CHAPITRE VI

653, Procédés employés pour démerger les mines et les préserver des eaux a/Jluentes.

Les eaux, rencontrées dans les travaux en quantités variables, mais & toutes les profondeurs, sont un des obstacles les plus énergiques offerts par la nature aux efforts des mineurs. Tantôt elles gisent sous forme de vastes nappes ou niveaux dans les formations secondaires et tertiaires qui recouvrent accidentellement le terrain houiller; tantôt celui-ci les recèle à Tétat de sources plus ou moins abondantes , qui finissent toujours par submerger les excavations abandonnées , quelle que soit leur étendue. II importe donc à Texploitant de se procurer des moyens d'assèchement proportionnés à la masse d'eau qui tend à pénétrer dans la mine, en se ménageant la facilité d'augmenter leur énergie à mesure que les excavations^ en se développant , reçoivent dans leur sein un plus grand

37â CHAPITRE VI.

nombre de sources ou de venues d*eau. De même il ne doit pas négliger de se préserver des eaux contenues dans les cavités souterraines lorsque, par malheur , les travaux viennent en contact avec ces dernières.

Les procédés d*asséchement connus jusqu'à présent sont :

1*". La répulsion des eaux ou les procédés propres à les contenir et & les empêcher de pénétrer dans les travaux.

S"*. Leur écoulement naturel sur les galeries de démergement.

3"*. EnGn, leur épuisement au moyen de tonnes ou de pompes.

PREMIIËRE SECTION.

RÉPULSlOlf OU ENDIGUEMENT DES EAUX.

6S4. Serrements et plates-cuves.

Les eaux sont refoulées au-dchors des excavations & laide d ouvrages d*art variables quant à leur forme et à la nature des matériaux employés. Ces ouvrages sont :

Les cuvelagesj déjà décrits à Toccasion du creusement des puits, auxquels ces constructions se rattachent, puisque, sans eux, le fonçage des premiers serait la plu[)art du temps impraticable.

Les serrements (1), digues en bois ou en maçonnerie construites dans les galeries , afin de refouler les eaux rencontrées en trop grande abondance dans un quartier de la mine, qui est alors sacrifié pour exploiter plus facilement les autres.

Enfin , les serrements horizontaux ou plates-cuves , barrages établis dans les excavations , afin d empêcher les eaux des strates supérieures de tomber au fond des puits ou de s'opposer & Tasccnsion des sources inférieures audessus d'un niveau déterminé. De même qu'un cuvelage peut être comparé à une cuve sans fond , de même aussi une plate-cuve peut être regardée comme la partie plane ou comme le fond d'un tonneau.

(1) L*expres8ion de serrement semble venir du mot wallon ferrer^ c'est-à-dire fermer^ oMrwr,

374 CHAPITRE VI. — r*. aXCTlplf.

Gomme actuellement il existe peu d'exploitations quf ne soient pourvues d'une machine d*eiliaure suffisante i l'assèchement des travaux , ces constructions sont moins usitées qu'elles ne l'étaient autrefois; oepcpdant elles rendent encore de grands services par la diminution du volume des eaux à extraire mécaniquement; il importe donc d'en bien connaître les procédés d'exécution, d'où dépendent souvent la conservation des travaux et quelquefois la vie des ouvriers.

Les serrements et les plates-cuves sont particulièrement upplicables aux localités renfermant de$ parties de couches anciennement ^i^ploitées ^t dont les cavités sont siibmerT gées ; car si la rencontre fortuite de ces excavations par d^s galeries ou des coups de sonde détermine l'inondation des travaux , il ne reste que le choix de la surcharp[e ^ imposer à la niachine d'exhaure ou le recours à des moyens extraordinaires d'épuisement ( 1 ).

