[Lampes de mine]

On regroupe sous le terme général de "lampes de mines" tous les systèmes d'éclairage spécifiquement étudiés pour éclairer les exploitations souterraines : mines métalliques, de charbon ou de minerai ainsi que les carrières de pierre. Ce terme s'applique tout particulièrement aux lampes utilisées pour protéger leur flamme du grisou, et conçues pour résister aux travaux souterrains qu'on appelle "les lampes de sûreté" pour les distinguer des lampes à "feu nu" exposant leur flamme à l'air libre. Il existe des dizaines et sans doute même des centaines de modèles de "lampes de mine" fonctionnant principalement à huile et à essence. voir [catalogue de référence]

Lampes de mine fonctionnement

Sur ce dessin en transparence, on peut observer une lampe de sûreté (à huile), spécialement conçue pour protéger sa flamme du grisou. Les lampes de mine sont généralement constituées de trois parties : le réservoir, qui contient le combustible; la "cage" - protégée des chocs par des barreaux - enferme le mécanisme de combustion (mèche, porte mèche, allumage etc...); "la cheminée" - souvent constituée d'une cuirasse de tôle emboutie fermée par des rivets - sert à canaliser l'air entrant et sortant. Ces lampes utilisent de nombreux dispositifs pour séparer la flamme, de l'air libre : tubes de verres, tamis composés d'un fin treillis métallique, et parfois de systèmes très élaborés de circulation d'air dans la lampe, séparant soigneusement l'air entrant, des gaz et fumées produites par la flamme. Enfin, on trouve sur la plupart des modèles un système de verrouillage pour éviter que les mineurs ouvrent la lampe, et rendent inutile tous ces systèmes de protection.

1- De l'éclairage domestique, à l'éclairage souterrain

Pendant plus de quatre mille ans, l'éclairage, jusqu'alors principalement réservé à des usages domestiques, évolue relativement peu. De la bougie de cire, à la lampe à huile, on utilise presque toujours le même procédé, le plus simple, et parfois le plus économique, consistant à plonger une mèche dans un combustible pour alimenter une flamme. Il faudra attendre le développement de l'industrie minière pour voir apparaître de nouveaux systèmes mis au point pour faire face à un autre impératif : sauver des vies. C'est à cette époque qu'on va en effet découvrir les gisements de Houille et utiliser ces ressources naturelles situées en profondeur. Le charbon sera abondamment exploité comme source d'énergie - tout comme on utilise aujourd'hui couramment le pétrole - pour se chauffer et pour alimenter des machines, forges, ou fours. On découvrira également que ce minerai dégage naturellement un gaz instable et particulièrement sournois; invisible, inodore, et surtout... explosif.

Le grisou

Explosion de Grisou

2- Le Grisou, inspirateur de lampes.

Les mines de charbon vont s'installer partout en Europe au 18^èmesiècle, multipliant d'autant les accidents, comptant des centaines et parfois des milliers de victimes. La mortalité due au Grisou atteint son paroxysme au 19^ème siècle pendant l'exploitation intensive et généralisée des nombreux gisements du nord de la France, d'Angleterre, de Belgique, d'Allemagne et des pays de l'Est... Les scientifiques et les chercheurs de l'époque vont donc chercher par tout moyen à comprendre et à maîtriser ce gaz redoutable, qui au simple contact d'une flamme, provoque de gigantesques explosions soufflant les galeries de mine et tous ses occupants.

Lampe à huile primitives et bougeoirs en pierre et en bois

On tentera bien de ventiler, d'alimenter des lampes perpétuelles dans les exploitations pour brûler les gaz, et même d'envoyer des "pénitents", sacrifiés pour déclancher les explosions à l'aide de perches munies de flammes pour préserver la vie des autres mineurs. Mais les explosions se poursuivent, et leur cortège de morts les accompagnent. On va donc penser autrement, et chercher non plus à maîtriser ce gaz incontrôlable, mais à éviter le contact du "feu nu", brûlant au bout des lampes de chaque mineur, véritable détonateur de cet explosif. C'est l'histoire de ces lampes de mine à huile, et à essence, qui deviendront progressivement des "lampes de sûreté" que nous allons parcourir ici; leurs évolutions, leurs techniques et leurs usage sur une période d'environ 150 ans, de 1800 à 1950.

