Cette cache a été posée à l'occasion du Mega évent "Au Charbon" à Oignies GC9XH0Z. Ce rassemblement a été voulu par les organisateurs comme un moment de convivalité entre passionés de Geocaching, de nature et de patrimoine. Notre volonté est de permettre à chaque profil de joueur de pouvoir pratiquer ce loisir comme il le souhaite et de partager avec d'autres des moments de rassemblement et de partage autour d'un site emblématique du bassin minier du Pas-de-Calais : Le carreau de fosse du 9-9bis de Oignies.
Le terril T087, dit de "Sainte Henriette"
Cette Earth Cache a pour but de vous faire découvrir le terril T087.
Elle nécessite une petite ascension, d'où sa cotation terrain.
La Chaîne des Terrils
La Chaîne des Terrils est un des symboles les plus forts de l’identité du Bassin minier. Elle est un témoin de 270 ans d’exploitation de la houille, et un rappel de la présence des veines souterraines de charbon. Datant du carbonifère, ces veines s’étendent sur 120 km de Fresnes-sur-Escaut à la frontière belge - berceau de la mine dans le nord de la France, jusqu’à Enquin-lez-Guinegatte aux portes du Boulonnais. Elle est également un échantillon représentatif des quelques 220 terrils – sur les plus de 285 initialement érigés – qui ponctuent encore le paysage, dont beaucoup dans un état proche de leur forme initiale. Ils sont devenus une part importante de la mémoire collective et témoignent de l’ampleur des efforts menés par des générations d’hommes et de femmes au fond comme en surface. Ils témoignent également des différentes techniques de mise à terril utilisées pouvant être regroupées en 5 "générations" encore visibles.
Les générations de terrils
Les caractéristiques physiques des terrils apportent de multiples indications sur les différentes techniques de mise à terril. La classification en "générations" proposée dans le dossier de classement de la Chaîne des terrils est une représentation simplifiée qui aide à comprendre la formation des terrils, même si certains sont l'œuvre d'une successions de techniques.
Terrils de première génération
Au début de l'exploitation en 1720, les mineurs laissaient les roches stériles dans les galeries. À partir des années 1800, l'évolution des techniques d'exploitation a permis de remonter plus de matériaux et de faire le tri à la surface. Ainsi les premiers terrils sont apparus, ils formaient des petits tas tabulaires de 10-30 m de haut, avec des pentes douces. Ils ont été édifiés avec la force humaine et animale (paniers, wagonnets tractés) à proximité des fosses et ont pour beaucoup disparu (exploités ou recouverts par des terrils plus récents).
Terrils de première génération. 🔽
Terrils de deuxième génération
Ils sont apparus à la fin du 19e siècle. Leur forme conique leur permet de stocker plus de matière en limitant la consommation des terres agricoles. Leur édification était mécanique, par berlines tirées par un treuil le long d’une rampe de chargement (rails). De taille moyenne, ils ne dépassent pas 65 m.
Terrils de troisième génération
Ils sont apparus au début du 20e siècle. À cette époque, l’édification de terrils coniques par rampe de chargement reste répandue, mais l’utilisation du téléphérique comme transporteur fait son apparition en parallèle. Les matières étaient lâchées entre deux pylônes, formant une succession de grands terrils coniques qui progressivement ont fusionné. Le téléphérique a été progressivement abandonné, son fonctionnement ne permettant pas de suivre la cadence de l’exploitation de l’après Seconde Guerre mondiale.
Terrils de troisième génération. 🔽
Terrils de quatrième génération
Ils sont apparus avec la nationalisation (1946), dans le contexte de l’après-guerre et de l’intensification de l’exploitation du charbon. Les sièges de concentration ont produit de grands terrils modernes. Le nouveau système d’édification qui utilise des skips tractés sur rails le long d’une rampe a créé des terrils coniques volumineux. Les skips déversent leur contenu au sommet du terril, sur la pente opposée ou dans des couloirs métalliques mobiles qui permettent de répartir les matériaux sur les pentes, créant alors des microreliefs en forme d’épis. La rampe était allongée au fur et à mesure de la progression. Une autre technique qui utilisait des convoyeurs à bande (tapis roulant types « câble Belt ») a créé des terrils tabulaires. Une fois acheminés au sommet, les matériaux étaient répartis par des tapis roulants mobiles sur chenilles ou par camions. Quand la hauteur souhaitée était atteinte, le terril s’élargissait par arcs de cercle successifs, en suivant le déplacement du convoyeur.
