Les principaux gaz dans une mine de charbon

LES PRINCIPAUX GAZ DANS UNE MINE DE  CHARBON

 DES OISEAUX DANS LA MINE ?  POURQUOI ?

 mineurs et leur canari - Copie [1600x1200]

Le rôle des oiseaux (pigeons,canaris) que les mineurs emmenaient avec eux dans les chantiers fait très souvent l’objet d’explications farfelues se propageant comme une légende, il nous a semblé utile de rétablir la vérité et donc définir quels étaient leur rôle effectif comme auxiliaire des mineurs pendant une longue période avant que la détection des gaz de la mine soit assurée par des dispositifs modernes.
Pour cela il est nécessaire de décrire les gaz qui sont rencontrés dans une mine de charbon et quels ont été et quels sont les moyens pour les mineurs de les détecter, étape indispensable pour s’en protéger.
Nous allons nous limiter aux trois gaz les plus fréquemment rencontrés dans une mine de charbon soit le grisou, le gaz carbonique et l’oxyde de carbone.
D’autres gaz peuvent se trouver dans une mine mais très rarement et lors de circonstances exceptionnelles, par exemple l’hydrogène sulfuré (H2S) ou le dioxyde de soufre (SO2).

Le grisou

Composé pour l’essentiel de méthane, CH4, c’est le gaz le plus connu et le plus redouté des mineurs, il résulte de la décomposition initiale des végétaux ayant constitué le charbon et s’est donc trouvé enfermé dans la couche de charbon dans les microfissures, l’on dit qu’il est adsorbé. Dans la Loire certaines couches contenaient 20 m3 de grisou à la tonne ! Lorsque l’on abat le charbon pour l’extraire une grande partie du grisou va donc être libérée dans l’atmosphère de la mine.
C’est un gaz inodore, incolore et sans saveur, plus léger que l’air (densité 0,55), il se trouve donc dans les parties hautes des chantiers. Il est inflammable et surtout explosif pour des teneurs comprises entre 6 et 16%. Par contre il n’est pas toxique mais peut être asphyxiant à forte teneur car il abaisse la teneur en oxygène de l’air.
Depuis longtemps déjà les mineurs savent le détecter avec la lampe à flamme de sécurité puis pour la période récente  avec des grisoumètres électroniques portatifs ou fixes dans les chantiers avec enregistrement continu au jour et coupure des installations électriques lors des dépassement de teneurs réglementaires (central de télégrisoumétrie).
L’agent chargé de le détecter arrivait dans le chantier avec sa lampe dont la flamme est normale et la déplace dans le chantier en remontant lentement vers les parties hautes, si la flamme ne se déforme pas il n’y a pas de grisou.
Par contre si la flamme s’étire en hauteur il y a présence de grisou à une teneur de plus de 2%, l’agent doit alors retirer sa lampe lentement vers le bas.
S’il n’y a pas eu de manifestation de la flamme l’agent peut effectuer une mesure plus précise, pour cela il diminue la hauteur de la flamme jusqu’à ce qu’il ne reste qu’un point rouge. Il élève alors lentement sa lampe dans les parties hautes du chantier. S’il ne se passe rien au dessus du point rouge il n’y a vraiment pas de grisou dans ce chantier. Au contraire si au bout de quelques secondes une petite auréole bleue apparaît au dessus du point rouge il y a présence de grisou qui peut être évalué à 1% pour une auréole de 5 mm et de 2% pour une auréole de 1cm.
L’agent doit alors retirer sa lampe très lentement vers le bas et la remettre à flamme normale.
En aucun cas les oiseaux ont été utilisés pour détecter le grisou.

Gaz meyer 1                                                                                    Mesure du grisou à la lampe à flamme  

Le gaz carbonique
De formule chimique CO2 est un gaz incolore, inodore et sans saveur (peut être un petit picotement sur la langue), il est parfois contenu dans la couche de charbon comme dans le gisement d’anthracite du Dauphiné ou provient de la décomposition de matériaux dans les vieux travaux. Il n’est pas inflammable ni explosif ni toxique mais peut être asphyxiant car il abaisse la teneur en oxygène de l’air.
Il est plus lourd que l’air avec une densité de 1,53 il se trouve donc dans les parties basses des chantiers.
La lampe s’éteint instantanément si on l’approche de cette zone remplie de gaz carbonique et il n’est pas possible de mesurer ainsi sa teneur.
Pour détecter ce gaz les oiseaux n’ont pas été utilisés.

