[Les mines de charbon]

Notre sous-sol est riche, et même très riche en matières, en roches et en minerais : des gisements entiers exploités pour les utiliser dans notre vie courante. Les pierres précieuses (diamants émeraudes, jades), métaux (or, argent), les matériaux de construction (calcaire, gypse, craie, sables…) ou ressources énergétiques (pétrole, charbon, gaz...). Ces ressources minières et leurs différentes utilisations sont extrêmement nombreuses; certaines sont extraites depuis l'antiquité. Lors de fouilles archéologiques on a même retrouvé des traces de mines primitives datant de la préhistoire : des mines néolithiques de près de 9000 ans.

Ce qui va nous intéresser particulièrement ici sera l'exploitation minière de la "Houille". On va voir comment s’est formé le charbon "minéral" pour devenir la matière noire et dure qu’on connaît, comment on a creusé le sol pour l’extraire, avec quels moyens et avec quelles techniques. Cette aventure passionnante va nous plonger dans l’histoire de l’exploitation des mines ; une histoire qui va nous ramener très loin dans le passé, à une époque où les premiers végétaux vont commencer à pousser sur notre planète… puis à l’histoire des Hommes, les mineurs ; de l'industrialisation des mines du 17e siècle, jusqu’à l'exploitation moderne utilisant les moyens technologiques actuels.

wagonnets de mine

Le Charbon et la Houille

La découverte des gisements souterrains

Pendant très longtemps, on a commencé à exploiter des filons trouvés presque par hasard, à partir d'observations ou de fouilles dans des lieux connus pour contenir des métaux ou des matières premières. C’est l’utilisation dite « médiévale » ou « antique » du sous-sol. Puis on a appris progressivement à identifier les roches, et à faire correspondre la présence de certaines d'entre elle avec la proximité de minerais exploitables - la présence de quartz étant parfois proche de gisements d’or ou d'étain par exemple -. Certains filons étaient aussi connus pour s'étendre en lignes parallèles, suivant des couches bien définies. On tenta alors de découvrir les continuités de ces gisements en faisant des trous dans le sol : des sondages. Aux 18 et 19eme siècle, on recherchait également d'anciens sites abandonnés, espérant utiliser les moyens de production modernes pour tirer profit d'un filon partiellement inexploité, faute d’outils ou de technique adaptée dans les époques passées. Ces différentes méthodes n'avaient qu'un seul but : trouver les gisements les plus importants et les plus rentables.

Les minerais ou les métaux exploitables peuvent prendre des formes très différentes. Pour un même minerai, la localisation du gisement peut aussi varier et se présenter à certains endroits «à ciel ouvert» (en surface), et à d'autres, dans des couches profondes du sous-sol ou même sous les océans. Le pétrole est l'un de ces exemples de ressource présente sur toute la planète et dans toutes les conditions possibles, c’est l’or noir, qu’on utilise aujourd’hui comme source principale d’énergie.

Il y a deux siècles, l’or noir, c’était le charbon.

Le Charbon et la Houille

A quoi sert le charbon?

Plus pratique et plus performant que le bois, on l'utilisait pour se chauffer, mais aussi comme source d'énergie pour alimenter les toutes nouvelles usines et en particulier les machines à vapeur. Si le charbon a pris autant d'importance au 19^ème siècle, c'est qu'il est rapidement devenu la clé de ce développement industriel. Les besoins étaient gigantesques, il fallait donc en produire énormément : pour se déplacer et transporter des marchandises grâce aux chemins de fer ou aux navires, pour produire de l'acier, permettant de fabriquer des machines, faisant fonctionner des usines qui à leur tour consommaient toujours plus de charbon. Un Charbon qu'il fallait bien trouver quelque part, et comme ce n'était pas sous la mer, on est allé le chercher.... sous la terre.

Selon la profondeur ou se trouvent les gisements, le charbon peut être exploité "à ciel ouvert" - en creusant de larges fosses -, ou, plus généralement sur des gisements souterrains : les mines. Pour comprendre un peu comme ces gisements se présentent, il faut remonter un peu dans le temps... au moment de leur formation, et même un peu avant. Le nom de cette époque géologique est facile à retenir puisqu'elle est justement désignée par cette formation du charbon, - du carbone - : le « Carbonifère ».

Le Charbon et la Houille

La Terre avant le Carbonifère

La Terre primitive, celle des temps très anciens qu'on appelle justement l'ère primaire, était très différente de celle que nous connaissons aujourd'hui : elle se présente comme un vaste océan occupant les 2/3 de la planète. C'est là que se trouve la vie -dans l'eau- sous forme d'algues, de planctons, de coquillages, d'une multitude d'espèces proches de nos méduses, de nos pieuvres et des premiers représentants des poissons.

Ce qui se trouve au dessus de l'eau, est un continent désertique et inhabité qui va se déchirer, se diviser en plusieurs morceaux qui vont se déplacer. La planète se transforme lentement, les montagnes s'élèvent, se froissent, se dressent au dessus des océans et présentent naturellement un littoral de plus en plus important. C'est sur ces côtes que la vie marine va coloniser la Terre. Les espèces vivant dans l'eau vont essayer de vivre à l'air libre, de respirer de l'oxygène. Les algues vont s'accrocher aux rochers utiliser la chaleur et la lumière du soleil, se doter de petites racines et de feuilles pour devenir progressivement des plantes qui vont grandir, se diversifier et recouvrir toute la planète.

La Terre va entrer dans un nouvel âge, celui du Carbonifère.

Le Charbon et la Houille

Comment se forme le charbon ?

A cette époque, il y a environ 350 Millions d'années ⁽¹⁾, les continents étaient entièrement recouverts de végétaux : la plus vaste et la plus importante foret équatoriale de tous les temps. Ces plantes géantes profitent du climat tropical qui règne sur toute la Terre : beaucoup de chaleur, beaucoup d'humidité et une abondance de pluies. Toutes ces plantes vont vivre, mourir et se déposer sur ce sol humide, dans des quantités si importantes qu'à certains endroits vont se former d'immenses tourbières. Des cuvettes naturelles où l'eau et les végétaux se mélangent et forment une boue de feuilles, de troncs et de tiges en décomposition, un peu comme le compost qu'on trouve au fond des jardins... mais dans des quantités gigantesques.

⁽¹⁾(voir échelle des temps géologiques)

Formation du charbon : le carbonifère

Normalement les petites bactéries décomposent cette matière. D'une certaine matière elles "la mange" et la font disparaître. C’est ce qui se passe à notre époque en tout cas. Au carbonifère c'est un peu différent. Ces petits organismes ne sont pas encore assez "gourmands" - pas assez évolués - pour décomposer toute cette masse végétale présente en quantité bien trop importante. Ces immenses cuvettes marécageuses vont ensuite être englouties par les brusques changements du niveau des océans ou des périodes de pluies intense, recouvertes par des boues, des poussières, des sédiments marins.

