*, ou le fond k de Télriersur le sommet i des patins de la tige carrée. Ainsi toute la tige supérieure n^a d'autre fonction que de soulever la tige inférieure , et de lui imprimer le mouvement de rotation , dans la manœuvre du battage. Son poids demeure toujours supporté par le câble , et la partie inférieure seule agit par son poids pour attaquer le terrain. On évite ainsi presque entièrement le fouet des longues tiges solidaires , qui dégrade les parties supérieures du trou, ainsi que les ruptures et la destruction rapide des assemblages, qui étaient le résultat inévitable de Taction du poids des parties supérieures de la tige sur les parties inférieures , quand toutes étaient assemblées d'une manière invariable , et qu'on opérait par percussion : en outre, la verticalité du trou est plus facile à conserver dans des roches dont la consistance n'est point unifbrme. Avec cet appareil , M. D'OEynhausen a pu réduire de beaucoup les dimensions de la partie supérieure des tiges , qui ne sert qu'à la transmission du mouvement. Ainsi, dans le sondage de Neusalzverk, en Westphalie , à la profondeur de 405 mètres , la partie supérieure de la tige qui avait 556 mètres de longueur, était formée de barres carrées de 0<»,026 de côté ; la partie inférieure , la seule qui agit sur le fond par percussion, avait 57 mètres de longueur seulement, et la dimension des barres était un carré de 0»,53 de côté. L'action de la sonde sur la roche était tout aussi forte que lorsque la sondeentière était formée de tiges invariablement liées entre elles. On conçoit, en effet, que lorsque ces tiges d'une longueur énorme viennent frapper sur le sol par leur pied , la plus grande partie de la force vive acquise dans la chute n'agit pas sur la roche , mais se perd en vibrations , ou est employée à détruire les assemblages. 11 est même impossible de laisser

tomber une sonde Irès-longue d*une hauteur de plus de 0*»,15 à 0«,t6, sans s'exposer à des ruptures de tiges , tandis que le battage avec des liges divisées par l'appareil de M. D'OEynhausen peut se faire avec la même levée à toute profondeur.

Contrepaidê ou ressort pour équilibrer Im partie supérieure des tiges. — L'excursion du levier ou balancier par lequel la sonde e^ soulevée, dans la manœuvre du battage , doit être limitée , ainsi que nous l'avons dit, de telle sorte que la partie supérieure des tiges continue encore à descendre , lorsque la partie inférieure repose sur le fond , mais d'une distance moindre que le vide t k de la coulisse , pour qu'elle ne vienne pas frapper la partie inférieure sur laquelle elle exercerait un chocqui ne servirait qu'à détruire les tiges. On peut équilibrer la partie supérieure des tiges, au moyen d'un contrepoids mobile placé sur le long bras du balancier qui sert au battage, ou au moyen d'un balancier particulier placé an-dessous du premier , et qui, sans être invariablement lié aux tiges , suive cependant leur raouve*menl alternatif. Il faut faire-attention que les contrepoids avec lesquels on équilibre les tiges de suspension , en même tejops qu'ils diminuent le travail moteur nécessaire pour soulever la sonde , diminuent aussi la vitesse acquise par la masse totale au moment où elle arrive au bas delà cbute. Or l'action des trépans sur la rocbe est sans doute à peu près proportionnelle à la force vive de la masse qui tombe sur la roche , lorsquelcelle-ci est réduite à une longueur médiocre : si l'on admet ce principe , on en conclura que les contrepoids au moyen desquels on équilibre la partie supérieure des tiges diminuent le rapport de l'effet utile au travail moteur dépensé, et le diminuent d'autant plus , qu'ils agissent à l'extrémité d'un bras de levier plus long^

Soient en effet P le poids de la partie inférieure de la sonde invariablement liée à l'outil , P' le poids de la tige de «jHspensioa supérieure k la coulisse 4 P'^ un contrepoids destiné à équilibrer en partie le poids F, et placé sur le levier qui sert à soulever la sonde, ou sur un levier particulier dont un des bras suive le mouvement des tiges; R, ries distances respectives des points d'attache dji contrepoids P" et de la jUge au point d'appui du levier. Nous négligerons la masse du levier ou du balancier, dans ce calcul qui ne vise point à la précision,mais qui a pour but unique de mettre en évidence le mode d'action des contrepoids.

Si on élève la sonde à une hauteur fi , le contrepoids P^' descendra

d'une hauteur égale à H X — « et le travail moteur dépensé dons |« jKianœMvre sera , abstraction fai^e des frptt(çmenjl.s ;

(p4-H0r-P"X H^=^(p4-P'-P"AJh.

