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Bourse minéraux Sainte Marie aux Mines 2022, avec fossiles et gemmes.
Bourse minéraux et fossiles de Sainte Marie aux Mines (Alsace) - 23>26 juin 2022

Question d'une curieuse


lilou
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bonjour à tous,

j'ai une grande question existentielle et j'espère que quelqu'un dans ce forum pourra y répondre car ça m'interesse!

alors ne riez pas: je fais souvent des feux de camps, je fais donc un rond avec des pierres pour le cloisonner. or, la semaine dernière à ma grande surprise la majorité des pierres que j'avais utilisées ont eclaté. c'était d'ailleurs sacrement dangereux puisque je me suis pris un éclat entre les deux yeux (ne riez toujours pas).

ma grande question existentielle est donc celle-ci: quelle température moyenne une pierre supporte-t-elle? cela varie-t-il tant que ça d'une pierre à une autre? y en a t-il certaines à éviter quand on fait un feu de camp (genre celles-ci)? est-ce que l'humidité ambiante joue un rôle?

(ça fait plus d'une question en fait)

bref, tout ce que vous pourrez m'apprendre sur le sujet m'intéressera ;-)

merci par avance

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salut

je pense que çà vient de la différence de température essentiellement...çà s'appelle le thermoclastisme: les processus de dilatation ou contraction thermique entraînent l'éclatement de la roche. En tous cas moi j'ai fais la même expérience il y a quelques semaines en mettant une assiette froide (sortant du réfrigérateur) dans un four chaud et... elle a éclatée en projetant des morceaux sur ma pizza...

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Ce sont des constatations que l'on apprend lors de cours de chimie...en mettant du sucre fondu sous un robinet... :bienvenueforum: j'étais jeune.

Mais en voyant cela on sait que la différence de température doit se faire rapidement avec des températures tout de même élevées, le choc doit etre brusque.

N'existe-t-il pas une technique pour faire éclater la roche par différence de température ? Je pense à des techniques préhistoriques.

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L'abattage par le feu est une technique traditionnelle d'exploitation minière : on allume un bucher dans une galerie de mine, on chauffe la roche un maximun, puis on projette de l'eau froide (en gros)...

La différence brusque de température fait éclater la roche...

Cela arrive aussi si celle-ci contient du gaz emprisonner, celui-ci se dilatte avec la chaleur et fait éclater la roche...

Je me souviens d'un quartz à bulles qui à un jour explosé dans une de mes vitrines...

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Guest re_de_ka
L'abattage par le feu est une technique traditionnelle d'exploitation minière : on allume un bucher dans une galerie de mine, on chauffe la roche un maximun, puis on projette de l'eau froide (en gros)...

cette technique, selon tite-live, aurait été employée par hannibal pour se défaire d'un éboulement rocheux lors de sa traversée des alpes... sauf que le bougre avait été encore plus malin puisque, s'agissant de roche calcaire, il avait refroidi le feu avec du vinaigre :grand sourire:

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Guest JoeldeParis

Je ne peux croire le premier mot de l'"étonnement" en mine souterraine.

Pour un tas de raisons :

-- quantité de chaleur necessaire pour chauffer la paroi ;

-- ventilation pour le feu ;

-- manque d'oxygène et fumées pour le mineur qui apporte le bois ou jette l'eau froide... laquelle éteint le feu ;

-- absence quasi-totale de suie sur les parois (ponctuellement pour des éclairages) ;

-- risque d'incendie des boisages ;

-- déforestation ajoutée à celle de la minéralurgie et séchage des bois ;

-- aucune citation (à ma connaissance) dans les auteurs anciens fiables.

Par contre la chose a pu être pratiquée en mine à ciel ouvert.

Je n'ai aucune peine à imaginer des silex éclatant autour d'un feu de camp puisque la chaleur des doigts suffit à créer des micro-fractures dans les cristaux de soufre, très mauvais conducteur de la chaleur et possédant un fort coefficient de dilatation thermique.

Si je trouve le texte de Tite Live, j'en ferai ici une traduction.

JB

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Guest JoeldeParis

...struem ingentem lignorum faciunt eamque, cum et vis venti apta faciendo igni coorta esset, succendunt ardentiaque saxa infuso aceto putrefaciunt. Ita torridam incendio rupem ferro pandunt.