Mine et grisou, le penitent

Le pénitent

3- De la lampe à huile, à la lampe de mine

L'éclairage minier sera pendant longtemps constitué de lampes domestiques ordinaires basées sur le fonctionnement de la lampe à huile antique. Une mèche de tissu, de corde de coton, de chanvre ou de lin tressé, imbibée dans un réservoir d'huile fait remonter le combustible progressivement, par effet de capillarité. La lampe à huile est économe et ce combustible est abondant et peu coûteux. Pour comprendre la luminosité réelle d'un tel éclairage, il suffit de s'imaginer une grosse bougie dont la flamme produit une fumée noire et grasse qui s'infiltre dans les poumons. Une lampe de mine de l'époque n'offre qu'une lumière crépusculaire permettant à peine de voir les contours de ce qui se trouve à plus d'un mètre d'elle. On comptera un grand nombre d'accidents directement causés par le manque d'éclairage, certes bien inférieur aux innombrables victimes du grisou, mais assez significatif pour être cité. Dans les mines et les carrières, les ouvriers seront également touchés par la cécité du mineur (ou du carrier, selon les exploitations) causée elle aussi, par ces très faibles luminosités.

Lampes dà huile

Lampe à huile en fer provenant de Wieliczka (Pologne) - XVI^ème et XVII^ème siècle

4- Les mineurs et les lampes

Les inventeurs vont rapidement se rendre compte que la conception des lampes de mines doivent non seulement répondre à des problèmes techniques, mais aussi à des problèmes pratiques, en s'adaptant à l'utilisation qu'en feront les mineurs. Conçues dans des ateliers, elles vont devoir subir les tests de "soufflerie" pour ne pas s'enflammer subitement en présence du Grisou, ou lors de manipulations en conditions extrêmes. Les lampes seront ensuite confiées à des chefs d'équipes, des contremaîtres, des ingénieurs ou des géomètres. Elles souffriront bien plus lors de l'abattage, le transport et la circulation dans la mine qui vont les soumettre à des conditions beaucoup plus difficiles. Les réticences des mineurs seront justifiées, ces nouvelles lampes changent leurs habitudes et éclairent bien moins qu'une lampe à huile traditionnelle. Leur premier soucis sera donc de retirer eux même ces "accessoires" qui semblent superflus et qui masquent considérablement la lumière. Le démontage et le rechargement de la lampe sous terre exposant la flamme à nu, causera ainsi beaucoup d'accidents.

explosion grisou

On tentera donc de mettre en place un système de verrouillage obligeant le mineur à remonter en surface pour y procéder. Un manque à gagner évident auquel beaucoup vont tenter de se soustraire en bricolant leurs lampes eux même pour ne pas perdre ce si temps précieux pour un ouvrier payé à la tâche. Ce problème va s'accroître avec le progrès technique des modèles à injection d'air dont la flamme va se raviver en présence d'un courrant d'air trop violent. A l'inverse, certains tenteront d'éteindre eux même leurs lampes en les plaquant sous leurs vêtements, en les agitant ou en les balançant en présence de grisou, provoquant une surchauffe des tamis, une flamme plus vive, et donc un risque encore plus important d'explosion. Même éteinte, la lampe continuera d'être un danger permanent, puisqu'il faudra la rallumer, ou plutôt éviter de remonter en surface pour le faire, et donc exposer le feu nu dans la mine pour s'éclairer de nouveau. Les mécanismes de fermetures à verrouillages et les allumeurs qui seront conçus par la suite devront être de plus en plus perfectionnés pour répondre à toutes ces exigences...

Les lampes de sûreté à huile

Lampes Davy

Lampe de mine Davy

Trois chercheurs britanniques vont simultanément mener leurs recherches sur des systèmes d'éclairages fiables, robustes et surtout sûrs, dans ces mines où plane la menace permanente du grisou. Sir Humpfry Davy, William R. Clanny et Georges Stephenson essaieront de mettre au point de nombreux modèles utilisant un ou plusieurs tamis successifs, des verres, des bagues et des systèmes d'entrées et de sorties de gaz. Toutes ces lampes composent aujourd'hui la variété des lampes de mines utilisant l'huile comme carburant. Elles seront déclinées en de nombreuses variantes, produites, modifiées et adaptées par des fabricants, des compagnies de mines ou des inventeurs principalement Anglais, Belges, Français et Allemands de 1815 jusqu'à la fin du 19^ème siècle.