Formation du charbon : dépôts et tourbières

Quand l'eau se retire, la végétation reprend immédiatement sa place sur ce sol, pousse, grandit et meurt de nouveau. Elle forme de nouvelles tourbières, des cuvettes marécageuses qui seront à leur tour recouvertes. Ces couvertures successives de matière vont se retrouver emprisonnées dans le sous-sol et devenir des couches souterraines. Elles vont lentement se tasser, se compacter, et subir la pression et la chaleur des profondeurs du sous-sol : c’est ainsi que ces « boues végétales » vont se transformer. A l'intérieur de ces nappes visqueuses, les plantes contiennent encore beaucoup de carbone ; c'est ce carbone qui va se "fossiliser", devenir solide et enfermer des poches de gaz provenant de sa décomposition.

Formation du charbon : régressions marines

Ce cycle durera plusieurs dizaines de millions d'années jusqu'à ce que la grande période du Carbonifère se termine et avec elle la plus grande accumulation de végétaux de notre histoire. Du charbon continuera, et continue même encore à se former, mais dans des quantités beaucoup moins importantes. C'est la terre de nos jardins, ou le sol de nos forêts, de couleur très sombre, presque noire, et qui deviendra peut être dans quelques centaines de millions d'années du carbone pratiquement pur. Pendant tout ce temps, le sous sol continue lui aussi à se constituer par couches successives : un empilement de plusieurs centaines de mètres de poussières, de particules minérales, végétales ou animales qui forment les couches sédimentaires. C'est notre sol.

Le Charbon et la Houille

Les combustibles fossiles

Les poches de ce "charbon" devenu solide vont devenir de la "houille". On entend par là qu'il contient une certaine quantité de carbone (70 à 90%), s'il en contient moins, c'est du lignite (60%) ou de la tourbe (moins de 50%). S'il en contient plus de 93%, le charbon devient de l'anthracite. (Un dérivé de cette matière, d'apparence plus visqueuse, sera découvert dans d'autres gisements et appelé plus tard : « l'huile minérale » : le pétrole. ). La tourbe moins riche en carbone présente encore un aspect "végétal", on y distingue encore des formes de branches ou de racines. Elle met aussi moins de temps à se former (10 à 15000 ans), et se trouve donc souvent près de la surface du sol où il suffit de la découper en blocs pour l'extraire. Progressivement la tourbe pourra se transformer en lignite, puis en charbon, plus dur et plus riche en carbone.

Teneur en carbone des dérivés du charbon

Ces variétés de charbon ont la capacité de produire beaucoup d'énergie en brûlant, on va donc les appeler des combustibles. Leur teneur élevée en carbone leur permet de brûler longtemps. Leur origine très ancienne ayant demandé des dizaines et parfois des centaines de millions d'années pour se former, les classent parmi les matières dites "fossiles" : les résidus de ces anciens végétaux dont il ne reste que le carbone, et qui sont ainsi devenus des minéraux. Voilà pourquoi on va appeler ces produits : les combustibles fossiles.

Le Charbon et la Houille

Géologie et exploitation de la mine

Toutes ces matières se déposent les unes sur les autres et forment des couches souterraines, recouvertes par d'autres sédiments, par d'autres couches. Enfouies dans la terre, leur lente transformation va se poursuivre. Le carbone sera compressé, aggloméré, pour devenir finalement un minéral dur et compact : le charbon. On le re-découvrira bien plus tard en creusant sous terre; bien plus efficace que le charbon de bois, plus riche en carbone, et fournissant donc en brûlant, plus d'énergie, pendant plus longtemps. Ces filons s'étendent sous terre sur plusieurs étages de 50cm à plusieurs mètres d'épaisseur. En Grande Bretagne, l'exploitation des "20 yards...", se fait sur plus de 10 mètres. (cf géologie et exploitation des mines).

Failles géologiques

Ces couches qui contiennent le charbon correspondent aux dépôts de végétaux qui se sont fait successivement plusieurs centaines de millions d'années plus tôt. Il faudra donc creuser profondément pour les atteindre, mais aussi arriver à suivre ces gisements, à s'adapter à leurs formes parfois très compliquées. - Car le sous-sol de la Terre bouge - Jetons un oeil sur ces couches représentées par ces dalles de couleur. Au départ elles sont plates et s'empilent les unes sur les autres, mais avec le temps elles se déforment. Les gigantesques mouvements Terrestres vont les pousser, les froisser, les transformer. Elles peuvent parfois se casser ou se fracturer, il se forme alors une faille et un déplacement de toutes ces couches : le filon de charbon va alors s'arrêter brusquement, comme sur les dessins ci-dessus.

Plissement et déformation des couches souterraines

Dans d'autres cas, ces couches sont poussées, elles subissent de très fortes pressions qui vont les tordre, les recourber : on parle alors de plissement. Toutes les épaisseurs du sous sol vont se plier en même temps, et déformer ce mille feuille souterrain. Parfois, les fractures et les plissements se chevauchent, forment des cuvettes ou des reliefs, à leur tour usés par l'érosion, ou remplis par les dépôts qui vont continuer à s'accumuler pendant des millions d'années. C'est là qu'il devient intéressant de faire des petits dessins en couleur : des cartes géologiques permettant de savoir exactement où se trouvent ces gisements de minerais qui nous sont si utiles. Il ne restera "plus" qu'à aller les chercher. On va donc construire une mine. Tout le problème sera de savoir où l'installer et où creuser.

Couches géologiques des bassin houillers

La mine va devoir suivre ces couches aux formes tourmentées par les mouvements de terrains pour extraire le plus de minerai possible. Les gisements forment parfois plusieurs étages, s'enfonçant à des centaines de mètres sous terre : il faudra donc pour les atteindre commencer à maîtriser le forage des puits profonds et comprendre la formation des sols. C’est ainsi que vont naître les techniques d’exploitations des mines.

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Le monde souterrain

L'exploitation des mines de charbon

Les techniques minières du XIX^ème siècle

Exploitation du charbon et techniques minières

Méthodes d'exploitation des mines

Des techniques extrêmement complexes vont être mises au point pour obtenir une rentabilité optimale des sites miniers. Elles vont suivre la nature géologique des sols, mettre en oeuvre des systèmes de ventilation, d'extraction, de levage, de triage et de nettoyage du minerai. De nombreuses recherches vont progressivement établir les "règles" qui permettent l'exploitation des filons :

1/ Il faudra d'abord estimer la quantité de charbon, son volume, sa surface sa valeur, et sa rentabilité. Si les investissements importants en matériel, en recherche et en main d'œuvre sont rentables, l'exploitation pourra commencer.

2/ Il faudra ensuite sonder, puis forer des puits, qui permettent d’approfondir la connaissance des sols, l’étendue du gisement et sa morphologie. Les ingénieurs utiliseront ces forages pour compléter leurs informations sur le gisement et concevoir le plan de la future mine.

