Durée comparative des périodes d'hiver et d'été

Dans les climats tempérés, les roches situées a une profondeur de 25 ii ?0 mètres jouissant d'qnc teppéra*

ture invariable et supérieure de un degré à la moyenne des températures de la surface pendant une année ; d*où H résulte que » abstraction faite de toute autre cause , la période d'hiver sera un peu plus longue que la période d^été , puisque les excavations des mines , étant creusées à des profondeurs beaucoup plus grandes que 30 mètres, réchauiferont le courant d*air intérieur d'une quantité trèssupérieure à la moyenne de la température atmosphérique et, en réalité, pendant un temps qui pourra dépasser de beaucoup la moitié de Tannée.

En général, la longueur de chaque période dépendra de la latitude du pays dans lequel est située la mine objet de Texamen , et des circonstances d'exposition géographique. Ainsi, dans les pays oîi, pendant six mois de l'année, la température atmosphérique serait plus basse que celle de la roche et plus élevée pendant les autres six mois, celle-ci présenterait une parfaite égalité dans la durée des deux périodes. Dans les climats chauds , l'air pénétrera par l'orifice le plus élevé pendant un espace de temps plus considérable.

Il peut se trouver certaines heures de la journée ou de la nuit qui , dans la période d'été , appartiennent à celle d'hiver, ou réciproquement; mais ces exceptions ne peuvent être prises en considération. Ordinairement le courant d'air persévère dans son mouvement en vertu de sa vitesse acquise, et il est rarement renversé, mais seulement ralenti.

273. Cireonstancea qui tendent à modifier la température ou directement ladensité du courant ventilateur.

Toute cause qui tend i augmenter ou à diminuer la tem-i péroture de l'air des travaux intérieurs , ou à aiFecter direct femeni sa pesanteur spécifique sans l'intermédiaire de li^

74^ CHAPITRE m. — nf. SBCTION.

chaleur, concourt, suivant les circonstances, à retarder oq

h activer le courant ventilateur.

Les circonstances favorables h la circu\ation de Tair sont les suivantes :

l"*. La chaleur produite par la respiration des ouvriers; celle que dégagent leurs corps; la combustion des lampes et des chandelles, sont des causes d'accroissement « dans la température du courant ventilateur, qui ne peuvent être négligées. Ainsi, on peut déduire des recherches faites par M. Dcspretz sur la chaleur animale, qu*un mineur de taille moyenne dégage en une heure de temps une quantité de chaleur capable d*élever de un degré une masse d*air de 542 métrés cubes, dont la température initiale serait de 12 degrés.

Une lampe ordinaire des mines, brûlant IS gramnries d'huile en une heure, élève de un degré la température d*un volume d'air de 409 mètres cubes , en partant de la chaleur initiale de 12 degrés. Quatre lampes produisent donc autant de chaleur que trois ouvriers. Ainsi, 50 ouvriers munis chacun d*une lampe produn*ont en une heure une augmentation de température de un degré dans toute rétendue d'une galerie qui aurait 2 mètres de section et 23,770 mètres de longueur, plus de 4 1/2 lieues de Belgique ou près de 6 lieues de France.

Ces causes, jointes à quelques actions chimiq^ues exercées sur les pyrites , les bois et les houilles , expliquent pourquoi la température de la roche prise à une assez grande profondeur dans la. mine eH presqmq tot^o^i^^ ip^j^i^^ à celle du courant circulant dansiez çxcavatipns. Par^ei^pl^, M. Combes a trouvé, dans Tun des puits du Grand-Hornu ( province de Hainaut), la roche à 222 mètres de profondeur verticale, à la température de 16 1/2 degrés centigrades, tandis que celle du courant d'air s'élevait ù 19 degrés, A

AÉRAOfi PHYSIQIJE NATUREL. 75^

TEspéfancç (à Seraing, près de Lîéçe), à «ne profondeur de iii mètres , la température du courant ventilateur était de 21 degrés, et le thermomètre , placé dans un trou foré dans la houille , n'accusait que 1 9 degrés.