1- Les lampes Davy d'origine

Ces lampes dont le brevet est déposé en 1816 inspirent de très nombreux fabricants Anglais. Elles constituent en quelque sorte les ancêtres de la plupart des lampes produites pendant ce siècle. Ces lampes Davy se présentent sous forme cylindrique. Elles sont surmontées par un tamis constitué d'une toile métallique très fine permettant de laisser passer la lumière tout en essayant d'éviter le contact avec le gaz explosif. Un simple tamis se révélant insuffisant, on en posera donc un second. Ces lampes à double tamis apportent un net progrès par rapport aux lampes à feu nu, progrès qui, au fil des années, sera de plus en plus remis en cause par les commissions de sécurité Anglaises chargées de vérifier la fiabilité des matériels utilisés dans les mines. Cette lampe Davy sera décliné en plusieurs modèles :

Lampes de mine Davy lamp

Lampes Davy Newcastle - "flat top" - Dubrulle - Stephenson

La "Newcastle" est la lampe Davy la plus classique, la "flat top" (ou Common) possède un dessus plat et existe en modèle de taille réduite, la "pocket lamp" (ou fireman). Le modèle réalisé par Dubrulle possède une forme de réservoir caractéristique et un chapeau coiffant le tamis. La lampe Stephenson très répandue appelée familièrement "Geordie"

2- Les variantes de lampes Davy

Trois améliorations vont marquer les modèles qui vont s'inspirer de cette lampe.

- Les réflecteurs : Sur certains modèles des panneaux amovibles ou coulissants sont installés pour protéger le bas de la lampe des courants d'air, permettant également de réfléchir (un peu) la flamme. Ces réflecteurs en métal brossé sont relativement peu efficaces, le métal s'oxyde facilement ou se ternit, et doit être entretenu pour conserver ses propriétés réfléchissantes.

- Les verres : placés sur des bagues ajourées comme des fenêtres, ou entièrement cylindriques, emmanchés sur le corps de la lampe augmentent la sécurité en apportant une protection supplémentaire. Le verre sera même parfois doublé pour renforcer la structure, ou prendra des formes ondulées pour mieux réfléchir la lumière.

- Les tamis, directement en contact avec la flamme s'usent très vite, continuellement chauffés à de hautes températures. Certains modèles vont donc les renforcer grâce à des bagues de fer ou de cuivre ajourées, refroidissant le dispositif mais masquant encore un peu plus la lumière déjà peu puissante et emprisonnée dans ces nombreuses mailles de métal.

Davy lamp tin can davy lamp

Lampe Davy Américaine avec réflecteur - Tin Can, (Davy in Case) fabriquée par Mills

Peu à peu, tous ces modèles de lampes plus ou moins expérimentales vont essayer par ajout de verre, de protections et de tamis d'améliorer la sécurité de la lampe Davy d'origine, obtenant des améliorations très notables, mais toujours au détriment de la luminosité, de l'encrassement ou la simplicité d'utilisation de la lampe. Au delà des impératifs techniques, la nécessité de trouver des systèmes efficaces de blocages d'ouverture doit empêcher toute manipulation qui risquerait d'exposer la flamme nue au grisou, ou un démontage qui empêcherait la lampe de fonctionner normalement.

3- Les fenêtres fixes et coulissantes sur les Davy cuirassées.

Les lampes Davy vont progressivement évoluer vers des modèles cuirassés à manchon de verre et à entrées inférieures. Elles sont munies d'un double tamis dans lequel on place les premières fenêtres coulissantes pour permettre aux artificiers (ou firemen) d'avoir facilement accès à la flamme. Chargés d'effectuer des tirs de mine à l'explosif, le feu qui leur est indispensable est parfois la cause d'ouvertures de certaines lampes constituant un danger supplémentaire dans la mine. Pour éviter ce risque, on aménage dans la cuirasse de ces lampes ces petites fenêtres. Cette ouverture peut également être fixe pour pouvoir observer précisément la hauteur de flamme. La lampe pourra ainsi être utilisée comme grisoumètre, système simple mais efficaces qui fera encore ses preuves pendant de nombreuses années. On est encore loin de la précision des futures lampes à essence qui pourront être étalonnées pour donner une mesure précise du pourcentage de grisou présent dans l'air, mais le simple accroissement inopiné de la flamme indiquera dores et déjà une présence suspecte.

Lampes davy fonctionnement

Différents accessoires et améliorations de la lampe Davy

4 - Ouvertures et fermetures de sécurité.

Brevets de protection Français : Système à ressort en spirale mis au point par Dubrulle actionnant une goupille bloquante sur le porte mèche. On ne pouvait l'ouvrir qu'en abaissant la mèche suffisamment pour que la flamme s'éteigne, libérant ainsi le ressort qui permettait alors d'ouvrir la lampe. Le second Système de Dubrulle fonctionnait également à ressort et libérait en cas de démontage un cache se plaçant sur la mèche et étouffant directement la mèche.

