Travaux et ouvrages miniers

En ce qui concerne les travaux souterrains, il convient de bien distinguer :

  • les ouvrages d'accès et de communication (reliant la surface à un point en profondeur ou deux points souterrains entre eux); il s'agit des puits et galeries ;
  • les chantiers d'exploitation (ouvrages temporaires et évolutifs, où on extrait les substances utiles).

Les puits et issues de mines

Les puits sont des conduits verticaux ou subverticaux mettant les travaux souterrains de la mine en relation avec la surface (synonymes : bure, fosse, cayat, tuyau).

Certains puits de petites dimensions (touret) étaient greffés sur un puits plus important, pour servir à l'aérage (cheminée décalée, foyère activant le tirage ou jonction avec un ventilateur mécanique) ou à la translation du personnel (puits aux échelles).

Un même puits peut parfois être divisé par des cloisons en maçonnerie (partibures) en deux ou trois "sous-puits" à usage particulier. Il s'agit alors souvent de puits rectangulaires fort allongés. On les retrouve surtout en région liégeoise.

Tous les puits ne sont pas des conduits verticaux ou d'une seule section :

  • un puits peut avoir des sections différentes par tronçons : ovale en surface, circulaire à partir d'une certaine profondeur, puis encore plus bas, circulaire avec un plus grand diamètre ;
  • on trouve parfois des puits inclinés ménagés dans une veine ou les remblais d'une veine (puits de retour d'air à Liège et dans le Pays de Herve) ;
  • dans le Couchant de Mons, il est fréquent que les puits de retour d'air ou aux échelles soient constitués de sections décalées les une par rapport aux autres et jointes par de courtes galeries ou des chambres (puits à marteaux), chacune des sections s'appelle un touret (1er touret, 2ème touret, …).

Le puits de retour d'air est fréquemment raccordé, via une galerie et un touret à une cheminée destinée à créer le tirage par différence de niveau avec le puits d'entrée d'air (en général le puits d'extraction) ou, plus tard, via une courte galerie profilée, à un ventilateur mécanique (galerie de ventilateur). L'orifice du puits de retour d'air était alors couvert d'un plancher ou d'une voûte maçonnée pour forcer l'air vers la cheminée ou le ventilateur. Dans certains cas, un plancher à trappes permettait d'utiliser ce puits pour l'extraction ou le service.

Puits de retour d'air et touret d'aérage
Puits de retour d'air, galerie de ventilateur et ventilateur mécanique)

Il existe également des puits reliant deux parties souterraines de la mine, sans venir au jour (burquin, bouxhtay), ainsi que des puits creusés et abandonnés avant d'avoir servi à des travaux souterrains (avaleresse).

Burquin entre deux niveaux dans une mine métallique

Par "issue", ont entend tout ouvrage mettant les travaux souterrains en relation avec la surface, qu'il s'agisse de puits ou de galeries horizontales (galerie, xhorre, areine, seuwe, conduit) ou inclinées (descenderie).

Plus de 12.000 puits et issues de mines ont déjà été recensés en Wallonie, pour la période 1780–1984. Si on considère la période écoulée depuis la fin du 12ème siècle, leur nombre est largement supérieur à 30.000. Pour le seul Couchant de Mons, on connaît plus de 1.100 puits postérieurs à 1780 et G. Descamp en relevait autant dans les archives pour les sept siècles précédents.

Ces puits servaient à l'extraction, à la translation du personnel, à l'exhaure, à l'aérage... Parfois, un puits unique remplissait toutes les fonctions, alors que certains sièges pouvaient compter plusieurs puits à usage distinct.

Coupe d'un siège avec puits d'extraction, puits d'aérage (avec touret) et touret aux échelles

Dans les mines de fer ou métalliques, on trouve souvent des paires de puits très rapprochés les unes des autres, se succédant à quelques mètres d'intervalle.

Partie de l'exploitation de minerais de fer de Boninne

Les exploitations anciennes ne doivent pas être considérées automatiquement comme "artisanales" et sous-estimées en importance : jusque vers 1880, le choix de concentrer l'exploitation sur quelques grands sièges ou de la répartir sur de nombreux ouvrages plus modestes, était principalement motivé par les conditions de gisement et les investissements à consentir. La possibilité d'exploiter des qualités différentes de charbon ou de minerai en divers points de la concession importait également.

