riciathn de Pair par Facide carbonique

I4 miMnetion de l'oxygène de Tair atmosphérique et aou WiiW MW 1^ 9Ofp0 (SHleafus désignés donnent Ueu à difTérents composés gazeux, entre autres au gaz acide c^rbo^ique, qui; dans les mines de houille , présente quelque intérêt reiMivenoept è Taérage. Ce gae n'est pas seulement impropre i h lespifuiioB et & l'entretien des lumières ; mais il agit aiir réepoomie animele à la manière des poisons. La cqmt bostiw ept déjà diCfieile dans une atnu)spbère qui en eontient S i 9 p» c- > aunlessus de cette proportion les hmaiiaw s'éteignent et l'homme ne peut y respirer sans eniiite d'être aspliyxié , ee qui a lieu dans un espace de fffmpi |réi-eaurt« tes aneien? travaux qù l'^ir est stagnant en sont fréquemment remplis^ on le trouve également k IWitrérotté inlérieuna des exoavations et des galeries desoeodantes sans eommqnieatîon avec les travaux en activité, si ffi tt*est f^r un seul orifice. Les galeries peu fréquentées , dans lesquelles l'air ne se renouvelle pas » ou dont le flouran^ ventilateur est insuffisant , en sept les. plus in*fieptées. On doit agir avec prudence loi*squ'on se hasarde d^ns de fiemhlables cavités, et s^ssurer préalablement qu*une lampe ou une chandelle plongée dans ce milieu continue ^jiirilçr. On a prppoeé, pour s'en débarrasser, d*employer les alcalis caiistiques, dent une des propriétés est d'absorber mpMlPient l'acide carbonique et de le retenir avec force» Le praeédé epnsiateraii è projeter dans les galeries de la chany vive en poudre; mais il digérait de gi^endes surfcees souveol renouvelées et serait tout au plus applicable il des bouts de galeries et non au grand développement des excavations conslitutives d'une mine. U est bien préférable d'entraîner le gaz au-dehors à mesure qu'il se

8 CHAPITRE tll. — l**. SECTtON«

forme, en le déloyant dans de grandes quantités d'air atmos* phérique, avec lequel il s'unit par diffusion*

237. Altération de Vair des mines par décomposition chimique et par la volatilisation de quelfueê substances.

La déflagration de la poudre, dont on fait un assez grand usage dans les mines de houille , produit un mé* lange d'acide carbonique, d'azote, d'oxyde de carbone, de vapeur d'eau , d'hydrogène carboné et d'un peu d'hydrogène sulfuré en proportions variables. La plupart de ces produits sont irrespirables et délétères ; aussi les ouvriers ne peuvent séjourner dans l'espace où un coup de mine a eu lieu , si l'on ne chasse l'àere et irritante fumée par le renouvellement de l'air de l'excavation.

L'hydrogène sulfuré, gaz caractérisé par une odeur infecte d'œufs pourris , prend aussi naissance dans les mines de houille ; il provient de la décomposition des pyrites (fer sulfuré), favorisée par l'action de l'eau et par la chaleur. Ce gaz ne se produit heureusement qu'en faible quantité ; mais , si Ilnactivité de la ventilation d'une mine lui permet de s'accumuler > ses propriétés délétères se dénotent promptement , et il exerce une influence fort nuisible sur l'économie animale des ouvriers mineurs. C'est ainsi que dans quelques puits d'Anzin , au n"". i de la société des Vanneaux, & Wasmes, à Turlupu (Couchant de Mons), furent observées autrefois des anémies trèsmeurtrières, ou plutôt de véritables eitipoisonnements engendrés par la respiration de ce produit. Une atmosphère qui en contient un huit-centième de son volume donne la mort à un chien de moyenne taille. Le dégagement d'hydrogène sulfuré est ordinairement lié a la formation d'acidç çulfuric^ue

ALTÉRATION DE L'aIR DANS LES MINES. 9

provenant également de la réaction de l'eau sur la pyrite. Cet acide liquide, tombant du faite des excavations, fait lever des ampoules sur les parties du corps avec lesquelles il vient en contact.

Les couches de houille en combustion dégagent également de Facide carbonique, de l'oxyde de carbone, des gaz hydrogénés et carbures et de faibles quantités d'acide sulfureux , provenant de la décomposition des sulfures de fer ou pyrites que beaucoup de houilles contiennent en quantités plus ou moins grandes.

La décomposition des bois engendre des gaE infects ; comme leur nature n*est pas connue, on les a désignés sous le nom générique de miasmes.