Système "Protector" mis au point en 1869 permettait une extinction automatique de la flamme si un ouvrier tentait de l'ouvrir par l'étouffement de la mèche placée dans un tube. Ce système anglais sera plus ou moins repris et perfectionné et servira sur certaines lampes jusqu'en 1960

Les lampes de sûreté à huile

Lampes Clanny

Lampe de mine Clanny

L'évolution essentielle de la lampe Clanny est de mettre au point un procédé permettant de diffuser plus de lumière en retirant le tamis situé devant la flamme. Celui-ci est remplacé par une cage de verre protégée par des barreaux, et un étage supérieur qui sera plus tard cuirassé et équipé d'entrées d'air étudiées pour aviver la flamme. Ces lampes Clanny déclinées sous différents modèles équipés d'accessoires et d'améliorations répondant aux besoins des mines ou les constructeurs. Il existe également de nombreuses variantes destinées des usages particuliers comme les lampes de taille réduites ou de qualité supérieure, attribuées aux géomètres, chefs d'équipes ou à titre honorifique ; les lampes de grandes contenance pour éclairer des lieux plus vastes, et en particulier les "recettes", situées au fond de la mine à proximité des puits, etc.

Les dérivés de la lampe Clanny

En 1885, le modèle Clanny mis au point par Evan Thomas présente une lampe cuirassée ajoutant à la base du tamis un cerclage de laiton de 2.5cm de hauteur, améliorant la sécurité relative aux infiltrations d'air par la partie inférieure. Elle améliore sensiblement la combustion et la luminosité de la lampe qui reste toutefois sensible au noircissage du verre provoqué par les suies des huiles consumées se déposant progressivement. A l'époque, ce modèle sera reconnu comme l'un des plus fiables et les plus résistants aux courants d'air violents.

Les lampes Françaises ne sont pas en reste. Un modèle de type Clanny est également adapté pour nos mines pour être tout d'abord destiné aux contremaîtres, ce qui lui vaudra le surnom de "lampe de Porion" (porion = chef ). Les simples mineurs ne bénéficient en effet que très tardivement toutes ces nouveautés qu'ils n'apprécient d'ailleurs guère. L'apparition de la lampe de sûreté n'est pour eux qu'une contrainte supplémentaire, les obligeant à recharger régulièrement les lampes, et n'offrant qu'un bénéfice très relatif. Leur luminosité ne les satisfait pas et leur sécurité doit encore faire ses preuves.

Lampes de mine birckel

Le système de double cylindre de Birckel

La lampe Birckel à double cylindre tente de remédier aux tentatives d'extinction des lampes par les ouvriers de la mine causant des échauffements ou des combustions imprévues en présence de Grisou . L'ingénieur Alsacien Birckel va donc mettre au point un système simple et efficace composé de deux cylindres percés de trous se trouvant sur un même niveau. En alignant ces bagues, les entrées d'air permettent la combustion. En faisant pivoter la bague extérieure, les trous se bouchent et éteignent la flamme privée d'oxygène. Ce principe ingénieux sera repris sur la plupart des modèles ultérieurs.

Les systèmes à entrée d'air inférieur.

La lampe Boty, est équipée d'une bague spéciale située au niveau du porte mèche et percée de trous de diamètres variables. Mise au point en 1844, elle sera améliorée sur des modèles ultérieurs : lampe Westfalienne, lampe Seipel... La lampe Clanny conserve néanmoins sa forme générale, cette bague permet juste une entrée d'air plus importante, ce qui améliore la combustion, et offre ainsi une légère, mais perceptible augmentation de la luminosité. Ces ouvertures sont conçues pour être d'une taille suffisante pour ne pas (trop) s'encrasser ; leur obstruction rendant cette amélioration inutile puisqu'une fois bouchés on obtient le résultat d'une lampe Clanny "ordinaire".

Lampes de mine Bainbridge Lampes de mine Clanny

Lampes Bainbridge à bague (avec et sans cuirasse) et lampe Boty à admissions d'air inférieures

La lampe Bainbridge (1873), se reconnaît à son verre asymétrique très caractéristique et à la présence d'un tamis de taille réduite. Elle reprend l'idée de la bague percée à la base de la mèche de la lampe Boty. Le système d'entrées et de sorties d'air maîtrisé confère à la lampe un tirage et une luminosité remarquable sans parvenir toutefois à résoudre les problèmes de sécurité qu'on soupçonnera même d'être accentués par la présence du verre, accusé de concentrer les gaz et de les diriger vers le mineur en cas d'explosion. Sa forme rappelle en effet celle d'un canon qui au contact du grisou propulserait le corps de la lampe vers celui qui la porte. Cette crainte uniquement liée à la forme et basée sur le simple bon sens n'était d'ailleurs peut être pas dénuée de fondement.

Lampes de mine Bainbridge

Lampe Clanny Gissing et lampe Bainbridge, à admission d'air inférieure

La lampe Clanny connaîtra cependant un vif succès et fera l'objet de modifications comme le fut la "Davy" en son temps par les fabriques ou les mines d'Europe, Belgique, Grande Bretagne, France ou Etats Unis par des constructeurs comme Breard, Gissing, Boty ou Bainbridge.