Dès l'origine – et contrairement à ce que laisse penser ce qui est souvent écrit – il apparaît que l'exploitation par puits est la règle. Les exploitations à flanc de colline restent marginales, y compris à Liège : en effet, un exploitant avait vite quitté sa parcelle à flanc de coteau pour buter sur la parcelle d'à côté où il n'avait pas de droit d'exploitation. Par ailleurs, un exploitant situé dans une parcelle au-dessus de l'affleurement de la veine ne pouvait y accéder que par puits.

Le creusement de puits est le moyen le plus direct et le plus économique d'accéder à un gisement non altéré par les eaux d'infiltrations en surface et sans avoir à évacuer de volumes importants de stériles, à une époque où la brouette remplaçait le camion. L'opération est très simple techniquement.

Dès le néolithique, on le voit partout dans le monde, le creusement de puits est la règle. Il est techniquement très simple à de faibles profondeurs : les agriculteurs de Hesbaye en ont creusé des milliers, avec des chambres-galeries d'exploitation, pour en tirer de la marne pour leurs terres. Ces marnières par puits sont attestées dans le nord de la Gaule depuis la conquête romaine.

Les recherches de G. Descamp attestent de l'exploitation ancienne par puits dans le Couchant de Mons. Les règlements de 1248 et 1251 limitent déjà le nombre de puits en activité sur chaque seigneurie.

Ainsi, les premiers charbonnages modernes, vers 1850, côtoyaient des dizaines de fosses actionnées par des machines à chevaux (baritels ou machines à molettes) et des centaines d'autres équipées de simples treuils (fosses à bras), faisant, eux aussi, partie de grands ensembles à caractère industriel.

L'exploitation par fosses à bras est restée la règle pour les mines de fer jusque vers 1890. Sur de nombreuses concessions de mines de houille, de Tamines à Engis, elles sont restées courantes jusque vers 1870.

Il est à noter que ces puits anciens s'ouvrent au milieu ou au pied d'un terrisse (ou terry, terrie, qui donnera "terril" à la fin du 19ème siècle), constitué des pierres de fonçage du puits et du peu de pierres du fond inutilisées dans les remblais de taille. Les petits monticules de fosses à bras sont souvent bien conservés en milieu forestier, avec l'entonnoir de tassement à l'aplomb du puits. Les terrisses-plateaux, beaucoup plus vastes, qui supportaient les baritels sont plus rares.

Fosse à bras sur terrisse (extrait de plan)
Fosse à baritel sur terrisse (extrait de plan)
Terrisse avec entonnoir (Andenne, Bois de Heer)
Terril ( ???)

La profondeur des puits varie de quelques mètres à plus de 1.450 mètres. Elle était liée au gisement et aux moyens techniques : les puits atteignaient déjà 200 m de profondeur dans le Borinage au milieu du 17ème siècle (usage de baritels depuis le 16ème siècle), mais rarement plus de 50 m, 150 ans plus tard, entre Tamines et Huy/Engis.

Les puits présentent des sections variables : circulaires, mais plus souvent rectangulaires à angles arrondis, ou ovales. L'importance de la section varie surtout selon le type d'exploitation : de 1,5 m² à 30 m² (moyenne : 3 à 5 m²) pour la houille, de 1 m² à 5 m² (mais jusqu'à plus de 50 m² parfois) pour les mines métalliques. Dans le fer oligiste, entre Les Isnes et Huy, les sections sont assez importantes (9 à 30 m²), alors que dans les gisements de fer oxydé, elle est de moins de 1 m², pour des profondeurs atteignant parfois 50 à 100 m !

Diverses sections de puits d'après des documents d'archives

Ils étaient fréquemment laissés à parois nues dans les roches cohérentes. Dans les terrains meubles, ils étaient boisés ou revêtus de maçonnerie. Très souvent, les puits de faible section n'étaient revêtus que de paille ou de fascines plaquées contre la roche par des anneaux de bois élastiques (aires). Au passage des niveaux aquifères, on réalisait un revêtement solide et étanche (cuvelage), destiné à retenir les eaux sous pression hydrostatique.