[les carthaginois] font un immense tas de bois qu'ils allument et, ce faisant la force du vent est favorable, elle [la roche] est éclatée par le feu et ils dissolvent la roche brûlante par du vinaigre répandu. Ils ouvrent par le fer le bloc ainsi calciné par la chaleur extrême.

Titus Livius ; Ab Urbe condita (Depuis le fondation de Rome); Livre XXI chapitre XXXVII

En fait il s'agissait d'un bloc qui barrait le chemin et qui a bloqué Annibal et ses troupes dans la neige pendant 4 jours. Notez que c'est le bloc qui est chaud (ardentia saxa), pas le vinaigre (acetum), et qu'il est achevé à la masse ou au burin.

Ledit bloc devait être mahousse (ou coincé) puisqu'on n'a pas tenté d'utliser les éléphants pour le tirer. Ceux qui ont dissout du calcaire cénomanien à l'acide chlorhydrique pour en sortir les marcassites peuvent imaginer la quantité délirante de vinaigre nécessaire. De plus le verbe putrefacio n'a que rarement le sens de dissoudre ou ramollir, plutôt celui de pourrir ou corrompre, je pense donc qu'on est ici en présence d'un cas typique d'étonnement... au vinaigre.

Se rappeler que chaque soldat (romain, carthaginois aussi ? ) était muni d'une gourde contenant de l'eau légèrement vinaigrée. Hors la neige fondue, était-ce le seul liquide disponible ?

JB

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Je ne peux croire le premier mot de l'"étonnement" en mine souterraine.

Ben si... Très très classique...

L'analyse des restes carbonés et leur datation au carbone 14 est d'ailleurs la meilleur possibilité de datation des anciennes mines, avec les traces carbonées issues de la combustion des lampes de mine et celle par dendrochronologie des boisages...

:grand sourire:

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Guest JoeldeParis
Ben si... Très très classique...

L'analyse des restes carbonés et leur datation au carbone 14 est d'ailleurs la meilleur possibilité de datation des anciennes mines, avec les traces carbonées issues de la combustion des lampes de mine et celle par dendrochronologie des boisages...

Théphraste, tu te contredis : tu te référes pour les datations au 14C "à la combustion des lampes de mines". Pas aux suies issues de l'étonnement dont je persiste à dire qu'en mine souterraine c'est pure légende.

JB

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Euh, il y a une abondante littérature sur l'étonnement par le feu en milieu souterrain... Et des illustrations dans des ouvrages 16, 17 et 18ème... Pratiqué encore en Oisans fin 19 ème !

Etc.

Les datations se font par les traces de combustion des abattages, je citais deux autres techniques ensuite pour dater des galeries de mines...

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Guest JoeldeParis
Euh, il y a une abondante littérature sur l'étonnement par le feu en milieu souterrain... Et des illustrations dans des ouvrages 16, 17 et 18ème... Pratiqué encore en Oisans fin 19 ème !

Des noms, des références... pas de simples opinions.

JB

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Guest JoeldeParis
J'allais te dire la même chose !

La littérature est abondante, l'Agricola, toutes les publications de Marie-Christine Bailly-Maître, de Pierre Fluck, allez vite fait, Guettard et Geymard pour l'Oisans, Etc.

Enfin, rien de que très classique :sourire: ...

Au livre V du De re metallica on peut lire On abat la roche du toit et plus rarement celle du mur. Quand celle-ci resiste au fer, le toit ne peut être non plus brisé, sauf s'il est possible d'utiliser le feu. Page 83 de la traduction d'A.France-Lanord.

Agricola dit bien sauf s'il est possible ce qui montre bien que ce ne l'était que rarement voire pas du tout.

Je n'ai pas le texte latin mais quel est le terme qu'a traduit M. France-Lanord par "feu" ? A-t-on le droit de le traduire par "poudre" ?

Quand aux autres auteurs dont malheureusement je ne possède pas les ouvrages, je suis intéressé par la citation exacte.

JB

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Guest casimir
bonjour à tous,

j'ai une grande question existentielle et j'espère que quelqu'un dans ce forum pourra y répondre car ça m'interesse!

alors ne riez pas: je fais souvent des feux de camps, je fais donc un rond avec des pierres pour le cloisonner. or, la semaine dernière à ma grande surprise la majorité des pierres que j'avais utilisées ont eclaté. c'était d'ailleurs sacrement dangereux puisque je me suis pris un éclat entre les deux yeux (ne riez toujours pas).

ma grande question existentielle est donc celle-ci: quelle température moyenne une pierre supporte-t-elle? cela varie-t-il tant que ça d'une pierre à une autre? y en a t-il certaines à éviter quand on fait un feu de camp (genre celles-ci)? est-ce que l'humidité ambiante joue un rôle?