Terrils de quatrième génération. 🔽
Terrils de cinquième génération
Edifiés en parallèle des générations 3 et 4, en forme tabulaire souvent étendus, ils ont généralement été édifiés sur des terres agricoles incultes, comme les vallons et zones humides, trop meubles pour supporter la charge de terrils coniques (menaces d’affaissement et de glissement). Ces terrils ont été édifiés par convoyeurs à bande (même technique que pour la génération 4) ou par convoyeurs ferroviaires avec des locomotives tractant des wagons "Western" à bascule ou des wagons trémies. La progression des dépôts se faisant par déplacement des rails, cette édification a laissé une empreinte en éventail sur le plateau, un peu comme les stries sur une coquille Saint-Jacques.
Terrils de cinquième génération. 🔽
La combustion des terrils
La combustion des terrils est une spécificité des régions où du charbon est (ou a été) exploité. Ce phénomène spectaculaire est relativement courant et suivi de près d’une part à cause des risques d’explosion qui lui sont liés et d'autre part à cause des conséquences environnementales. Du point de vue du pétrographe, des paragénèses inhabituelles de ultra-haute température à pression ambiante se développent, ainsi que des efflorescences de minéraux complexes, donnant ainsi des opportunités pour leur étude.
Un terril est un tas de les gravats liés à l’exploitation minière : stériles (grès, arkoses, etc.) contenant toujours des restes de matière organique charbonneuse, et également divers déchets : rails usagés, déchets de démolition, traverses.
Historiquement, les premiers terrils (XVIII ème et XIX ème siècles) étaient plats et n’atteignaient pas des hauteurs importantes (10-30 m) car ils étaient édifiés en déversant des wagonnets, et leur volume ne dépassait pas le million de m3. Les procédés de séparation du charbon n’étaient alors pas très efficaces : le tri du charbon était manuel et les fragments rocheux de grande taille (jusqu’à 15-20 cm). Les anciens terrils présentent ainsi beaucoup de volumes vides et de résidus riches en charbon, jusqu’à 20-25 %. Ainsi, ils sont plus susceptibles de s’embraser en masse. Les progrès techniques ont entraîné l’élévation des terrils sous forme de cônes, atteignant 100 m de hauteur pour un rayon de 100 à 200 m et un volume de 1 à 3 millions de m3. Ils sont édifiés grâce à des convoyeurs à bandes, des téléphériques ou encore des rampes mobiles. De plus, l’amélioration des procédés de nettoyage du charbon a permis la diminution de la teneur en poussière de charbon dans les terrils.
Les causes de la combustion
Si l’on excepte la combustion volontaire, la combustion des terrils est un phénomène généralement accidentel, provoqué le plus fréquemment par des éclairs, un feu de forêt à proximité ou encore par un court-circuit.
L’auto-inflammation et la combustion spontanée des résidus riches en charbon, ainsi que l’apport de chaleur lié à la décomposition exothermique de la pyrite, sont les causes internes et typiques de la combustion de la majorité des terrils dans le monde. De plus, la nature faiblement compactée des dépôts facilite les appels d’air ainsi que sa circulation vers les parties internes. La moisissure sur les morceaux de bois peut également contribuer à l’élévation interne de température.
Coupe schématique d'un terril en combustion (causes et effets). Les différences de teinte représentent les différents degrés de métamorphisme subis par les roches, allant de la cuisson à la fusion. 🔽
Il a été estimé dans le Nord-Pas-de-Calais qu’un terril sur trois entrait en combustion, ce qui au début des années 1980 représentait 74 terrils.
Durée de la combustion
Il est difficile de savoir précisément à quel moment un terril entre en combustion, mais une fois que celle-ci est effective, elle peut durer plusieurs décennies. C’est par exemple le cas au terril de la Ricamarie (42), qui brûle depuis les années 1950, ou encore du terril d’Avion (62), en combustion depuis plusieurs décennies. Dans le bassin de Tchelyabinsk en Russie, certains terrils ont brulé durant 30 à 50 ans.
