musee-mine.saint-etienne.fr. Dossier enseignant. Calculs et cailloux : des maths à la mine. Collège - Lycée

Transcription

1 musee-mine.saint-etienne.fr Dossier enseignant Calculs et cailloux : des maths à la mine Collège - Lycée Collection Puits Couriot / Parc-Musée de la Mine Service médiation Puits Couriot / Parc-Musée de la Mine 2016

2 PRÉSENTATION DE L'ANIMATION Vous allez effectuer avec vos élèves une visite guidée du musée de la mine permettant d appliquer leurs connaissances en mathématiques. Votre classe sera divisée en deux groupes, chacun accompagné par un médiateur culturel. La visite dure 1h45. Des exercices adaptés à chaque niveau seront proposés à vos élèves sous forme de calcul mental ou écrit. Prévoyez simplement un stylo par élève. La visite du site Couriot Dans une mine de charbon, tout le monde compte, mesure, planifie. Les mathématiques et la géométrie sont utilisées à tous les niveaux par les dirigeants, les ingénieurs et les piqueurs. Plusieurs types de problèmes en rapport avec les mathématiques et plus généralement avec le monde de la science sont rencontrés. Selon le niveau des élèves, seront posées des questions portant sur l univers de la mine avec pour base de calculs des données ou des observations réelles et historiques. Le parcours comprend un passage dans les nouveaux espaces d exposition, dans les vestiaires des mineurs, dans la lampisterie, dans la salle des machines et dans la galerie souterraine. Dans ce dossier, vous trouverez des approfondissements sur certains thèmes abordés avec les élèves. Sommaire du dossier Le présent dossier est conçu pour vous permettre de préparer votre visite ou d aller plus loin par la suite. I. L École des Mines de Saint-Étienne p. 3 II. Le site Couriot, des lieux et des chiffres p. 4 III. Au fil de l histoire de la mine, quelques objets de calcul p. 5 IV. Bibliographie p. 6 À noter Aucune préparation à la visite n est nécessaire. Ne prévoyez pas de questionnaire, nous le fournissons. Si toutefois vous souhaitez prendre contact avec nous, le service de médiation est à votre disposition. 2

3 I. L École des Mines de Saint-Étienne Dès 1816, l ingénieur Louis-Antoine Beaunier, formé à l École des mines de Paris, fonde à Saint- Étienne une «École des mineurs». Celle-ci devient officiellement école d ingénieurs en C est en effet au tournant des XVIII e et XIX e siècles que sont créées en France les écoles des Mines, à commencer par celle de Paris en Les statuts de cette dernière précisent que : L Ecole des mines au château de Chantegrillet, Archives Municipales de Saint- Étienne cote 2 Fi ICONO 959 «L un des Professeurs sera chargé d enseigner la Chymie, la Minéralogie & la Docimasie 1 ; l autre Professeur enseignera la Physique, la Géométrie souterraine, l Hydraulique & la manière de faire avec plus de sûreté & d économie les percemens, & de renouveller l air dans les Mines, pour y entretenir la salubrité ; il fera aussi connoître les machines nécessaires à leur exploitation, & la construction des fourneaux 2.» Bon nombre de problèmes qui se posent dans l exploitation minière sont alors déjà bien connus : la nécessité d assurer la sécurité en gérant les eaux souterraines, l aérage (ventilation), la connaissance du sous-sol et de ses roches, des machines, la gestion de déchets miniers... Ces missions n auront de cesse de se développer et de se diversifier, comme l illustre le parcours de quelques ingénieurs remarquables passés par Saint-Étienne : Emmanuel Grüner ( ) Jean-Baptiste Marsaut ( ) Henri Fayol ( ) Collection Puits Couriot / Parc-musée de la Mine Collection Puits Couriot / Parc-musée de la Mine Collection Puits Couriot / Parc-musée de la Mine Professeur, puis directeur de l École des Mines de Saint Étienne, enfin professeur de métallurgie à celle de Paris, Grüner a mené des recherches sur la métallurgie, donnant son nom à un minerai de fer, la «grünerite». Il a édité une Description géologique de la Loire en , dont le deuxième tome, consacré aux couches de houille, augmenté d un atlas en 1882, reste une référence sur ce sujet. Après des études à l École des Mines de Saint Étienne, il dirige les mines de Bessèges (Gard). Il est célèbre pour son amélioration de la lampe de sûreté des mineurs. En ajoutant une cuirasse de protection, il limite le danger d explosion importante en présence de grisou. Cette invention fut adoptée dans de nombreux pays et fit progresser la sécurité dans les mines de charbon. Entré à 17 ans à l École des mines de Saint Étienne, il a ensuite dirigé les mines de Commentry et Decazeville. Ses recherches ont porté sur le boisage comme sur la géologie du charbon. Il est surtout considéré comme un précurseur du management, son ouvrage L administration industrielle et générale (1916) ayant eu un réel écho après sa mort, notamment aux États-Unis, où il est encore un classique. 1. Docimasie : «Partie de la chimie qui enseigne à connaître la nature et les proportions des métaux utiles contenus dans les mélanges naturels ou artificiels.» Cf. Dictionnaire en ligne Littré. 2. Site du corps des mines : 3