Ancien plan des mines de charbon de newcastle

3/ On utilisera ensuite des galeries horizontales pour préparer « l'abatage » du charbon et surtout pour permettre le roulement des wagonnets qui seront installés sur des voies. Toutes ces recherches sont confiées à des ingénieurs des mines embauchés à prix d'or pour assurer la direction technique des opérations. Le directeur de la mine, propriétaire, supervise, emploie, gère son exploitation, déléguant parfois ces taches à des gestionnaires, des comptables ou aux ingénieurs eux mêmes. Ces derniers sont au coeur de l'industrie minière : leurs connaissances, leur savoir faire et surtout leur expérience sont des facteurs déterminants dans la future rentabilité de ces entreprises.

4/ Le centre industriel va se bâtir progressivement autour du filon, tandis qu'on aménage les galeries principales, qu'on les assèche (si elles sont inondées), qu'on les ventile (pour faire circuler l'air frais en tentant d'évacuer le grisou) et qu'on prépare les machineries de levages pour remonter le minerai et faire descendre les ouvriers vers "le fond".

Exploitation du charbon et techniques minières

Le carreau de mine

En surface, le "carreau" de la mine (les bâtiments) doit assurer le traitement du minerai brut, fraîchement abattu et remonté par des moyens de levages. Toute une machinerie est mise en place pour procéder au tri (séparation des déchets), au lavage (boues, poussières) et au conditionnement (emballage et stockage). Les déchets, les déblais, les poussières, tout ce qui est inexploitable sera tout simplement déposé a proximité de ces installations et va former un talus, qui va prendre des dimensions très importantes et finir par devenir une petite colline artificielle : le Terril.

Des bâtiments doivent être construits pour permettre au personnel de circuler, de stocker le charbon, d'évacuer les déchets. La lampisterie assure la distribution, la remise en état, le remplissage des lampes ainsi que le comptage des mineurs grâce à un système de jetons permettant de vérifier qu'ils ont bien quitté le fond de la mine... sains et saufs.

Ces "infrastructures" (l'ensemble de ces bâtiments et constructions) supportent également les puits, surmontés par des chevalements, les voies ferrées, les locaux servant de vestiaires : les célèbres « salles de pendus » où les vêtements de ville sont accrochés en hauteur sur de longues cordes pour gagner de la place et pouvoir sécher. Dans la périphérie de la mine s'étendent les voies et les routes indispensables pour acheminer la production vers les grandes villes où elles seront revendues. Il faut également loger tout ce personnel, des centaines, voire, des milliers de familles entièrement dépendantes de la mine, agglomérées en faubourgs, en quartiers, une véritable ville dans la ville. Le 19^ème siècle sera l'âge d'or de cette industrie minière en Europe. Le directeur de la mine nourrit, loge, pourvoit aux besoins de ses employés ; juste ce qu'il faut pour permettre à plusieurs générations vivant sous le même toit de produire le charbon. Ces conditions misérables dureront près d'un siècle.

illustration : carreau de mine - © geopedia.fr - Reproduction interdite.

Exploitation du charbon et techniques minières

Le Gîte et les filons de Charbon

Le sous-sol étant instable par nature, il correspond rarement aux souhaits des exploitants. Nos couches géologiques disposées en filons horizontaux vont être bouleversées, se fendre, se déformer, se cisailler au fil des temps infiniment longs pendant lesquels elles vont se former. Les mouvements de ces terrains vont donc sérieusement compliquer les recherches et l'extraction des minerais (ici, la houille, mais ceci est évidemment valable pour beaucoup d’autres gisements). Lors de l'abattage, on rencontrera fréquemment des galeries de mines brusquement interrompues, traversées par une faille qui aura déplacé le filon, plus profondément, ou plus haut, vers la surface. Il faudra donc interrompre la galerie, reprendre les recherches et creuser de nouveau pour y accéder. D'une mine à l'autre, la continuité de ces strates sera plus ou moins continue, et la production dépendra naturellement de la facilité avec laquelle le filon de charbon pourra être suivi. Cette couche d'exploitation sera alors désignée en terme technique comme "le gîte" - la couche exploitable reliée par un réseau de galeries menant vers une destination unique : le puits - le coeur de l'exploitation qui constitue le siège de l'extraction de chaque "gîte".

Un gîte, un puits, un carreau, constituent la base de l'exploitation de la mine.

Exploitation du charbon et techniques minières

Les galeries de mine

Les travaux préparatoires forment les grandes lignes de l'exploitation, ouvrent les voies de service et facilitent l'accès au "filon". Les grandes masses de minerai prêtes à être "abattues" forment des "piles" (des piliers) : l'exploitation va pouvoir commencer. Cette extraction sera appelée "l'abattage". Comme on l'imagine, la rentabilité de la mine va pousser les exploitants à creuser le moins possible. Les galeries seront donc juste assez étroites pour permettre d'abattre le minerai. Les aménagements ultérieurs des galeries principales réduits au strict minimum pour la circulation des wagonnets qu'on désigne par "le roulage". (voir : « dimensions des galeries »)

Les galeries de mine

Selon les sites, on exigera parfois des mineurs qu'ils consolident eux même les voies qu'ils creusent, ce qui posera de nombreux problèmes de sécurité. Ce temps consacré au « boisage » (la pose de poutres de soutènement en bois) sera improductif. Ces mineurs, payés en fonction de la quantité extraite vont souvent négliger ces travaux pourtant indispensables à leur propre sécurité, non pas par imprudence, mais par simple nécessité économique.

Exploitation du charbon et techniques minières

Les puits d'extraction et les puits d'aérage

Puits d'extraction et puits d'aérage

Toutes ces constructions évoquées ci-dessus s'apparentent à une ville qui s'étend sous terre. On va donc y aménager des voies pour y faire circuler l'air (pour ne pas être asphyxié), pour évacuer l'eau (pour ne pas être inondé), et bien entendu pour remonter le minerai. Ces voies vont constituer l'architecture de base du futur réseau de la mine.

Il faut alors imaginer le puits principal muni d'un "ascenseur" (la cage) permettant aux mineurs d'être déposés au fond, et au minerai d'être remonté. Ce puits est foré une dizaine de mètres en dessous du niveau le plus bas pour recevoir les eaux d’écoulement, les infiltrations parfois importantes pouvant inonder les galeries lorsqu'elles communiquent avec les nappes d'eau souterraines. Ce puisard (aussi appelé "bouniou") est pompé continuellement par des "machines d'exhaure" (des pompes à eau). Le puits d'extraction servira également d'entrée d'air et va communiquer avec un second puits situé de l'autre coté de l'exploitation pour former un courrant de circulation : le puits d'aérage, alimenté par d'énormes machineries (essentiellement à vapeur) qui aspirent l'air frais circulant à travers tout le réseau de galeries avant de ressortir. Ces deux puits seront également équipés d'échelles fixes "de sécurité", utilisées pour les secours ou l'évacuation de la mine en cas d'accident.