Les lampes de sûreté à huile

Lampes Mueseler

Lampe Mueseler

Conception de la première lampe de sûreté.

On peut observer que les lampes de cette seconde moitié du 19^ème siècle ont tendance à toutes se ressembler. Chaque constructeur va bien entendu se tenir très informé des différentes innovations et s'inspirer des procédés les plus récents pour concevoir ses nouveaux modèles. L'Europe minière est vaste en superficie, mais relativement réduite en terme d'exploitants ou de compagnies. L'époque est également un creuset d'inventions de toutes sortes, un bouillonnement industriel qui voit les savants et les ingénieurs mettre à profit leur ingéniosité au service du monde. C'est également l'heure des expositions universelles où chacun présente ses brevets et son savoir technologique ; l'âge d'or de la presse qui permet de diffuser rapidement les informations à travers le monde. De 1850 à 1900 on ne compte plus les ouvrages, les traités, les encyclopédies et les revues scientifiques détaillant tout le savoir du monde : la chimie, l'éclairage et les mines seront décortiqués et abondamment étudiés pour alimenter des bibliothèques encyclopédiques extrêmement prisées.

Lampes de mine davy Lampes de mine Clanny Lampes de mine Mueseler Lampes de mine Marsaut

Lampe Davy Lampe Clanny Lampe Mueseler Lampe Marsaut

L'énergie débordant de créativité de ce 19^ème siècle explique en grande partie l'apparente "similitude" des lampes de mine. Les fabricants rivalisent d'astuce, se copient, se concurrencent mais se stimulent également pour déposer de nouveaux brevets. Ces inventions ne cherchent pas à être "originales" mais plutôt à être innovantes et efficaces. La lampe Mueseler ne va donc pas "succéder" à la lampe Clanny, elle va simplement suivre un parcours parallèle. Ce qui différencie ces deux types de lampes sera surtout leur conception interne. Pour mieux le comprendre, il suffit de suivre le cheminement de l'air dans la lampe.

L'air entre donc par le tamis situé dans la partie supérieure, il est "aspiré" par la flamme dans la cage de verre puis remonte par la cheminée intérieure. Un diaphragme situé dans la lampe empêche tout contact entre la flamme et le tamis. Le verre souffre moins de la chaleur très rapidement aspirée par le haut en suivant ce circuit en sens unique. Au contact du Grisou, la lampe s'éteint d'elle même par étouffement ; ainsi en 1851 la lampe Mueseler devient la première lampe de mine pouvant être qualifiée de lampe de sûreté.

Comment marche une lampe de mine ?

Circulation de l'air dans la lampe Mueseler

Le procédé sera amélioré par l'utilisation d'un verre plus épais (de 5.5mm il passe à 8mm), maintenu en place par deux bagues de laiton qui renforcent le dispositif. En enserrant fortement le verre celui-ci conserve son hermétisme même s'il est fendu à la suite d'un choc.

Test et commissions d'approbations

Ce modèle considéré comme l'un des plus sûrs de l'époque va subir les essais les plus vigoureux. Beaucoup de lampes de mines vont subir ces tests et en particulier en Angleterre qui cherche à tout prix à déterminer quels sont les modèles les plus efficaces pour tenter d'endiguer les accidents dus au Grisou, devenus une cause nationale. Périodiquement des modèles de sûreté désignés comme "les meilleurs", puis rapidement remplacés par d'autres bénéficiant de nouvelles innovations. La mise au point de lampes "totalement sures" est une bataille industrielle pour la production de milliers de modèles qui serviront les mines d'Europe. C'est aussi un enjeu scientifique de la part des inventeurs qui se livrent à une concurrence féroce pour déterminer celui qui saura trouver le procédé permettant de sauver ces milliers de victimes du Grisou.

Dans le cas de ce modèle, c'est une commission d'ingénieurs (et potentiels concurrents) de Mueseler qui vont finir par trouver "des failles". La lampe continuera néanmoins d'être fabriquée en France (par Dubrulle), en Allemagne (par Wolf), en Angleterre ou en Belgique avec des modèles cuirassés et non cuirassés. Ces "failles" relevées vont aussitôt être exploitées pour concevoir des parades : les dérivés des lampes Mueseler.

Lampes de mine Mueseler

Lampe Mueseler

Dérivés de la lampe Mueseler :

et innovations (un peu) techniques

- La lampe des combes : cette lampe apporte une dispositif supplémentaire à la Lampe Mueseler : l'ajout d'une pièce au niveau de la mèche comprenant une coupelle reposant sur une rondelle de filtrage avec double tamis. Ainsi la cage de verre est protégée par le bas grâce à ce nouvel élément, et par le haut grâce à la cheminée, au tamis et au diaphragme. Cette bague de filtrage cloisonne la circulation d'air au niveau de la flamme pour la protéger le plus possible de l'extérieur et donc de l'influence des émanations de grisou.