Enfin, il se dégage des êtres animés des gaz ammoniacaux , un acide gras volatile , du gaz hydrogène sulfuré , etc.

Les résidus des excréments humains sont aussi des foyers d*insalubrité auxquels on fait peu d'attention , bien qu'au contraire ils en méritent une sérieuse. Quel volume d'émanations infectes ne doit-il pas résulter des produits quotidiens de 60 à 250 et même 300 individus concentrés dans des excavations restreintes? Quelle influence délétère ne doivent-ils pas exercer sur le courant d'air, dans lequel elles introduisent de l'hydrogène sulfuré, des gaz ammoniacaux et les autres résultats de la décomposition des matières fécales ?

238. Hydrogène protocarboné ou gaz inflammable des houillères.

Un gaz qui se dégage spontanément et en grande abondance dans beaucoup de mines de houille , où il joue un rdie des plus importants , est l'hydrogène protocarboné,

10 CI?AP|TBE lU, r^ r% SgQTMiH,

OU carbure tétrahydrique , composé dç quatre voliinie^ cj'bydrogène et d*un volume de vapei;ir de cart)pnfl cpqd^nf^ ep deux VQlqmes»

Lorsque ce gaz incolore affecte Todorpt, qn pdsX dir« qu'il cause plutôt une sensation agréable que d^ffigWiaUe. Qn peqt le respirer sao9 danger si , mêlé à Tair ^mosphé^ ric|ue| il ne constitue pa^ plus d'un tiers dM inélan|[e; en proportion plus forte il c^use l'asphyxie par ip^uffi^çnee d'oxygène. Il brûle à une température fort c)cvée et produit une flamme d'un bleu pâle dont le pouvoir éUirapt est tréa-faible.

Dans l'origine ^ les mines de houille, portées ^ de petite^ profondeurs, étaient peu développées; Le gqz inOpmmable causait peu d'accidents et par conséquent p'^ttir^it presque pas l'attention des mineurs. Mais les travaux é|ant dcveriijiç plus considérables , quelques explosions faibles et partielle^ survinrent e| décelèrent la présence d'uri nouvel enqcipi, que les mineurs regardèrent comme un génie malvei|l|int| quoique faible. Leur attention ( 1 ) étaqt attirée sur ce pojnt| i|s découvrirent quelqiies-uns des caractères e](térieurs de cç gHl et lui donnèrent les noms de feu fritçu , brUon QU ierrouf feug^ilhux ou grieuaiî (2), Pencbqt longtemps , k^ idées que l'on eqt h ce sujet furent errojiécs , coninvs on {f voit par un passage de Genn^té ( 3) dans lequel il 4Û ; <>< C*e4

(i) Bartholomë Fisen, auteur liégeois qui écrivait vers la fln du dix-septième siècle , parle des soins que prenaient les exploitants pou? A*oppofler à rinflammation des exhalaisons provenant de la houille. Il résulte de ce passage , objet d*une traduction ultérieure , que ce gaz destructeur est connu à Liège depuis plus de centrcinquan)e ans.

(2) En allemand, scMagende wetUr^ et en anglais, fire live or lire damp.

(3) Connaissance des veines de houHlecuchârton deierre^ îTUt

▲LTÉlUTlOlf DE l'air DANS LES MINES. H

9 c»l(fi«ai}craapû$, tkvw Tair reclus et des restes de houille, 9 qui f «'éehappaat du lieu de sa st«^oation , s'allume par le^ « lainpes des ouvriers , leur grille le visage , brqle leurp » 0be?ea^ , food le fer et l'aeier et fait ie fraoas de la poudre n è canon. Ceci a lieu dans des ouvrages do cipq à sîk

» eepts aps, vidés presque partout au lieu que, dans

« les l»0)iîilàras nouvelles où il n'y a encore rien eu d'ex«r M pMé , les accidents dont je viens de parler n'y aonf a point & i^iodro, puisqu'ils sont ioiposaibles. »

Mail la chimie moderne s'est emparée de ce gay ; elle l*a analysé, et , grftce & elle , le mineur connaît maintenant la nature et les forces de l'ennemi avec lequel il doit lutter.

3Bd, Action de fair mêrkgaa hydrogène protœarhané.