Exploitation du charbon et techniques minières

Les étages de la mine souterraine

Examinons un peu la représentation de ces galeries pour voir comment ça marche : Le réseau souterrain prend sa source au niveau du puits qu'on va creuser profondément pour traverser une ou plusieurs couches de charbon. Ce sera le point de départ de deux galeries superposées à des niveaux différents qu'on va appeler les "travers-bancs" et qui vont se poursuivre jusqu'à atteindre "le gîte" : l'endroit où se trouve le charbon. Au pied du puits (à l'endroit d'où part le travers-banc inférieur) on aménage "une recette" : véritable plateforme de manoeuvre, de stockage et d’évacuation des produits extraits. C'est l'endroit souterrain le plus spacieux, le plus large et le plus haut, puisque tout le minerai devra transiter par là avant de remonter "au jour" (en surface).

Exploitation des mines : les galeries d'allongement

Cette galerie inférieure sera appelée : la galerie de roulage (ou voie de fonds). Quand les « travers bancs » ont atteint le gîte, on fait partir deux nouvelles galeries dans des directions opposées suivant le sens du filon : ce sont les "galeries d'allongement". Elles sont creusées légèrement en pente pour faciliter le retour du minerai dans les wagonnets et l'écoulement des eaux vers les galeries principales, la recette, et donc, le puisard. Le travers banc supérieur sera mis en communication avec le puits d'aérage pour le retour d'air (on l'appellera d'ailleurs la voie de "retour d'air"). On va ensuite relier ces différentes galeries par des puits reliant un étage à l'autre : "les montages"; ceux-ci forment le circuit d'aération de la mine. L'air frais va ainsi descendre par le puits d'extraction jusqu'à la voie de roulage (ou voie de fonds) remonter par les "montages" jusqu'à la voie de retour d'air puis ressortir, aspiré par le puits d'aération. Ces montages servent également pour le transport du minerai et pour se déplacer à travers les galeries ou les étages.

Exploitation des mines : les montages et les recettes

Exploitation du charbon et techniques minières

Le traçage et l'avancée des tranches d'exploitation

Dès que ces galeries principales sont prêtes, la mine peut être exploitée.

Soit on va étendre la mine en partant du point le plus profond et en remontant vers la surface, soit on va partir d'une faible profondeur et suivre le gisement de plus en plus bas (certaines mines ont parfois des méthodes particulières). On va extraire le minerai d'un étage tout en préparant le suivant à la future exploitation; faire partir une nouvelle galerie de recherche sur un nouveau niveau, chercher le filon, former les "piles", creuser les "montages" qui relieront les galeries entre-elles. Dès que l'exploitation d'un étage sera terminée on passera au niveau suivant, et ainsi de suite.

Exploitation des mines : les niveaux d'exploitation

Quand les étages sont espacés sur des hauteurs importantes on ajoute des "sous-étages" (ou étages intermédiaires, appelés "fausses voies"), également reliés par des montages pour ventiler le tout et permettre le transport jusqu'au puits. Un étage entièrement dépilé sera ensuite abandonné. Ce gisement épuisé ne sera plus repris; on laissera alors les galeries s'inonder naturellement (en arrêtant le pompage de l’eau), et on déplacera la « recette » vers un nouveau niveau pour continuer l'exploitation. La prévision, la recherche et le creusement méticuleux de ce réseau de galeries sera appelé le "traçage", véritable architecture souterraine de la mine qui ne doit jamais cesser de produire pour rester rentable.

Exploitation des mines : structure souterraine de la mine de charbon

Exploitation du charbon et techniques minières

Le dépilage et l'exploitation par niveaux

La mine devient entièrement fonctionnelle dès qu'elle est aérée, asséchée, équipée de voies de transports, de recettes et de moyens de levages. Elle n'est en revanche constituée que d'un nombre restreint de galeries : les voies principales creusées lors du traçage. Le gisement est donc accessible, mais la surface d’exploitation est encore trop réduite pour extraire le charbon. On va donc croiser de nouvelles galeries, découper le "gîte" (le gisement) en massifs, évider des accès délimitant des gros piliers pouvant être contournés. De cette manière, on affecte chaque ouvrier à un secteur particulier. Un grand nombre de mineurs peut ainsi travailler sur une surface importante (le front de taille) pour abattre les "piles".

Exploitation des mines : le dépilage du premier niveau

C'est à ce moment que la mine produit le plus de minerai, sur des fronts pouvant atteindre des dizaines, voir des centaines de mètres chacun, jusqu'à l'élimination de toutes les "piles" de cet étage d'exploitation. Cette opération est alors appelée le "dépilage" (l'exploitation des piles) ou "défruitage" (correspondant à l'action de retirer le minerai, le "fruit" de l'exploitation). Dans certains cas on utilise aussi ce terme pour désigner le lieu où l'on a retiré ces piles : "le dépilage" s'entend alors comme "l'endroit où on a procédé au dépilage" ou même pour résumer l'ensemble des processus d'extraction (Le "dépilage" définit alors la technique d'extraction au sens le plus large).

Exploitation des mines : le dépilage du second niveau

Exploitation du charbon et techniques minières

Le circuit du mineur dans la mine

Pour être parfaitement efficace, la mine est étudiée pour canaliser les centaines, parfois même les milliers d'ouvriers qui y travaillent. Tout est calculé pour que chaque étape soit maîtrisée, et que chaque employé occupe sa place pour fournir le maximum de rendement. La journée est donc un parcours parfaitement orchestré.

Exploitation des mines : parcours souterrain des mineurs

Les ouvriers arrivent sur le carreau de la mine, ceux "du jour" (qui travaillent en surface) vont occuper leur poste: machineries, lampisterie... tandis que ceux "du fonds" (les mineurs) passent par la salle des pendus pour se changer, puis par la lampisterie pour retirer leur lampe de mine. Ils sont ensuite descendus par le puits d'extraction faisant office d'ascenseur jusqu'au niveau du chantier qu’on leur a assigné, suivent le travers banc, passent par la galerie d'allongement, puis la voie de service qui dessert "la taille" (le front de taille où ils sont affectés). Les Wagons (ou vases de transports) encore vides les accompagnent, arrivent à la chambre d'accrochage puis suivent le même parcours grâce aux voies ferrées souterraines où ils sont poussés au plus près des « Tailles ». Les bennes pleines repartent dans le sens inverse puis sont remontées, tandis que d’autres bennes vides sont descendues. A la fin de ce service, tous les ouvriers regagnent le puits d'extraction et sont remontés. Ils remettent leur lampe à la lampisterie en échange d'un jeton qui témoignera de leur retour. On vérifiera ainsi que les ouvriers descendus sont tous remontés.

