Les riffles efficaces pour votre rampe d’orpaillage et sluice

Lorsqu’on utilise une rampe d’orpaillage, on sait tous que ce sont les riffles qui permettent de piéger et concentrer le gravier alluvionnaire aurifère. Encore faut-il comprendre comment fonctionne un riffle. C’est justement ce que nous allons aborder dans cette page. Une fois que nous aurons expliqué le principe de base, nous allons voir ensemble que la taille et la forme des riffles ont un gros impact sur le pouvoir de captation de l’or.

D’où l’intérêt de vous expliquer chaque forme de riffle et quel impact il a sur l’eau, le gravier et l’or. Ainsi vous serez capable de mieux comprendre comment fonctionnent les différentes rampes et les tapis d’orpaillage pour mieux capturer l’or. Plus généralement, vous pourrez aussi vous servir de ces connaissances lors de vos prospections car une rampe est une rivière artificielle et l’or se trouve sur le même genre de piège dans la nature. Comprendre les pièges vous aidera forcément en prospection.

C’est quoi un riffle ?

Un riffle est un mot anglais qui veut simplement dire “obstacle“. Dans une rampe ou un tapis d’orpaillage, les riffles sont des obstacles qui permettent de piéger l’or avec l’aide du courant de l’eau. D’ailleurs on parle beaucoup des riffles pour les rampes ou les tapis mais il y a également des riffles pour les pans américains. Aussi, un riffle peut fonctionner de 2 manières.

• Soit en bloquant les graviers derrières le riffle sur un courant continu d’eau.
• Soit en bloquant les graviers devant le riffle sur un courant discontinu de l’eau.

Principe de fonctionnement d’un riffle.

Un riffle est donc un module plus ou moins gros qui aura pour but de ralentir et capturer l’or parmi les graviers. Le but pour lui sera de faire en sorte de conserver la maximum d’or et de rejeter les graviers qui sortiront de la rampe. Comment ? En utilisant 2 moyens.

Tout d’abord, il y a un tourbillon (vortex) créé derrière chaque obstacle, provoquant une accalmie temporaire dans le débit d’eau. C’est ce qu’on appelle une zone de basse pression turbulente car l’eau tourbillonne derrière l’obstacle. Les matériaux qui circulent sont fluidisés dans l’eau et transportés. Ceci fait que les matériaux lourds se trouvent tout en bas du flux. 

Lorsque l’écoulement passe sur un riffle, ces matériaux lourds dont l’or tombent au fond, derrière un riffle et restent coincés. Ce mouvement tourbillonnant bloque les matériaux et les brasse. Ceux qui sont plus lourds resteront en place derrière le riffle alors que les plus légers sortiront de la zone d’accumulation et suivront le courant principal vers la sortie de la rampe. Plus le temps passera, plus le tas de gravier sera malaxé par le flux tourbillonnant et fera le tri par densité des matériaux. Les plus légers repartiront dans le courant alors que les plus lourds s’enfonceront derrière le riffle.

Le vortex à toujours un double effet :

• Aspirer les graviers derrière un obstacle et,
• Trier les graviers ainsi piégés par ordre de densité.

Les graviers sont donc brassés et mélangés par le vortex. Les éléments les plus lourds resteront en place et chercheront à se positionner plus au fond du piège alors que les plus légers remonteront à la surface et seront expulsés tant que la place derrière le riffle le permet. Lors d’un nouveau passage de nouveaux graviers, le vortex procédera à une optimisation de l’espace derrière le riffle pour capturer le plus lourd et libérer le plus léger à volume équivalent.

Plus la variation de densité sera faible entre les graviers, plus l’obstacle aura du mal à capter de nouvelles particules lourdes. De même, plus la densité globale derrière le riffle sera majoritairement lourd, plus le riffle aura du mal à capter de nouvelles particules lourdes. On dit alors que l’obstacle est “saturé”. C’est donc le signal pour le vider (nettoyer).

2 fonctions des riffles suivant leurs tailles.

On distingue 2 fonctions pour un riffle.

• Les riffles d’accumulation de graviers et,
• Les riffles de friction.

Les riffles d’accumulation sont les plus importants car ils récupèrent et concentrent l’or. Ils sont très souvent complexes et conçus justement pour être le plus efficace possible. Sans eux, on ne récolterait pas d’or. Ce sont en d’autres termes les obstacles.

Les riffles de friction sont moins populaires et on en parle moins. Pourtant ils sont souvent présents dans nos rampes et ont un rôle prépondérant pour maximiser la capture des paillettes d’or. C’est ce qu’on appelle communément les riffles en V. On utilise souvent un caoutchouc strié ou V mat pour cela.