Températures de combustion
Dans les parties internes d’un terril, la température peut dépasser 1000°C et même atteindre 1300°C.
En fonction de la température, les roches prennent les aspects suivants:
- schistes noirs : pas de combustion
- schistes orangés : combustion partielle ou faible, autour de 400°C
- schistes rouges : combustion normale entre 500°C et 700°C, complète autour de 800°C
- schistes violets : combustion importante, élévation du niveau de température, autour de 1000°C
- produits de fusion, entre 1000°C et 1300°C
Schiste rouge (entre 500°C et 800°C). 🔽
Chaîne métallique fondue montrant des exsolutions de fer natif (1300°C). 🔽
Clinker très partiellement fondu (environ 900°C). 🔽
Paralava vésiculaire (1050°C à 1120°C). 🔽
Le terril T087
Le terril T087, ou terril Lavoir Hénin, dit également "terril de Sainte-Henriette" est emblématique. Il a été édifié entre 1930 à 1970sur des terres agricoles entre deux zones urbanisées et à l’intersection de deux voies ferrées. Outre les deux voies ferrées, le terril de Sainte-Henriette est maintenant bordé au nord et à l’est par deux autoroutes et leurs échangeurs et à l’ouest par une zone urbaine. Au coeur de ces infrastructures, ce haut terril émerge comme une balise, marquant l’entrée ou la sortie du Bassin minier depuis Paris ou Lille. Il se différencie des autres terrils coniques par une crête et une bosse laissées par un glissement de schistes survenu à l’est du terril, il y a six décennies. Les formes du terril sont encore bien visibles mais menacées par la colonisation de la végétation arborée, quelques bouleaux et arbustes se développant sur les pentes. Sa hauteur et sa silhouette remarquable font que ce terril est visible depuis les terrils belvédères du Lensois, de l’Artois et du Douaisis.
Coupe du terril. 🔽
Sources
Comment valider cette Earth Cache
Petit rappel concernant les "Earth Caches": il n'y a pas de contenant à rechercher, ni de logbook. Il suffit de se rendre sur les lieux, de répondre aux questions ci-dessous. Vous pouvez loger en "Found it" et envoyez-moi vos propositions de réponses, soit via mon profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center), et je vous contacterai en cas de problème.
Questions
Au WP0 (emplacement de la Earth Cache), observez le terril de loin.
- 0a: quelle est sa forme?
- 0b: décrivez la surface du terril face à vous?
Au WP1, (dans la montée) observez les schistes.
- 1a: les schistes sont de quelle(s) couleur(s)?
- 1b: il y a-t'il eu combustion du terril? Si oui, quelle était la température de combustion?
- 1c: dans la montée se trouve une structure (vous marchez même dessus), de quoi s'agit-il?
Au WP2 (au sommet), observez les flancs du terril.
- 2: quelle est l'orientation du glissement des schistes survenu il y a 60 ans (N NE E SE S SW W NW)?
- 3: de quelle génération est ce terril, et pourquoi?
- 4: une photo de vous ou d'un objet vous représentant, au sommet, est obligatoire pour valider cette Earth Cache.
Merci par avance de ne pas poster de spoiler dans vos logs!
Bon Geocaching!
This cache was placed during the Mega vent "Au Charbon" in Oignies GC9XH0Z. This gathering was wanted by the organizers as a moment of conviviality between enthusiasts of geocaching, nature and heritage. The desire is to allow each profile of player to be able to practice this leisure as he wishes and to share with others moments of gathering and sharing around an emblematic site of the mining basin of Pas-de-Calais: the pit tile of 9-9bis of Oignies.
The T087 slag heap, known as "Sainte Henriette".
The purpose of this Earth Cache is to introduce you to slag heaps.
It requires a small climb, hence its terrain rating.
