L’invention, en 1879, de la lampe à filament incandescent a mis fin à une situation de totale dépendance vis-à-vis des combustibles. Depuis la découverte d’Edison, beaucoup de percées étonnantes ont vu le jour dans le domaine de l’éclairage, dont certaines sont applicables aux mines souterraines. Chaque source d’éclairage présente des avantages et des inconvénients. On trouvera au tableau 74.3 une liste des sources lumineuses en service dans les mines ainsi que de leurs caractéristiques.

Certaines de ces sources peuvent être alimentées en courant alternatif, d’autres en courant continu. Les sources lumineuses fixes sont presque toujours alimentées en courant alternatif, alors que les sources lumineuses portatives, par exemple les lampes de casque de mineur et les phares des véhicules, utilisent un courant continu fourni par des batteries. Il convient de relever que toutes les sources lumineuses ne peuvent être alimentées en courant continu.

La lampe à filament de tungstène est la plus communément utilisée; très souvent, elle a une ampoule givrée et un écran anti-éblouissement. La lampe fluorescente, facilement reconnaissable par sa forme tubulaire, se place au deuxième rang; elle existe en modèles compacts, circulaires ou en forme de U et est d’un usage commode dans les mines où les espaces sont souvent exigus. L’éclairage fluorescent et l’éclairage à incandescence (filament de tungstène) sont utilisés en plusieurs points souterrains: recettes de puits, convoyeurs, voies de communication, aires de repas, postes de chargement, magasins de carburant, ateliers de réparation, dépôts, ateliers et stations de fragmentation.

L’éclairage minier fait de plus en plus appel à des lampes à décharge à haute intensité de rendement élevé. Il s’agit des lampes à vapeur de mercure, des lampes à halogène et des lampes à vapeur de sodium à haute ou à basse pression. Avec chacune de ces lampes, il faut attendre de 1 à 7 minutes avant d’obtenir le flux lumineux maximal. De plus, en cas de panne ou d’interruption de l’alimentation, le tube à décharge doit refroidir avant que l’arc puisse être réamorcé (sauf pour le cas des lampes à vapeur de sodium à basse pression, dans lesquelles le réamorçage de l’arc se fait presque instantanément). La distribution spectrale de l’énergie de ces sources lumineuses n’est pas la même que celle de la lumière naturelle. Les lampes à vapeur de mercure produisent une lumière blanche bleutée, alors que les lampes à vapeur de sodium à haute pression donnent une lumière jaunâtre. Lorsqu’il est important de bien pouvoir distinguer les couleurs dans les chantiers souterrains (par exemple pour l’identification des bouteilles de gaz de soudage, la signalisation, les câblages électriques ou le tri du minerai), il importe de vérifier l’indice de rendu chromatique de la source lumineuse. L’utilisation de lampes à vapeur de sodium à basse pression a pour conséquence de fausser la couleur des objets. On trouvera au tableau 74.3 une évaluation correspondante de différentes sources lumineuses.

Avec des chantiers s’étendant à la fois verticalement et horizontalement, et des tirs de mines incessants, l’utilisation d’installations fixes d’éclairage est souvent irréalisable en raison des coûts de mise en place et d’entretien. Dans beaucoup de mines, la source d’éclairage la plus importante est la lampe de casque de mineur. Bien que l’on trouve des lampes de casque fluorescentes, la très grande majorité des lampes de casque sont à filament de tungstène et sont alimentées par des batteries au plomb ou au nickel-cadmium. Il s’agit souvent de lampes miniatures dont le faible encombrement permet une orientation facile du faisceau lumineux. Le gaz halogène entourant le filament empêche le noircissement des parois de l’ampoule par vaporisation à haute température. La lampe peut fonctionner à une température plus élevée, d’où sa plus grande luminosité.

L’éclairage des véhicules est assuré la plupart du temps par des lampes à incandescence; celles-ci ne nécessitent aucun équipement spécial, sont bon marché et faciles à remplacer. Les phares des véhicules sont des lampes à réflecteur parabolique aluminisé.