Les formes de riffles pour un dispositif efficace dans un courant continue.

Il semble évident qu’un riffle ne fonctionnera pas de la même façon si le courant qui circule au-dessus de lui est continu (stream sluice ou highbanker) ou discontinu (alimentation au seau ou avec un pan). Ainsi la forme des riffles jouera un rôle important dans sa capacité à capter l’or et à libérer les graviers légers et déchets d’extraction.

Les formes basiques.

> Le riffle plat.

Ce type de riffle était très populaire dans les années 60 et est toujours utilisé aujourd’hui. On utilise des angles variés allant de 10 à 60 degrés. Très utilisés dans les rampes d’orpaillage encore aujourd’hui ou dans des tapis, ironiquement, c’est certainement le type de riffle le moins efficace.

Un autre aspect qu’il ne faut pas négliger c’est que cet aspect de plat est très fortement soumis à la déformation de chocs avec des cailloux. Pensez donc à fortifier les plats pour éviter une déformation prématurée. Ce riffle est un vrai standard dans nos rampe. On le retrouve un peu partout.

Le riffle droit a forcément un angle fermé ce qui permet d’un côté de minimiser la perte de puissance du courant qui rentre en contact avec lui et de générer un vortex important. Le courant perd de la vitesse et est projeté vers l’arrière de l’obstacle. Le tourbillon est donc plus allongé ce qui laissera une trainée de graviers plus longue derrière le riffle.

Ceci est idéal pour les paillettes d’or du type “farine”, car une longue trainée permet de mieux faire le trie. Ainsi, si une paillette se trouve dans cette trainée, elle remontera pour se caler sous le riffle à l’abri des turbulences. Au contraire, une aile de mouche qui a une forte prise à l’eau de par sa forme risque de se laisser emporter.

> Le riffle à angle droit.

D’un point de vue de la disponibilité, ce riffle est facile en reproduire. En effet, une cornière en aluminium en acier anodisé se trouve très facilement dans le commerce. Cela s’appelle “une cornière en L”. En plus de cela, l’angle droit rend le riffle beaucoup plus résistant aux chocs et ne risque pas de se déformer dans le temps.

Cette forme de riffle est beaucoup plus agressive sur le courant de l’eau. Ce riffle demande donc un fort courant pour fonctionner convenablement.

L’avantage de ce type d’obstacle à angle droit est la possibilité d’avoir en plus du vortex à l’arrière du riffle, un second vortex plus petit à l’avant du riffle. Ceci peut être un avantage mais il y a aussi un inconvénient. Certes, cela augmente la possibilité de captation, mais cela crée également beaucoup de turbulences. La masse d’eau qui arrive en contact avec l’obstacle vient se heurter sur lui, ce qui fait monter la masse d’eau d’un coup. La partie plane du dessus du riffle et son déport permet de compenser un peu la turbulence.

Ce riffle est idéal pour capter les paillettes difficiles comme les ailes de mouche. De plus, cette petite casquette permet d’accueillir beaucoup plus de graviers lourds qu’un riffle droit. La plus grande quantité d’or se retrouvera à l’arrière du riffle, zone la plus active.

> Le riffle à angle droit désaxé ou lazy L.

Le riffle à angle droit peut également être incliné vers l’avant en aval. Ceci aura un double effet par rapport au précédent.

Le premier effet est d’augmenter la possibilité de présence du gravier sur la partie avant de l’obstacle ; ceci accentue la rapidité du vortex sur une plus petite zone de surface.

Le second effet positif, lequel est directement lié au premier, est que la partie supérieure ne se retrouve plus à l’horizontale mais dans le sens du courant, ce qui permettra d’avoir un vortex beaucoup plus long vers l’arrière avec une plus grande trainée de minéraux derrière l’obstacle.

Le point négatif de cette disposition est que l’arrière du riffle présente un angle ouvert, ce qui n’est pas l’idéal pour conserver au mieux l’or derrière le riffle. Par contre, ce riffle est le meilleur pour une rampe hors courant avec une alimentation en eau au seau ou à la pompe à main. Nous en reparlerons un peu plus loin.

> Le riffle en L fermé ou Hongrois.

Ce riffle est très semblable au riffle plat que nous avons vu tout au début. Il a l’avantage d’avoir une casquette supplémentaire avec un angle plus fermé, de 5 degrés par rapport à l’horizon (que l’on appelle “lèvre”), voire carrément à l’horizontale. C’est d’ailleurs ce que nous retrouvons le plus dans les rampes dites classiques de type Keene ou Proline.