The "Chaîne des Terrils"
The Chaîne des Terrils is one of the strongest symbols of the identity of the coalfield. It is a witness to 270 years of coal mining and a reminder of the presence of underground coal seams. Dating from the Carboniferous period, these seams extend over 120 km from Fresnes-sur-Escaut on the Belgian border - the cradle of mining in northern France - to Enquin-lez-Guinegatte at the gateway to the Boulonnais region. It is also a representative sample of the 220 or so slag heaps - out of the more than 285 originally erected - that still dot the landscape, many of them in a state close to their original form. They have become an important part of the collective memory and bear witness to the extent of the efforts made by generations of men and women at the bottom and on the surface. They also bear witness to the different slagheap techniques used, which can be grouped into 5 "generations" that are still visible.
The generations of slag heaps
The physical characteristics of the spoil heaps provide many indications on the different techniques used to create the spoil heap. The classification into "generations" proposed in the Chaîne des terrils classification file is a simplified representation which helps to understand the formation of the spoil heaps, even if some of them are the result of a succession of techniques.
First generation heaps
When mining began in 1720, miners left waste rock in the drifts. From the 1800s onwards, the evolution of mining techniques made it possible to bring more material up and sort it out on the surface. Thus the first slag heaps appeared, forming small tabular piles 10-30 m high, with gentle slopes. They were built with human and animal power (baskets, towed wagons) near the pits and many have disappeared (exploited or covered by more recent slag heaps).
First generation heaps. 🔽
Second generation heaps
They appeared at the end of the 19th century. Their conical shape allowed them to store more material while limiting the consumption of agricultural land. They were built mechanically, by wagons pulled by a winch along a loading ramp (rails). They are of average size and do not exceed 65 m.
Third generation heaps
They appeared at the beginning of the 20th century. At that time, the construction of conical slag heaps by loading ramps was still widespread, but the use of the cable car as a transporter appeared in parallel. The material was was dropped between two pylons, forming a succession of large conical heaps that gradually merged. The cable car was gradually abandoned, as its operation could not keep up with the pace of post-World War II mining.
Third generation heaps. 🔽
Fourth generation heaps
They appeared with nationalisation (1946), in the context of the post-war period and the intensification of coal mining. The concentration sites produced large modern slag heaps. The new construction system using skips pulled on rails along a ramp created large conical heaps. The skips dumped their contents at the top of the heap, on the opposite slope or in mobile metal chutes which spread the material over the slopes, creating micro-reliefs in the form of groynes. The ramp was lengthened as it progressed. Another technique that used belt conveyors (cable belts) created tabular spoil heaps. Once at the top, the material was distributed by mobile conveyors on tracks or by trucks. When the desired height was reached, the slag heap was widened in successive arcs, following the movement of the conveyor.
Fourth generation heaps. 🔽
Fifth generation heaps
Built in parallel with generations 3 and 4, they were often extensive and tabular in shape and were generally built on uncultivated agricultural land, such as valleys and wetlands, which were too soft to support the load of conical spoil heaps (threat of subsidence and sliding). These spoil heaps were built by belt conveyors (same technique as for generation 4) or by rail conveyors with locomotives pulling "Western" tipping wagons or hopper wagons. The progress of the deposits was made by moving the rails, and this construction left a fan-shaped imprint on the plateau, rather like the striations on a scallop shell.
Fifth generation heaps. 🔽
Burning slag heaps
The burning of slag heaps is specific to regions where coal is (or has been) mined. This spectacular phenomenon is relatively common and is closely monitored both because of the explosion risks involved and because of the environmental consequences. From the petrographer's point of view, unusual ultra-high temperature paragenesis at ambient pressure develops, as well as complex mineral blooms, thus providing opportunities for their study.
A slag heap is a pile of rubble from mining operations: waste rock (sandstone, arkoses, etc.) still containing remnants of organic carbonaceous material, and also various types of waste: used rails, demolition waste, sleepers.
Historically, the first slag heaps (18th and 19th centuries) were flat and did not reach significant heights (10-30 m) because they were built by dumping wagons, and their volume did not exceed one million m3. The coal separation processes were not very efficient: the coal was sorted manually and the rock fragments were large (up to 15-20 cm). The old spoil heaps therefore have a lot of empty volumes and coal-rich residues, up to 20-25%. Thus, they are more susceptible to mass ignition. Technical progress has led to the elevation of slag heaps in the form of cones, reaching a height of 100 m with a radius of 100 to 200 m and a volume of 1 to 3 million m3. They are built using conveyor belts, cable cars or mobile ramps. In addition, improved coal cleaning processes have led to a reduction in the coal dust content of the heaps.