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Le monde souterrain

Les mineurs de fond & l'art des mines

Les techniques minières du 19^ème siècle

Les mineurs de fond & L'art des Mines

Les conditions de travail dans la mine

Toute la difficulté de l'exploitation d'une mine provient des dispositions très variées des filons souterrains. Certains sont horizontaux, mais comme on l'a vu, la formation géologique peut avoir été bouleversée et présenter un "gîte incliné" vers le haut, vers le bas, sur des hauteurs très variables (50cm à 10 mètres), s'interrompre d'un seul coup, coupé par une faille, et reprendre à plusieurs dizaines de mètres de là, vers le fond ou vers la surface.

Les mineurs doivent faire face à tous ces cas de figure, et extraire dans n'importe quelle condition le minerai : debout, couchés, parfois sur plusieurs hauteurs en même temps. Ces conditions extrêmement difficiles s'ajoutent à la chaleur naturelle du sous sol (plus on descend, plus il fait chaud), à la ventilation plus ou moins bien répartie, à l'effort lui même, à la promiscuité due au grand nombre d'ouvriers... sans compter les accidents dus aux outils, au manque de lumière ou à la faiblesse des lampes, aux poussières de charbon, aux inondations, aux poches de gaz asphyxiant, et enfin, au grisou. Les mineurs courent ainsi de très grands risques auxquels il faut ajouter des conditions de vie tout aussi insupportables : des journées de travail très longues, des maladies consécutives à ces conditions pénibles, une alimentation très pauvre, et l’insuffisance de repos (pas de week-end, ni de congés payés… il faudra attendre 1936). Pour achever cette liste, ces conditions s'appliquent sans distinction aux hommes, aux femmes, aux enfants, et aux malades qui doivent chaque jour retourner à la mine s'ils veulent se nourrir.

Aussi curieux que cela puisse paraître, cette vie misérable et absolument inconcevable pour n'importe lequel d'entre nous est "enviable" à cette époque. La mine offre un emploi régulier, un logement, de quoi se nourrir toute l'année. Dans certains pays proches, des immigrants traversent les frontières dans l'espoir de partager ce sort. Certains ouvriers agricoles abandonnent leurs exploitations dépendant du climat, des sécheresses ou des inondations pour cette "stabilité" relative qui ne connaît pas l'hiver, pour éviter simplement la famine et la misère.

Les mineurs de fond & L'art des Mines

L'extraction de la roche : abattage, havage et coupement

Pour obtenir le plus grand rendement possible, les mineurs utilisent des méthodes simples. Ils n'attaquent pas directement la roche massive mais commencent à creuser une saignée qui facilitera l’abattage. Les travaux souterrains sont toujours exécutés avec méthode, à l'aide d'outils simples. Dans la galerie de mine, ‘la Taille’ doit être préparée pour extraire du minerai. A la base du chantier, on creuse une tranchée de 50cm à 1m50 de profondeur, à l'aide de pioches ou de barres à mine permettant le "sous-chèvement" (souchèvement) aussi appelé le "havage". Lorsque la roche s'y prête, on utilise la partie de la couche la plus tendre pour réaliser ce souchèvement et/ou on fixe de petits étais pour soutenir la masse de charbon se trouvant au dessus, de manière à ce qu'elle ne s'affaisse pas. On découpe ensuite deux tranchées verticales pour délimiter un périmètre, ces saignées sont appelées les "coupements". Notez au passage la très forte similitude avec le vocabulaire désignant l'exploitation de carrières de pierre où l'on procède exactement de la même manière par "souchevage" (ou sous-chèvement) et par "défermage" (au lieu de "coupement").

abattage dans la mine

Cette manœuvre vise à détacher la plus grosse partie possible de ce bloc délimité par ces coupures en frappant avec un "un pic", en utilisant "un levier", ou en tentant de le faire éclater avec "des coins" et même avec des explosifs si l'exploitation le permet (mines non-grisouteuses). Quant le bloc est dégagé, on obtient un nouveau "front de taille", et on avance ainsi dans la profondeur de la roche en enlevant la matière au fur et à mesure. Dans les cas où l'exploitation se fait sur des hauteurs élevées, « l’abattage » se fait par gradins d'une largeur suffisante pour que les ouvriers travaillant sur le même front de taille ne se gênent pas mutuellement.

Illustration ci-contre extraite d'encyclopedie-unverselle.com ( voir : liens)

La disposition et la hauteur du filon peuvent également imposer de bâtir des échafaudages pour exploiter toutes les couches du "gîte". On évacue ensuite les morceaux au fur et à mesure dans les wagonnets les plus proches, acheminés aux recettes pour être remontés à la surface.

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Le soutènement et le boisage

Quand on creuse la roche, on forme des vides, et c'est bien connu, la nature a horreur du vide. Ces masses géologiques situées très en profondeur ne risquent généralement pas de s'effondrer d'un bloc, sauf quand le gîte se situe dans des couches "meubles" pouvant provoquer des éboulements. Il est cependant nécessaire de procéder à un étayage très régulier pour éviter la chute de blocs situés sur le "toit" de la mine (au plafond), et qui peuvent se détacher par la suite, soumis aux pressions locales de la roche.

On soutient alors un endroit fragile au moyen de poutres de bois ajustées par des cales. Quand l’état de la galerie est douteux, ou quand on ignore comment la consolider précisément, on répète cette opération en disposant plusieurs poutres à espaces réguliers tout au long de la galerie. C'est le boisage. Ces soutènements indispensables consommaient une importante quantité de bois qui augmentaient considérablement les frais d'exploitation de la mine. On utilisait parfois des piliers, des poutres ou des vérins en fer dont la valeur était encore plus élevée et qui sont donc rarement employés. Les endroits spacieux pouvaient aussi être maintenus de manière efficace en laissant des piliers naturels de charbon. Les galeries très friables ou les mines creusées sur des terrains très meubles devaient être coffrées par des piliers de chaque coté, soutenant une charpente complète protégeant les voies de roulement les plus importantes.

Il faut également souligner que le bois supporte mal l'atmosphère chaude et humide qui règne dans les souterrains : il se décompose, moisit, et finit par ne plus supporter les charges qu’il devrait soutenir. Ces moisissures sont d'autant plus redoutées qu'elles se transmettent très facilement de piliers en piliers, et contaminent rapidement tout le réseau. La seule solution apportée à ces problèmes résidait donc dans le choix de la qualité des bois et dans la ventilation des galeries aidant à la conservation des poutres. Ce boisage, généralement confié aux mineurs a souvent été négligé et fut la source de nombreux accidents, par incompétence ou ignorance, mais aussi par économie de la part des entrepreneurs ou même des mineurs qui luttèrent longtemps pour être payés « au boisage » autant que pour l'extraction, une demande justifiée mais rarement satisfaite à une époque où seule la quantité de charbon extraite fixait la paie du mineur.

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Les outils de mine et de mineurs

outils de mine et de mineurs

illustration : les outils de mine et de mineurs - © geopedia.fr - Reproduction interdite.