Si l'on désigne par V la vitesse acquise par la sonde quand elle arrivera au bas de la chute H, le contrepoids F' aura pris une vitesse

égale àV X— , et la demi-force vive de tout le système sera exprimée

en négligeant toujours les frottements , par :

(P-Hn^-HP"-5;ii-(p^p'-vp"î-:)g

g désignant la vitesse acquise par un corps grave tombant librement dans la première seconde de sa chute, que Ton peut prendre égale à 9»,81 . D'après le principe des forces vives , la vitesse Y est déterminée par réquation :

L'e£Fet utile de la sonde est proportionnel à la force vive du poids P

seulement, c'est-à-dire à P -rr-

Le rapport de cet effet utile au travail dépensé est donc égal à :

VZ:

Ce rapport diminue, comme on voit, à mesure que le contrepoids P'^ et la dislance R de ce contrepoids au point d*appui du balancier

augmentent. Quand le contrepoids P'^ estnul> il devient égal à ^jrs:

Il serait égal à 1 , si P' était nul , c'est-à-dire si les tiges de la sonde étaient toutes invariablement liées : mais alors , ainsi que le démontre Texpérience, la force vive acquise par les parties supérieures delà

sonde , au lieu d*agir utilement sur le fond du trou , n*exerce <iu*um action destructive sur les parties de la sonde et les parois du trou.

Au lieu d^appliquer le contre-poids , de telle sorte quMl diminue Vettofi nécessaire pour soulever la sonde , en même temps qu*il soutient la partie des liges supérieures à la coulisse et Tempéche de venir tomber sur la partie inférieure , après que celle-ci a frappé le fond du trou , on peut le disposer de manière à ce qu*jl produise seulement ce dernier effet. Il suffit de terminer le second balancier par une fourchette, dans laquelle glisse librement la tige de la sonde. On dispose un support sur lequel porte le contrepoids , de sorte que celui-ci ne suive pas le mouvement de la sonde , quand on la soulève ; lorsque ensuite on la laisse retomber, la partie supérieure des tiges ne doit venir frapper le balancier qu*après que Toutil a déjà firappé le fond du trou ; i*effet du, contrepoids se réduit alors à détruire graduellement la vitesse acquise par la partie supérieure des tiges, et à prévenir le choc de ces tiges contre les arrêts de la coulisse , ou sur le câble et le levier de battage. Le rapport de Teffet utile au travail moteur déve-

loppé; se réduit alors dans tous les cas à j^ , p^ , de même que s*il

n*y avait pas de contrepoids. M. Degousée qui s*est empressé d*adopter la division des tiges en deux parties liées par une coulisse^ emploie généralement pour équilibrer la partie supérieure des tiges des dispositions analogues à celles que nous venons de décrire en dernier lieu. Kind n'a eu besoin de faire aucune addition k ses engins ordinaires; le ressort de choc en bois dont il fait usage dans tons les cas, suffit en effet pour soutenir la partie supérieure des tiges, pourvu qu'on lui donne une force suffisante , et ce ressort remplace évidemment avec beaucoup d'avantage les contrepoids.

Les tiges de petites dimensions supérieures à la coulisse fonctionnent très-bien dans la manœuvre du battage. Elles n'ont alors qu'à supporter le poids de la tige inférieure, et leur propre poids ; un faible équarrissage suflBit pour cela , puisqu'on peut sans crainte charger un fer de bonne qualité de 10 à 12 kilog. par millimètre carré ; elles n'ont d'ailleurs à résister qu'à une force de torsion très-faible , lorsqu'elles transmettent à l'outil et aux tiges inférieures qui sont soulevées , le mouvement de rotation peu étendu nécessaire dans la manœuvre du

Mais si Ton rencontrait à de grandes profondeurs, au-dessous de bancs durs que l'on a attaqués par percussion, des bancs tendres qu'il fallût percer en rodant, il serait nécessaire de remplacer les tiges de petites dimensions , par les tiges d'un fort équarrissage , et de supprf-

iOi CHAPITRE II.

mer !a coulisiSe qui deviendrait sans utilité. Les ti^s doivent alortf ^ésister à des efforts de torsion considérables. Les emmanchemenls doivent être très-solides, et il n'est pas douteux que les assemblages à enfourchements ne soient pour ce cas d*un bien meilleur usage que les assemblages à vis.

Dbhê le forage de 546 mètres de profondeur que H# Mulot a exécuté à Tabattôir de Grenelle, à travers le terrain de craie , il n*a rencontré dans la profondeur, que des bancs d'argile qu'il a attaqués en rodage. Il se servait à cet effet d'une sonde à enfourchement dont les tiges carrées avaient 0>»^054 de côté : les tenons engagés dans les fourches avaient 0«,10 de largeur et 0» ^20 de longueur , depuis la base jusqu'à l'angle rentrant de la découpure du sommet (voy. PL III ^ flg. 3). Chaque emmanchement avait trois boulons de 0m,02 de diamètre. Vers la fin du sondage l'enfoncement des tubes de retenue a présenté à M. Mulot beaucoup de difficultés ; mais il n'a point eu de rupture de tiges ou d'outils.