L’oxyde de carbone
De formule chimique CO c’est un gaz incolore, inodore et sans saveur ayant une densité de 0,97  proche de celle de l’air ce qui facilite sa dilution dans l’atmosphère du chantier.
Il est explosif mais surtout très toxique à faible teneur  ce qui en fait un danger pour les mineurs :

% CO dans l’air                                                         Symptômes
0,01  Pas de symptômes
0,02 Maux de tête, vertiges, nausées, fatigue.
0,04 Maux de tête intenses, danger de mort après 3 heures.
0,08 Maux de tête, vertiges, nausées. Perte de connaissance en 45 min, décès après 2-3 heures.
0,16 Symptômes sévères après 20 min, décès dans l’heure.
0,32 Maux de tête, vertiges, nausées après 5 min, perte de connaissance après 30 min.
0,64 Céphalées et vertiges après 1 à 2 min, perte de connaissance après 10-15 min.
1,28 Perte de connaissance immédiate, décès en 1 à 3 minutes.

 

Il est produit dans la mine par l’oxydation du charbon notamment en cas d’échauffement et de combustion incomplète.
Il peut être aussi produit par le contact de l’eau sur du charbon en combustion, c’est le gaz à l’eau, CO et hydrogène, susceptible de provoquer une explosion lors de l’extinction d’un incendie de charbon au fond.

Dans la mine l’on peut repérer des points suspects où il peut y avoir un dégagement d’oxyde de carbone. En effet à l’arrière d’un chantier abandonné ,éboulé où il reste souvent un peu de charbon et s’il y a une faible circulation d’air il peut se produire une oxydation  du charbon repérée par un léger dégagement de chaleur et par quelques gouttes d’eau provenant de la condensation de la faible vapeur d’eau qui s’en dégage, ce phénomène appelé feu de mine à la différence de l’incendie  pouvant évoluer rapidement justement vers un incendie ou provoquer un coup de grisou.
L’oxyde de carbone est le premier gaz qui marque ce phénomène d’échauffement spontané du charbon et qui permet de suivre l’évolution de ce phénomène souvent hors de portée des mineurs car situé dans les vieux travaux.
Pour le détecter il faut faire un prélèvement d’air dans une bouteille d’eau qui se rempli de gaz en la vidant ou à l’aide d’un poche de plastique remplie de l’air du chantier ou de la galerie avec une poire en caoutchouc. L’analyse est faite au jour au laboratoire.
S’il y a présence de CO il faut prendre rapidement de sérieuses mesures.
Pour pouvoir continuer à travailler près de cet échauffement, il y a quelques années il n’existait pas de moyens pratiques et rapides pour détecter et suivre l’évolution des dégagements de CO dans les chantiers jusqu’à l’introduction de tubes réactifs qui en se teintant donnait la teneur en CO de l’atmosphère.
D’où l’idée de placer dans le chantier une cage avec un oiseau, canari ou pigeon, plus sensible que l’homme mais qu’il fallait surveiller et au moindre malaise de l’oiseau il fallait évacuer le chantier.
C’est seulement dans ce cas qu’un oiseau était utilisé au fond de la mine.
Dans les années 1970 un appareil automatique, très fragile, a été mis au point et installé à l’entrée d’air de la mine loin des chantiers.
Un réseau de pompes et de petits tuyaux conduisait l’air des différents chantiers sur parfois des kilomètres afin d’analyser en permanence la teneur en CO des différents chantiers de la mine. Ces mesures étaient transmises au jour et enregistrées avec déclenchement d’alarmes lorsqu’un seuil fixé était atteint.

Gaz meyer 3                                                                                            Analyseur de CO type UNOR

Ce dispositif a amélioré grandement la sécurité des mineurs.

                                                                                                                                                                                   Jean MEYER