I41 flamme d'une bougie introduite dans un mélango d^air iet d'hydrogène protocarboné détermine une combustion ou une explosion plus ou moins vive suivant la pro* portion des deux éléments. Les produits sont de la vapeur d^eail 6( du l'M^îd^ carbonique. Lorsque le gaas constitue de 1/30* à 1/15* du volume total , la combustion n'a lieu que dans la partie du mélange mise en contact immédiat QV$c la flamme; celle*ci s'allonge, s*élargit et parait environnée d'une espèce d'auréole d un bleu pâle , sensible surtout à la partie supérieure. Elle diminue d'intensité eq raison de I9 diminution d'hydrogène carboné contenu dans la masse, et disparaît entièrement lorsque la proportion de gaz inflammable dépasse la limite inférieure de 1/30* dq yolumCj* Si l'hydrogène carboné entre dans le mélange pour 1/14*, l'inflammation se propage dans toute la masse, J)e 1/14* à 1/9* , rinflammation devient plus prompte et |ea détonations de plus en plus fortes, jusqu'à ce que le f/BiZj .Cintrant pour 1/S* dans le volume total , détermine la

12 CHAPITRE III. — f'. SECTION.

plus violente explosion. A partir de ce point , si les pro* portions de gaz .s'accroissent , les détonations diminuent d'intensité , et , lorsqu'il forme un tiers du volume , elles cessent tout-à-fait. Le mélange étant composé de parties égales des deux fluides, il s'enflamme encore ; au-delà de ce terme maximum , le corps en ignition si'éteint par insuffisance d'oxygène. Ainsi la combustion du gaz hydrogène carboné peut avoir lieu avec ou sans détonation , et celle-ci est limitée dans les proportions d'un volume d'hydrogène et de 6 à 14 d*air atmosphérique. Dans les autres circonstances , il y a simple combustion , ou il ne se produit aucun effet.

L'introduction de petites quantités d'azote ou d'acide carbonique dans un mélange détonnant, réduit considérablement l'énergie des explosions ou les prévient entièrement ; l'addition d*un septième en volume du dernier de ces gaz suiBt pour anéantir les propriétés de la masse la plus explosive.

240. Comment le gaz hydroghne protocarboné décèle sa présence.

Il est facile de s'apercevoir du dégagement de ce gaz en quantité notable de la houille ou des roches encaissantes, car alors il produit , comme disent les ingénieurs anglais , un bruissement semblable à celui d'une théière dont l'eau va entrer en ébuUition ; c*est ce que les mineurs appellent friser ou souffler.

Ce gaz ne se rend pas seulement sensible à l'ouïe , il se manifeste encore à la vue et au toucher. Ainsi , lorsque la figure ou les mains sont en contact avec un courant de grisou sortant d'une fente du rocher , lorsqu'on marche dans une galerie où le gaz inflammable est abondant , on

ALTÉRATIO?! DE l'aIR DANS LES MINES. i3

éprouve , principalement sur les yeux , une sensation analogue à celle que produirait le contact d'une toile d araignée. Enfin , il rend la respiration pénible et provoque de légers picotements dans les yeux et les narines. Il devient visible sous la forme de filaments blanchâtres; « filaments, dit » M. Duma$ (1)» qui n'existent probablement pas ; mais » le gaz comprimé dans la houille se dilate au moment où » il en sort ; il se refroidit et détermine une précipitation » de vapeur d*eau qui forme un nuage léger et blanchâtre. »

Le même auteur explique aussi cette apparence par une illusion d'optique résultant de la différence du pouvoir réfringent de Tair et du gaz inflammable. Celui-ci se manifeste encore à la vue , lorsqu'il est forcé de traverser une mare d'eau comme il s'en trouve fréquemment sur le sol des galeries des mines de houille ; il parait alors sous forme de bulles qui s'élèvent à la surface, où elles viennent crever , en se succédant avec plus ou moins de vivacité. Ce gaz se décèle enfin par son contact avec la flamme des lumières, autour desquelles il produit, ainsi qu'on l'a déjà vu, une auréole d'autant plus large et d'un bleu plus intense que la quantité de gaz est plus considérable. Cet indice est fort utile , car il en fait connaître la présence longtemps avant qu'il ne forme un mélange explosif avec Tair atmosphérique. Mais comme la lumière de la lampe est plus éclatante que l'auréole , il n'est guère possible de Tapercevoir si Ton n'a le soin , ou d'abaisser la mèche de la lampe pour en rendre la clarté moins vive, ou, mieux, d'interposer la main entre l'œil et la flamme de manière à n'apercevoir que la pointe de cette dernière.

Pour explorer l'état atmosphérique d'une galerie, on commence l'observation en partant du sol et en s'élevani

(1) ChimXz induêtrUUe^ tome i.

