L'EXTRACTION SOUTERRAINE

     Les carrières sont des sites d'exploitations à ciel ouvert ou en cavités souterraines. Lorsqu'elles produisent des pierres de taille utilisées pour la construction et l'ornementation on parle de carrière de roche ornementale.

     Le choix du mode d'exploitation est souvent déterminé par la profondeur du gisement d'où est extrait la pierre de taille. Sa profondeur importante impose l'extraction en galeries souterraines, sont affleurement du terrain, l'extraction à ciel ouvert.
Il existe bien entendu des exceptions lorsque la terre située au-dessus d'une carrière peu profonde est conservée car elle représente une valeur particulière pour son propriétaire. C'est le cas de certaines terres viticoles de Gironde, ou de Charente.

     Aujourd'hui, les carrières à ciel ouvert sont plus fréquentes que les carrières souterraines. La puissance des engins de T.P. permet de décaper aisément la couche de matériaux qui recouvre les bancs de pierre exploitables. Ce mode d'exploitation présente également moins de dangers, notamment vis à vis des risques d'effondrement.

Dispositions    Site Souterrain    Haveuses    Extraction Chambrure    Extraction Sous-pieds



LES PRINCIPALES DISPOSITIONS

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   Les carrières souterraines sont composées de galeries laissant des piliers carrés ou rectangulaires (appelés piliers tournés). La largeur et la hauteur des galeries, comme la section des piliers, font l'objet d'une étude précise qui détermine le "taux de défruitement", c'est à dire le rapport entre les vides extraits et les piliers laissés.
L'étude tient compte de plusieurs critères : la hauteur du gisement exploité, la nature du terrain situé au-dessus, la nature du matériau (dureté, cohésion,...) ou encore la présence d'éventuels défauts apparents. L'analyse de carottages, effectués dans le sol, est généralement indispensable pour définir exactement ces critères.
Une entreprise spécialisée effectue les recherches géologiques et réalise les mesures nécessaires à l'étude. L'ensemble est validé par les organismes d'état et intègre le dossier de demande d'autorisation d'exploitation.

   Depuis l'entrée de carrière, le cheminement dans les galeries doit faire l'objet d'un plan de circulation balisé et éclairé de façon à ce que les employés comme les éventuels visiteurs accompagnés ne puissent pas se perdre dans le dédale des galeries.

   Le parfait renouvellement de l'air dans les galeries et sur les postes d'extraction doit être assuré par un système ayant fait l'objet d'une étude d'aérage. La qualité de l'air est surveillée lors de mesures régulières consignées dans un registre.
Cet aérage peut être réalisé de différentes manières : gaines ventilées amenant de l'air extérieur et/ou bouches d'aération généralement équipées d'extracteur ou de propulseur d'air.

   L'éclairage des galeries sur le parcours de circulation est nécessaire. Pour prévenir toute panne d'éclairage, les employés comme les visiteurs doivent être équipés d'une torche lumineuse de secours, tenue à la main ou fixée sur le casque.
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   Des failles naturelles peuvent se présenter lors de l'extraction. L'exploitant prend alors soin d'adapter son extraction de façon à ce que les piliers viennent en soutien de part et d'autre d'une faille.

   En cas de fracture importante, l'installation de "boulons d'ancrage" est indispensable. Des forations régulières sont pratiquées tout le long de la faille et ces tiges sont chevillés (dessin) ou scellés chimiquement. Ils soutiennent le plafond en empêchant son décollement.

   Pour stopper ou éviter la chute de petits éléments fracturés, une plaque ajourée couvrant la faille peut être mise en place.


LE SITE SOUTERRAIN

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   Dans les galeries, on circule sur le "carreau" pour accéder aux chantiers d'extraction. La masse à extraire du "front de taille" donne une "chambrure" (ou chambre). Le plafond de la galerie est plus communément appelé "ciel".

   Le banc de pierre peut être exploité successivement sur un ou plusieurs niveaux : la "chambrure", puis le ou les "sous-pieds". Les raisons peuvent être diverses : limites du matériel d'extraction, préférence donnée à un banc de pierre plutôt qu'à un autre, retour sur une zone abandonnée faisant l'objet d'une extension d'exploitation, etc.