- La lampe cuirassée : les essais élogieux effectués sur la Mueseler ne durèrent qu'un temps et il fût établi - après des test encore plus rigoureux - que la lampe présentait un défaut notable. Elle laissait pénétrer le grisou lorsqu'un courrant d'air oblique pénétrait dans la cheminée, ou lorsque la lampe était inclinée de telle manière que l'air entrant, se présentait sous cet angle. Il faudra donc attendre la fin du 19^ème siècle pour qu'on adopte une cuirasse Marsaut remédiant spécifiquement à ce problème.

- Le double verre : L'installation d'un double cylindre de verre dont l'espace intérieur est filtré par des grilles métalliques offre une amélioration intéressante, au détail près que cette grille une fois encrassée provoque irrémédiable l'extinction de la lampe ainsi privée de l'air justement contraint de circuler par ce cloisonnement pour parvenir jusqu'à la flamme. Un modèle hybride sera donc conçu avec double verre ET cuirasse (Modèle Thorneburry), lui même amélioré par la lampe Hailwood qui ajoute à ce dispositif cuirassé à double verre, une entrée d'air située au milieu de la lampe constituée d'une bague à fentes plates. L'entrée d'air se fait par ce dispositif, passe par des tamis jusqu'à la flamme et ressort ensuite par la cheminée intérieure pour être évacué par les trous situés en haut de la cuirasse.

Lampes de mine Mueseler

Lampe Mueseler - Modèle Gaudin

Derniers modèles de Mueseler : Intarissables en termes d'innovations et d'ajouts successifs, les ingénieurs cumulent les expériences, doublent les protections, améliorent la qualité des matériaux. La lampe Morgan sera ainsi équipée d'une cheminée intérieure et d'une double cuirasse percée de trous. La variante Gaudin de 1873 améliore encore la luminosité de la flamme en tentant de supprimer toutes les pièces obstruant le passage de la lumière tout en conservant une protection autour de la mèche. Un dispositif constitué d'une cloche de verre (ou de cristal) recouvre la flamme et se prolonge vers la cheminée. L'air entrant par les bagues latérales peut ainsi être conduit jusqu'au haut de la lampe sans jamais être en contact avec le Grisou.

On obtient ainsi une sorte d'ultime modèle de Mueseler qui ne s'étouffe pas même si la lampe est inclinée. Le cône de verre remplace les pièces opaques placées dans la cage transparente et évite les ombres portées de ses propres accessoires pour un maximum de rayonnement et de luminosité. Cette lampe mise au point en Belgique sera fabriquée et distribuée quelques mois seulement après sa validation par les services de sécurité.

Les lampes de sûreté à huile

Lampes Marsaut

Lampes de mine Marsaut

La lampe mise au point par Marsaut est une évolution logique des innovations précédentes. L'ingénieur Français Jean Baptiste Marsaut va tout d'abord retirer la cheminée intérieure de la Mueseler et le système de diaphragme empêchant la flamme d'y pénétrer. Un tamis très fin (voir deux dans certains cas) est ajouté. Mais surtout, l'ensemble est protégé par une cuirasse étudiée pour laisser pénétrer l'air, et assurer une sortie mesurée des gaz de combustion. La forme générale est relativement inchangée, cette cuirasse rivetée fait corps avec l'armature de la lampe pour éviter qu'elle ne soit retirée par le mineur.

Les dérivés de la lampe Marsaut.

Modèle Davis Deputy Lamp : spécifiquement mis au point pour la recherche de grisou, elle prévoit un système de réglage sophistiqué des entrées d'air actionné grâce à une bague pivotante.

Modèle de Monceau les Mines : Lampe Marsaut possédant une cuirasse amovible pouvant être retirée pour obtenir une lampe de type Clanny, ou rajoutée en présence des conditions atmosphériques différentes (courants d'air, ventilation, souffles, grisou...). La fermeture sécurisée était assurée à la base du porte mèche par une bague à rivet de plomb.

Les lampes de sûreté à huile

Lampes sans tamis & lampes AHG

Mine lamp AHG

Lampe Ashworth-Hepplewhite-Gray (AHG)

Les lampes Marsaut inspirent une nouvelle génération de modèles sans tamis. Depuis l'invention de la lampe Davy, ces tamis sont en effet la pièce maîtresse du dispositif de protection sur toutes les lampes de sûreté. Limitant tout d'abord la luminosité jusqu'à l'apparition des lampes Clanny, c'est aussi un élément fragile, exposé aux températures qui consument cette grille très fine, et aux impuretés qui s'y déposent, nécessitant un entretien fréquent pour ne pas étouffer la lampe.