Ces constructions ne peuvent être établies au hasard dans tous les points d'une galerie ou d'un puits j il faut , au contraire , choisir ceux dopt les parois présentent un rochef solide , compact , sain et sans fissures , tel , en un mot ^ qu'il puisse résister à la charge qui lui incombe. Le piineuf les explore donc avec le plus grand soin; il iuge, par la

(1) Dans les mines du Couchant de Hons, remploi des plateicuves portantes devient indispensable lorsque le cuvelage d*on ancien puits en non activité de service est assez dégradé pour livrer passage aux eaux du mort terrain, circonstance qui, dans les concessions par couches de cette localité, a souvent pour résultat rinondation d'une ou de plusieurs mines voisines. C'est pour de semblables motifs que Tadministration a contraint, dans le cours de Tannée 1845 , la Société de la Cossette à fermer l'un de ses puits au moyen d*une plate-cuve, afin de préserver les mines établies dans les couches inférieures des inondations auxquelles elles étaient coutinueilement exppsées.

^ooorité des schistes sous le coup de marteau , du degré de compacité qu'ils possèdent ; il examine attentivement $i loi coups de mine appliqués au creusement de Teica' yiition n'ont pas donné naissance à des fentes qui , iraperr 0eptible8 d*abord , finissent par s'agrandir et eomproinetteoC l'avenir d'un barrage» Enfin il ne néglige rien pour iK)nr stater Tiétat de la roche « car si une plate-cuve pu un ferrement spnt détruits, ce n'est pas toujours par sujte de la rupture des pièces qui les composent , mais bien plus souvent parce que le terrain contre lequel ils s'appuient, n'offrant pas assez de résistance , se trouve entraîné avec eux par ]^ pQJds, ordinairement considérable, de la i^olopne 4*eau qu'ils supportent.

L'efficacité des serrements construits dans 1^ gi^ luimême est fort douteuse. D91IS les roclies encaissantes ils réussissent plus souvent ; mais les deux parois , ou 1q sol .et le faite , doivent jouir d'une assez grande ^lidité»

655» Des diverses espèces de serrements.

ToiJt serrement en bois est .installe dans des entailles fectangulaire^ pratiquées sur les quatre faces de la galerie qu'il s'agit d'obstruer. La disposition fort variable des pièces doit être telle qu'elle interdise tout accès aux infiltrations. |ja forme d'un serremeni ^ l'agencement de pcs diverses pièces dépend uniquement de la solidité des rpphes constitutives des excavations et de la section de fips (lumières. Sous ce rapport, les barrages se divisent eomnie suit :

1"*. Les serrements droits en usa^e dans les galeries de section ordinaire, c'est-à-dire dont la hauteur ou la largeur n'excède pas 2.50 mètres. Les pièces sont disposées

576 CHAPITRE VI. — l". SECTION,

horizontalement ou verticalement y suivant que les parois ou le faite et le sol offrent la plus grande résistance.

S"*. Les serrements busqués , dont chaque assise est formée de deux pièces horizontales jointes bout k bout , à la manière des portes d*éeluse. Ils étaient autrefois assez fréquemment appliqués dans la province de Liège aux galeries de grande largeur dont les parois étaient fort solides.

3**. Les serrements cintrés à pièces verticales , usités avantageusement dans les galeries larges dont le plafond et le sol offrent une consislancc plus grande que les parois.

i"*. Les serrements en voûte , en bouchons ou sphériques , (|ui se construisent de plusieurs manières et semblent être les seuls convenables dans les galeries où le rocher des quatre faces présente une égale résistance.

A ces diverses espèces de barrages, il faut ajouter les charpentes plus légères & l'aide desquelles les petites galeries sont obstruées et transformées en réservoirs, et, enfin, les serrements en maçonnerie , qui jouent actuellement un grand rôle dans les mines de houille.

Lorsque le mineur du district de Ncwcastic rencontre dans une stratification, d*ailleurs imperméable, quelques fentes laissant échapper de Feau en quantité notable, il les bouche à Taide d'un artifice spécial qui, sans être un serrement , se rattache nécessairement à cet objet. Il entaille à la poinieroUe la roche avoisinant la fissure , de manière à lui donner une section rectangulaire d'environ 0.05 mètre de largeur et 0.18 & 0.30 de profondeur. Puis, après avoir arrondi les arêtes extérieures de cette cavité, il la comble de planchettes de sapin, dont il picote avec soin toq; 1^^ interstices (fig. 8, pi. LXIV).

