Gaz inflammable provenant des roches encaissantes

Ce ne sont pas les houilles seules qui laissent d^ager le grisou , mais encore les roches entre lesquelles elles se trouvent intercalées. Les bags of foulness s'y trouvent quel^^ quefois renfermées ; souvent aussi les fissures des bancs de grès ou de schistes livrent passage à des courants continus d*air inflammable doués d*une vitesse plus ou moins grande ; ces courants , appelés souffleurs ou soufflards (Blowers), laissent échapper d'immenses quantités de gaz. D'autres fois le grisou s'écoule par les plans de délitement des feuillets de schistes^ avec un bruissement sinistre, et se répand del& dans les excavations. Quelquefois aussi , lorsque les ouvriers du Northumberland traversent une faille ou un dyke, il s'échappe des roches interposées des quantités énormes de gaz ; celui-ci s'élance dans les galeries avec une rapidité et un bruit extraordinaires , et le jet dure longtemps sans rien perdre de sa force primitive.

Certainement ce gaz n'est pas propre aux grès et aux schistes d'où il se dégage; mais il provient évidemment des couches de Jiouille avec lesquelles ces roches sont en communication au moyen des fissures et des fentes qui recoupent la formation houillère. Quoi qu'il en soit, en Allemagne et surtout en Angleterre où les souffleurs se présentent assez fréquemment , on a le soin , lorsqu'ils sont assez volumineux , de les concentrer à l'aide d'entonnoirs ou de chapeaux dans des tuyaux qui les conduisent, soit en un point de la mine où ils ne peuvent être nuisibles , et d'où ils se rendent au jour ; soit directement à la surface du sol , où l'on s'en est servi quelquefois pour Téclairage des ouvriers occupés pendant la nuit à l'orifice du

ALTÉRATION DE l'aIA DANS LES MINES. Si

puits. Il n*est pas rare de voir ces jets de gaz inflammable subsister sans interruption pendant plusieurs années, ainsi que cela a eu lieu à la mine de Wilmington , où les produits d*un souffleur , recueillis sous un chapeau en fer , furent conduits au jour à travers un tuyau de 0.07 à 0.08 mètre de diamètre, et servit, dès 1831, àéclairer les travaux de la surface pendant la nuit. En 1835, époque où Tenquète ordonnée par la chambre des communes ( 1 ) eut lieu , ce mode d'éclairage était encore en pleine activité.

Le degré de tension du gaz dans les cavités constitutives des soufflards est très-variable: d'une part, M. George Stephenson (2) a observé que certains d'entre eux laissaient écouler de grandes quantités de gaz lorsque la pression atmosphérique diminuait et absorbaient au contraire de l'air lorsque le mercure montait dans le baromètre ; cette eirconstance indique évidemment une pression du gaz peu différente de la pression atmosphérique. D autre part , un grand nombre d'observations prouvent que la tension du gaz inflammable, souvent très*considérable , lui permet de vaincre le poids de plusieurs atmosphères.

24S. Le gaz hydrogène protocarboné se dégage som des pressions supérieures à une atmosphère.

La force d'expansion qu'acquiert le gaz inflammable renfermé dans une fissure ou une cavité quelconque est souvent très-considérable , puisque le dégagement continue à avoir lieu, même lorsqu'il doit vaincre la pression de plusieurs atmosphères. Tel est l'état naturel du gaz dans

< 1 ) et ( 2 ) Jiepoftf on acçiçlent^ in mimh

28 CHAPITRE IIK — l". SBGtiOM.

les éoffê tf fbnlness , si redoutables aux luiuburs dtt Noiihumberiand. Téi est encore l'état de compression du gà2 retifeiltié dans l'un des puits inondés de ia con^ cession de Pîrmînî (département de la Loire); puisque, d'après ce que rapporte M. Combes (1) le d^àgement^ qui avait lieu à travers une colonne d'eàu de 12 mètres ûe hauteur , dura plusieurs mois saiis perdre de sa force et dte son abondance ; il devait donc vaincre une pression supérieure è deux atmosj^hères. On pourrait citer encore une multitude d'exemples dans lesquels le gaz inflammable s*est dégagé soùs une pression très-considérable ; mais, pour terminer, il suffira d'indiquer une circonstance observée lors Yie l'explosion de 1831 dans la mine de Wilmington. Le gâz , cause du désastre , avait pour origine un souffleur situé èu-déssou]^ de la couché en exploitation ; pour se répandre dans les travaux 'énacti\ité, il dût traverser tiiletôlonne d'eau de 13 fathoms (23.77 mètres) de hauteur; c'estànlire vaincre une pression d^environ 3 1/S atmosphères.