Tigas en bois^ et composition de la sonde de Rind* — Kind ne s'est pas borné à diviser la tige de sonde en deux parties jointes par une coulisse. Il a en outre augmenté le poids de l'outil , et la section transversale de la tige ou portion de tiges placée en-dessous de la coulisse , en même temps qu'il en diminuait la longueur ^ de manière à concentrer vers le bas de la sonde le poids qui agit sur la roclie par percussion : il a au contraire diminué le poids de la tige supérieure à la Coulisse , et qui ne sert qu'à soulever l'outil , et à lui transmettre un léger mouvement de rotation lorsqu'il est soulevé , en remplaçant les tiges en fer d'un faible équarrissage par de longues tiges en bois qui pèsent un peu moins que le volume d'eau qu'elles déplacent dans le trou , de sorte que le poids à soulever par les ouvriers n'augmente point avec la profondeur du trou. C'est pendant les opérations du grand forage de Cessingen , et à la suite de ruptures répétées des tiges en fer , que Kind a été conduit à employer les tiges en bois. La fîg^ 4, PL VI ^ représente le trépan de Kind, la tige de ce trépan et la pièce à coulisse qui le joint à la partie supérieure. Les flg, 5 Â , 5 B ^ représentent les extrémités de deux tiges en bois et le mode de jonc-^ tîon adopté par Kind. La fig, 0, représente le cylindre à soupape eoH ployé pour l'enlèvement des boues , et qui est suspendu à la corde par l'intermédiaire d'une coulisse analogue à celle qui réunit les deux par-" lies de la tige de solide.

On distinguera dans la fig. 4, Â le trépan à oreilles déjà décrit et représenté par les fig, 8 et 9, PL ÎII. B, ïa croix posée sur le som»

met de la lige da trépan (voyez la fig. 0, PL 77/). C, la lige desonde proprement dite, Bohrstange, D est une pièce mobile le long; de la partie supérieure de la tige, qui sert à la fois de guide pour maintenir la sonde verticale et de parachute. E est la coulisse. Celle-ci consiste simplement , comme Tindique la ligure , en une pièce de fer bifurquée^ entre les branches de laquelle s*engage l'extrémité supérieure et légèrement méplate de la tige G. Dans cette extrémité on a pratiqué une rainure rectangulaire dans laquelle se meut de haut en bas et de bas en haut , une clavette plate en fer qui traverse les deux branches de la fourche et qui est fixée par une contre-clavette , ou simplement rabattue , ou rivée. La tige C , est forgée dans une pièce de fer carrée de 22 pieds de long sur 3 pouces 1/2 d'équarrissage (soit 7 mètres de long sur Oi^fOOS de côté). On arrondit légèrement les angles ; au bas on fait venir à la forge un bourrelet a, de O^^flô à 0m,20 de longueur et de 0»i,13 à 0>°,14 de diamètre , dans Taxe duquel on fore le trou cylindrique de 0",1 1 de profondeur et 0°>,08 de diamètre , sur le contour duquel est Técrou qui reçoit le bout fileté du trépan. Le filet et Técrou doivent être ajustés avec la plus grande précision possible , afin de conserver la rectitude de Taxe de la tige et du trépan , lorsque les deux pièces sont vissées Tune sur Tautre. A son extrémité supérieure et sur une longueur de 1™,30, la tige est arrondie en un cylindre de 0m,08 de diamètre , autour duquel glisse la pièce mobile D. Celle-ci consiste en six ou sept branches de fer recourbées et liées par leurs extrémités supérieures et inférieures à deux bagues ou anneaux b b' , qui peuvent glisser le long de la partie cylindrique , et dont la course est limitée en bas par la saillie t , qui sépare la partie cylindrique de la partie prismatique. Enfin , à son extrémité tout à fait supérieure et sur une hauteur de 0n»,50 , la tige est forgée méplate avec une largeur de O^jOS sur 0°»,054 d'épaisseur. Dans cette partie méplate^ on creuse une entaille rectangulaire de 0m,32 de hauteur , au-dessus de laquelle reste encore une épaisseur de fer de (H,08 jusqu'au sommet de la tige. L'entaille et les branches de la fourchette supérieure E , sont traversées par une clavette plate de 0b,08 de hauteur dans le sens vertical , fixée aux branches de la fourchette. Il résulte de là , que le jeu possible de la clavette dans Tentaille rectangulaire est de 0"',25 , ce qui est suffisant.

Le guide D , se compose de deux anneaux ou bagues b b^ , qui peuvent couler le long de la partie supérieure arrondie ou méplate de la tige, depuis l'embase i jusqu'à la fourchette. Ces deux bagues sont liées par six ou sept pièces de fer cintrées , formant une sorte de cylindre à claire-voie, d'un diamètre un peu moindre que celui du trou.

e , est un disque de cuir , ou plusieurs disques de cuir si^erposés qoi remplissent la section totale du trou de sonde. Ce g^uide remplit une double fonction ; il maintient la ti^ verticale ; il sert aussi en quelqM sorte de parachute , et prévient te clioc de la davette contre le bas de rebtaille rectangulaire ménagée au haut de la tige. En effet, quand 00 laisse retomber la sonde après ravoir soulevée, le guide D ne suit pas dans sa cbute la tige qui coule dans les bagues b^ ^ , et la partie inférieure de la fourcbetle rencontre la pi^e , avant que la clavette retombe sur le tond de Ten taille. La pièce descend aldrs, mais son mouvement est retardé par la résistance de Tean qui rett^ilit le trou , de sorte que la clavette ite viendrait choquer qu'avec une assez faible vitesse le fbnd de rentaille , dans le cas où la partie supérieure des tiges ne serait pas d'ailleurs arrêtée auparavant dans sa chute par Té-" lasticité de la perche ou ressort de choc établi à la surface du sol. La tige que nous vcmons de décrire pèse 9 â 10 quintaus (400 à 500 kilO" grammes).