SeaREMENtS Efi BOIS. 377

6S6. Opérations préliminaires concernant la construction d'un serrement^ quelle que soit sa forme et la disposition de ses pièces.

Il s*agit en premier lieu de se débarrasser des eaux qui eoulent sur le sol de la galerie , aCn qu*elles ne puissent troubler Texécution des travaux ultérieurs. A cet effet (fig, 6 et 7, pi. LXIV), è une distance de 3 ou 4 métrés en arriére du point projeté pour rétablissement du barrage , est établie une digue ou batardeau k en argile fortement tassée entre deux cloisons de planches maintenues en place par des solives verticales ou horizontales. Un chenal en bois q,q, placé à O.iO ou 0.50 métré audessus du sol, reçoit les eaux affluentes et les transpoile au*delà d^une autre petite digue r, établie à un ou deux métrés en avant de l'emplacement du serrement, pour les empêcher de revenir sur le lieu de la future construction. La place étant ainsi complètement asséchée par ces dispositions, le mineur procède à Tcntaille des parois contre lesquelles doivent porter rexlrcmité des pièces. Celle opération se fait à la pointe, c'est-à-dire avec le pic ou la pointerolle, selon les usages locaux , mais jamais h la poudre qui, non-seulement ébranle le rocher et In fissure, mais encore produit des surfaces irrégulières. Il fait disparaître avec soin les dépressions et les renflements, en conservant toutefois les aspérités de la roche qui, par leur pénétration dans les pièces du barrage , empêchent celles-ci de glisser et forment, entre les parties, une union telle qu'il ne peut se produire d'infiltrations.

Pendant ces travaux préparatoires^ les pièces de bois ont été façonnées au jour, assemblées et marquées pour qu'il soit facile de reconnaître leur position relative. Les

P78 CHAPITRE VI. -^ l". «ECTION,

exploitants emploient ordinairement Tessence de chêne, eie^pté dans la province de Liège , où , par in^surp d'éco? fiomi; , ils oliQisissent le hêtre. {j*épaisscur des pîooes doit être telle qu'elles soient en état de supporter iipe cliarge quintuple au moins de celle qu*elles devront subir en réalité, lia détermination de la force de résistance résulta plus souvent de rexpérience et de Fanalogie que ()u palçut; dans tous les cas, il vaut mieux pécher par excès qu§ par défeyt.

Lorsque la nature du serrement impose ai| fjfHïimç Tobligaiion de travailler à la face postérieure du barrage , c*est*&-^ire du côté d'où vient la source, il doit préparer les n)oyens de s'assurer une ventilation locale facile (St suffisante à l'aide d*un soufflet^ d'un ventilateur à ))raQ, etp,

057. Construction des serrements droits , à pièqç9 horizontales, dans la province de Liège (i ).

Cette forme semble la plus ancienne , puisque la pre^ mière elle a été employée dans les mines du bassin de Liège, où ce genre de construclion a probablement pris nais- Sjmcc. Les entailles pratiquées dans les parois sont évasées à leur partie postérieure , afin de faciliter le picotage. L'une d elles est coupée de manière que les pièces puissent se placer en pivotant autour de leurs extrémités comme centre, tandis que l'autre extrémité décrit un quart de cercle. Malheureusement , les èpaulements indispensable^

(1) Les figures 1 et S de la planche LXIV, quoique ee rapportant à un barrage exécuté dans les mines de Huelgoat, peuvent contribuer à éclaircir la description des serrements liégeois, les différences qui existent entre eux ne se rapportant qu'à des objets de détail. Les dessins des serrements de ces deux localités auraient engendré une complication loutrà-fait inutile.