L'inventaire des outils de mine est beaucoup plus varié par les formes et les noms, que par le nombre des outils eux même. L'outillage de mineur est simple et rudimentaire. Les outils de grande taille sont tout simplement les pelles, les pioches et les pics (qu'on appelle aussi lances ou barres à mines). On utilise aussi des outils plus petits comme les coins (en bois, puis en fer, puis mécaniques : les coins éclateurs), la hache (pour le boisage comme pour le taillage de la roche), les pointeroles (petits burins) qu'on enfonce avec des masses ou des massettes. Des outils plus spécifiques comme « la rivelaine », servent au havage des saignées. Les "pinces" définissent les outils utilisés comme leviers ressemblant aux "pieds de biche". D'une manière générale, les outils rudimentaires des mineurs sont robustes et très bien entretenus. La solidité des manches est déterminante, si on considère qu'une simple pioche sert à creuser, sonder, et peut être utilisée comme levier pour séparer des roches fissurées ou détourées par des saignées.

L'usage de l'explosif et la poudre, remplacés à la fin du 19^ème siècle par la dynamite, s'effectue en introduisant des charges dans des cavités profondément creusées dans la roche. Ces trous de mine nécessiteront l'emploi d'une deuxième gamme d'outils spécifiques : des lances de mines, des fleurets ou des curettes (pour retirer les éclats de roche encombrant les trous). Ceux-ci vont permettre d'introduire des charges explosives assez faibles mais comprimées dans la roche que la déflagration fera exploser. Bien entendu l'usage des explosifs sera uniquement réservé aux mines non grisouteuses...

L'industrialisation va tardivement, mais efficacement libérer les mineurs de ces travaux de forçats, ou tout du moins soulager progressivement leur peine grâce à l'invention d'outils mécaniques, puis pneumatiques pour automatiser les extractions demandant le plus d'efforts. On utilisera de la même manière des haveuses mécaniques qui permettront de tailler de larges saignées et de pré-découper des blocs de minerai pour un meilleur rendement. Les outils manuels resteront utilisés pour les travaux plus délicats.

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Les dimensions des galeries de mine

L'organisation et le percement des galeries de mines répondent à des critères très précis. Les dimensions doivent être suffisantes pour circuler et transporter les matériaux, mais cette taille est limitée par des nécessités économiques : plus les galeries sont volumineuses, plus elles coûtent cher. Contrairement aux percements modernes de tunnels (routes, chemins de fer…) de très vastes dimensions, les galeries anciennes utilisées aux 17, 18, 19 et début du 20^ème siècle sont tout juste suffisantes pour extraire le minerai. Cette énorme différence de taille est également justifiée par les dimensions des tunneliers actuels et aux exigences de normes de sécurités imposées.

mine de charbon

La dimension des galeries dépendra de leur « importance » : les voies principales sont les mieux dotées avec des hauteurs de l'ordre 2m à 2m50 pour manœuvrer les chargements. Leurs largeurs atteignent jusqu'à 2m50 avec une double voie de rails pour la circulation simultanée des wagonnets pleins et vides. La hauteur se réduit progressivement dans les galeries transversales uniquement calibrées pour y tenir debout : 1m80, pour s'achever dans des galeries d'extraction à une voie d'1m30 de large. Enfin, les filons sont exploités a minima, dans la veine de charbon où les mineurs travaillent dans des boyaux juste assez réduits pour se faufiler et utiliser leurs outils. Dans certains cas, les lampes de mines devaient même être inclinées, leur taille dépassant la hauteur de la galerie... Ces lampes ne dépassaient pas 30 cm.

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La forme des galeries de mine

Les galeries étaient généralement creusées en forme de trapèze : large à leur base, et réduites au niveau du toit. En cas d'effondrement, on procédait au "ranchage" consistant à réparer les parois des galeries éboulées pour leur redonner leur aspect initial et ne pas gêner la circulation dans la mine. Si ces voies devaient changer de direction, on s’arrangeait pour donner à la galerie une forme courbe afin d’assurer la circulation des wagons et l'écoulement des eaux drainées dans les rigoles. On imagine facilement que lors du creusement, l'axe et la forme des galeries pouvait poser des problèmes pour rester rectiligne et correspondre aux exigences des ingénieurs.

Fig 1 à 6 - Les galeries de mine boisées

Pour les garder bien droites, on utilisait donc un système de fils reliés par des clous fixés sur le toit de la mine et servant de guide aux ouvriers. Elles étaient ensuite « boisées » et « étayées » au fur et à mesure de manière presque systématique. Même quand leur aspect inspirait confiance, la roche dure pouvait évoluer au cours de l'exploitation, se fendre ou se morceler. On évitait ainsi des réparations imprévues provoquant des problèmes bien plus compliqués en période de pleine production.

Fig 7 à 12 - Les galeries de mine maçonnées

Cette organisation qui peut paraître archaïque était pourtant particulièrement étudiée. On aménageait tout d'abord des circuits entre les étages et les puits d'aérages pour permettre la circulation de l'air. Les anciennes galeries de transport des étages exploités étaient le plus souvent recyclées pour augmenter cette ventilation, servant en quelque sorte de "gaines d'aération". L'eau souterraine et les infiltrations étaient également canalisées et drainées pour assécher les galeries. On taillait donc fréquemment une petite rigole sur le coté des voies de circulation pour recueillir ces eaux évacuées grâce à une pente vers des réservoirs situés au niveau des puits. Celles-ci étaient très régulièrement entretenues afin de conserver toute leur efficacité.

Fig 13 à 18 - Les galeries de mine cintrées

Dans certains cas exceptionnels et en présence de terrains difficiles on pouvait recourir à des maçonneries (ou muraillements), plus coûteuses que le bois, mais exigeant moins d'entretien, ou à des soutènements métalliques. Toutes ces galeries creusées avec tant d'énergie n’avaient cependant qu'une durée de vie limitée. Elles n’étaient entretenues que pendant la période d'exploitation, puis laissées à l’abandon ou recyclées en galeries d'aération où plus personne ne circulait par la suite. On concentrait donc toute l'activité sur la zone d'extraction.

Illustrations : Différents types de consolidation de galeries de mine : fig. 1 à 5 avec garnissage au moyen de poutres bois (boisages), avec (1) ou sans (2) "poussards" (ou jambes de force), doublées (3) ou simplement consolidées par le coté ou le haut (4 et 5) selon l'état de la galerie. Remarquer au passage la rigole d'évacuation d'eau située au sol. Dans certains cas la consolidation peut être maçonnée par deux rangées de maçonneries formant une voûte en plein cintre. L'utilisation des maçonneries et des formes de galeries rondes répond à des terrains instables où la pression est particulièrement importante. (fig. 7 à 12). La forme de la galerie peut également s'adapter au terrain lui même en utilisant des cadres en forme de trapèzes ou un plancher surcreusé surmonté d'un plancher pour évacuer des quantités d'eau d'infiltration plus importantes (fig. 13 à 16). Certaines galeries peuvent être garnies de boisages de voûtes ou de piliers de maçonnerie pour renforcer leur structure.