II serait inutile et même nuisible , de donner à rentaille rectangH-* laire pratiquée en haut de la tige de sonde plus de 0m,55 de hauteur , et de laisser un jeu de plus de 0»,â5 à la coulisse. D'abord rinutilité est évidente. Les inconvénients possibles résulteraient de ce queToutil s'accroche quelquefois aux parois du trou. Lorsqu*ensuite la partie supérieure des tiges vient tomber sur le fond de rentaille , Toutil tombe de tout son poids sur la clavette , et s'il tombait d^une grande hauteur , le choc pourrait déterminer une rupture.

Parachute de Kind. — Le parachute D , suffit quand on fait usage de tiges en bois au-dessus de la coulisse , et qu'il n'y a qu'une seule tige de 7 à 8 mètres de longueur entre la coulisse et l'outil. Mais si les tiges en fer ont une plus grande longueur , on pourra y adapter pour prévenir les ruptures de tiges, le parachute représenté PL Fil, fig. 11 , qui est également de l'invention de Kind. Il se compose d'un fourreau en tôle bb , de 0»,65 de longueur , qui peut se mouvoir en tournant et en glissant sur la portion de tige pleine d, A la partie su* périeure de ce fourreau est fixé un chapeau formé de deux cuirs trè&* épais superposés et cousus ensemble ; ce cuir présente la forme d'un entonnoir renversé ou d'un parapluie percé d'une ouverture centrale , pour laisser un passage à l'eau. Les bords du cuir sont liés à quatre tiges en fer ee , qui sont articulées par leur seconde extrémité au bas du fourreau. Pour que le cuir ne s'use pas trop vite contre la roche , il est armé en dessus de plusieurs lames de fer recourbées ff^ qui le débordent de plusieurs centimètres. L'excursion du parachute le long de la lige d est limitée en haut et en bas par les bourrelets saillants

RECHfiRGHB DBS MINES. 103

I qui sont aux exlrénitéa de cette tige , on par des bourrelets particu*

I liers. En supposant <itt*une portion de tiges armée d*un semblable pa-

I raebote se détache par accident et tombe au fond du trou , la résts-

; tance que le chapeau de cnir opposera au passage de Teau , ralentira

I la chute à tel point , que toute rupture sera rendue impossible. Ce

parachute a en outre Tayantage de pouvoir être employé dans des trous à parois fort ébonleuses, attendu qu*il n^arréte pas les fragments de roches détachés des parois. Ceux-ci peuvent en effet passer àc6té.

Qjrlindre à soupape avec tige à cauliste. — Le cylindre à soupape de Kind est suqwndu à une tige à coulisse analogue à celle de la sonde, ainsi qu*on le voit flg. 6, PL ^7 , où A est le cylindre à soupape , B , la tige à laquelle est vissé ce cylindre , et dans laquelle est pratiquée ane entaille rectangulaire de 0»^70 de hauteur environ. C, est la fourchette dont les branches sont traversées k leur partie inférieure par la clavette plate qui glisse dans Tentaille précédente. D , est Tanneau tournant ou élrier par lequel Tappareil est attaché à la corde qui s^enveloppe sur un treuil dont Parbre a €»,65 de diamètre , et les deux manivelles 0°^,44 de rayon. Il arrive souvent que le cylindre à sonpape est accroché dans le trou , par des débris tombés de la partie supérieure et qui s'engagent entre lui et les parois. La tige à coulisse BC , facilite son extraction, en permettant de lui imprimer par secousses des mouvements de haut en bas ou de bas en haut , qui déterminent la chute du fragment de roche soit dans le cfylindre , soit au fond du trou de sonde. On se sert d'ailleurs de la tige à coulisse BC , pour d'autres usages. Ainsi , nous avons dit que Kind remployait pour en* foncer le coin de Tarrache-tuyaux ^ flg.Z^ PL f^ll , en interposant un bout de tige en fer entre l'anneau tournant D , et la tige à coulisse BC , qui se visse sur la tige du coin de l'arrache-tuyaux.

Les /^. 5 A et 5 B^ PL n , représentent les tiges en bois et leur mode de jonction. Les tiges sont en bois de sapin qui doit être parfais teraent droit , sans nœuds ni; défauts. Elles sont découpées dans des troncs de sapin parfaitement droits et exempts de branches , d'une longueur égale à celle que devront avoir les parties de la tige; celle" ci dépend d'ailleurs de la hauteur de l'engin. Dans le forage exécuté par Kind à Besch sur la Moselle , l'engin était assez haut pour qu^on pût désassembler les tiges par parties de 80 pieds ( soit 35 mètres) de longueur. Il donna à chaque tige en bois 40 pieds (13^,50) de longueur. 11 fit débiter un tronc de sapin en lattes carrées de 2 pouces (e«,054) de côté , qui fiirent ensuite arrondies en cylindres de 1 pouce 9/4 (0»,047) de diamètre. Elles étaient liées de la manière suivante:

les deux extrémités de la tige sont emboîtées , /)î^. 5 B , dans des manchons en tôle de 0«,0056 d'épaisseur et 0",58 de longueur. Ces man«chons sont légèrement coniques et évasés vers le haut. L'agrandissement du diamètre est de 1/4 de pouce (0»,00675), depuis Textrémité étroite où ce diamètre est exactement égal à celui de la tige , c*est-àdire à 0»,047 jusqu'à Texlrémité supérieure. Pour éviter que la tige ne soit dégradée ou écaillée par le manchon quand on le met en place 9 le contour inférieur de ce manchon est rendu tranchant en le limant intérieurement, de manière à ce que l'entrée soit évasée en entonnoir. L'extrémité de la tige est ensuite enduite d'huile , et le manchon est chauffé à une température suffisante pour que le bois commence à brûler. Le manchon est enfoncé autour de la tige , l'embouchure étroite en avant , de manière à recouvrir la tige sur une hauteur de 10 pouces (0«,27) , et à la déborder par conséquent de 4 pouces (0*»,108). Cela fait, on enfonce par en haut, dans l'axe de la tige un long coin pointu en bois de hêtre parfaitement sec, et on y chasse ensuite un coin pointu , ou plutôt une aiguille en fer. Il est évident que le manchon se trouve alors fixé à la tige d'une manière tout k fait invariable et parfaitement solide. On enfonce ensuite dans le vide k du manchon, l'extrémité 6, d'une pièce de fer forgé qui est composée de deux parties cylindriques de diamètres inégaux. La queue ^, a 4 pouces (0»,108) de long et doit remplir exactement le vide qui reste dans le manchon au-dessus de l'extrémité de la tige. Les bourrelets a, a\ fig, 5 A , ont 2 pouces 1/9 (0n,067} de hauteur et 3 pouces (0n,054) de diamètre. Desécrous sont taraudés dans ces bourrelets pour recevoir les extrémités filetées de la pièce de fer J , qui joint les deux tiges. Pour fixer les queues cylindriques 6, h' , des bourrelets dans les manchons en tôle, on fore deux trous cylindriques en croix, distants entre eux de 2 pouces 1/2 (0«»,067) environ, à travers le manchon et la pièce de fer qui le remplit , et on chasse dans ces trous des goupilles rondes en fer de 0«,01S de diamètre, que l'on rive aux deux extrémités. La pièce de jonction J, a de 7 à 8 pouces (0»,189 à 0»,216) de longueur, est carrée dans le milieu et porte 0n,02 environ d'équarrissage. Elle est renflée aux deux bouts vers les bases des tenons filetés , afin qu'on puisse y appliquer des clefs et toume-à-gauche , lorsque l'on veut relever ou descendre la sonde et désassembler les tiges. Pour rendre le poids des tiges aussi petit que possible , la pièce de jonction J , était remplacée alternativement d'une tige à l'autre, dans le sondage de Besch, par un simple goujon en fer fileté qui réunissait les deux pièces a6, a^b^ , attendu que l'engin ayant 80 pieds de hauteur , permettait de démonter et de remonter les tiges par parties de

KECHERCHB DES MINES. 107

80 pieds y et par conséquent de laisser toujours deux tiges consécutives réunies Tune à Tautre.

Avantage des tiges en bais d'un faible éguarrissage, D*après les dimensions rapportées ci-dessus , le poids des tiges en bois années , devait être moyennement de 3>^*i-,â0 environ par mètre courant , et la perte de poids dans Teau était de 0i(^>i*,725 par mètre courant. En conséquence , une ligne de tiges en bois de 400 mètres de longueur , pèserait en totalité 880 kilogrammes environ ^ et ne pèserait dans Teau que 590kit,8 , soit 600 kilogrammes. Soit P , le poids de Toutil percuteur y compris la tige en fer ; p , le poidsf total des tiges en bois armées qui servent à soulever Toutil; P'eij/^ les poids respectifs de Toutil et des tiges dans Teau. Le travail moteur dépensé par les ouvriers pour soulever la sonde , sera à chaque levée , en négligeant les frottements et la résistance de Teau

h dé^gnant la hauteur de la levée ,

y désignant la vitesse acquise partout le système au bas de la chute, on aura :

faction destructive de Toutil sur la roche étant supposée propor-

tionnelle à la force vive de Toutil , c'est-à-dire à P —y cette dernière

expression représentera Teffet utile correspondant au travail dépensé (P' + //)A. Orona:

Ce rapport est indépendant des poids spécifiques des tiges et de Toutil , et par conséquent de la perte de poids dans Teau, qui diminue le travail moteur dû à la chute , comme elle diminue le travail moteur nécessaire pour soulever la sonde. On voit qu'il est très*importantque le poids total p des tiges soit le plus petit possible; les tiges en bois d'un très*petit diamètre adoptées par Kind, offrent donc un grand avantage,

sous le point de vue de Péeonoiiiie du trayaîl dépensé, indépendamment de Tavantage plus grand encore qui résulte de ce que les ruptures de tiges , et les accidents de tout genre sont beaucoup moins flréquMits qu^avec les tiges en fer , et que les accidents qui surviennent sont en outre beaucoup plus feciles à réparer. Enfin lapégèreté des tiges en bois permet de supprimer les engins compliqués , tels que les roues à marches, les cabestans , et de sonder avecleleTier simple Jusqu^aux plus grandes profondeurs.