SBBRBMBNTS EN BOIS. 379

& ce genre de barrage, provenant d'une coupure dirigée perpendiculairement à l*axe de la galerie , n'opposent pa9 tOMJogrs ^ la pression une masse de rocs asses solide pour les empêcher d'éclater sous la charge.

liies pièces, auxquelles est attribuée une épaisseur com? prise entre 0.40 et 0.70 mètre, sont en hêtre conserva dans l'eaM et séché. Elles ne sont pas rabottées , mai^ planées & la hache sur trois de leurs faces , dans Tespoir que la mousse employée ultérieurement pour boucher lef joints ser9 retenue par les aspérités du bois , e( que 99 impression produira une imperméabilité plus grande que tout autre ajustement analogue. Deux des pièces qui doivent ^re placées à 0.50 ou 0.75 mètre au-dessus du sol sont éphanerées et forment , lorsqu'elles sont réunies , une ou- Y^rture rectangulaire , légèrement évasée du côté de la venue d'eau ; cette ouverture est destinée & ménager I9 ^rtie des ouvriers après l'achèvement du travail à effecr tuer derrière le serrement. La seconde ou la troisième pièce, dont la hauteur doit être assez grande, est percée d*un trou rond par lequel s'écoulent les eaux affluentes ; le ehenal est alors coupé en deux parties séparées par le barrage. Comme l'air accumulé derrière le serrement e^ comprimé par la colonne d eau ne manquerait pas d'agrandir les moindres interstices des joints ou du picotage, on lui dopne issue par un trou de 0.01 à 0.02 mètre de diamètre foré' i travers la poutre la plus rapprochée du pl^- (Qnd. Les pièces de serrement sont toujours plus courtes que la distance comprise entre les deux épaulements d'environ 0.08 à 0.10 mètre, alin de réserver l'espace nécessaire apx lambourdes et au picotage. Les lambourdes sont des plapches de peuplier, ou autres essences de bois tendres, d'une épaisseur de 0.025 à 0.030 mètre . un peu plus larges que répaisseur des sommiers.

580 CHAPITRE VI. — l". SECTION.

Le mineur commence d'nbord par établir une de ces lambourdes sur le sol avec interposition d'un lit de mousse; puis il place successivement au-dessus toutes les pièces du barrage, qu*il a le soin de maintenir de niveau et dans le même plan vertical. Il réserve entre chacune de leurs extrémités et les parois de Tentaille un vide égal de chaque côté. La dernière pièce est ajustée sur place, parce qu'il est dirficile de prévoir d'avance la hauteur et la forme de l'espace qui restera libre vers le plafond ; il recoupe sa face supérieure de telle façon qu'après avoir placé la lambourde, il puisse interposer entre elle et le rocher un lit de mousse dcborrasscc de tout corps étranger. Introduisant alors les lambourdes verticales, il chasse de la mousse entre elles et le terrain , la tasse à l'aide d'un ciseau jusqu'à ce qu'elle résonne comme du bois ; puis il procède au calfatage. Cette opération consiste à introduire dans les joints horizontaux , après les avoir préalablement écartés avec des coins en fer , toute la mousse qu'il est possible d'y accumuler , à l'aide d'un instrument appelé cal fat, semblable au ciseau des menuisiers y mais plus large et plus mince. Le picotage , opération fort délicate , ainsi que le lecteur l'a déjà appris , se fait de la manière décrite ( 1 79 ) , à Toccagion des cuvelages en bois, avec des coins de saule ou de peuplier séchés au four ou sur les chaudières des machines à vapeur. Les premiers mis en place ont environ 0.30 mètre de longueur , 0.10 mètre de largeur et 0.025 mètre d'épaisseur à la tète; à ceux-ci succèdent d*autres coins plus étroits et plus minces , entre lesquels sont ensuite enfoncés des picots à base quadrangulaire en ehéne ou en hêtre, dont la place est préparée à l'aide du picoteur. Cette opération s'effectue toujours derrière le serrement , en commençant au milieu de la hauteur des deux parois latérales , m s'avançfoit

SERREMENTS EN BOIS. 38i

ahernativcmcnt vers le sol et vers le faile , et en parcourant des ebeniins égaux. Les coins sont simultanément en* foncés des deux côtés du barrage^ afin que les pièces ne dévient pas de leur position primitive. Le picotage au plafond et au sol se fait aussi en mémo temps et de la même manière.