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Atmosphère et l’air ambiant dans la mine

On peut déjà imaginer les conditions pénibles qui régnaient dans ces galeries souterraines. La profondeur augmente progressivement la température contribuant à une sensation d'étouffement. L'air lui même n'est pas toujours renouvelé de manière optimale. Dans des conditions "normales", sans être toxique, l’atmosphère est déjà relativement peu respirable : aux galeries et aux volumes de faibles dimensions s'ajoutent le gaz carbonique produit par la respiration continue de tous ces ouvriers et des chevaux utilisés pour certaines tâches. Chaque lampe consomme également une quantité d'oxygène non négligeable pour alimenter la flamme qui éclaire les ouvriers.

La mine elle-même "respire" à sa manière. Comme on a pu le voir dans le chapitre consacré à la formation du charbon, ce minerai s'est constitué à partir de la décomposition de végétaux. Ces réactions ont également produit différents gaz pendant leur lente formation; des émanations s’échap-pent donc lentement de la roche à mesure qu’on creuse des galeries de mine. Le secret de leur présence posa d’ailleurs de sérieux problèmes aux chimistes qui arrivèrent à analyser ces gaz, sans jamais parvenir à identifier avec certitude dans quelles conditions ils pouvaient apparaître, ni à quel moment ou à quel endroit précis on pourrait les rencontrer. On y découvrira de l'Azote, du gaz carbonique, de l'acide carbonique, et le célèbre « grisou ».

Les mines « non-grisouteuses », et donc réputées non dangereuses vont aussi indirectement produire des gaz. (acides sulfuriques, mercure, gaz carbonique...) dégagés par l'homme lui même avec les explosifs utilisés pour l'excavation de ces mines... pourtant "non explosives. La ventilation se révélera généralement suffisante pour évacuer ces gaz présents en faibles quantités dans les galeries. Quand par malheur il se formera des poches où se concentreront des émanations nocives, la sanction sera immédiate : ce sera la mort par asphyxie.

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Le Grisou. Dangers et explosions dans les mines.

A l’intérieur du monde souterrain, le moindre accident est généralement fatal. Le nombre des victimes causées par d’inexplicables explosions ne va cesser de croître au cours du développement de l’exploitation des mines. On lui donnera un nom souvent synonyme de mort : « le grisou ».

Au 18^ème et au 19^ème siècle, les études les plus sérieuses sont menées pour tenter d'en venir à bout. On le prélève et on tente de reproduire des expériences en laboratoire, sans jamais percer son secret. L'observation permet néanmoins de décrire précisé-ment ce phénomène. Le grisou se dégage de la houille, il est inodore et invisible; pendant l'abattage, les mineurs peuvent tout juste entendre un très léger bruissement. Parfois, ils peuvent observer des petits filaments gazeux et blanchâtres s'élevant vers le haut de la galerie et qu'ils vont baptiser "les fils de la vierge".

* Ce phénomène se produit avec la précipitation de la vapeur d'eau soudainement refroidie par le gaz qui devient alors "visible". Lorsque ces émanations sortent avec un débit important en forme de chalumeau projetant du gaz, ces projections sont appelées des "soufflards"

C'est un gaz léger composé d'un dérivé d'hydrogène et d'azote, un gaz irrespirable et toxique avant même d'être en contact avec le feu. Il se mélange facilement à l'air et reste en suspension dans la partie supérieure des galeries, sur le "toit de la mine", à hauteur d'homme. Pour un mineur, sa présence en forte quantité provoquera un léger picotement dans le nez, puis des maux de tête et des malaises. Lorsque ce gaz entrera en contact avec une « lampe de sûreté », celle-ci va brusquement s'échauffer, ses pièces composées de fines toiles métalliques vont être portées au rouge, il sera déjà pratiquement trop tard pour éviter l'embrasement imminent de toute la galerie. Cette incandescence ne suffira pas à provoquer l'explosion, il faudra qu'une flamme s'échappe de la lampe pour devenir dangereuse. Souvent, c’est le mineur paniqué qui va chercher à tout prix à l'éteindre en la secouant vivement ou en la couvrant pour tenter de l'étouffer qui sera la cause de l’embrasement. Une petite flamme bleu vif apparaîtra un bref instant, très semblable à celle d'un briquet, puis ce sera l'explosion mortelle.

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La lampe de mine et le grisoumètre

teneur en grisou

Lampe de mineur et grisoumètre : la teneur en grisou

lampe de mine Les lampes dites de "sûreté" vont être conçues pour tenter d'éviter de causer des explosions dans une atmosphère grisouteuse, et même d'essayer de les "prévenir". On va s'apercevoir en effet qu'à l'instant où la lampe entre en contact avec le gaz, la flamme réagit. et ne provoque pas systématiquement une explosion - Pour que l'embrasement se produise, la proportion de grisou et d'oxygène doit être d'une précision absolue.

Si le gaz est présent en faible quantité, la flamme reste d’une taille très réduite : on peut même mesurer le danger en abaissant la mèche, et en élevant doucement la lampe vers le haut de la galerie, là où se concentre le grisou. - A l'inverse, quand la concentration de gaz est importante, il n'y a plus suffisamment d'air pour permettre à l'explosion de se produire ; il ne sera pas inoffensif pour autant, puisque cette proportion constitue un risque d'asphyxie.

Cette flamme qui provoque l'explosion dans certaines conditions, peut donc aussi servir d'indicateur.

La lampe va commencer à "marquer" ⁽¹⁾ autour de 3% de grisou dans l'air. La flamme va s'allonger de plus en plus jusqu'à environ 7%. Autour de 10% elle deviendra un danger mortel. A 20% tout risque d'explosion est écarté, si la proportion atteint 30% la lampe s'éteint d'elle même par étouffement. A la fin du 19^èmes., certains grisoumètres parviendront à détecter des proportions infimes de l'ordre d'1% et même moins.

(1) marquer : terme désignant sur une lampe la présence d’une flamme caractéristique de la combustion du grisou.

Ces lampes de mines servent donc aussi à mesurer la teneur en gaz Sur certaines d'entre-elles, on aménagera des marquages et des graduations (à l'intention des ingénieurs et des géomètres) pour permettre de mesurer précisément la présence du grisou. La lampe devient alors un grisoumètre. Lorsque les lampes fonctionnant au Benzine (lampes à essence) vont faire leur apparition (autour de 1890), on s'apercevra que la mesure se fera de manière encore plus précise et on concevra des grisoumètres à part entière, uniquement destinés à la mesure du gaz.

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Les poussières charbonneuses

Il est facile d'imaginer que l’extraction du charbon dans une atmosphère réduite produit une masse considérable de poussières. Celles-ci restent en suspension dans l'air ; leur seule présence suffit à provoquer des maladies graves et souvent mortelles touchant les poumons de tous les ouvriers présents dans la mine. Leur durée de vie déjà raccourcie par des conditions de vie et de travail pénibles, s'amoindrissait encore par ces intoxications respiratoires.