Effbris de traciion et de tortion qu'on peut faire supporter aus tigeê en bois, ^ Les tiges en bois de sapin sont capables de supporter un effort de traction qui peut être porté jusqu'à 1 10 ou 1^ kilogrammes par centimètre carré de la section transversale. Ainsi pour les tiges dont la section est un cercle de 47 millim. de diamètre , Teffort total de traction peut être poussé sans danger jusqu^à 2,000 kilogrammes, ce qui est plus du double du poids d'une sonde de 400 mètres de longueur, immergée dans Teau.

Ces mêmes liges rompraient sous un très-faible effort de torsion. En conséquence il serait impossible de s*en servir, si Ton voulait attaquer le terrain en rodant avec des outils analogues à la tarière ou au trépan rubanné. 11 parait que Kind ne fait presqu*aucun usage, dans sa pratique, des outils de ce genre. Il attaque toutes les roches agrégées, quelle que soit leur consistance , avec des trépans , et il enlève les boues et les sables désagrégés , avec le cylindre à soupape. Pour faire apprécier les avantages de sa méthode qui me parait avoir une supériorité marquée sur tous les autres procédés de sondage , je citerai deux sondages qu'il a exécutés dans le Grand-Duché de Luxembourg, et la Prusse Rhénane.

Sondages exécutés par Kind. Cessingen. — Le sondage de Cessingen près Luxembourg fut commencé le 6 février 1837, et arrêté le 2S mars 1839. Dans ce laps de temps le trou de sonde fUt poussé à 534",85 de profondeur , à travers les roches suivantes.

Calcaire lias 62«,85

Grès du Luxembourg 83«,57

Marnes sableuses grisâtres 25«,43

Marnes du keuper, avec gypses, argiles salifères. . . 166"',00

Grès moyen 8™,90

Marnes du keuper inférieures , avec gypses et argiles salifères i9»^,\0

Le sondage commencé sur un diamètre de 0«,30 conservait au fond

un diamètre de 0",ia. Kind fit usage de tiges en ttf , divisées en deux parties par une coulisse , du grand engin avec roue à marches re|M^senté PL Vi^ et du cylindre à soupape attaché à une corde, avec tige à coulisse pour enlever les boues.

A la profondeur de 230»,83, le diamètre du trou étant déjà réduit à 0m,96 , la nature ébouleuse des parois obligea de descendre une colonne de tuyaux en tôle de 90 mètres de longueur qui ne descendit pasjusqu^au f6nd.

Le sondage ayant été continué sur un diamètre de 25 centimètres , jas<iu*à 238B970, au milieu d*éboulements incessants, on chercha à retirer la colonne de tuyaux , sans pouvoir y parvenir. On élargit le trou en dessous de la colonne avec les élargtssenrs à coin , et on parvint ensuite à enfoncer la colonne de tubes de 4 mètres , et à arrêter ainsi les marnes coulantes. On fUt néanmoins bientôt obligé de descendre une seconde colonne de 1^,65 de longueur , et de réduire le diamètre du trou à 90 centimètres. A la suite de nouveaux éboulements, on releva celte dernière colonne de tubes, et on put encore enfoncer la première de 5»934 plus profondément , puis on redescendit la seconde colonne qui avait été prolongée , et avait maintenant 93b,40 de longueur totale. A la profondeur de 245 mètres de nouveaux éboulements forcèrent à extraire pour la seconde fois la dernière coioiyie ; on élargit le trou ]usqa*aa fond et on redescendit la colonne de tubes extraite. On fut obligé de Textraire encore , et d*ébnrglr le troua plusieurs reprises, pour atteindre la profbndeur de 277 mètres, en conservant le diamètre de 20 centimètres. Arrivé à ee point , il fallut introduire une troisième colonne de tubes qui av«t 15n,24 de kmg; elle ftit descendue au fond , et le trou fut continué sur un diamètre de 16 centimètres 1/2, à travers des marnes et des argiles salifères. De 280 à 500 mètres, on n^ent plus déroulement; les marnée et argiles salifères et chargées de gypse et d^anhydrite étaient solides ; mais les ruptures de tiges devinrent excessivement fréquentes. A SOS mètres de profondeur, les éboulements recommencèrent ; à 515 mètres, on essaya d'introduire une quatrième colonne de tubes. Elle ne put descendre jusqu'au ftmd du trou. On la releva et on se décida à contmver le forage sur le diamètre de 16 1/2 centimètres. On atteignit , i la profondeur de 556 mètres environ, un banc de grès fort résistant. Après ravoir percé sur ou 7 mètres, on résolut d*extraire la troisième eolonne de tubes , d*élargir le trou jusqu'au baie de grès , et de redescendre cette colomie prolongée jusque sur ce banc. C'est ce qui M exécuté. La troisième colonne , ayant 72»,77 de longueur totale, fut remise en place , ai[>rès l'élargissement du trou , et le bas