Cuvelage

Hormis les plus récents et les plus importants, les puits étaient rarement conçus pour durer et nécessitaient un entretien quasi quotidien. Dès leur abandon, ils n'ont cessé de se dégrader rapidement (un boisage pourrit totalement en moins de quelques années). Les règlements, que ce soit sous l'Ancien Régime ou après, imposaient généralement de les remblayer et d'aplanir les terrils aux abords.

Voies de communication (galeries)

Les galeries d'exploitation

En général, les ouvrages d'accès et de communication (galeries) n'étaient établis que pour le court ou le moyen terme, de quelques mois à quelques années. Seules les galeries d'exhaure étaient construites et maintenues pour durer longtemps.

Il s'agissait d'ouvrages de faible section, de 1 m² à 10 m², en roche nue, parfois garnis d'aires, d'un soutènement en bois, métallique, en maçonnerie ou, plus récemment, en claveaux de béton. Jusque vers 1840, les galeries n'avaient que 1 à 2 m² de section en moyenne.

Au niveau des chantiers d'exploitation, les voies de communication, ou à usage technique, n'étaient établies qu'à très court ou court terme, pour le temps d'activité du chantier (quelques jours à quelques semaines). Ce sont des ouvrages de faible section (1 à 3 m²), abandonnés au fur et à mesure de l'avancement des fronts de taille.

Les galeries de liaison modernes, établies à très faible profondeur (10 à 40 m) entre sièges de charbonnage, présentent des sections très importantes (5 à 10 m²) et un revêtement plus ou moins solide (revêtement métallique vieillissant mal ou claveaux de béton, plus durables).

En général, quel que soit le revêtement (sauf le béton et certaines maçonneries), ces ouvrages sont aujourd'hui effondrés, voire complètement écrasés par la pression des terrains (ce qui sera toujours le cas dès les premières centaines de mètres de profondeur), les soutènements se détériorant très rapidement dès lors où ils ne sont plus entretenus.

Les galeries d'exhaure

Ces galeries sont aussi connues sous le nom de "galeries d'écoulement" ou, plus localement comme :

  • conduits dans les bassins du Couchant et du Centre ;
  • sewes ou seuwes dans celui de Charleroi ;
  • areines, araines ou arènes depuis la Basse-Sambre jusqu'à Liège ;
  • xhorres (prononcer "hôrre", avec un "h" fortement aspiré) dans le Pays de Liège.

Presque horizontales, souvent anciennes, elles avaient pour fonction d'évacuer, par gravité, les eaux des travaux supérieurs vers des points bas, des cours d'eau, des cavités karstiques ou au sein de formations géologiques fissurées, karstifiées ou drainantes, voire d'anciens travaux miniers.

Ces galeries d'exhaure, de faible section (1 m² à 2 m² en moyenne), étaient construites pour durer. Elles sont généralement maçonnées dans les sections les plus fragiles. Elles nécessitaient cependant un entretien régulier. En l'absence de soins, elles se comblent progressivement de boues et sont victimes d'éboulements localisés.

Les eaux s'écoulaient sur le sol de la galerie ou, le plus souvent, dans une rigole située sur le coté, parfois, comme pour les conduits de Bois-du-Luc ou du Borinage, dans des tuyaux constitués de troncs de chêne évidés, ou plus tard par des conduites en fonte. La pente de ces galeries était de l'ordre de 2 mm/m.

Ces galeries étaient jalonnées de nombreux puits, assez régulièrement espacés, qui servaient à fixer la direction de la galerie et à évacuer les déblais lors du creusement, puis à l'aérage et à l'entretien de la galerie. Il s'agit en général de puits de faible section (1 m² environ), maçonnés, débouchant sur le côté de la galerie. Ils sont souvent recouverts d'une voûte en maçonnerie, qu'on démontait en cas de besoin, pour les reconstruire ensuite. Ces puits ne sont pas remblayés, car il ne faut pas que les remblais puissent empêcher l'écoulement des eaux.

