U FONÇAGB DES PUITS DE MINE DANS LES TERRAINS AQUIFÈRES

(suite).

Procédé direct (suite).

CUVELAGE.

Objet da covelage. — CondUions qa*il doit remplir. — Différentes

sortes de cuvelages.

941. On a VU, dans la dernière leçon, que Fou désigne sous le nom de cuvelage la cloison étanche dont il est nécessaire de revêtir les puils dans les régions aquifères. Celle cloison remplit un double but dans les puits foncés par le procédé direct; elle $erl, pendant le fonçage même, à diminuer l'aiïlucnce des eaux, et elle permet d'en interdire complélemenl Taccès après le creusement, en rétablissant dans les zones qu'elle a traversées, les conditions d'équilibre qui réglaient le régime des eaux souterraines avant que les terrains fussent perforés.

La colonne cuvelée doit être disposée de façon à opposer partout et en tous temps un obstacle absolu à l'invasion des eaux : la tête du cuvelage doit donc dépasser le niveau le plus élevé que peuvent atteindre les torrents souterrains, tandis que sa base doit s'appuyer, par un joint hermétique, sur le terrain solide et imperméable; de plus, les éléments qui composent ce revêtement doivent être calculés et assemblés de façon à résister, sans déformation, aux pressions latérales qui les sollicitent.

Le cuvelage peut s'exécuter, soit avec des pièces de chêne, de qualité choisie, juxtaposées, suivant un profil polygonal, soit avec des panneaux en fonte, soit, plus rarement, avec une maçonnerie soignée, en briques ou en pierres de taille.

25i CHAPITHE VK

Les cuvelages en maçonnerie sont les plus éconoinique> i élablir dans les terrains peu aquifères^ mais ils sont difficiles 1 exécuter quand on rencontre de grandes quantités d'eau, qui délavent et entraînent le mortier au fur et à mesure de sa pose. Ces revêtements se fendillent sous Tinfluenee des mouvemeat^ de terrains que provoque Texploilation^ ils laissent alors pa^s^r Teau; leur réparation est d'ailleurs diHicile sous de foriez charges.

Les cuvelages en bois sont d'une exécution facile; ils se prêtent^ par leur nature élastique, à de légers mouvements de terrains^ sans exiger, en pareil cas, d'autre réparation et d'autre entretien qu'un recalfatage des joints, opération à laquelle les mineurs du Nord donnent le nom de brandissage. Dans chaque fosse, des ouvriers spéciaux {ouvriers d'about) sont chargés de cet entretien qui s'exécute sur les points où des fuites ou pissious se déclarent. Ces avantages expliquent la faveur dont jouissent encore les cuvelages en bois dans le Nord de la Franct' et en Belgique. Mais lorsqu'il s'agit de foncer des puits de trèsgrand diamètre en faisant face à des charges considérables^ il devient parfois difficile, à moins d'exagérer le nombre des côtés du polygone, de se procurer, à des prix convenables, des bois d'un équarrissage suffisant. Dans ce cas, on a recours au cuvelage en fonte, bien que la rigidité de ce dernier expose la colonne euvelét* au danger de ruptures locales qui donnent toujours lieu à ies réparations fort délicates. Les couronnes composant les revêtements en fonte dont on se sert dans le fonçage direct sont formées de segments ou panneaux; le mode d'assemblage et de calfatage de ces panneaux sera décrit plus loin. .

Cuvelage ea bois; description et pose.

Zé9. La pose du cuvelage, dans le fonçage des puits par k procédé direct, s'exécute par une série de reprises ou retraites: chaque reprise prend son point d'appui sur une ou plusieurs

SEIZIÈME LEÇON. V^io

ssises fondamentales clablies avec des soins particuliers; ces ssises auxquelles on donne le nom de trousses picotées, sont Icstinées à retenir lès eaux provenant de la zone immédiatement upérieure; on choisit leur emplacement sur les points où la oclie parait assez solide et semble offrir quelques garanties ;onire les filtrations importantes. Les cadres polygonaux composa ni le euvelage ordinaire se posent au-dessus des trousses lî cotées.

Les figures 3i5 et 346. planche XX, montrent comment se prépare et s'exécute la pose d'un tronçoij de euvelage. La partie a& vient d'être cuvelée, le tronçon supérieur terminé prend sa base sur une corniche 66 du terrain; les eaux venant des parois sont retenues par la trousse picotée ce qui repose, soit directement sur la banquette, soit sur une assise intermédiaire dd à laquelle on donne le nom de trousse colletée; les eaux provenant du fond se réunissent dans un puisard circulaire et sont élevées au jour.