de celte colonne atteignit la profondeur de 533«,00 ; on continua à percer le grès sur un diamètre de 16 cent. 1/2. Les éboulements ayant recommencé , en dessous du banc de grès , on descendit une quatrième colonne de tubes qui avait 39>»,43 de longueur totale, et qui atteignit le fend du trou à 573 mètres de profondeur. Le forage fut continué sur un diamètre de 13 cent. 1/2. A la profondeur de 401 mètres, il fallut descendre une cinquième colonne de tubes de 34<n,38 de longueur totale, et le diamètre du trou fut réduit à 10 centimètres. On continua à forer, et la dureté des bancs de gypse occasionna des ruptures f^uentes de tiges, ce qui suggéra à Kind Fidée d'essayer les tiges en bois. On était alors au mois de janvier 1839, et le sondage avait atteint la profondeur de 470 mètres. Les tiges en bois rendirent immédiatement les ruptures moins fréquentes , quoiqu*on n*en fit usage que pour la partie supérieure de la sonde, et que le mode de jonction de ces tiges entre elles fût loin d'être aussi solide que celui que Kind a adopté depuis. Enfin le trou de sonde avait atteint , le 23 mars 1839 , la profondeur de 534n,85 et Ton était en train d'extraire la cinquième et la quatrième colonne de tuyaux , lorsque le défaut de fonds obligea d'interrompre le travail. La dépense totale n'avait pas atteint le cbiffk% de 110,000 fr.y et les deux tiers seulement de cette somme avaient été employés aux travaux directs de sondage.

Forage de Besch, — Le sondage exécuté à Besch sur la Moselle (district de Trêves) fut exécuté avec les tiges en bois à l'aide d'un le» vter simple , avec ressort de choc , et d'un treuil horizontal. Du 94 juillet 1840 au 15 février 1841 , avec 943 journées d'ouvrier de 19 heures chacune , ce sondage atteignit la profondeur de 889 pieds de Paris ( 980n',50) , à travers des banCs de calcaire, de grès et de gypse. La roche ne devint ébeuleuse qu'à la profondeur de 867 pieds où on rencontra un banc de sable et gravier coulant, qui obligea de descendre une colonne de tubes, qu'on dut relever par deux fois, pour la prolonger. Le trou avait 0»,16 de diamètre.

Tiges enfer creux* — On a proposé remploi de tiges en fer creuK , qui joindraient à l'avantage de la diminution du poids, due à la di*mîRutioB de matière et au grand volume d'eau qu'elles déplacèraieoC , celui de pouvoir supporter et transmettre des efiforts de torsion con^ sidérables , et par conséquent de pouvoir servir aussi bien en rodant qu'en battant.

Sous le rapport de la diminution de poids des parties supérieures de la tige , le fer creux n'aura- certainement aucun avantage sur le far |)lein réduit à de petites dimensions par l'emploi de la coulisse; Il est même facile de voir qu'il y aura plutôt ioférioril^ pour le ht creux ,

RECHERCHE DES MINES. Ul

sous le rapport de réconomie de la force motrice , à cause du plus grand frottement de Teau contenue dans le trou , tant contre les tiges plus volumineuses que contre les parois. D*un autre côté, le fer creux sera plus cher que les tiges pleines d*un petit diamètre , plus cher à fortiori que les simples tiges en bois de Kind. 11 ne résistera pas mieux que les tiges en bois à la rupture due aux chocs; il ne lui restera donc qu'un seul avantage particulier , celui de la résistance à la rupture sous un effort de torsion.

Aucune expérience n'ayant encore été faite avec les tiges en fer creux 9 J'ai dû me borner ici à les mentionner, en indiquant à quoi se réduiraient les avantages qu^on peut espérer de leur emploi , dans le cas où les personnes qui s'occupent de sondages parviendraient d'ailleurs à imaginer un mode d'assemblage convenable , et à rendre leur usage économique et exempt de difficuftés pratiques.

De$ puiiê artésiens.

Ainsi que nous l'avons dit au commencement du chapitre , les sondages ont le plus souvent pour but la recherche d'eaux jaillissantes ou montantes de fond jusqu'à une profondeur médiocre au-dessous de la surface du sol.

Sans vouloir traiter ici complètement la question des puits artésiens, pour laquelle nous renvoyons les lecteurs aux ouvrages de MM. Héricart de Thury et Garnier sur l'art du fontainier-sondeur , et à la noilce de M. Arago , publiée dans V Annulaire du bureau des longitudes pour 1835, je dois ajouter quelques considérations qui ne peuvent être considérées comme étrangères à l'art des mines.

Napes d'eaux souterraines. Les eaux découvertes par la sonde paraissent provenir de véritables courants souterrains qui circulent dans les vides ou fissures de certaines couches , où elles sont retenues par l'imperméabilité complète , ou relativement beaucoup plus grande des couches immédiatement supérieures. Les couches perméables sont ordinairement composées de sables plus ou moins désagrégés, on de roches solides calcaires ou autres, pénétrées de fissures très-nom-» breuses. Dans l'un et Tautre cas , l'eau pénètre , pour ainsi dire , la couche entière , qu'il est impossible de traverser sans lui ouvrir une issue; elle ferme une nap/^e d'une grande étendue en tous sens , main» tenue par l'imperméabilité des couches supérieures. Celles-ci consis* tent le plus soaveai en argiles compactes. Quand la sonde , après les avoir traversées , pénètre dans la couche aquifère , les eaux s'éîaoceirt

112 CHAPITRE n.

dans le trou de la sonde , arrivent quelquefois juBqu^à la suriaee, où elles tormeiit un jet contiuu ; d'autres fois, elles se maintiennent dans le trou foré au-dessous de ta surCaee, et doivent être élevées à partir de ce niveau au moyen de pompes établies dans le trou.