Les conduits de Bois-du-Luc et leurs puits de visite.

A Liège, les areines bénéficiaient d'un statut spécial. On les distinguait en deux catégories :

  • les areines franches, qui alimentaient en eaux les fontaines de la cité, par un système de canalisation (maxhais ou canaux voûtés, puis maîtresses buses de plomb et enfin xhansions, tuyaux de plomb d'un quart de pouces distribuant aux habitations); les areines franches, nécessaires pour apporter l'eau en ville, ne pouvaient être rabattues dans des areines plus profondes sous peine de mort, et ceci que l'areine soit encore utile ou utilisées par les mines.
  • les areines bâtardes, dont les eaux se perdaient dans la Meuse ou dans les ruisseaux qui y affluaient.

On comptait quatre areines franches ( ref ) :

  1. l'Areine de la Cité - Appartenant à une famille bourgeoise, elle alimentait les fontaines publiques et privées des rues Mont-Saint-Martin, Haute-Sauvenière, Pont-d'Ïle, Vinâv-d'ïle et des rues avoisinantes. Ses eaux ont été rabattues, sans autorisation, en 1779 dans l'Areine Messire Louis Douffet, ce qui provoqua de sérieux problèmes d'approvisionnement de la ville en eau potable ;
  2. l'Areine de Richonfontaine - Appartenant à une famille bourgeoise, elle alimentait les fontaines des rues Hors-Château, Féronstrée, Saint-Léonard, la Batte et les alentours ;
  3. l'Areine Messire Louis Douffet - Appartenant à une famille bourgeoise, elle alimentait les fontaines des rues Sainte-Claire, Fond-Saint-Servais, Derrière-le-Palais, la Place Verte et les rues latérales ;
  4. l'Areine du Val Saint-Lambert - Appartenant à l'Abbaye du Val Saint-Lambert, elle alimentait les fontaines de Sainte-Marguerite, celles du bas de la cité et le Grand Marché. Ses eaux ont été rabattues, avec autorisation, en 1697 dans celle de la Cité, qui a dû aussi suppléer à l'alimentation des quartiers précités.

On peut aussi les distinguer, depuis le régime minier de 1810, en deux autres catégories :

  • les areines appartenant à des personnes privées ou des institutions; il s'agit souvent d'areines anciennes pour l'usage desquelles les concessionnaires continuaient à payer le cens d'areine ;
  • les areines creusées ou rachetées à leurs propriétaires privés par les concessionnaires et qui font désormais partie des ouvrages miniers de la concession.

En dehors de Liège, les areines appartiennent presque exclusivement aux exploitants et concessionnaires dès l'Ancien Régime.

Les galeries de liaison entre sièges

Les galeries de liaison modernes, établies à très faible profondeur (10 à 40 m) entre sièges de charbonnage, présentent des sections très importantes (5 à 10 m²) et un revêtement plus ou moins solide (revêtement métallique vieillissant mal ou claveaux de béton, plus durables). Tous ces ouvrages datent de la fin du 19ème siècle et du 20ème siècle. Certains d'entre eux ont servi d'abris anti-aériens durant la dernière guerre.

Les chantiers d'exploitation

Les chantiers d'exploitation (ou tailles) sont ouverts dans la masse même de la substance à exploiter (couche, filon ou amas). Ce sont ces chantiers qui rapportent alors que le tracé des galeries, souvent en roche stérile, coûte à l'exploitant.

Dans la majorité des cas, on remblayait les vides laissés par l'enlèvement de la houille ou des minerais au moyen de pierres brutes ou préparées, provenant du creusement des voies, ou plus récemment, en laissant le toit s'effondrer de manière contrôlée en arrière de la taille.

Dans les chantiers, il n'existait donc qu'un espace vide temporaire, en déplacement continuel, juste nécessaire aux ouvriers et aux machines. Cet espace était situé entre la roche à extraire encore en place (front de taille) et les remblais constitués en arrière, dans l'espace précédemment exploité. Cet espace vide progressait donc sans cesse au cours du temps, jusqu'à arriver à l'extrémité du panneau à exploiter.