Même sans grisou, ces poussières en suspension furent à l'origine de nombreuses explosions. Le principe est simple : une poudre s'enflamme facilement puisque ses petites particules emprisonnent de l'air : le feu brûle ce combustible et s'embrase immédiatement en consumant l'air : c'est l'explosion. Certains cracheurs de feu utilisent exactement le même principe en pulvérisant un combustible, du pétrole ou de la farine qui se disperse en très fines particules, des gouttelettes ou de la poudre emprisonnant de l'air. Le tout s'enflamme soudainement.

Dans la mine la présence de grisou, de poussières et de flammes est un cocktail explosif. La poussière seule suffit déjà à embraser une galerie. Elle peut aussi se conjuguer à une explosion du gaz grisouteux dont le souffle repousse toutes les poussières dans les vides souterrains, puis revient immédiatement après, aspiré en sens inverse en s'enflammant de nouveau. Ces deux redoutables explosions brûlent tout sur leur passage, consomment l'air et produisent un troisième effet tout aussi dévastateur : il produisent du gaz carbonique en énorme quantité. Les rares survivants aux deux premiers souffles étaient alors tous simplement asphyxiés.

Document extrait du magasine "l'assiette au beurre" n°260 édition de 1906 - spécial Courrières - Dessin : Grandjouan

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Aérage et sécurité dans la mine

ventilation mine

Exploitation des mines : aérage et ventilation d'une mine de charbon

Devant ces grands dangers encourus par les ouvriers, on tenta de prévenir ces accidents en pulvérisant de l'eau pour agglomérer les poussières et éviter les explosions, mais surtout en aménageant un véritable circuit d'aération dans la mine. Celui-ci étant de toute évidence nécessaire pour renouveler l'oxygène et abaisser la température ambiante. L'aérage fut donc particulièrement calculé pour rendre l'exploitation viable et limiter au maximum le danger. On cru maîtriser ainsi le grisou en expulsant les gaz vers l'extérieur, mais sans succès. Le gaz se concentrant dans des poches de roches ou des galeries, échappait totalement au contrôle des ingénieurs et des exploitants des mines.

Les moyens les plus sophistiqués (de l'époque) furent cependant mis en oeuvre pour assurer une ventilation efficace... il faudra calculer le volume d’air consommé par ouvrier, les chevaux (quand on en utilise), et l'évacuation de l'air vicié par le grisou ou les poussières, variable selon les mines et leurs dimensions. On va naturellement utiliser les puits d'aérage et les galeries pour acheminer l'air frais puis le guider vers la sortie. Pour réguler ces courants, la mise en place de "portes" amovibles ou de galeries cloisonnées (doubles toits, canalisations...) permettront d'acheminer d'avantage d'air là où travaillaient les ouvriers. On installera également des systèmes de ventilation, de véritables usines entraînant des rouages, des pales, des moteurs et des pistons pour brasser et aspirer les flux de la mine : des centrales d'aérages.

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L'éclairage minier : les lampes de mines et les lampes de sûreté.

Lampes de mine et lampes de sûreté

[ Voir aussi : les différents types de lampes de Mine ]

Au début du 19^ème siècle, l'éclairage de toutes les mines sans distinctions est fourni par des lampes à huile, guère plus évoluées que celles de l'antiquité. Les mineurs utilisent des lampes à réservoir dotés d'une simple mèche trempée dans le combustible, accrochées à l'aide d'une lame de métal planté dans la roche, ou d'un crochet de suspension (les "Raves" ou raves Stéphanoises, utilisées dans le bassin minier de St Etienne). Les accidents causés par le grisou vont se conjuguer au développement de l'industrialisation des exploitations minières, causant par conséquent de plus en plus de victimes. Ce problème croissant va devenir une préoccupation majeure dans les mines Françaises et plus encore dans les mines Anglaises, qui vont concentrer leurs efforts pour concevoir des lampes spécialement destinées à l'usage des mines.

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Lampes de mine et lampes de sûreté

[ Voir aussi : Histoire et fonctionnement des lampes de Mine ]

Ces lampes de sûreté vont être conçues pour éclairer tout en maintenant la flamme hors de portée du grisou pour éviter le déclanchement des explosions. Une fantastique ère de recherche va mener scientifiques, savants et chimiste en quête de l'invention qui permettra d'éradiquer les ravages des mines grisouteuses. Des dizaines, des centaines, voir des milliers de lampes de conception différentes seront produites, sans cesse améliorées pour être plus sûres, plus solides, plus lumineuses.

Les lampes "Davy" marquent la première moitié du 19^ème en proposant des modèles utilisant une fine toile métallique placée autour de la flamme pour la protéger. On aménage ensuite une cage de verre et des barreaux de protection pour augmenter la luminosité. Ces lampes Mueseler seront encore améliorées par divers systèmes de sécurité : des verrouillages, des rallumeurs, puis par l'ajout d'une "cuirasse" métallique et de systèmes sophistiqués de circulation d'air dans la lampe. A la fin du 19^ème siècle les premières lampes au Benzine (à essence) vont progressivement remplacer ces lampes à huile, jusqu'à l’avènement de la lampe électrique qui marquera la fin de cette épopée de l'éclairage souterrain... et le progressif démantèlement des mines.

Le déclin des mines de charbon

Tous ces gisements connus depuis l'antiquité, puis exploités de manière intensive et industrielle au 18^è , 19^è et 20^ème siècle vont connaître leur âge d'or de 1850 à 1900. Le progrès énergétique apporté par le charbon va généraliser dans les foyers le chauffage, alimenter les usines, et augmenter les besoins qui seront pourvus par les très nombreuses mines d'Europe. La généralisation de l'électricité va faciliter cette exploitation, augmenter la production, puis supplanter le charbon lui même, alimenté par un nouveau combustible encore plus énergétique : le pétrole.

Le début du 20^ème siècle verra s'éteindre une par une les exploitations minières devenues moins rentables, et devant produire encore plus pour survivre, épuisant leurs gisements, réduisant leurs effectifs. Les bassins houillers vont lentement perdre leur activité, les mineurs ne seront plus remplacés, puis les mines seront fermées. Les plus importantes réussiront à survivre à la seconde moitié du 20^ème siècle; à peine trente ans plus tard, même les friches laissées en places ont été démantelées. Les derniers chevalements seront abattus dans les années 80, marquant la fin définitive de l'histoire Minière de la Houille. Définitive ? Peut-être pas totalement puisqu'en 2005 certains gisements ont été rachetés devant la pénurie annoncée du pétrole. Le prix du baril augmentant inexorablement, la ré-exploitation du charbon pourrait presque redevenir rentable...

Liens spécialisés et documentations

Charbonnage de France

Centre historique minier de Lewarde

Sainte Barbe des Mines