On peut ainsi observer l'évolution des lampes "sans tamis" dont l'aspect extérieur va radicalement changer. Pour ne citer que quelques exemples : la lampe conçue par Dumesnil de 1838, la lampe Eloin de 1846 à verre concave, la lampe tubulaire Howat de 1879 à entrées d'air inférieures et enfin la lampe Gray de 1868 qui introduit une nouvelle dimension à la lampe de sûreté.

Mining lamps

Multitubular Lamp - Howat 1879 ( de type AHG)

Lampes Gray et lampes de sûreté AHG

Les lampes Gray, et en particulier l'amélioration d'Ashworth, un ingénieur Anglais, repousse les limites des lampes sans tamis avec un réglage très précis des entrées d'air. Celui-ci s'effectue grâce à une bague d'obturation. Pour améliorer encore la luminosité, ce dispositif est complété par l'ajout d'un verre spécial très solide, reflétant particulièrement bien la lumière.

Le grisou et la flamme

Cette lampe sera déclinée en plusieurs modèles sous un nom générique qui fera date : les lampes Ashworth-Hepplewhite-Gray, (imprononçable, n'est il pas ? :-) avantageusement rebaptisées lampes AHG ou lampes gray n°2. Ces lampes deviennent si sensibles qu'elles sont également utilisées comme détecteurs de grisou mesurant des présences de l'ordre de 0.5% de gaz dans l'air. On dépasse de loin les limites connues donnant une fourchette de 1.5 à 4 % de teneur en grisou, atteignant au mieux une détection de l'ordre de 1% pour les modèles les plus précis. Rappelons qu'à partir de 6%, le grisou inoffensif devient détonnant.

On commence alors à chercher des systèmes "hybrides" utilisant comme combustible l'alcool, plus sensible encore. La lampe Patterson sera certainement l'une des dernières variantes de ces systèmes combinés, utilisant le système gray et la cuirasse Mueseler.

Lampes Fumat et lampes Gauzeless

On aurait pu croire que l'histoire des lampes de sûreté se termine ainsi par la mise au point des lampes AHG. Et pourtant, des modèles furent encore mis au point pour adapter ou modifier ce procédé déjà très achevé.

Mise au point dès 1883 dans les mines françaises de Grand Combe par l'ingénieur Français Fumat, ce type de lampes reprend le système des lampes Gray. Elles sont équipées de cuirasses Marsaut entièrement modifiées par une fermeture sur la partie supérieure et percées de plusieurs rangées de trous permettant l'entrée d'air dans les lampes.

Lampes de mine Fumat Lampes de mine Gauzeless

Lampes de mine Fumat et Gauzeless

Les lampes Fumat utilisent ainsi plusieurs systèmes éprouvés et particulièrement efficaces. Cet assemblage qu'on pourrait qualifier d'hybride des lampes Mueseler / Grey / AHG se révèle d'une extrême robustesse, en particulier sur les modèles équipés d'un écran mobile protégeant le verre. Ils sont également, et surtout d'une résistance aux courants d'air pratiquement infaillible. Ce "tank" de l'éclairage de sûreté, faillit malheureusement par sa construction : la double cloison vitrée qui sépare l'air entrant, des gaz sortants limite en effet la luminosité de la lampe qui perd ainsi beaucoup de son intérêt, ce qui justifiera une utilisation et une diffusion restreinte pendant la période de son exploitation, de 1895-1905.

Les Lampes Gauzeless : Ces modèles anglais construits par Gauzeless à la même époque vont être d'apparence très proche. Les "Gauzeless" possèdent deux systèmes d'entrées d'air sophistiquées, utilisant des bagues pivotantes pour condamner ses admissions situées au niveau de la cuirasse (1), et une bague percée entourant la partie supérieure du verre (2). Certains de ces modèles très élaborés restèrent en usage jusque dans les années 30, dans les mines grisouteuses où elle était particulièrement efficace.

Les lampes de sûreté à essence

Lampes Wolf

Lampes de mine Wolf

La mise au point par Karl Wolf d'une lampe de sûreté utilisant une huile minérale appelée Benzine révolutionne l'ère de l'éclairage minier. Cette lampe fonctionnant à essence sera immédiatement produite et utilisée dans les mines germaniques, offrant un éclairage plus puissant et tout aussi fiable que les meilleures lampes à huile existantes, avec en outre une meilleure autonomie. La lampe Wolf devient par l'association avec Friemann, la compagnie " Friemann & Wolf " qui produira près d'1.5 millions d'unités, tous modèles confondus.