(ça fait plus d'une question en fait)

bref, tout ce que vous pourrez m'apprendre sur le sujet m'intéressera ;-)

merci par avance

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salut salut :coucou!: ,

merci pour vos explications très interessantes concernant le thermoclastisme et les méthodes d'abattage par le feu; néanmoins quelque chose m'échappe encore: dans mon cas, il ne s'agit pas d'un choc thermique puisque les roches ont chauffées au fur et à mesure avec la formation des braises. mais en réflechissant il y a eu quelques gouttes de pluie par intermittence. cela aurait-il suffit à créer un brusque changement de température et provoquer l'éclatement?

néanmoins si tel était le cas pourquoi ces roches là ont éclaté alors que d'autres dans les même conditions non.

parce qu'elles contenaient des cristaux de souffre?

sinon, pourquoi le vinaigre est-il plus adapté que l'eau lorsqu'il s'agit d'une roche calcaire?

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Un coté des pierres de ton feux a été chauffé plus que les autres, la dilatation de la roche n'est pas homogène, "boum!"... Et les minéraux qui constituent de la roche ne se dilatent pas à la chaleur de la même manière, là aussi cause de "boum!"... En gros vite fait...

Le vinaigre à priori n'a pas d'action particulière pour provoquer un choc thermique, la température du liquide utilisé oui, plus la roche est chaude, plus le liquide projeté est froid, plus le "choc" thermique est important...

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Guest JoeldeParis

Comme le dit justement Théophraste, tout est dans le choc thermique. Celui-ci aura d'autant plus d'effet que le coefficient de dilatation thermique sera élevé, la conductivité thermique faible et la rigidité élevée.

Sous l'effet de la chaleur, le matériau se dilate (en général car il y a des exceptions, exemple l'eau entre 0 et 4 degrés) et cette dilatation est d'autant plus homogène que la chaleur se propage rapidement. Entre une zone chaude et une zone froide il se crée localement des contraintes mécaniques amenant la casse rupture si la limite élastique de rupture est dépassée atteinte : le café chaud versé dans le verre froid se retrouve sur la table.

Un matériau rigide est en général cassant or le silex est très rigide, ça "s'entend". Taper sur un silex donne un bruit aigu très caractéristique, la célérité du son y est donc élevée ce qui traduit un module de Young très élévé donc un matériau très rigide.

Je ne sais rien du coefficient de dilatation ni de la conductivité thermique du silex.

JB

Sous l'effet de la chaleur, les corps se dilatent. La meilleure preuve : l'été, les jours rallongent.

Edité : la casse intervient à la limite de rupture et non celle d'élasticité.

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Entre une zone chaude et une zone froide il se crée localement des contraintes mécaniques amenant la casse rupture si la limite élastique de rupture est dépassée atteinte

La rupture s'effectue lorsqu'un certain seuil de contrainte atteint est dépassé: en gros , en chauffant, les contraines s'accumulent jusqu'à un certain point: le seuil; si on arrête de chauffer les contraintes diminuent petit à petit et on revient à un état initial stable; par contre si on continue de chauffer on dépasse ce seuil et on a alors rupture. Dans ce cas si on décide d'arrêter de chauffer après le passage du seuil, on ne pourra jamais revenir à l'état initial.

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  • 1 month later...
  • 1 month later...
Je ne peux croire le premier mot de l'"étonnement" en mine souterraine.

Pour un tas de raisons :

-- quantité de chaleur necessaire pour chauffer la paroi ;

-- ventilation pour le feu ;

-- manque d'oxygène et fumées pour le mineur qui apporte le bois ou jette l'eau froide... laquelle éteint le feu ;

-- absence quasi-totale de suie sur les parois (ponctuellement pour des éclairages) ;

-- risque d'incendie des boisages ;

-- déforestation ajoutée à celle de la minéralurgie et séchage des bois ;

-- aucune citation (à ma connaissance) dans les auteurs anciens fiables.

Par contre la chose a pu être pratiquée en mine à ciel ouvert.

