Une machine d'extraction est le moteur permettant la remontée des cages dans le puits. La machine se compose d'un organe d'enroulement, poulie ou bobine et d'un moteur.

Les types de machines

1- Machine à tambour :

Ce sont les machines les plus répandues et le principe prévaut depuis l'antiquité : le câble s'enroule autour d'un cylindre. Le câble peut s'enrouler et se dérouler sur le même cylindre avec une ou deux épaisseurs mais le tambour peut être composé de deux tambours jumelés. Ce système est utile avec deux cages dans le puits. Un tambour se déroule tandis que l'autre s'enroule.

N°9 Oignies

Les tambours ont évolué pour adapter la force de la machine à la position de la cage. En effet, plus la cage est profonde plus la machine doit fournir d'effort. Les tambours ont donc évolué : de formes coniques, conique et tronconique puis bicylindroconique. La position du câble en fonction de la profondeur sur le tambour faisait varier le couple de la machine donc sa puissance. Le dernier modèle bicylindroconique fut le plus employé à partir de 1920. Ces machines sont installées en arrière du chevalement au sol. Les molettes sont situées côte à côte sur le chevalement.

2- Machine à bobine :

Ce système a été très utilisé principalement avec les machines à câbles plats. Le système à bobine se compose d'un tambour étroit sur lequel s'enroule le câble. Le câble est guidé dans son enroulement par des rayons de chaque côté du tambour. Le câble en s'enroulant sur lui-même fait varier le diamètre et donc la puissance de la machine en fonction de la progression de la cage dans le puits. Beaucoup de fosses ont conservé ce type de machine jusqu'à la fermeture. Les machines sont disposées comme les machines à tambour. Ils existe quelques exception ou la machine est en aplomb du puits sur le chevalement.

6 de l'Escarpelle Lewarde

3- La poulie :

Le système est la poulie Koëpe, un système allemand. Le câble rond puis multi-câbles passe dans le une gorge située autour d'une grosse jante métallique. Le câble ne s'enroule pas sur la machine contrairement aux autres systèmes. Il n'y a qu'un câble : les cages sont fixées à chacune de ses extrémités. Un autre câble dit d'équilibre relie les planches des deux cages. La machine d'extraction ne sert qu'à entraîner le câble donc les cages. Les machines sont donc moins puissantes pour le même travail car l'effort à fournir est moindre.

Les machines sont situées soit au sol avec des molettes côte à côte ou superposées ( ce qui est plus logique et évite une torsion du câble à la sortie de la machine) sur le chevalement ou sur le chevalement en aplomb du puits.

Le moteur

1- Humain- animal:

Pour les puits peu profond, la machine à enroulement était mue par des hommes puis des chevaux. Ce système a vécu jusqu'au début du 20^ème siècle. Le moteur humain même avec un système d'engrenage reste limité aux faibles extractions et aux faibles profondeurs. Ce système était très répandu dans les premières compagnies minières (Anzin ou Aniche)

2- La vapeur :

2 Oignies

L'utilisation de la vapeur remonte aux années 1730 mais elle était employée pour les machines d'épuisement des eaux. C'est en 1802 que les premières machines d'extraction à vapeur furent installées dans les Mines d'Anzin. La difficulté a longtemps persisté dans la transformation d'un mouvement linéaire du piston en un mouvement circulaire de la bobine. Le deuxième problème se posait dans la réversibilité du mouvement. Une machine d'extraction doit aller dans un sens ou l'autre. Les premières machines étaient de faible puissance 20 Ch. En 1855, les premières machines à vapeur bi-cylindriques firent leur apparition. Leur puissance montait à 200 Ch. Les moteurs électriques ont pris progressivement la place des machines à vapeur. La dernière en activité fut celle du 2 d'Oignies en 1976.

3-L'électricité :

C'est au début du 20^ème siècle que les premières machines électriques apparurent en Allemagne. Mais ces machines n'étaient pas assez puissantes surtout lors des démarrages. Les incidents étaient nombreux et les pannes aussi. Le développement de ces machines a donc été relativement long. 3 systèmes ont finalement permis le développement de l'électrique.

• Le moteur asynchrone : C'est un système de moteur à courant alternatif. Les moteurs étaient très robustes mais s'adaptaient mal aux démarrages et arrêts fréquents. Le moteur devait être modifié avec un système d'engrenages ou de boîtes de vitesses.

• Le système Ward Léonard : C'est un système de moteur à courant continu. C'est le groupe convertisseur qui redresse le courant et alimente la machine. Ce moteur est très souple et permet toutes les manœuvres de la mine. Par contre, l'investissement dans de système est plus élevé.

• Le groupe statique à Thyristors : C'est un système qui date de 1968. L'encombrement du système est moindre, un poids réduit et un meilleur rendement. Ce système s'adaptait parfaitement aux tours d’extraction et leurs moteurs au sommet.

4- autres

Le système hydraulique avec un échange de berlines pleines ou vides. En quelque sorte le principe de la balance. Une berline descend et l'autre remonte. Le système était trop complexe et trop lent.

Le système pneumatique : un puits équipé, le puits Hottinger en Saône et Loire. Les échanges se font dans un puits et le va et vient grâce à un piston qui monte et descend. Le système était trop onéreux et inefficace à grande profondeur.

Machine de la fosse 11 de Lens