2". L'hydrogiène protocarboné , mêlé à Tair atmosphérique , l'end plus léger le courant ventilateur ; il en augmente donc la vitesse et le maintient dans le même sens , comme le ferait une élévation de température. Ainsi ce ga:ç, entrant dans l'air d'une mine pour î/20' ou 1/1 5" de son volume, forme un mélange exempt de danger , et qui cependant diminue la pesanteur spécifique du courant autant que pourrait le faire une augmentation de température de 6.06 et 8.20 degrés; le même gaz, entrant dans le mélange pour 1/10**, agirait a l'égal d'une augmentation de température de 1^.4 degrés,

S"*. L'air se sature presque toujours d'humidité au contact lies roches formant les parois des puits et des galeries ; ta vapeur d'eau , fort légère en comparaison de l'air atmo* sphérique , contribue à diminuer la pesanteur spécifique de ce dernier et agit comme le ferait une augmentation de température.

4^. Les infiltrations agissant aux divers étages d'un puits favorisent l'introduction de l'air dans la mine et donnent au courant une nouvelle activité , soit en raison de l'air que les filets d'eau entraînent avec eux , soit à cause de là température qu'ils communiquent promptement è l'air extérieur descendant , température égale à celle des roches avec lesquelles les sources sont restées longtemps en contact. Un puits d'appel , privé , au contraire , de toute infiltration et rendu aussi sec que possible, sera très-favorable è la sortie de l'air. S'il était humide, il détruirait, par un effet inverse, l'action produite par le puits de descente.

76 « CHAPITRE IIK — 111*. SECTION.

80. LWion du vent, dirigé sur l!orifice du puits de des* cenle et dont on préserve eeiui de sortie, produit une preasioo très-propre à seeondcr l'aérage naturel. Dans la plupart des mines du Centre du Hainaut , les puits d'extraction A (fig. 3 , pL XVIII ) communiquent avec lair atmosphérique par deux conduits 5,5 en forme d'entonnoirs ; leur axe est dirigé vers les deux points opposés de l'horizon d'où les vents soufflent le plus ordinairement, et chacun de ces canaux est fermé par une porte. Lorsque , par exemple ^ le vent du Nord règne , on ouvre la porte de la conduite dont Forifloe est tourné de ce côté, et Ton ferme la porte de la galerie opposée , et vice- versé.

6"*. Les tours en maçonnerie, versant, comme on l'a déjà vu , le courant ventilateur dans des couches aériformes plus froides que celles de la surface , contribuent à activer la ventilation.

7». Dans l'appréciation des causes qui tendent à maintenir le courant d'air dans le même sens , il ne faut pas oublier l'exposition fortuite ou volontaire des puits d'entrée et de sortie de l'air. Si le premier, entouré de bâtiments, est garanti de l'action des foyers et des rayons du soleil, s'il est exposé à l'influence d'un courant d'air froid, déterminé par une ouverture livrant passage au vent du Nord ; si l'orifice de sortie est couronné d'une tour en maçonnerie exposée aux rayons du soleil , ces dispositions , par lesquelles l'air descendant est rafraîchi pendant que l'air ascendant s'échauffe, sont très^influentes sur la circulation.

274. Des mines de houille aérées par un courant ventilateur toujours dirigé dans le même sens.

En considérant l'aérage naturel comme déterminé exclusiyeincnt par Ifi différence entre la chaleur atmosphérique

AÉaAGB PHYSIQUE NATUREL. 77

et celle dé ia roche, on a vu que la direction imprimée au courant pendant Tété est directement opposée à celle qu'il reçoit en hiver. Cependant on a observé depuis longtemps, dans quelques mines des environs de Liège, que le courant ventilateur se faisait, en toute saison, dans le même sens, et de Torifice le plus bas vers Touverture la plus élevée. On a cru pouvoir auribuer ce phénomène à' une grande différence de niveau entre les deux orifices d*entrée et de sortie de Tair et au mélange de ce dernier avec une assez grande quantité d'hydrogène carboné et de vapeur d'eau. Quoique ces circonstances puissent avoir une grande influence^ ce ne sont certainement pas les seules causes agissantes ; car les deux mines de bouille de cette localité qui présentent cette anomalie d'une manière à peu près complète, savoir : la mine de la Nouvelle-Haye et l'ancien puits des Six-Boniers, dégagent, il est vrai, du gaz inflammable , mais en quantité moindre que d'autres mines privées de l'avantage d'une ventilation naturelle. La différence de niveau des deux orifices d'entrée et de sortie est peu considérable, puisqu'elle n'est due qu'à la construction de cheminées d'aérage d'environ 40 mètres de hauteur; et comme , en outre , la saturation de l'air par l'humidité n'est pas plus grande que partout ailleurs , comme les infiltrations n'y sont pas plus considérables , il faut que l'exposition des orifices des puits joue, dans ce cas, un fort grand rôle. En effet, la cheminée d'appel de la Nouvelle-Haye, exposée^ en toute saison, aux rayons du soleil, constitue un véritable poéle propre à restituer pendant la nuit, au courant sortant , la chaleur acquise pendant la journée. Il est, en outre, préservé des vents froids , dans une grande partie de sa hauteur, par de nombreux bâtiments destinés à divers usages. Le puits d'entrée de l'air est complètement enveloppé par ces bâtiments, qui ne laissent que deux ouver*

iTâ CHAPITtlË III. — m'. SECTION.

turcs iournées Tune vers le Nord , l'autre vers le Sud- Ouest , et celle-ci est tellement basse qu'aucun raydn solaire ne peut pénétrer dans cette enceinte , incessamment rafraîchie par un courant d'air froid.

(Cependant la ventilation est loin de conserver pendant la période ^'èté la même vivacité que pendant Vhiver ; car, pendant quelques heures fort chaudes de la journée, elle est presque stationnaire , ou plutôt elle subit un balancement, indice de rindiffcrence du courant pour adopter Tune ou l'autre direction ( 1 ).

Il en était à peu près de même à la mine des Six-Bdniers, quoique l'exposition un peu moins favorable des orifices ne produisit pas des effets aussi énergiques et que l'on fût obligé, pendant les jours de forte chaleur, de solliciter par un foyer l'ascension de l'air contenu dans le puits de sortie.

275. De la direction du courant ventilateur à la mine de fVandre.

bans cette mine, la direction constante de l'aéragc doit être attribuée à la disposition fortuite des puits et des galeries, am ( fig. 6 , pi. XVIII ) est la partie supérieure d'un puits destiné autrefois à i'extraction de la houille et auquel on a substitué une galerie &/, destinée à conduire directement les produits au pied de la colline, dn est le puits de retour de laérage , et 6c la projection d'une galerie d'écoulement.

En hiver, l'air pénètre dans les travaux par deux exca-

( i ) P6ar obvier à côt inconvénient on a placé réeetaiment i à rorifice du puits d'appel, un ventilateur destiné à faire cesser Tinfluence de ces époques de stagnation.

iikkùE PHYSIQtJB NATUREL. 79

valions, la partie supérieure du puits a m et surtout la gâterie fb ; il arrive par le prolongement 6 m dans les travaux , où il se réchauffe et remonte par le puits nd pour se répandre dans Tatifiôsphèrë. Danë la période d^été, pendant laquelle il doit se diriger de Touverture la plus élevée vers la plus basse, il descend par le puits am ; circule dans les travaux, ou il se refroidit; arrive , par le puits d'appel jusqu'en e; se recourbe dans la galerie d*écoulcimnt eè et sdrt par rorifioè c.

Cette disposition remarquable, déterminant un courant d'air constamment dirigé dans le même sens, est entièrement due au hasard. La personne qui faisait observer à fâuièùf ce fait 4û*elie regardait cdmme inexplicable , n'avait pfofaiffeiëmeAt pas réfléchi aux tendances d'une colonne ifâif tâppél^ daûs l'atmosplière, où elle peut se rendre ptkt debï orifices, tendance en vertu de laquelle elle choislfa de préférence la Voie qui offre le moins de résistance fi 6a sortie. Or , la eolônne dé même hauteur que è d , ftiiperposéè à Toriâce c, étant entièrement composée d'air ètlériébr, est plus légère que ecf, colonne dépouillée d'une {itirtie de sa chaleur par les parois de la roche ; d'où il résutle que le courdnt choisira pour sortir , non la partie supérieure ed dU puits d'appel, Inais la galerie d'écoufèùiënt ec.

SI Aoïié Une exploitation comprend uhe galerie ôt dctfx puits ; si Torifice de la* première et ceux des puits fléb'o'UChdht a des biveùux séparés par une notable haùi(^iir' vef ii(!afe , Il sera presque toujours possible démettre è^ (fdk 6i>]6tâ dân^ une relation telle , que le (courant Vendlâleur naturel soit , en toute saison , dirigé dans te fixiihé sens.