246. La pression atmosphérique a-t-^Ue quelqtie inflmnce sur le dégagement des gaz inflammables?

M. John Buddle , entendu comme témoin dans la comiiMSBitMi d'enquête de la Chambre des Communes , èitk plusieurs observations desquelles il résulterait que le dégagement de gaz serait en rapport avec la hauteur du baromètre ; c'est-à-dire que , si la colonne de mercure s'abaisse , le dégagement est considérable ; si elle s'élève , il est à peine sensible, et quelquefois nul. Plusieurs auteurs anglais et français ont regardé ce fait comme acquis & la science et l'ont expliqué en considérant les couches de houille comme formées d'une infinité de petites ccl-

(f ) Compte-rendu de VAcadànie des Sciences ^ 1836 > t. I>p. 509.

ALTÉEATION DE l'aiR DANS LES HIKES. 25

Iules remplies de gaz tendant à s'échapper en vertu de leur fbree (F) d'ékistieité , mais dont le dégagement esl éffipéehé par la résistance (R) qne présente le tissu au mouvement du gaz et principalement par la pression (P) qu'exerce l'atmosphère sur l'oriâee de ces mêmes pores ; d'où ils eonduent ainsi i Le gaz se d^agera lorsque : F>R-1-Pj

ce dégagement sera d'autant plus rapide et facile que la différence entre

F et R + P

sera plut grande ) si

9 y aura équilibre et le dégagement sera nul. Enfin, si

la bouille ne laissera plus écouler de gaz ; mais, au contraire, pourra absorber de l'air atmosphérique.

M. Bisçhoff ( 1 ) , professeur de chimie à l'Université de Bonn^ regarde cette opinion comme erronée et la combat par le raisonnement suivant.

La force génératrice du gaz iaflammaUe est trèsgrande et quelquefois supérieure a trois atmosphères ; lorsqu'il est formé , il doit se dégsger dès que sa force élastique est un peu supérieure à la pression de l'air ambiant, en sorte qu'un changement dans la densité de l'atmosphère peul bien retarder ou avancer le moment du dégagement d'une quantité fort minime , mais jamais l'aonihiier ou le favoriser d'une manière efficace^ En effet « si la houille ou une fissure laisse écouler

H) Des moyens de soustraire Ceosploitation des mines de houille dïHi chances d^ explosion , page 221 et suivantes.

24 CUAPITIIB 111. — l". SECTIOK.

du gaz sous une pression de 0.7S mètre de mercure , par exemple , les bulles de gaz , une fois formées , se dégageront dès que leur tension sera un peu au-dessus de la pression atmosphérique. Que celle-ci , changeant subitement , soit représentée par une colonne de mercure de 0.765 mètres, Taugmentation de pression de 1/50* empêchera les bulles de se dégager au premier instant; mais comme la force d*cxpansion ne peut être limitée par la pression de deux et même trois atmosphères, elle n'aura qu'à augmenter de 1/50"* pour vaincre la pression atmosphérique, en exigeant environ 1/50* de plus de temps; c'estrà-dire que le gaz, soumis à une pression de 0.7G5 mètre, se dégagera plus lentement qu'il ne le faisait sous l'influence d'une colonne de 0.75 mètre.^ D'où l'auteur du Mémoire conclut que cette augmentation ou cette diminution dans le volume du gaz dégagé est trop petite pour être remarquée , même lorsqu'on admet une variation de 15 millimètres dans le baromètre.

Il cherche ensuite à expliquer cette concordance de la hauteur barométrique et du dégagement de gaz par l'enchaincment des propositions suivantes : Tout changement dans la pression atmosphérique est accompagné d'un changement de température ; la circulation de l'air dans les mines est facilitée par la différence entre les températures intérieure et extérieure ; l'aérage est fort actif lorsque l'air extérieur est très-chaud ou très-froid ; et comme , dans ce cas, la hauteur du baromètre est toujours considérable, c'est à la circulRtion plus ou moins active de l'air dans la mine qu'il faut attribuer l'absence de gaz inflammable, et non à la pression atmosphérique , qui ne peut les empêcher de se dégager.