L'ouverture rectangulaire , ou le trou de Tliomme , se ferme à l'aide d'un tampon formé d*un bloc de bois taillé en biseau. Il est traversé dans toute sa longueur par un boulon, muni , à sa partie postérieure , d'un écrou qui , recouvert d'un étrier, ne peut tourner avec la vis. Le boulon est terminé à sa partie antérieure par un anneau dans lequel passe une chaîne. A quelque distance en avant du barrage , se trouve un poteau traversé par une vis ; celle-ci , munie , d'un écrou « se rattache à la chaîne par Tune de ses extrémités. Le tampon , placé en arrière sur un échaffaudage, est introduit dans l'ouverture rectangulaire évasée; puis, au moyen de l'écrou et de la vis, il est rappelé en avant et forcé à pénétrer dans l'épaisseur du bois. Si les circonstances le réclament, les interstices qui se présentent sur son contour sont bouchés au moyen d'un léger picotage La fermeture du trou de l'homme avec un tampon a l'inconvénient de présenter la direction des fibres du bois normalement à la pression , en sorte que les tubes, compris entre ces fibres, quoique capillaires, laissent suinter des quantités d'eau quelquefois assez notables. Sous ce rapport les clapets , décrits dans le paragraphe suivant, sont plus avantageux.

Les mineurs , après avoir enlevé la vis , retirent le boulon, en tournant à gauche, le dégagent de son écrou qui, ne pouvant tourner, tombe à l'intérieur. Ils en obstruent ensuite le trou , de même que celui du chenal , avec des broches en saule fort sec; puis ils agissent de

862 V CHAPITRE VI. — l". SECTION.

hièmc h regard du petit canal supérieur, après en avdi^ laissé sortir Tair pendant quelques jours et s*étre assuré qtie l'excavation ne renferme plus aucun gnz. Lorsque fa Colonne liquide est assez élevée pour opérer une forte jprression , Teau s'introduit dans tous les pores du sérliement et dans ses moindres interstices , et suinte sur fâ face antérieure, qu'elle recouvre d'un liquide mousseux. I>e petits jets d'eau se dénotent çà et là ; mais des picots sont chassés dans les fissures ; le bois se gonfle j les pores i'obstruent et les infiltrations cessent graduellement.

Pour consolider le serrement et résister à la flexion dc^ pièces , les mineurs établissent des charpentes disposéé^f Suivant l'état des lieux ; souvent elles consistent en deuk ou trois solives verticales, àrc-boutées par des étrésillons contre de forts poteaux encastrés dans le rocher et rafferrtiiâf, eux-mêmes , par des jambes de force.

Si les serrements sont construits dans le gUe lui-méfiié , l'eau se frayant une route à travers les intercalation^ schisteuses , ordinairement fort perméables , détruit promp-* tement l'efficacité des barrages. Pour s'opposer autant i\ûë })ossible & cet effet , il convient de percer , perpendicutafrement & l'axe de la galerie , un certain nombre de trou# def 1.50 mètre de longeur et d'un diamètre un peu fini gi^nd que l'épaisseur du heuage. Les broches dé saule, que l'on y introduit ensuite , mettent obstacle ft la circulation de l'eau , raffermissent les schistes et empè(îherit la couche d'être minée. Cette circonstance fâcheuse fend quelquefois les serrements, placés dans ces conditions ^ I6ut-à-fait illusoires. Du reste, les barrages établis dans les couches de houille réussissent rarement, quelles que soient les précautions dont ils sont l'objet.

9ÊII1IBIIBNTS EN DOIS. 3S9

6t{S. Serrement de même espèce , construit â ta mine de plomb de Huelgoat {Département du Finisterre) ( 1 ).

Le barrage exécuté à Huelgoat, concession de PouIIaoaén ( flg. i et 2 , et 2 ^^^ ) , est une imitation des serremens lié-' gcois , avec quelques modifications de détail , asseï^ fifan*tâgeasc8« Les pièces a, a, a, débitées dans du chêne se^, sans nœuds et sans gerçures , sont aussi hautes que pôs^ Mbie, afin de diminuer le nombre des joints. Leur^ arêtes sont arrondies , afin d'en faciliter le calfatage. L'ouverture rectangulaire 6, servant de trou d%onmie, û 0.44 mètre de longueur sur 0.30 mètre de hauteur. Lb seconde pièce , à partir du sol , est percée de deut tiDtis ronds , munis , ft leur partie antérieure , de tuyaux éourts c,c\ destinés à faciliter l'écoulement des eaux datis le chenal extérieur.

