Gestion des eaux dans le massif du Harz

Les activités minières dans le Haut Harz ont une longue histoire de l’utilisation des eaux dans la mine qui remonte au 3ème siècle après JC selon des découvertes archéologiques. Aux XIIe et XIIIe siècles, l’exploitation minière était sous la direction des moines du monastère cistercien de Walkenried, marquant une période significative où les roues hydrauliques ont été introduites pour alimenter les mines en énergie. Puis entre 1536 et 1866 cette gestion de l’eau a été amélioré créant ainsi un vaste réseau de gestion de l’eau unique en son genre en Europe.

Anciennes méthodes de gestion des eaux

L’exploitation minière dans le Haut-Harz nécessitait une quantité considérable d’énergie, surtout à mesure que les mines s’enfonçaient en profondeur. Initialement, l’extraction se faisait en suivant les veines de minerai presque verticales, mais la présence d’eau souterraine rendait le processus difficile. Des méthodes manuelles
ont en premier lieu été utilisé afin d’évacuer cette eau.
Des hommes debout sur des échelles, appelés watermen , l’ont écumé avec des seaux en cuir ou en utilisant des chevaux et des systèmes Göpel , de plus grandes quantités d’eau ont pu être récupérées. Mais les chevaux coûtaient cher et devaient être remplacés régulièrement au bout de quelques heures.

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Passage à l’hydroelectricité

Des efforts ont donc été faits pour accéder à l’hydroélectricité , du moins pour les
mines riches et profondes. Des roues hydrauliques étaient utilisées pour entraîner
des pompes à piston, permettant divers usages.

Création et organisation des canaux

Cependant, l’approvisionnement en eau d’impact pour faire fonctionner ces roues hydrauliques était parfois problématique, malgré les précipitations abondantes dans la région. Des périodes de sécheresse pouvaient menacer l’alimentation en énergie hydraulique des mines, entraînant parfois l’abandon de certaines d’entre elles.
Par conséquent, des réservoirs, des fossés et des cours d’eau extérieurs et souterrains ont été construits pour collecter, dériver et stocker l’eau nécessaire. Ces systèmes ont été continuellement améliorés et entretenus, avec un réseau comprenant des centaines de kilomètres de canaux notamment souterrrain permettant un fonctionnement plus efficace pendant les mois d’hiver car l’eau souterraine ne gèle pas. Ces portions souterraines sont égalment avantageuse car elle permettent de passer sous les montagnes et donc de faire des sections plus courtes améliorant ainsi la performance hydraulique : en raison de la distance plus courte avec la même différence de hauteur, le cours d’eau avait une pente plus élevée.

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Dans d’autres cas l’eau était trop en abondance et afin de desengorger le tunnel
principal des tunnels auxiliaires sont creusés pour soulager la pression, ce sont des
“tunnels de solution aqueuse” ou de drainage. D’ailleurs certains tunnels de solution
aqueuse sont dimensionnés pour permettre le transport du minerai extrait.L’eau était
ensuite évacuée vers les vallées environnantes. Le tunnel Ernst August, long de 35
kilomètres, est un exemple remarquable de cette ingénierie car il collecte l’eau de
plusieurs district minier encore aujoud’hui.

Ces canaux étaient par fois utiliser pour le transport du personnel et du minerais
jusqu’au puits. Initialement le minerais était laborieusement transférés à la main dans les
barils d’extraction pour l’extraction par puits. Ce travail a ensuite été supprimé en raison de
l’introduction d’un système de transport par boîtes. Depuis les barges à minerai
immédiatement en dessous du puits, les caisses à minerai remplies pouvaient désormais
être fixées directement au câble d’entraînement et mises en lumière.

Gravure ?

Du XVIe au milieu du XIXe siècle, ce système sophistiqué de régulation des eaux
comprenait environ 500 kilomètres de fossés, 120 réservoirs, environ 30 kilomètres
de cours d’eau souterrains et 100 kilomètres de tunnels de solution d’eau.

Roues à eau souterraines

Une fois l’eau collecté, l’eau est envoyé par des canaux sur plusieurs roues
hydrauliques artificielles disposées en cascade les unes derrière les autres et en
dessous les unes des autres afin que l’eau puisse entraîner plusieurs roues
hydrauliques les unes après les autres. cela permettait de:

  • Mettre en marche les pompes, appelées ensembles de levage du bas
    Harz pour drainer les tunnels, les mineurs combattait l’eau avec l’eau;
  • en 1833 de conduire les mineurs dans la fosse;
  • Entraine spécifiquement les roues de balayage (« Wassergöpel » pour le
    transport par puits de matériel, appelées unités d’entraînement
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On pouvait trouver deux types de roue a eau, les roues dites artificielles et des roues
dite de balayage.
La roue de balayage a une conception spéciale utilisée dans l’exploitation minière.
● Elle est conçue spécialement pour être chargée uniquement en dépassement,
c’est-à-dire en excès d’eau.
● Elle possède deux anneaux de pales disposés dans des directions opposées,
lui permettant de changer de sens de rotation en fonction de la charge.
● Son utilisation principale était de fournir de l’énergie hydroélectrique pour
entraîner des convoyeurs ou des dispositifs de levage utilisés dans les mines.
La roue artificielle ou artistique, utilisée dans l’exploitation minière, avait une fonction
plus générale.
● Elle servait de machine motrice pour divers « arts » miniers, c’est-à-dire des
machines et des systèmes utilisés dans les mines.
● Son utilisation était polyvalente, car elle pouvait alimenter une variété
d’équipements tels que les pompes, et les soufflets hydroélectriques.
● Si la roue artistique ne pouvait pas être installée directement à côté de
l’équipement à entraîner, la puissance était transmise via une “tige d’art”.

Roues à eau au jour

Plus occasionnellement des roues type météorologique était également utilisé pour la ventilation des puits. Elle se compose d’un boîtier rond ou rectangulaire dans lequel un arbre rotatif est monté au centre. À l’intérieur du boîtier se trouvent huit ailes en forme d’éventail montées sur l’arbre. Lorsque l’arbre tourne, les ailes déplacent l’air dans une direction spécifique, comprimant ainsi l’air et le poussant vers une ouverture. Cette action crée un changement dans la circulation de l’air, influençant ainsi les conditions météorologiques à l’intérieur de la mine. Si la roue météo est utilisée comme souffleur météorologique, elle expulse l’air à l’extérieur, tandis que si elle fonctionne comme un aspirateur météorologique, elle aspire les déchets météorologiques de la mine et les rejette à l’extérieur.

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