Il tire tous les avantage du riffle plat avec un angle fermé face au courant qui limite les turbulences et du riffle Hongrois avec sa casquette qui permet de piéger une grande quantité de graviers lourds.

Une lèvre avec un angle de 5 degrés sera beaucoup plus efficace que si elle est à l’horizontale car elle améliore la grosseur et la puissance du vortex derrière l’obstacle. Ce qui, par le même occasion, aidera à faire évacuer les cailloux superflus par le fait d’une vitesse du passage de l’eau plus importante. Il en est de même pour les obstacles plats et inclinés.

NB : Notons que ce type de riffle peux aussi se présenter avec une partie supérieure complètement horizontale. Ceci aura pour effet de créer un vortex moins haut et d’allonger le vortex vers l’arrière, le rendant plus puissant et maximisant la collecte des sable lourds.

Les obstacles complexes.

Nous venons de voir des formes de riffles simples que l’on retrouve très facilement et régulièrement sur nos rampes ou tapis. Nous avons aussi énuméré leurs différents effets. Maintenant, il est également possible de mixer ces formes pour les rendre plus “complexes” mais surtout encore plus efficace.

> Le riffle “table”.

Le riffle en forme de table est un riffle très ancien. Historiquement, il était utilisé sur les Long Tom et les rocker box. Il est donc hyper polyvalent car il associe les avantages du riffle en L à 90 degrés mais avec celui du riffle hongrois.

Ce riffle peut être simplifié avec un obstacle en L mais avec une barre verticale et l’autre Barre du L avec un angle ouvert de 5 degrés. Le fait qu’il soit en module comme sur le schéma, permet d’allonger un peu plus la barre oblique pour permettre à l’eau de bien prendre son élan à travers le flux principal pour maximiser le vortex et la trainée.

Si vous utilisez du bois pour concevoir ce riffle, il est indispensable de faire la barre oblique, en métal , pour le renforcer face à l’abrasion des graviers.

> Le riffle en dents de scie.

Le riffle en dents de scie est très efficace hydrodynamiquement car il permet de conserver la vitesse de l’eau lorsqu’elle gravit le riffle, ce qui est un point très important dans une rampe.

L’arrière de l’obstacle est rentrant ce qui permet de bien mettre à l’abri les graviers des turbulences. Ce riffle permet donc de limiter le ralentissement du flux principal, assurant ainsi un vortex rapide et étalé sur l’arrière pour assurer un bon tri sur la trainée.

> Le riffle Razorback.

Ce riffle a été inventé par la célèbre firme Goldhog et est notamment présent sur les tapis Talon et Razorback. Il reprend la forme précédente en dents de scie, mais avec une particularité qui fait toute la différence. Au sommet du tremplin se trouve un obstacle physique de quelques millimètres. Ce décroché en hauteur est suffisant pour lancer la création d’un vortex, non pas du fait qu’il soit généré par la chute-même du courant, mais plutôt par un basculement du flux. C’est un peu l’image que l’on a d’une vague qui déferle en rouleau (tube) pour les surfeurs. Lorsque la vague heurte un plancher corallien d’un seul coup, c’est exactement le même principe.

La spécificité de cet obstacle ne cumule que des points positifs. L’eau attaque le module sans aucune perturbation de surface du fait du tremplin. La vitesse de l’eau est donc peu entravée. La petite barrière au sommet permet d’enclencher le vortex qui gagne en puissance avec l’effet de sa chute.

On a donc une plus grande masse d’eau qui alimente le vortex et prendra quasiment toute la hauteur du riffle. L’arrière du plat de l’obstacle étant avec un angle fermé, il maximise la conservation des matériaux lourds et ce gros vortex garantit un brassage important des graviers à trier.

À retenir.

Un bon riffle doit:

• Avoir un angle d’attaque le moins turbulent possible pour ne pas perturber le flux lors de son ascension.
• Optimiser le plus possible un vortex derrière lui afin de capter et trier l’or.
• Permettre la création d’une trainée suffisante pour trier l’or.

La spécificité des obstacles en forme de fosse.

Lorsqu’on parle de riffles, on pense tout de suite à des obstacles qui sortent du plan. Cette vision est toute relative. En effet, si on considère qu’un plan horizontal est un plan de référence, un riffle monte en hauteur mais il peut aussi descendre en formant aussi une fosse, un gap ou une marmite. Or, vous le savez bien maintenant, une fosse, une fissure, une marmite est aussi un piège à or.

Nous alors donc voir également le cas de ces fosses car elles ont une fonction assez singulière et quelque peu différentes.