Après avoir desséché les parois des entailles avec une épongé et les avoir saupoudrées de chaux vive pour mieux eti absorber Thumidité , les lambourdes , ou planches de 0.091) mètre d'épaisseur, sont appliquées, en interposant entre elleâ et le rocher , non de la mousse, mais une bande de toile, enduite d'un mastic hydrofuge , composé d'huile de lin firccative ( par l'addition de 1/10** de litharge avec laquelle elle est mise en ébullition ) , de chaux vive éteinte à l'air^ et de chanvre haché. La première pièce est alors placée stif la lambourde , Tune de ses extrémités portant contre la planche verticale de gauche, tandis que l'autre extré- Alité laisse entre elle et la planche de droite un espace de 0.03 mètre , réservé pour le picotage. Les deux premières

(1) Notice de M. Nàillt, insérée dans le tome VIII (1830) de lÉ t>. série des Annales des Mines.

384^ CHAPITRE VU — r". SECTION.

pièces , étant placées , sont maintenues h Taide d'étais verticaux appuyés contre le faite ; puis ie picotage a lieu derrière le serrement et à l'une de ses extrémités seulement ; Topération s'effectue d'abord avec des coins de sapin de 0,009 mètre d'épaisseur à la tète , sur 0.035 mètre de largeur , ensuite avec des coins et des picots de chêne de moindres dimensions. Les autres pièces placées successivement , en ayant le soin d'introduire dans chaque joint Due toile enduite de mastic , sont également picotées vers la même paroi. La dernière pièce, ajustée sur place comme ci-dessus ^ est taillée de manière qu'il reste , entre la lambourde et le rocher, un espace de 0.02 mètre destiné & l'introduction des coins. Cette opération est en même temps difficile et pénible , parce que les ouvriers ne peuvent agir que les bras tendus et levés au-dessus de leur tète. Ainsi, le serrement n'exige que deux picotages, l'un suivant un plan vertical, l'autre au plafond.

Le calfatage s'effectue avec des étoupes goudronnées , chassées h refus dans les joints ; ceux-ci sont recouverts , en outre , de bandes de toile mastiquée et clouée sur deux pièces consécutives; alors, après avoir rempli i^e béton hydraulique ( ciment romain ) les cavités pratiquées au sol » on ferme l'ouverture rectangulaire affectée au passage des ouvriers. Cette dernière opération s'accomplit au moyen d'une pièce de hêtre (fig. 2^") de 0.64 mètre de longueur, 0.43 de hauteur et 0.12 d*épaisseur. Trois boulons, e,e,e, serrés sur deux plaques de fer, la traversent dans toute sa hauteur; elle est suspendue à un axe en fer d , qui lui permet de s'ouvrir et de se fermer à volonté. Sur sa face intérieure est appliquée une garniture en cuir, formée des deux lanières cousues l'une sur l'autre , afin que la saillie des clous n'empêche pas le contact des deux objets. Ce clapet est d*abord fermé par

SKRREMENTS IN BOIS. 58S

deux tiges en fer, puis ensuite par ia pression de la eolonne d'eau qui ne lui permet plus de s'ouvrir spontanément.

Le clapet , de même que le tampon , laisse échapper Teau , si les pièces fléchissent , celles-ci n'offrant alors qu'une surface gauche sur laquelle il ne peut s'appliquer exactement; mais il offre l'avantage de permettre la rentrée dans la cavité située au-delà du serrement, s'il survient quelque accident réclamant celte manœuvre.

Pour consolider la construction et prévenir la tendance des pièces à fléchir, on ajoute des étais verticaux, t,t,f, arc-boutés par des jambes de force, qui prennent leur point d'appui en arrière contre des poteaux /*,/*, encastrés dans la roche.