Chevalements
Dans un complexe minier, le chevalement est la construction qui permet de faire descendre et monter les mineurs, le matériel et le minerai dans un puits vertical. C'est un élément fondamental au bon fonctionnement d'une mine, il est la liaison entre le fond et le jour.
On appelle chevalement, une charpente d'une grande élévation que l'on établit sur l'orifice d'un puits d'extraction pour supporter les poulies ou molettes destinées à imprimer au câble sa direction dans le puits en la renvoyant d'autre part à la chambre des machines.
Le plus souvent le chevalement ou châssis à molettes d'un puits de mine se compose essentiellement d'un pylône constitué par quatre piliers ou montants formant pyramide rectangulaire et soutenu par des jambes de force inclinées. Les piliers et jambes de force sont sellés au sol et reliés entre eux sur toute leur hauteur par des croix de "Saint-André" et par des traverses horizontales ou entretoises.
Au sommet le tablier, support des molettes, est formé par deux poutres principales généralement construites par deux pièces accolées qui reposent sur les piliers et reçoivent deux traverses. Sur ces dernières s'attachent les quatre poutrelles sur lesquelles reposent les paliers des molettes et qui quelquefois servent aussi de points d'attache pour les câbles guides. Les pièces de liaison du pylône, entretoises et croix de Saint-André ont pour but d'abord de former du tout un ensemble rigide, un support unique, ensuite de subdiviser les piliers en parties a peu près égales comportant comme colonnes distinctes de hauteur réduite.
On l'appelle aussi "Belle Fleur" ou "Châssis à molettes" en Belgique, parfois "Beffroi" dans le nord de la France et éventuellement "Chevalet de mine".
Il se divise en trois parties bien distinctes :
- Le puits
- Le chevalement
- La machine d'extraction
Au fil des années il s'est modernisé et a adopté de nouvelles techniques, mais le principe en lui même est toujours rester identique : faire descendre une cage au fond d'un puits, et cela grâce à un système de poulies (les molettes) actionné par un treuil motorisé (la machine d'extraction). On retrouve ensuite selon le type de mine, le minerai, le lieu, plusieurs modèles et formes de chevalements et également de machines d'extractions.
L'évolution du chevalement est la tour d'extraction, c'est un bâtiment "tout en un" qui reçoit la machine d'extraction directement a son sommet. Le moteur est placé au dessus des molettes.
- Le puits :
- C'est à partir de celui-ci que découle toute l'infrastructure du chevalement, et à la nécessité d'ouvrir une mine. Il est principalement vertical, circulaire ou carré, mais il peut être également incliné (descenderie). Il sert au transport du personnel, du matériel, du minerai mais aussi à l'aérage.
- Le chevalement :
- Il s'élève au dessus du puits, c'est la construction qui est "visible" et donc la plus reconnaissable dans le paysage, à sa base il est constitué de la recette jour. En fonction du type de mine, l'architecture varie :
- Type de construction : Construction métallique, en béton, en pierre ou en bois
- Type de chevalement : Avant carré porteur, en porte à faux, portique...
Il est formé par des poussards qui sont les "jambes" du chevalement, ils sont au nombre de deux ou quatre et soutiennent l'édifice. Autre élément très identifiable, les molettes, ce sont les "poulies" qui sont situés tout en haut du chevalement.
- La machine d'extraction :
- C'est ce qui permet de faire tourner les molettes, et donc de faire monter ou descendre la cage dans le puits, grâce aux câbles. Elle se compose toujours d'un moteur, de son système d'extraction, et de son poste de commande.
- Système d'extraction par tambour (cylindrique ou bicylindroconique) (câbles ronds): le câble s'enroule et se déroule autour d'un tambour. On utilise souvent deux tambours, quand la cage monte, le tambour s'enroule, quand un second tambour se déroule : l'autre cage descend.
- Système d'extraction par bobine (câble plats) : C'est le même principe que le tambour, mais pour un gain de place, le câble s'enroule sur lui même autour d'une bobine.