Le creusement recommence au-dessous de la banquette et raffluence des eaux augmente au- fur et à mesure que Ton descend* Dès qu'on est parvenu en un point où la roche se prèle à l'établissement d'une nouvelle base imperméable, on dresse avec soin au pic une banquette au-dessous de laquelle on ménage un puisard^ de l mètre à l™,30de profondeur; si l'abondance des eaux s'oppose à ce que cette nouvelle banquette puisse être dressée avec tous les soins nécessaires, et si la roche n'est pas suffisamment compacte, la nouvelle corniche reçoit une trousse colletée ce composée de pièces en chêne bien équarri, juxtaposées et serrées contre le terrain par une série de coins chassés verticalement. C'est sur cette assise intermédiaire que se place en ff une trousse picotée destinée à servir de base au nouveau tronçon de euvelage qu'il s'agit d'établir.

La trousse picotée se compose d'éléments polygonaux en chêne de premier choix parfaitement dressés, repérés et vérifiés au jour sur un gabarit. Elle laisse entre son contour extérieur et

le terrain un espace vide de quelques centimètres qu'il faut r^ plir de façon à former un joint étanche. A cet effet, on appliqi;^ d'abord sur la face externe de chaque pièce de cuvelage im^ planchette en bois blanc appelée lambourde, taillée en biseau il ses extrémités et ayant de 0™,0!20 à 0°>,0i!5 d'épaisseur el la mêsk hauteur que la trousse; puis on dame derrière les

de la mousse qu'on achève de comprimer en enfonçant entre Icn pièces de la trousse et ces lambourdes deux séries de coins plat^ en bois blanc (fig. 350); on retourne les premiers coins chas$p> de telle sorte que Fune des séries a la tête en bas^ et l'autre sérk a la tète eu haut. Ces coins ont 0°>^26 de hauteur et 0™.04 A* largeur; leur épaisseur est à la base de 0™.02 et au sommet è O^n^Oi; on les fait de préférence en saule desséché. On procède ensuite au picotage en enfonçant dans tous les vides qui peuvent exister des picots à tête carrée (fig. 349), après avoir recépé avee un ciseau la tête des coins qui dépassent la hauteur de la troossf. Lorsque les vides sont bouchés par ce premier picotage, on chasse d'autres picots en leur faisant une place à l'aide d'une aiguille es fer ou agrappe à picoter (fig. 347) que l'on maintient ou doq à Taidc d'un manche; quand les picots en bois blanc ne peuvent plus entrer, on se sert de picots en chêne; on ne s arrête dans ee travail que lorsque Tagrappe à picoter refuse de pénétrer dans h masse comprise entre les lambourdes et les éléments du cadre polygonal. II ne reste plus alors qu'à recéper la tête de^ picots ei à corriger au besoin par un rabotage le devers que la pressioo des picots aurait pu donner à la trousse.

Les picots ont la forme d'une pyramide quadrangulairo ; ik forment trois séries ayant les dimensions suivantes :

V* catégorie, côlé de la base . . . 0,02 haulciir 0",2i 2- — — ... 0,013 — 0-,175

Suivant le degré de perméabilité du terrain, on se contente delà-

lir un tronçon de eu vêlage sur une trousse picotée^ ou bien on iperpose deux, trois et même quatre trousses picotées.

Les cadres de euvelage composés, comme les tronçons picotés, e pièces polygonales assemblées avec précision, mais de moindre paisseur, s'assemblent les uns sur les autres; on garnit d'un étonnage le vide existant entre la paroi du puits et le pourtour xtérieur de ces cadres.

Lorsqu'en procédant ainsi, on est parvenu près de la reprise récédente, on abat avec précaution la banquette et l'on coninue le montage des cadres jusqu'à la pose du dernier auquel n donne la hauteur qu'exige le raccord. Avant de poser ce icrnier cadre, on a soin de serrer les joints horizontaux du tronon de euvelage en exécution, au moyen de vis qui s'appuient, LU bas, sur l'avant-dernier cadre de la nouvelle reprise et à la )arlie supérieure contre la trousse colletée de la passe précéleiile. Le dernier élément polygonal se nomme la clef. Cette clef îst introduite obliquement dans la cavité qu'elle doit remplir el •amenée ensuite à sa position normale au moyen de poignées [ixées dans le bois. Il ne reste plus qu'à calfater les joints horizontaux. Cette opération se fait avec un ciseau ou (brandissoir) représenté figure 348; on ouvre avec cet instrument les joints en commençant par les plus serrés, sur une profondeur de 0™,025 à 0™,030 et Ton bourre dans les joints ainsi ouverts, de l'étoupe goudronnée.

Dimensions des pièces de euvelage.

«43. Les cadres polygonaux sont composés d'un nombre de côtés d'autant plus grand que le puits a un diamètre plus considérable ; ce nombre varie de i 2 à 20 ; il dépasse même quelquefois ce dernier chiffre dans les puits de très-grand diamètre; la longueur de 1 mètre ne doit pas être dépassée pour les pièces de euvelage. On les prépare et on les conserve dans un lieu frais que l'on désigne souvent sous le nom de cave au euvelage.

256 CUAPITRE Vf.

Quelques auteurs recommandent de donner la même hauteur toutes les pièces d'une même assise; ce principe n^est cependii pas suivi partout, notamment aux mines de Courrières où Icuvelages sont /oztn^tie^^ c'est-à-dire où, à l'exception des trQn>picotées, les pièces de cuvelage composant une même assU ont des hauteurs différentes. Une ancienne pratique coosî^tr:

réunir les trousses les unes aux autres au moven de broches et éJ trous qui se correspondent sur les deux faces contiguës de der pièces en contact; ce système n'offre aucun intérêt.

Il est difficile de soumettre à l'analyse les conditions de tra\ai des différentes pièces d'un cuvelage; aussi les praticiens nacc^îf dent-ils généralement qu'un intérêt secondaire aux résultats d^ calculs de résistance qui peuvent être faits à cet égard La plupart du temps, ils fixent les dimensions à donner aux élémesb d'un cuvelage par comparaison avec des cuvelages existante, t: observant d'ailleurs que l'épaisseur des pièces doit augmenlr avec la hauteur d'eau qu'elles ont à supporter et avec le diamètdu puits, ainsi que je l'ai dit aun** 24i. Quand les puits ont lc grand diamètre, et lorsque la hauteur des morts-terrains est col sidérable, comme cela a lieu, par exemple, dans certaines partir du bassin de la Ruhr, il devient difficile de se procurer des Im isains d'une épaisseur suffisante; au moins ces matériaux ne peu vent-iis s'obtenir qu'à des prix élevés; c'est en pareil cas quelremplacement du bois par la fonte s'indique naturellement.

On peut, à la rigueur, calculer de la manière suivante I0 dimensions à donner à un élément polygonal de cuvelage, considéré comme un solide de section rectangulaire reposant par 5e> deux extrémités sur deux appuis et soumis à une charge uniformément répartie.

La formule fondamentale applicable au cas qui nous occupe est :

PL R6e«

Seizième leçon. skt

i'où Ton Ure :

e est répaisseiir cherchée^ 6 la hauteur de la pièce ^ L sa longueur, P la charge totale uniformément répartie qui peut provoquer la rupture; R est le plus grand effort que Ton puisse faire supporter avec sécurité à la fibre la plus allongée ou la plus comprimée; (on peut, pour le chêne, prendre R=S0O.OOO).

En représentant par H la hauteur d'eau qui charge la pièce considérée, on a pour la pression par mètre carré 1000 X H, et pour la valeur de P

D'un autre côté la longueur L d'un polygone de n côtés circonscrit au cercle de rayon r est :

L = î2r laiig «= D laiig ;

substituant dans la formule (1) les valeurs de P, de L et de R, il vient :

/ 6000 H D tang ) , -,

f = \/ ^ ^ = V 0,0015 H D tang )

Pour H = 60 mètres, D = 4«n,20 et n == 1 8, on trouve

Voici los dimensions qui ont été données en i868 aux diffé-

ns

CirA PITRE VI.

rentes pièces de euvelnge d'un puils de i™.23 de diVmèlre în rieur qui a traversé les terrains suivants :

Argile 2-.00

Argile mâlée de gravier . . 9">,00

Craie blanche 8",00

Craie grise . . . ... 4<",S0

bonne pierre . . ... 22",70

Craie bleuâtre ..... 52»,80

Dièves 50»,a5

Tourtia gris 2n,00

Tourtia vert 1",25

Épaisseur totale des mortsterrains -fS^.âU

Cote de départ du cuvelage à 3â",UU de la surface.

Hauteur totale du cuvelage. 68"J0D

No.

NOIIBRE

LONGUEUR dM