Tube ascensionnel desHné d canienir les eaux monianies du fond. — il n'arrive jamais , ou presque jamais , que toutes les eouches que la sonde a traversées , avant de pénétrer dans la couche aquifère , soient imperméables. Une partie des eaux montantes du fond se perdrait donc par filtration dans celles des cpudies supérieures qui sont perméables ou fissurées , si Ton n'avait le soin de placer dans le trou de sonde un tuyau à^ascension destiné à contenir les eaux. Il est nécessaire , pour prévenir toute déperdition, que la base de ce tuyau s'appuie sur la couche imperméable qui recouvre immédiatement la couche aquifère , et qult y ait jonction exacte entre le contour exté« rieur du tuyau et cette couche.

Le bon établissement du tuyau d'ascension est une des conditions essentielles du succès de l'opération , en même temps que l'une des opérations les plus délicates de l'art du sondeur.

Niveau hydrostatique d'un puits artésien. — Ce tuyau , une fois établi, peut être prolongé au-dessus de la surface du sol si cela est nécessaire , de telle sorte que la colonne d'eau ascendante ne puisse plus s'écouler par son orifice supérieur. Elle atteindra alors dans l'intérieur du tuyau un niveau fixe et déterminé, que l'on peut appeler le niveau hydrostatique du puits foré. S'il n'y a aucune déperdition d'eau à la base du tuyau d'ascension , il est évident que la hauteur du niveau hydrostatique au-dessous du fond du sondage, sera la mesure exacte de la pression des eaux souterraines en ce point.

Les eaux qui pénètrent la couche aquifère ne sont point stagnantes, ainsi que je l'ai déjà observé ; elles constituent un véritable courant alimenté par les eaux des rivières, des lacs souis lesquels passent les affleurements supérieurs de la couche, ou par les eaux pluviales, et qui se décharge sous forme de sources , aux points les plus bas de ces affleurements , lesquels peuvent se trouver cachés sous le lit des fleuves^ ou sous celui de la mer: le lU souterrain du courant est d'ail* leurs fort large, mats ordinairement très-encombré , puisqu'il n^est formé que des cavités et des fissures qui pénètrent la couche.

Il résulte de là : 1<» que le niveau hydrostatique d'un puits foré «st toujours inférieur aux affleurements tes plus élevés de la eouebe aquifère , et supérieur aux affleurements les plus bas de cette même couche; ^ que ce niveau hydrostatique n'est point tont à fait Invariable, poisqull dépend des charges d'eau sur les orifices d'aUroentaiioii et sur

les orifices d'écoulement d« la nappe a^fuifère , et que ces charges varient avec les crues des cours d'eaux qui recouvrent les affleurements supérieurs ou inférieurs de la couche, avec le niveau des eaux de la mer y lorsque les orifices d'écoulement sont au-dessous de son lit ; S« que le volume d'eau fourni par un puits foré dont le tuyau se terminera au-dessous du niveau hydrostatiqiié , sera toujours plus petit que celui que débiterait un tuyau cylindrique d'une longueur égale à la profondeur du sondage , et de même diamètre que le tuyau d'ascension , sous une charge d'eau égale à la distance verticale de l'orifice au niveau hydrostatique. En effet, les eaux n'arrivent pas librement à la base du tuyau d'ascension, elles éprouvent une résistance qui dépend de la largeur des vides ou fissures, en un mot, du degré de perméabilité de la couche aquifère dans le voisinage des points atteints par la sonde.

Tous les faits généraux observés , sont conformes aux inductions qui précèdent :

M. Baillet de Belloi a observé et signalé depuis longtemps Tinfluence de la marée sur le puits artésien foré à Noyelle-sur-Mer , dont les eaux s'élèvent au-dessus de la surface du sol à marée haute ;

M. Ârago , après avoir rappelé ce fait dans sa notice , a rapporté un fait analogue observé sur un puits foré près des bords de la Tamise, qui fournit 563 ou 373 litres d'eau par mioate , suivant que la marée est haute ou basse. 11 établit ensuite que la cause de l'influence des marées sur les puits artésiens est dans la pression variable avec la marée, des eaux de la mer sur les orifices d'écoulement.

L'infériorité du volume d'eau débité par un puits foré , par rapport au volume que fournirait un tuyau cylindrique de même diamètre et de même longueur que le tuyau d'ascension , sous une charge égale à la distance de l'orifice au niveau hydrostatique , est généralement considérable , et d'ailleurs très-variable , ainsi qu'on pourrait le prévoir.

Divers degrés de perméabilité des couches <iquifères, — M. VioUet a essayé , dans un ouvrage sur la théorie des puits artésiens , d'appliquer les formules du mouvement de l'eau dans les conduites à la recherche des volumes d'eaux débités parles puits forés à diverses hauteurs au-dessus du sol, et à la détermination de la hauteur où l'eau sortant du puits est susceptible de fournir le maximum de travail moteur (1) .

( 1) Le travail moteur est mesuré par le produit du poids de l'eau débitée , et de la hauteur de l'orifice au-dessus de la surface du sol.