France, Belgique et Angleterre, fortement ancrés dans la culture des lampes de sureté si longuement mises au point tout au long du 19^ème siècle, vont réserver un accueil pour le moins mitigé à ces modèles à essence venus d'outre Rhin. Il faudra attendre le début du 20^ème siècle pour que les lampes Wolf, Koch, Seipel et autres fabricants Allemands, voient leurs modèles utilisés dans toute la vieille Europe minière, puis aux Etats-Unis.

Ces modèles Allemands finissent par inspirer les fabricants européens, Français, Anglais mais aussi l'industrie minière Américaine. Une nouvelle famille de lampes de sûreté à essence verra ainsi le jour de 1890 à 1930, avec les modèles "7RMBS" Anglais, "Hailwood" Américain, l'association Wolf-Joris utilisée dans plusieurs mines d'Europe, et pour ne citer qu'eux, les constructeurs Arras ou Molnia en France.

Lampes a essence et lampes a benzine Lampes a essence Wolf Lampes a essence Arras

Lampes a essence Wolf (Allemagne), Seippel (Allemagne), Arras (France)

La lampe de sûreté est devenue si perfectionnée qu'elle entraîne avec ses innovations, une réorganisation des lampisteries qui doivent désormais pourvoir à leur rechargement en essence (ou en benzine) et à leur maintenance complexe. Le métier de lampiste se spécialise; on va progressivement remplacer les manoeuvres peu qualifiés par de véritables techniciens capables de démonter, nettoyer, réparer chacune des 100 pièces que comptent ces lampes pourvues de systèmes électriques ou éléctro-magnétiques complexes.

Lampes a essence et lampes a benzine Lampes a essence Molnia

Lampes à essence 7RMBS (Angleterre), et Molnia à pompe d'injection (France)

Le 20^ème siècle voit lentement décliner cette industrie florissante. A la lampe de sûreté classique utilisée depuis des décennies se présente de nombreuses alternatives : l'acétylène, le gaz et surtout l'électricité. Bientôt ce sont les mines elles-mêmes qui vont connaître de rudes périodes de récessions économiques. La première Guerre mondiale portera un coup à l'industrie du charbon, et la seconde marquera le début d'une fin annoncée. Le déclin progressif de l'extraction de la houille va amener les mines à fermer les unes après les autres. L'industrie sera happée par les vagues pétrolières utilisant d'autres énergies fossiles pour fournir plus d'énergie nécessitant bien moins de personnel et donc bien plus rentable.

Les lampes de sûreté

Lampes acétylène de Mine

Lampe Carmaux

Ce système d'éclairage, fonctionnant grâce au gaz acétylène découvert par Edmund Davy en 1836 révolutionne littéralement l'éclairage souterrain. Cette flamme extrêmement lumineuse dépasse en effet de 5 à 10 fois l'éclairage des lampes à huile les plus performantes. Ce système extrêmement simple d'une autonomie inégalée résiste en outre aux courants d'air les plus puissants.

Cette invention sera d'autant plus prometteuse qu'elle promet de servir à tous les usages de la vie civile; transports, foyers, éclairage public, chantiers de construction... sans compter les applications miliaires qui en découlent. Elle ne possède que deux inconvénients : sa flamme très vive est dite "à feu nu" ce qui l'interdit d'être utilisée dans les mines grisouteuses. En outre la fabrication du carbure de calcium produisant son gaz nécessite la production "d'un arc électrique". Cette énergie électrique indispensable à la production du gaz sera bien vite domestiquée pour servir elle-même d'éclairage, puis miniaturisée pour concevoir des systèmes autonomes : les lampes électriques. Seuls quelques modèles seront donc adaptés à l'usage des mines. Toutes les autres lampes acétylène offriront bien des services de 1910 à 1950, équipant trains, motos, habitations, chantiers ou carrières et mines non grisouteuses.

Lampes acetylene Arras KP Lampes acetylene Carmaux

Lampe Arras Klein-Pujol (dite Arras KP) et Lampe (Arras) des Mines de Carmaux (dite lampe Carmaux)

Les lampes à carbure de sûreté.

Cet "épisode minier" de l'acétylène fournira néanmoins les deux fabuleux modèles mis au point dans les manufactures d'Arras : la lampe Carmaux et la lampe KP, de formes singulières et très facilement reconnaissables. Ces modèles seront produits et utilisés pour les mines métallifères et les charbonnages non grisouteux, en France et à travers le monde. Conçues pour être modifiées et équipées de dispositifs anti-grisou, les dispositifs conçus à cet usage ne seront jamais certifiés et resteront pour la plupart au stade de prototypes.

ces différents modèles sont détaillées sur ce site qui leur est entièrement consacré: