Nécessité d'un courant ventilateur

On doit toujours , et en tout état de choses , non-seulement introduire dans les mines des volumes d*air suffisants, mais encore les renouveler incessamment, soit pour fournir à la respiration des ouvriers et à la combustion des lumières, soit pour noyer tous les gaz nuisibles et les expulser au fur et à mesure de leur formation.

Les quantités d'air & introduire sont trés-variables ; elles dépendent de retendue des travaux et du dégagement plus ou moins intense du gaz inflammable, quant auy mines à grisou. Celles qui ne sont point exposées à cette cause de danger n'exigent pas un courant ventilateur aussi actif; mais il n*en faut pas moins dépasser de beaucoup la quantité nécessaire à la respiration des ouvriers et à la combustion des lumières, afln que l'atmosphère de la mine reste dans des conditions de complète salubrité. On ne voit que trop souvent des excavations mal aérées engendrer chez les ouvriers des maladies dont la guérison est impossible lorsqu elles sont parvenues à un certain degré d'intensité.

Déterminer la formation d'un courant ventilateur , le distribuer et le diriger convenablement dans les diverses excavations est ce que l'on appelle Faérage ou la ventilation d'une mine ; lui donner un volume sullGsant et toujours en rapport avec les besoins de l'exploitation constitue un bon aérage.

cAvsfiâ De LA cmcoLATioN DE l'air. 33

28i. Les mouvements des fluides liquides et aéri-formes ont leur origine dans leurs différences de densité.

L'ensemble des travaux d'une mine , composée de deux puits verticaux liés par une série de galeries, forme une seule conduite sinueuse débouchant dans l'atmosphère par ses deux extrémités ; celte conduite , remplie d'air atmosphérique , peut être assimilée à un syphon renversé contenant un fluide quelconque. Si les deux branches du syphon sont comprises entre deux plans horizontaux , c'est-à-dire si elles ont même hauteur verticale ; si le fluide qu'elles contiennent est partout de même densité, il n'y aura pas de raison pour que ce dernier éprouve le moindre déplace* ment, et qu'il se produise aucun mouvement dans la masse. Mais si , au contraire , les deux branches sont inégales , ou si Tune d'elles contient une colonne de fluide de densité moyenne plus grande que la densité moyenne du fluide renfermé dans l'autre branche, l'équilibre sera rompu ; la plus pesante des deux colonnes descendra en déplaçant la plus légère et en l'expulsant hors du syphon avec une vitesse d'autant plus grande que la différence des pesanteurs sera plus considérable. Si , en outre , la branche du syphon contenant le fluide le plus dense , constamment alimentée par un réservoir, conserve à chaque instant la même hauteur , et si le même fluide se raréfie dans la seconde branche, de telle sorte que le rapport entre les pesanteurs spécifiques des deux colonnes soit toujours le même, il ne cessera de sortir par l'orifice de la branche qui contient la colonne la plus légère avec une vitesse uniforme, tant que la force agissante (la différence de densité ou de hauteur des deux colonne) sert eiie^méme invariable.

Ton n« S

Toutes ces circonstances du mouvement des fluides se représentent de la même manière pour la eh*culalîoa de Tair dans les mines communiquant avee ratmdsphèfé ^ar deux puits. La disposition de la conduite est Mdogue à celle d*un syphon renversé sur les orifices duquel presse Fatmosphére ou réservoir d'une capacité infinie , continuellement prêt à fournir le fluide aériforme nécessaire à la ventilation. Enfin , il est toujours possible , comme on va le voir , d'obtenir , par des moyens naturels ou artificiels, une différence dans la densité des deux colonnes d'air que renferment les deux puits ; celui qui contiendra le plus dense servira à l'introduction du courant, et l'autre livrera passage aux fluides aériformes qui ont circulé dans les travaux.

252. Des moyens à employer pour modifier la densité de l'air.

Les gaz , de même que tous les autres corps, possèdent la propriété de se contracter par le refroidissement et de se dilater par une élévation de température ; en sorte que leur pesanteur spécifique s'accroit dans le premier cas et diminue dans le second. M. Gay-Lussac a démontré que tous les gaz , lorsque la pression à laquelle ils sont soumis est constante, se dilatent uniformément, et que, pour chaque degré du thermomètre centigrade, ils augmentent de 0.00375 de leur volume à 0^

Soient donc ( fig. 10, pi. XVHI) deux puits a6, cd de 100 mètres de profondeur et de 6 mètres carrés de section , liés par une galerie bd établissant une disposition analogue h celle d'un syphon renversé. Tous deux sont remplis d'air t l'un à la température de 0" , Tautre b celle de 30% Le poids du mètre cube d'air sec ft 0* étant de

CAUSES OB LA GIRCULATiON Dfi l'aIR. 35

1.2987 kilog.« la colonne ab renfermée dang le premier pèsera 779 kilog.

Qaant à la colonne cd, eomme la dilalation de Tair de 0* à 30"" augmente son volume d'une quantité égale à

0,00375 X 30 = 0.1125, les volumes de Tair à la température de 0* el SO" seront entre eux comme 1 : 1.1125.

Les densités étant en raison inverse des volumes , le poids de la colonne d'air à SO"" sera au poids de la eolonne à 0* ou 779 K comme 1 : 1.1125; c'est-à-dire 700 kilog. environ. Ainsi la force qui met l'air de la mine en mouvement serait, dans ce cas , la différence entre le poids des deux colonnes ou 79 kilogrammes.

On pourrait aussi augmenter la densité de Tune des colonnes en la contractant par un abaissement de température; mais ce procédé, qui semble devoir être très -compliqué et assez coûteux, doit être regardé comme inapplicable dans l'état actuel de la science.

On provoque aussi une diminution de densité dans la colonne d'air du puits de sortie en soustrayant son orifice à la pression atmosphérique et en produisant ^ à l'aide d'ap-* pareils mécaniques quelconques, une aspiration qui force l'air extérieur à pénétrer dans la mine par Tautre puits , pour remplacer le fluide dispersé par le moteur dans Talmos^ phèrCi Si ^ par exemple , les données précédentes restant les mêmes, la raréfaction produite à l'oriGce d'un puits détermine une perte de 10 pour cent dans la densité de l'air, le poids de la colonne d'entrée sera de 600 X 1*2987 s= 779 kilog. , tandis que celui de sortie deviendra plus léger de 0.1 X 779 = 77.9j différence propre à déterminer la circulation de l'air.

Si la machine , au lieu d'aspirer l'air , le refoule en agissani comme un soufflet et le force à pénétrer dans Vun

36 CHAPITRE ni. — II'. SECTION.

des puits , Faction résultera autant de la vitesse imprimée par le moteur aux dernières molécules d*air introduites , que de Faugmentation de densité acquise par la colonne d'air comprimé ; car les dernières molécules , chassant devant elles toutes celles qui les précèdent , communiquent le mouvement à toute la masse.

283. Hauteur génératrice de la vitesse d^écùulement de Vair provoquée par une différence de tempe-rature.

Cette cause du mouvement de Tair dans les mines, lorsque les sections des deux puits sont égales , existe encore lors* qu'elles sont inégales , puisqu'un fluide se met toujours en équilibre dans les deux branches verticales , quoique de diamètres inégaux , d'un syphon renversé. Mais comme H est inutile de rechercher les différences de poids absolus des deux colonnes , on écarte , dans la détermination de la force motrice , toute considération relative à la section des puits. Si l'on suppose l'écoulement du fluide aériforme de la mine abdc (fig. 10) provoqué par la dilatation , la température de la colonne contenue dans la branche a b étant de 12 degrés et celle de la colonne c d de 26 degrés, rien ne sera changé dans leurs poids respectifs, si l'on suppose que la plus dense se dilate de i2* è 26"" et que sa hauteur augmente d'une quantité a e proportionnelle à la perte de sa pesanteur spécifique. Ainsi le volume de l'air à 0» étant de 1 , il deviendra respectivement aux températures de 12* et de 26%

1 + 12 X 0.00375 = 1.0450 et 1 -i- 26 X 0.00375 = 1.0975

La profondeur des puits étant supposée de 300 mètres et la hauteur des deux colonnes étant proportionnelle aux

CAUSES DE LA CIRCULATION DE l'aIR* 37

volumes de Tair à IS"* et à 26"*, on ramènera la colonne la plus pesante à la densité de la plus légère par la proportion