4 II. Le site Couriot, des lieux et des chiffres La lampisterie Collection Puits Couriot / Parc-musée de la Mine En lampisterie, pour obtenir une lampe, les mineurs doivent donner en échange un jeton de forme ronde pour le poste du matin, carrée pour le poste de l après-midi et triangulaire pour le poste de nuit. Environ 700 ouvriers travaillaient le matin, 500 l après midi et 300 la nuit. La durée du poste était de huit heures, depuis 1905 pour les piqueurs (ceux qui abattent le charbon) et depuis 1912 pour tout le personnel du fond. Les crassiers Lors de l extraction du charbon, on estime, après lavage, à 20% la quantité de déchets stériles. Cette terre et ces pierres sont entassées sur les deux crassiers que l on distingue à côté du puits Couriot. Le crassier le plus à l est (à droite sur la photo) culmine à 659 m d altitude. C est un tas de 100m de haut. Il a été élevé entre 1938 et Le crassier le plus à l ouest (à gauche sur la photo) culmine à 676m d altitude. C est un tas de 70m de haut, Il a été élevé entre 1949 et Ils représentent à eux deux environ 3,5 millions de m³ de terre. Le lavabo ouvrier Ce «lavabo» (vestiaire avec douches) d une capacité de 1100 personnes a été construit en 1948, en complément de celui de 1913 (situé derrière la statue, à l entrée du musée). Il est estimé qu il faut 40 litres d eau à 40 pour laver un ouvrier. La douche dure environ un quart d heure. La cage d extraction La cage d extraction était aussi bien utilisée par les mineurs que par le charbon. Une loi limite la vitesse maximale de la cage à 12m/s pour les ouvriers et 16m/s pour le charbon. En moyenne, il fallait environ 1mn30 pour atteindre la cote «-116», étage le plus bas du puits Couriot. En effet, à la mine, on ne mesure pas la profondeur par rapport à la surface, mais on indique toujours à quelle cote on se situe par rapport au niveau de la mer. Le panneau lumineux sert d outil de communication entre les recettes et la salle de la machine d extraction (moteur de l ascenseur). 4

5 III. Au fil de l histoire de la mine, quelques objets de calcul Tout est matière à calculs dans une mine. Les ingénieurs calculent et mesurent le rapport entre la sécurité, la rentabilité, l organisation de la mine, les salaires des travailleurs. Les mineurs, eux, doivent jongler entre le travail prescrit et le travail réel, s adaptant constamment aux aléas du terrain et à l organisation rigoureuse de leur poste de travail. Les syndicats et les compagnies anonymes sont en constante négociation, le marché du charbon a ses raisons que l ouvrier et sa famille ne peuvent connaître... Voici quelques types de calculs au fil des âges. Au début du XIX e siècle, les chantiers se font plus lointains, les galeries se rallongent. Les chevaux remplacent les hommes pour le transport, mais cela nécessite la mise en place de voies ferrées et de s assurer que les galeries descendent vers la «recette», endroit où les bennes de charbon sont encagées dans les ascenseurs. Le «pendage» (pente) des galeries est mesuré, pour que l effort d un cheval soit comparable, quand il descend vers l ascenseur, tirant des bennes pleines, et quand il remonte vers les chantiers avec des bennes vides. Au XX e siècle, les piqueurs sont habituellement payés selon le système de la «flandre». Ce mot désigne la quantité de charbon à abattre au cours de la journée de travail pour avoir droit au salaire minimum. Cette quantité change d un chantier à l autre, selon le danger et la difficulté d abattage du charbon. Chaque ouvrier peut demander à faire plusieurs flandres, afin d augmenter son salaire. Dans les années 1930, dans un contexte de crise économique, l ingénierie précise encore plus ses calculs de rentabilité, de rendement, et cherche à organiser le travail au fond de la manière la plus scientifique possible. De nombreuses compagnies minières en France tentent d instaurer le système Bedaux, fondé sur un chronométrage fin de chaque geste pratiqué par les mineurs, afin de rendre le travail toujours plus régulier et, partant, plus efficace. Lors des grèves de 1936, les mineurs revendiqueront et obtiendront l interdiction de ce système aussi contraignant que controversé. Mais dès les années suivantes, l État va tolérer à nouveau le recours au chronométrage 1. La gestion et la rentabilisation de la main d oeuvre immigrée est aussi l objet de calculs et d études statistiques poussées. Ainsi, en 1937, la direction des mines de Carmaux pousse l exercice jusqu à calculer le temps passé en moyenne dans leur entreprise par les mineurs recrutés depuis 1913, selon leur nationalité 2. Indicateur de rendement, vers 1965, collection Puits Couriot / Parc-Musée de la Mine Dans les années 1960, ce type d indicateur de rendement était placé par la hiérarchie bien en vue au coeur d un quartier (zone) de mine, afin de montrer aux ouvriers où ils en étaient de la réalisation de l objectif assigné à leur équipe. À la mine, des objectifs sont définis pour chaque équipe, pour chaque puits, chaque secteur, et, depuis la nationalisation, chaque bassin houiller. 1. CONUS M.-F., Escudier J.-L., «L évolution du rapport capital-travail dans l industrie houillère, », in Les entreprises du secteur de l énergie sous l occupation, dir. Denis Varaschin, Artois Presses Université, Mineurs Immigrés, Histoire, Témoignages, Institut d Histoire sociale minière, VO éditions,