Principe d’une fosse.

Une fosse reproduit un des pièges les plus communs en orpaillage, la fissure ou la faille. C’est une dépression soudaine du plancher qui joue le même rôle qu’une fissure du bedrock. Nous savons tous que ce genre de piège est prisé par les chercheurs d’or car souvent payant. Donc, si le milieu naturel le fait, nous pouvons l’utiliser dans nos rampes.

Le principe d’une fosse est sensiblement le même qu’un riffle de type tasseau de bois. Il y a tout de même une différence majeure à prendre en compte, c’est que le plancher remonte pour revenir à son niveau initial. Ce qui se traduit par une trainée inexistante.

Vous comprenez bien que d’après ce dessin, s’il n’y a pas de trainée, il faut donc que le tri se fasse entièrement dans la fosse. Ceci implique un brassage important mais aussi un risque de perte important de certains types de paillettes difficiles à récupérer comme l’or fin en farine. L’intégralité du vortex se localise à l’intérieur de la fosse ce qui rend ce système de fonctionnement très spécifique.

De plus, une fosse avec une largeur égale ou plus petite en profondeur se colmatera très vite. Le vortex n’agira que sur la surface de la fosse. La grande question est donc, comment utiliser ce type d’obstacle afin de le rendre efficace et éviter qu’il ne se colmate ? Nous allons donc vous faire des propositions que nous avons testées pour vous.

Les différentes formes de fosses.

Nous venons de l’expliquer, une fosse est une forme de riffle qui se caractérise par un enfoncement du plancher. Comme pour les obstacles, certaines formes sont plus efficaces que d’autres. Comme le vortex ne peut pas s’étaler vers l’arrière du piège et reste intégralement dans le piège, il faut trouver le moyen de le rendre efficace.

L’intérêt d’une fosse est que par le fait de sa forme étroite, il piègera des sections de graviers et d’or relativement petites. Le problème que l’on peut rencontrer avec ces pièges en fosse, c’est qu’ils peuvent très facilement se colmater et rendre le système inactif à la captation de l’or.

> La fosse à 2 niveaux.

La première solution consiste à abaisser le plancher juste après la fosse par rapport au niveau de plancher de départ.

Cette solution de fosse à 2 niveaux permet d’améliorer grandement l’efficacité du vortex et du tri dans la fosse. Autant la quantité de concentré sera faible, autant la capacité de la fosse à se colmater sera diminuée. Ce qui est une bonne chose pour nos affaires.

> Le pan oblique.

Sur le même principe que précédemment, il est également possible de dessiner un pan oblique pour permettre au vortex de prendre davantage de place et s’engouffrer dans la fosse pour trier les graviers à l’intérieur.

> La fosse étendue.

La fosse étendue est le même type de fosse que ci-dessus, sauf qu’elle a été élargie. L’intérêt de ceci est de laisser de la place au vortex pour concentrer les graviers sur la partie avant de la fosse. La partie arrière permet au vortex de prendre plus de place.

Le second intérêt d’agrandir les bordures de la fosse est de permettre aux nouveaux graviers de remplir complètement la fosse pour que le vortex puisse faire son travail de tri et vider cette zone par la suite. Ainsi, la fosse n’est jamais colmatée et la forme en fosse du piège favorise l’action du vortex. La grande question est de savoir quelle doit être la largeur de cette fosse. D’après nos tests, nous avons remarqué que ce phénomène se réalise lorsque la largeur de la fosse est 2.5 fois plus grande que la hauteur du piège. En dessous de ce ratio, on se retrouve comme dans la première image.

Variation des riffles et des fosses.

Lorsqu’on crée un tapis, il faut se servir de ces bases pour concevoir un enchainement efficace. On peut également dupliquer certaines formes pour accentuer les effets. Attention toutefois à faire en sorte de conserver la vitesse du flux.

Voici un petit exemple de ce que cela peut donner. Comme toujours, les formes c’est une chose mais il n’y a pas que cela à mettre dans l’équation mathématique. En effet, la forme des riffles impacte sur la qualité du tri mais toujours en fonction du courant qui y circule. Or, un riffle agit sur le courant. Il le ralentit plus ou moins. Il faut aussi bien gérer la trainée pour qu’elle se nettoie efficacement et anticiper pour chaque riffle une solution pour récupérer les pertes. Il faut donc prévoir un piège de remplacement.

C’est tout le challenge lorsque l’on crée par exemple un tapis . Cela ne se fait pas au hasard. Il y a des méthodes et des règles que nous allons voir juste après.

A retenir.