Sans adopter entièrement cette explication , au moins en ce qui concerne la circulation de Tair en été , car oi^

ALTi&ATlON 0E L*AiR DAKS LES MINES. â5

verra plus loin qu'elle n*a jamais un grand degré d*ao*tivité dans nos climats septentrionaux , on peut dire que Ton a trop généralisé le principe fondé sur les expériences de M. Buddie ; mais , s*ii n*est pas possible d'admettre rinfluence de la pression barométrique sur le dégagement du gaz au moment où il sort de la houille et quelquefois des roches encaissantes, on ne peut non plus se dissimuler qu'une pression plus ou moins grande de lair n'ait pour effet de maintenir en place ou de laisser sortir les gaz accumulés dans les anciennes galeries ou dans les excavations abandonnées, qui, quelque soin que l'on ait pris de les isoler , se trouvent toujours en communi* cation plus ou moins directe avec les travaux habkés* Quoique les variations barométriques aient lieu dans des limites fort restreintes , la moindre diminution de pression suffit pour que ces réservoirs de gaz versent une partie de leur contenu dans les galeries en activité et rendent explosif l'air de la mine; il suffit aussi d'une élévation dans la colonne baromélrique pour refouler le gaz dans la cavité et quelquefois forcer celle-ci à absorber de l'air atmosphérique. Il en est fréquemment de même pour les souffleurs.

247. Hypothèses sur la formation du gaz inflammable dans les mines de houille.

Les principes constituants du gaz hydrogène protocarbooé, composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'hydrogène , sont fort abondants dans les mines de houille. Ce combustible , en effet, est presque entièrement formé du premier de ces éléments, et le second se trouve, dans l'eau ^ dans l'air chargé de vapeurs , en circulation constante dans

26 cHAMtafi III. ^ r\ sEcnoit.

léâ ëxea valions. Dans queliies oircori^thnces et sôtis qtidlé influence ces deux prindîpes s'uriisseht-lls poUI* totfùeY te fltiîdè dévastateur des mines de houille? C'eât tie (ja^oil Ignore jusqu'à pl-éseht , car iluHe obserVâiioh n*est û^sH concluante pour faire sortit^ res|)rit huiHàtti du cfahillp des conjectures.

Les opinîbns des savants sont très-diVei^gèmes d éé sujet : M. Cslùthf et d'atitt^s iugénieUi'à belge» jpensfehi que Tair introduit dans le^ n^fhe^ e^t vicié , entre ëûti"^ causes, par «une distillatioh iente, âd moyen delaquetlé n certaines i^spèces dé houille produtséiit, par uiie réâôtibtl » chimique entré leuk*s éléments , et laissent dégàgéi* confe tinueiiement avec uh bruissemeht sinistre et qûeIq\!iefbU ï» aussi pair torrents, ce gat hydrogène carbbné qUt, tùM » avec une petite quantité dequelqties àtitreà gà^, éohsitttfé )» celui qtke nous obterioné ràpidenieht, d'anâ hoà élâblisse- )» ments pour l'éclairage, en facilitant sa formation pair V utte chaleur convenable ( 1 ). »

M. Bischoff cherche une autre ekpiication de ce phéncihètie en se fondant, entre ahtres boiisidéraiion^ , siiV Videntité de nature du gû% des houillères et dé celui des marais. Puisque ce dernier se forme par l'àitéi-àlion soUs Icau des substances organiques, de même aussi la fibre végétale de la bouille doit dégager du gaz isous influence de l'eau. Si, dans les mines , la quantité de gaz inflammable augmente avec la profondeur, c'est, dit-il, à la quantité croissante des sources et à la difficulté de les épuiser qu'il faut attribuer celle circonstance , car le téMin houiller, étant coupé par de nombreuses filMUfes, peitttët

(i) Rapport sur le concours spécial concernant les explosions dans les mines de houille, t. VII, n«. 12 des Bulletins de l' Académie royale de Bnuteltes.

ALTÉAATIOII DE l'AIR DANS LES MINES. %1

ètfz eaut atmosphériques de pénétrer jusqu'aii)^ couche^ de houîUe. Teilé est la base du raisonnemekit sur leqtiél M'. Bî^hoff li'appuiè poUr attribuer la foririatidn da gàè hytitiogèîié earboné au Contact de Teaù et de là hottiUé) en fiôrie qnll ]r a dégagement de gaz lorsque le premier de oés corps pénétre jusqu'au second, et absebce de gat dans te cas Contraire;

La troisième opinion , à laquelle se sont ralliés la plupart des ingénieurs anglais et français , consiste à eonsidérelles houilles comme formées d'un tissu spongieux ou d'un taombre infini de petites cellules communiquant entre elles et avec les innombrables fissures de la couche. Ces cellules t'enferment, suivtknt leur forme ou la nature de la houille, des quantités variables d'hydrogène protocarboné , mais dans un état d'élasticité lel qu'il est toujours prêt à s^échappeT en brisant les parois qui mettent obstacle à sa dispersion dans l'air.

II convient de s'arrêter ici, car la discussion de cea diverses opinions serait de peu d'intérêt et sortirait du cadre de cet ouvrage. 11 convient d'ailleurs d'attendre , à eé Mijet , que des expériences* ultérieures fassent jaUHr la Vériké du milieu de ces conjectures.