Causes of burning
Apart from voluntary combustion, the combustion of the heaps is generally an accidental phenomenon, most frequently caused by lightning, a nearby forest fire or a short circuit. Self-ignition and spontaneous combustion of coal-rich residues, as well as heat input from the exothermic decomposition of pyrite, are the internal and typical causes of combustion of the majority of the world's spoil heaps. In addition, the loosely compacted nature of the deposits facilitates air intake and circulation to the internal parts. Mould on the wood pieces can also contribute to the internal temperature rise.
Schematic cross-section of a burning slag heap (cause and effect). The differences in colour represent the different degrees of metamorphism undergone by the rocks, ranging from baking to melting. 🔽
It was estimated in the Nord-Pas-de-Calais that one in three slag heaps was burning, which in the early 1980s represented 74 slag heaps.
Burning time
It is difficult to know exactly when a slag heap starts to burn, but once it does, it can last for several decades. This is the case, for example, at the La Ricamarie slag heap (42), which has been burning since the 1950s, or the Avion slag heap (62), which has been burning for several decades. In the Chelyabinsk basin in Russia, some slag heaps have burned for 30 to 50 years.
Burning temperatures
In the inner parts of a slag heap, the temperature can exceed 1000°C and even reach 1300°C.
Depending on the temperature, the rocks take on the following aspects:
- black shale: no combustion
- orange shale: partial or low combustion, around 400°C
- red shales: normal combustion between 500°C and 700°C, complete around 800°C
- violet shales: high combustion, temperature rise around 1000°C
- melt products, between 1000°C and 1300°C
Red shale (between 500°C and 800°C). 🔽
Molten metal chain showing exsolutions of native iron (1300°C). 🔽
Very partially melted clinker (approx. 900°C). 🔽
Vesicular paralava (1050°C to 1120°C). 🔽
The T087 slag heap
The T087 slag heap, or Lavoir Hénin slag heap, also known as the "Sainte-Henriette slag heap" is emblematic. It was built between 1930 and 1970 on agricultural land between two urbanised areas and at the intersection of two railway lines. In addition to the two railway lines, the Sainte-Henriette slag heap is now bordered to the north and east by two motorways and their interchanges and to the west by an urban area. At the heart of these infrastructures, this high slag heap emerges like a beacon, marking the entrance or exit of the mining basin from Paris or Lille. It differs from the other conical slag heaps in that it has a ridge and a hump left by a shale slide that occurred to the east of the slag heap six decades ago. The forms of the slag heap are still clearly visible but threatened by the colonisation of tree vegetation, with a few birch trees and shrubs growing on the slopes. Its height and remarkable silhouette mean that this slag heap is visible from the lookout heaps of the Lensois, Artois and Douaisis regions.
Section of the slag heap. 🔽
Sources
How to validate this Earth Cache
A reminder about the "Earth Caches": there is no container to look for, nor a logbook. You just have to go to the place and answer the questions below. You can log in "Found it" and send me your suggestions for answers, either via my profile, or via the geocaching.com message center, and I will contact you if there is a problem.
Questions
At WP0 (location of the Earth Cache), observe the slag heap from a distance.
- 0a: what is its shape?
- 0b: describe the surface of the slag heap in front of you?
At WP1, (on the way up) look for shale.
- 1a: what colour(s) are the shales?
- 1b: did the slag heap burn? If so, what was the combustion temperature?
- 1c: on the climb there is a structure (you even walk on it), what is it?
At WP2 (at the top), look at the sides of the slag heap.
- 2: what is the orientation of the shale shift that occurred 60 years ago (N NE E SE S SW W NW)?
- 3: what generation is this slag heap from, and why?
- 4: a photo of you or an object representing you, at the top, is mandatory to validate this Earth Cache.
Thank you in advance for not posting spoilers in your logs!
Happy Geocaching!