   Le fait de modifier la hauteur d'extraction modifie le taux de défruitement (rapport vides/piliers). Il est donc souvent nécessaire d'augmenter la section des piliers en sous-pieds.    La circulation entre les différents niveaux d'extraction se fait par des rampes suffisamment douces pour les engins ou par des échelles réservées aux piétons. Les brusques dénivelés sont obturés par des barrières et signalés.


LES HAVEUSES


Plusieurs types de haveuses peuvent être utilisées pour le sciage en chambrure
 
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   Les haveuses rouilleuses sont des machines équipées d'un bras porte-chaîne dont la longueur peut varier de 1,30 à plus de 3 mètres. Des outils (dents) sont fixés sur la chaîne rotative: au carbure de tungstène, pour les pierres tendres à fermes, au diamant synthétique pour les pierres dures et le marbre.
Les têtes sont rotatives de façon à pouvoir effectuer aussi bien les sciages horizontaux (havage) que les sciages verticaux (rouillage).

   L'emplacement des sciages est défini par l'exploitant. Ils peuvent dépendre de plusieurs critères : dimensions marchandes des blocs ou conditions d'exploitation (présence de deux bancs de pierre différents, délit naturel, veinages ou nuances différentes sur la hauteur du banc, etc.).
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   Quel que soit le type de haveuse utilisé le principe est toujours le même : le bras se déplace sur 2 axes afin d'aller chercher l'angle profond des blocs (voir animation ci-contre).

   La haveuse est solidement stabilisée au sol par des vérins ou ancrée entre le carreau et le ciel de carrière par des colonnes.

   L'utilisation de chaînes de coupe est un moyen d'extraction performant mais le type de machine et de chaîne doit être adapté au travail à réaliser et tient compte de plusieurs critères :
* La dureté de la pierre
* Son coefficient d'abrasion
* La profondeur de la coupe (futur bloc marchand)
* Le rendement de production souhaité


EXTRACTION DE LA CHAMBRURE

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   Lorsque les sciages sont terminés, les traits sont parfaitement nettoyés, des rouleaux sont glissés sous les blocs et des coins enfoncés à la masse afin de stabiliser l'ensemble.
Pour désolidariser les blocs de la masse on utilise le plus fréquemment des coussins gonflés à l'air comprimé. Il existe également des "poêles" métalliques dans lesquelles on injecte de l'eau à l'aide d'une pompe manuelle afin de les gonfler.

   Dans tous les cas ces coussins ou poêles sont glissés dans le trait de sciage, sous le bloc et, gonflés, ils provoquent la cassure de la face arrière du bloc.

   Il existe des haveuses étudiées pour effectuer la coupe arrière des blocs. Dans ce cas un rang de bloc doit être "arraché" à la masse selon la méthode décrite plus haut pour qu'ensuite cette haveuse viennent se glisser latéralement dans cette cavité afin d'effectuer la coupe arrière.

   Une fois que les blocs sont libérés et qu'ils reposent sur des rouleaux, un à un, ils sont sortis aux élingues ou grâce aux fourches d'un chariot élévateur.


EXTRACTION DU SOUS-PIEDS


 
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   L'opération débute par le quadrillage à la haveuse du carreau selon un tracé défini par l'exploitant et correspondant à la longueur et la largeur des blocs marchands.

   La coupe basse des blocs est effectuée par arasement avec une haveuse dont le bras porte-chaîne à été positionné horizontalement. Le carrier prend soin de ne pas couper le bloc sur toute sa profondeur, sinon celui-ci viendrait coincer la chaîne à la fin de la coupe. Pour éviter cela, il laisse une bande solidaire à l'arrière du bloc (hachurée sur le dessin). En aide au maintien de la masse le carrier enfonce des coins dans le trait de coupe au fur et à mesure de l'avancée de la haveuse. Les blocs restent ainsi en équilibre jusqu'à la fin du sciage.

   Les blocs en sous-pieds sciés sur toutes leurs faces sont ensuite basculés au treuil sur un matelas de gravats qui amorti leur chute et sont sortis grâce à un engin. 


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