Je n'ai aucune peine à imaginer des silex éclatant autour d'un feu de camp puisque la chaleur des doigts suffit à créer des micro-fractures dans les cristaux de soufre, très mauvais conducteur de la chaleur et possédant un fort coefficient de dilatation thermique.

Si je trouve le texte de Tite Live, j'en ferai ici une traduction.

JB

Bonjour

La méthode dite au feu (dans les travaux miniers) fut supplanté en Europe au XVIIème siècle. Bien que jusque vers la fin du XIX siècle certaines mines étaient travaillées avec cette méthode. Tant en galerie qu'en dépilage.

L'eau -''étonnement"- n'était pas nécéssaire car il intervient un facteur de conduction thermique entre l'encaissant, la gangue et le minerai.

De tels ouvrages sont reconnaissables par l'aspect en ogives des galeries pratiquées. Cette méthode nécessitait l'établissement d'un réseau de cheminée (puits) et galeries destiner à l'évacuation des fumées provenant des chantiers. De tels sites et systèmes de ventilations sont observables dans plusieures mines Alpines.

Il n'y avait pas de conditions d'emplois de cette méthode. Elle se pratiquait tant en surface qu'en réseau souterrain.

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  • 2 weeks later...

Bonjour Lilou,

"Pourquoi le vinaigre est plus adapté que l'eau pour les roches calcaires?"

Le vinaigre est un acide (organique en l'occurence) et les acides attaquent le calcaire.

Si en plus ils sont chauffés ils peuvent être bien costauds.

Salut,

jph

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  • 2 months later...
merci à tous, me voici géologiquement parlant plus intelligente :lasse:

Bonjour,

Je sais que je suis un peu en retard, et que je vais faire remonter le sujet, mais j'ai une autre hypothèse qui me parait pas stupide: La roche était gorgée d'eau, et très peu perméable ; l'eau contenue dans la roche, en se vaporisant sous l'effet de la température, a fait augmenter la pression, et l'a donc fait éclater...

Ca vous parait pas trop débile ?

Sinon, pour lilou : C'était quoi comme type de roches ? Elles se sont cassées en morceaux de taille comparable, ou au contraire ont fait un peu comme si elles s'écaillaient, avec des petits morceaux qui sont éjectés du gros ? Est ce que les morceaux qui partaient allaient plutôt dans la direction du feu ou de l'autre coté ? Est ce que, vu le lieu où elles ont été ramassées, elles étaient effectivement susceptibles d'être très humides ?

Vincent

PS : je suppose que tu as pas gardé d'échantillons ou de photos ? Dans le cas contraire, ça m'intéresserait...

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  • 1 month later...

En réponse à l'hypothèse de Oui Oui (" mais j'ai une autre hypothèse qui me parait pas stupide: La roche était gorgée d'eau, et très peu perméable ; l'eau contenue dans la roche, en se vaporisant sous l'effet de la température, a fait augmenter la pression, et l'a donc fait éclater... ")

La logique impose que, si la roche est gorgée d'eau elle est perméable (on parle d'eau liquide et non d'eau de constitution de la roche). Sinon il faudrait considérer que l'eau serait " emprisonnée " dans une roche imperméable, ce qui n'est pas envisageable du point de vue géologique à cette échelle (les inclusions liquides existent dans des cas très particuliers et à l'échelle du cristal, donc du minéral et non de la roche). Si la roche est perméable, elle laissera migrer l'eau-vapeur due à la chaleur encore plus facilement que l'eau-liquide, ce qui empêchera toute mise en pression, partant toute explosion. La vaporisation pourrait engendrer l'explosion si elle était instantanée (fraction de seconde) par rapport au temps de migration de la vapeur dans la roche (quelques secondes, selon la perméabilité). (A noter que le phénomène se produit naturellement - à l'échelle de plusieurs kilomètres - lorsque qu'une éruption volcanique vaporise les eaux souterraines : on parle d'éruptions phréatiques.) Dans le cas du feu de camp, la montée en chaleur est trop lente pour cela, et il s'agit bien d'un phénomène de dilatation. Cela dit, la dilatation n'est pas la cause directe de l'éclatement : c'est la dilatation différentielle qui provoque la rupture. Du café brûllant cassera un vert épais et ne cassera pas un verre très fin car le matériau se dilatera sans trop de différence entre la surface interne et la surface externe. Cordialement.

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