Les pays qui possèdent une industrie minière souterraine bien établie ont élaboré en général des exigences précises en ce qui concerne la sécurité des installations d’éclairage dans les mines, particulièrement dans celles à dégagement instantané de grisou (habituellement les mines de charbon). Le grisou peut s’enflammer et provoquer des explosions dévastatrices. Aussi, tous les appareils d’éclairage employés au fond doivent être à sécurité intrinsèque ou antidéflagrants. Les sources lumineuses à sécurité intrinsèque fonctionnent sous des courants si faibles qu’un court-circuit est incapable de produire des étincelles susceptibles d’enflammer le grisou. Pour qu’une lampe soit désignée antidéflagrante, il faut qu’elle soit pourvue d’une enveloppe telle qu’une étincelle ou une explosion à l’intérieur de l’enveloppe ne puisse ni briser celle-ci, ni propager la déflagration. De plus, l’appareil lui-même ne doit pas chauffer au point de provoquer une explosion.

Ce type de lampe coûte plus cher et est plus lourd en raison de l’utilisation de pièces métalliques généralement coulées. Les services officiels ont habituellement des installations d’essai pour la certification des lampes aptes à l’utilisation en mines grisouteuses. Une lampe à vapeur de sodium à basse pression ne pourrait être certifiée antidéflagrante, le sodium contenu dans la lampe pouvant s’enflammer en cas de bris de l’ampoule, et mettre le produit en contact avec de l’eau.

Les pays ont adopté des normes concernant les niveaux d’éclairement requis pour différentes tâches, mais celles-ci diffèrent considérablement.

Des directives visant l’éclairage dans les mines ont également été établies par des organismes internationaux tels que la Société américaine des éclairagistes (Illuminating Engineering Society (IES)) et la Commission internationale de l’éclairage (CIE). Selon la CIE, la qualité de la lumière perçue par l’œil est aussi importante que la quantité émise. La CIE a établi des formules permettant de vérifier si l’éblouissement nuit à la performance visuelle.

On serait porté à croire qu’un meilleur éclairage aurait pour effet de réduire les accidents et d’accroître la productivité, mais la démonstration en est malaisée. L’éclairage ne constitue en effet que l’un des nombreux facteurs entrant en ligne de compte, et son incidence directe sur le rendement et la sécurité est difficile à mesurer. Il existe des études bien documentées démontrant qu’un bon éclairage diminue le nombre des accidents de la route, et la même constatation a été faite dans les usines. Or, en raison de la nature spécifique de l’exploitation minière, les chantiers changent constamment et les études analysant le rapport entre les accidents dans les mines et l’éclairage sont rares. Les enquêtes sur les accidents démontrent que la mauvaise qualité de l’éclairage est rarement la cause principale des accidents dans les mines, mais qu’elle peut être un facteur contributif. Les conditions d’éclairage jouent sans aucun doute un rôle dans le cas des éboulements, car un éclairage insuffisant ne permet pas de reconnaître des conditions dangereuses.

Jusqu’au début du XXe siècle, les mineurs étaient fréquemment atteints d’une maladie professionnelle appelée nystagmus des mineurs, pour laquelle il n’y avait pas de remède connu. Cette affection se traduisait par des mouvements oscillatoires incontrôlables des globes oculaires, des maux de tête, des étourdissements et la perte de la vision nocturne. Elle était causée par un travail prolongé dans des conditions d’éclairage insuffisantes. Les mineurs de charbon y étaient particulièrement exposés, étant donné la très faible quantité de lumière réfléchie par le charbon. La position de décubitus latéral souvent adoptée par les mineurs peut également avoir été un facteur. Avec l’arrivée des lampes de casque électriques, les cas de nystagmus ont disparu, et avec eux le risque le plus sérieux pour la santé associé à l’éclairage souterrain.

Les progrès technologiques en matière d’éclairage ont ravivé l’intérêt pour le rapport qui existe entre l’éclairage et la santé. Il est désormais possible d’atteindre dans les mines des niveaux d’éclairement sensiblement plus élevés. Dans toute installation d’éclairage, on se soucie d’abord d’éviter l’éblouissement, mais l’on s’inquiète aussi des autres rayonnements que le rayonnement visible des lampes. L’énergie radiométrique peut influer sur les travailleurs soit en agissant directement sur les cellules cutanées ou proches de la surface de la peau, soit en déclenchant certaines réactions, par exemple au niveau des rythmes biologiques desquels dépendent la santé physique et la santé mentale. Une source lumineuse à décharge à haute pression peut continuer de fonctionner même si l’enveloppe de verre contenant le gaz est fissurée ou détruite. Les travailleurs courent alors le risque de recevoir des doses supérieures à trois fois les valeurs seuils, en raison surtout de la faible hauteur à laquelle sont montées ces sources lumineuses.