Une fosse n’est efficace qui si :

• Elle permet au vortex de prendre la place nécessaire pour bien capter et trier les graviers aurifères.
• Quelle permette un bon brassage à l’intérieur de la fosse.

La disposition des riffles.

La forme des riffles ne garantira pas l’efficacité de l’ensemble. La disposition des riffles dans l’espace et le positionnement des unes par rapport aux autres feront que l’ensemble du système sera ou non efficace. La forme des obstacles n’est qu’une des composantes. Ceci est notamment dû à la dissipation énergétique du flux au fil des pièges, la force de transport des graviers par l’eau.

Pour vous en convaincre, prenons un exemple. Lorsqu’on se documente sur l’orpaillage et les lieux où se trouve de l’or, on s’aperçoit que l’or se dépose dans les zones où le cours d’eau subit un fort ralentissement, à savoir:

• Une barre de graviers,
• Un bedrock très accidenté sous l’eau,
• Un gros rocher imposant.

Bref, un piège en somme.

Il en est de même pour nos rampes. Chaque riffle fait diminuer la vitesse du flux. Il faut donc réfléchir à un moyen pour organiser notre rampe, notre tapis, afin qu’il soit efficace.Il faut également réfléchir à la taille des riffles qui jouera un rôle prépondérant sur la quantité de concentré que l’obstacle peut emmagasiner, et l’impact sur le flux global et le vortex. Voici quelques solutions.

L’écartement entre les pièges.

Nous l’avons vu, après un piège, il faut faire en sorte de laisser de la place pour que le vortex fonctionne au mieux sans entrave. Le volume que prendra le vortex est fonction de la hauteur du riffle. Autrement dit, plus la hauteur du riffle est grande, plus la trainée prendra de place vers l’arrière. Il faut donc, dans l’idéal, laisser de la place pour permettre un meilleur tri des graviers par le tourbillon.

Pour se faire, l’espace libre entre les riffles doit être proportionnel à la hauteur, soit de 2,5 fois la hauteur de celui-ci au minimum. Nous en avions déjà parlé plus haut. Il y a lieu de prendre en compte un second espacement afin de limiter la réduction de la vitesse de l’eau par l’enchainement des riffles. On a pour habitude d’avoir des espacements très réguliers entre les rangers de pièges. Techniquement c’est une erreur, car l’eau se ralentit en descendant la rampe.

Or, si l’eau se ralentit, les graviers se colmatent car les riffles ne sont plus aussi bien alimentés en énergie cinétique de l’eau. Un moyen très simple à mettre en place lors de la conception d’une rampe ou d’un tapis, c’est d’écarter de plus en plus les pièges de façon progressive en allant vers l’aval.

Ainsi l’eau aura davantage de zones lisses entre les riffles pour reprendre un peu de vitesse.

La taille des pièges.

Il faut toujours conserver une vitesse optimum de l’eau dans votre rampe et compenser le ralentissement dû aux turbulences des riffles; l’autre moyen est de réduire progressivement la taille des riffles. Ainsi, vous réduisez le vortex qui a donc besoin de moins d’énergie hydraulique pour fonctionner correctement. C’est une des solutions les plus efficaces qu’il faut essayer de mettre en place lorsque vous vous fabriquez votre tapis ou piège à or. Plus vous descendez vers l’aval de votre rampe, moins les riffles sont gros et massifs.

L’importance de la rugosité de surface.

Il y a un point que nous n’avons pas abordé c’est la rugosité de la surface des zones autour des riffles. Lorsqu’on parle de rugosité, on parle simplement d’aspérités de surface permettant de ralentir les graviers lourds sur une surface plane.

Les graviers sont transportés par le courant. Les graviers les plus légers se déplacent rapidement mais les plus lourds roulent doucement sur la surface. Ils se déplacent avec l’énergie de l’eau mais aussi avec l’activité des graviers plus légers qui les entre-choquent.

Mettre en place dans des zones bien spécifiques des surfaces rugueuses comme du V mat par exemple, permet aux matériaux lourds de ne pas prendre trop de vitesse juste avant un riffle, ou, au contraire de figer ces matériaux lourds juste derrière un riffle. L’idée est donc de mettre du V mat juste avant des gros riffles.

L’objectif est donc de placer des dispositifs permettant d’augmenter la rugosité de surface pour ralentir les matériaux lourds soit dans des zones juste avant un riffle (sur le pan d’un tremplin ou juste avant une fosse), soit sur une zone de réception de l’or derrière un piège.

L’augmentation de la rugosité avec du V mat par exemple n’impactera pas de façon significative la vitesse globale de l’eau.