- Système d'extraction par poulie Koepe (du nom de son inventeur) (câbles ronds, bicâbles, quadricâbles ou plus) : A chaque extrémité du câble se trouvent les cages, le câble forme une boucle et ne fait que coulisser autour d'une poulie. C'est le système le plus moderne, les machines sont moins puissantes car elles n'ont qu'à entraîner le câble dans le puits.
Passons au moteur :
- A force animal : C'est le principe du manège, un cheval tourne autour d'un axe et enroule un câble autour de celui-ci.
- A force humaine : C'est le même principe, le cheval est remplacé par la force d'un homme.
- Hydraulique : L'eau qui s'écoule dans une roue actionne l'axe de roulement.
- Pneumatique : La cage monte ou descend par aspiration ou dépression d'air dans un tube fermé.
- A vapeur : Il reste encore quelques machines de cette époque mais c'est devenu très rare.
- Electrique : Le plus répandu aujourd'hui.
Lavoirs
C'est un bâtiment minier qui sert donc à laver le charbon, c'est à dire à le nettoyer de toutes ses impuretés, parce qu'il n'est pas exploitable dans sa forme brute.
Un lavoir ne fait pas toujours partie d'une mine tout dépend de la taille de celle-ci, sinon il se situe en général tout près du puits d'extraction, parfois même celui-ci est incorporé directement dans le lavoir. A la remontée du fond les wagonnets sont pleins, soit de charbon soit de pierres stériles : on traite l'ensemble au triage, le minerai est redirigé vers le lavoir et les stériles vers un terril.
On distingue plusieurs opérations distinctes :
- La réception
- Le triage
- Le criblage
- Le lavage
- Le séchage
- Le stockage - expédition
Le wagonnet déverse son contenu à l'aide d'un culbuteur, le charbon part grâce à des convoyeurs vers le lavoir où il va subir tout une série d'opérations afin qu'il soit purifier et utilisable.
Tout d'abord il va être criblé en fonction de sa taille, grâce notamment à des tôles perforés d'un certain diamètre, pour séparer : les fines (de 0,5 à 8mm), les grains (de 6 à 150mm par différents paliers) et les schlamms (de 0 à 0,5mm). Tout le reste est concassé et envoyé de nouveau pour être trier.
Les grains sont orientés vers des drew boy et les fines sont plongés dans des bac à pistonnage, le but étant de séparer les lavés, des schistes. Les schlamms sont récupérés par décantation et envoyés, en général, directement vers les centrales thermiques afin d'être brûlés, car trop ils sont fins.
Une fois lavé, le charbon est égoutté, séché avant d'être calibrer. On obtient au final le charbon lavé, les mixtes et les schlamms.
Dans le cas où le lavoir n'est pas à côté, le charbon part en wagons vers un lavoir central ou une autre mine de la même compagnie qui possède un lavoir.
Il est loin le temps où il n'y avait pas toutes ces machines, c'était alors le travail des femmes "les trieuses" ou "hiercheuses" interdites de descente dans la mine, leur travail consistaient a trier les bons morceaux de charbon, tout le travail était effectué à la main.
- Bac à pistonnage :
- - Ou bac à pulsations, c'est un appareil qui sert à laver le minerai, grâce aux mouvements alternatifs de l'eau crée par un piston mécanique ou pneumatique (cela crée des vagues).
- Culbuteur :
- - Ce que l'on appelle culbuteur, retourneur ou encore basculeur, est la machine qui sert à vider/retourner un wagonnet rempli de charbon, par un mouvement de renversement.
- Drew Boy :
- - C'est une machine qui sépare le charbon des résidus grâce à la densité de l'eau. Il comporte une roue pour plonger le charbon vers un compartiment qui est rempli d'eau, compartiment où l'on ajoute une liqueur dense composée de magnétite, pour en augmenter sa densité. Les charbons vont flotter et le reste : schistes et mixtes, vont couler. Dans un nouveau compartiment on augmente de nouveau la densité de l'eau (plus grande) pour séparer les schistes et les mixtes.
- Norias :
- - Machine élévatrice formée de godets fixés sur une bande caoutchouc ou une chaîne sans fin plongeants renversés et remontants pleins.