6 IV. Bibliographie Les ouvrages cités ci-dessous sont consultables au centre de documentation du Musée de la Mine, sur rendez-vous auprès de Mireille GRIVOT au ou par e.mail : mireille.grivot@saint-etienne.fr Sur le puits Couriot Peyre P., Couriot l album, Musée de la Mine (Ville de Saint-Etienne), Sur les techniques minières, l ingénierie Bonnot M., Les constructeurs et inventeurs stéphanois de lampes de sûreté, Les éditions du Pic, Ceccarelli G., Dupont M-C., Veyron T., Issler P., Lumières de la mine, catalogue de l exposition, Musée de la Mine de Saint-Etienne, CONUS M.-F., Escudier J.-L., «L évolution du rapport capital-travail dans l industrie houillère, », in Les entreprises du secteur de l énergie sous l occupation, dir. Denis Varaschin, Artois Presses Université, DAUMAS M., Histoire générale des techniques, 5 tomes, Presses Universitaires de France, Debrabant-Malolepszy V., Dumont G., Six A., Des machines & des hommes, Les techniques d exploitation dans les mines du Nord-Pas-de-Calais, Centre Hstorique Minier Lewarde, Rojas L., «L exploitation technique des houillères ligériennes durant le premier conflit mondial», in Les Cahiers de RECITS n 7, Université de technologie de Belfort-Montbéliard, 2010, p Rojas L., Histoire de révolution technologique. De l exploitation artisanale à la grande industrie houillère de la Loire, L Harmattan, Veyron T., L évolution technique des houillères françaises et belges, , L Harmattan, Veyron T. «Essai sur la mécanisation du fond dans les houillères», in Entretemps, volume 1, 1998, Publications de l Université de Saint-Etienne, p.9-64 Veyron T., «Essai sur la mécanisation du fond dans les houillères (suite)», in Entretemps, volume 2, 2002, Publications de l Université de Saint-Etienne, p.9-58 Sur l'école des Mines de Saint-Étienne Baché P., De l'école des mineurs à l'école des Mines : histoire de l'école des Mines de Saint-Étienne au XIX e siècle, La Diana, Garçon A-F., Entre l'état et l'usine. L'École des Mines de Saint-Étienne au XIX e siècle, PU de Rennes, 2004 NELTER M., «L'École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne» in Revue Historique de l'armée, n 2, 1963, p Ors V., Un exemple de société savante au XIX e siècle : la Société de l'industrie Minérale, Les années du Bulletin , mémoire de maîtrise d'histoire, , sous la direction de Jacqueline Bayon et Michel Depeyre, Université Jean Monnet. L École nationale des mines de Saint-Étienne, Société des anciens élèves, Saint-Étienne, 1921, 60 p. Puits Couriot / Parc-Musée de la Mine 3 bd Maréchal Franchet D Esperey Saint-Etienne Tél Fax