4i GHAprtRE iir. — !'•• sictiorti

peu k peu Vers le faite ; déd que la lumière ae IfWiVé dans une atmosplière contenant du grisou ^ on tbil paniilTë àu-dessus de la flamme Fauréole, dont la gr&Éfdedf éi FintensHé augmentent ft mesure qu'on ^èfaudé wn IM lieux qui en sont infestés. Cette opémion tie peut «tre eonfiéè qu'à d^ ourriers prudents et ekpéritnetiféa.

m . Les gaft^ dans les mines de hoUiUe^jouièiéhf'its de la propriété de diffusion ?

Là force dérirant de ta propriété dé dtffcTàiiyù eu ietta dé laquelle tous ies gâ2 renfermés dans une mémé^ davité forment , après un certain laps de tempâ , tin mélanjfe uni«^ forme , se trouve fréquemment en opposition directe avec là force due k la différence de densité de T^it atmosphérique, qui soUidte le ga£ inflammable fl i^ porter vers le ftiite des excavations. Cette dpp<Mitfoil entre lés deux actions , étant plus tensfUe dmê teâ mines de houille que dans les laboratoires, pt)tlrrait donner lieu & penser que les lois de la physique subi^nt ici quelque exception. Ainsi, lorsqu'on visite une galerie où lé courant d'air est peu actif et le 'dégagement de ga% inflammable ôssez considérable, 11 arrive souvent qué. Vers le sol , se trouve dé l'air aimosphériqtié puf ; à une hauteur variable on commence à apercevoir quèl()(te parcelles de grisou ; celui-ci devient de plus éh plus sensible à mesure qu'on s'éièVe; où atteint lé gè^ détonnant, et qu'enfin , vers le fafte, se trouvé tm nflattge tel quil détermine l'extinction dé la flamtM dés léttirpetf* Chaque fois, d'ailleurs ^ qu'il s'agit de slssuref dêlftpréèenéé du gaz inflammable dans une eKcatatimi qilelemifM, on le recherche vers les points culminants, où il tendà se loger en vertu de sa grftndé l^éreté*

ALTiMftiM hi L*Am DANd LEd IIines. 4&

lieêmkiÊBi d'ailtetin fou côtlniH^ on ne peut eepeiH Aifit «ôDékft^ ((Ile IM t>ropriélé de diffusion n'agis^ étêè louM *oll énéf^e émi left mitiés de houille eomme partout itleiiM. Ai èlTel^ lé gas » au moment où il se d^;a^e, ne Se Mliima |MS insiatitanément a^ee Fair i il obéit d'abord aux lois de la pesanteur et se superpose ft Fair atmosphérique I puis, là diffusion agissant par les surfacM en tDntaet^ s'il eiiste un courant le mélange est entrattié} de noUTetlea surfaces provoquent un tiouveau mélange et ainsi de suite , de telle sorte que l'espace serait complètement pHlfé de grisou si eelui^l , dont le dégagemanf est continuel , ne venait à chaque instant remplacer celui que le cmmai ventilateur a entraîné avec lai. Si la volume el la vitesse du courant suffisent pour enlever left g8É à mesure qu'ils se dégagent^ si la circulation des euvriers dans les galeries facilite la diffusion, on n'apeN MvM de ga» nulle part , si ce n'est dads quelques angks tenlranti, ou quelques Cavités du faite placées à l'abri de l'aotion dissolvante de l'air. Mais si , dans des galeries noà fréquentées et eu l'air ne circule pas, le dégagement de pÊà est continu, celui-ci s'empare peu & peu de l'espace eri s'aMimulant d'abord vers le faite ^ d'où il agit par pression sur l'air atmosphérique placé au-dessous , et il le refoule insensiblement hors de la cavité^ après s'être mélangé en partie avec lui.

Telle est l'origine de ces amas dangereux de grisou que eenliennent souvent les anciens travaux abandonnés et qu'il cet ai ^ffieile d'isoler entièrement des travaux en activité.

Cette gradation croissante dans la quanUté d'hydrogène eerlMaé que l'on observe en s'élevant du sol au faite des gekriee prouve à l'évidence l'action combinée de la diffu* sien ^ de la différence de pesanteur spécifique; si la première agissuit seule et instantanémenli le mélange serait

16 CHAPITRE III. — r*. SECTIOX.

uniforme dans toute la masse; si le gaz n'obéissait qu*à l'action de la pesanteur, il se formerait deux couches distinctes : Tune d'air pur vers le sol , Tautre « de gaz au falte^ et ces deux couches, même sous rinfluenee du courant ventilateur, ne se mélangeraient qu'imparfaitemeni et à leur surface de contact.

On sait d'ailleurs que le mélange une fois effectué» le gaz et l'air ne peuvent plus se séparer , quelle que soit la direction des galeries où le courant est appelé à circuler.