L'expérience, la lecture des rapports anciens ainsi que les données historiques montrent que, presque partout, les gisements, qu'ils soient de houille ou autres, ont souvent été totalement exploités jusqu'en surface par les anciens.

Les critères économiques actuels ne doivent pas être utilisés pour présumer de l'exploitabilité d'un gisement par les anciens : en 1860-70, il était encore normal d'exploiter des couches de terre-houille (charbon terreux) de 20 à 30 cm d'épaisseur, ou même d'y reprendre des massif de charbon laissés dans des travaux plus anciens. Il ne faut jamais oublier que l'exploitation minière a été très active en Wallonie depuis le 13ème siècle au moins et que les difficultés de transport, jusqu'au 19ème siècle, ont rendu intéressante et rentable l'exploitation des ressources locales, même de qualité inférieure.

Chantiers en mines de houille

En Wallonie, les couches de houille (ou veines), à quelques exceptions près, ont moins d'un mètre d'épaisseur en moyenne. Elles peuvent se présenter sous des inclinaisons très variables, entre plateure (0° à 45°) et dressant (45° à 90°). Leur allure varie d'ailleurs dans l'espace et est compliquée par des failles et des déformations tectoniques parfois intenses, dues aux mouvements de la croûte terrestre, et responsable notamment chez nous de la formation d'une chaîne de montagne dont les Ardennes sont les restes érodés.

Feuille papier ondulée

Le nombre de couches de houille reconnues passe de 120 à l'ouest de Mons à zéro un peu à l'ouest d'Andenne. Elles réapparaissent, quelques kilomètres plus loin à l'est, pour finir par en compter 80 sous Liège. Les couches de houille sont séparées par des couches plus ou moins épaisses de stériles schisto-gréseux, ou stampes (le rapport épaisseur de charbon/épaisseur de stériles est de xxx ). La majorité des veines de houille s'étendent sur des superficies très importantes (jusqu'à plusieurs dizaines de km²).

On exploitait ces couches au moyen de différentes techniques, selon les allures. Le principe général consistait toujours à juxtaposer plusieurs chantiers, disposés en ligne droite ou en gradins, ouverts dans l'épaisseur de la couche de charbon. On enlevait la houille avec un minimum de pierres du toit et/ou du mur. C'était souvent nécessaire pour que les ouvriers puissent se mouvoir dans un espace suffisant entre toit et mur (quelques dizaines de centimètres). On remblayait les vides en arrière la tranche déhouillée selon des méthodes adaptées au pendage de la couche; au 20ème siècle, on laissait le toit s'effondrer de manière contrôlée en arrière des chantiers, comblant ainsi le vide. Anciennement, on laissait des massifs de houille en place pour assurer la stabilité des tailles, alors peu profondes. Ces massifs ont souvent été repris à une période plus récente.

Chantiers en mines métalliques

Dans les mines métalliques, les gîtes se présentent souvent sous forme de filons sub-verticaux, d'une longueur de quelques dizaines de mètres à plus de deux kilomètres et d'une épaisseur variant de quelques centimètres à plusieurs mètres, ou en amas plurimétriques ou pluridécamétriques. On exploitait par tranches horizontales superposées, chaque tranche exploitée étant remblayée plus ou moins totalement avant la reprise de la suivante, au-dessus ou en dessous, selon la méthode utilisée.

Chantiers en mines de fer ou métalliques en couches minces

Dans les mines (et exploitations libres ou minières) de fer en couches (couches d'oligiste oolithique du Famennien, entre Les Isnes et Huy, et du Couvinien, entre Couvin et Seloignes), l'exploitation était semblable à celle des veines de houille en plateure. Comme ces couches n'étaient qu'au nombre d'une ou deux (alors très proches), avec une épaisseur de quelques décimètres à moins de deux mètres, leur exploitation, entre 20 et 200 m de profondeur, n'a pas entraîné de dommages perceptibles en surface. Il en était de même dans les mines de manganèse de la vallée de la Lienne.

Chantiers en mines de fer en couches épaisses

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