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Le forage d’eau : de la conception à la réalisation
Intervenants : Eric GARROUSTET et Laurent PYOT
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La conception : étapes clefs
• Expression du besoin
• Contexte hydrogéologique
• Contexte environnemental
• Dimensionnement du forage
• Rédaction d’un CCTP
Rôle du BET spécialisé
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Expression du besoin
• Usage ?
• Débit de pointe ?
• Répartition du volume exploité sur une année ?
• Durée d’exploitation projetée ?
• Situation ?
Exigences quantitatives et qualitatives à satisfaire et contraintes éventuelles à anticiper
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Contexte hydrogéologique
• Sources : – Données régionales : cartes géologiques, topographiques, publications…
– Données locales : Infoterre-BSS, ADES, archives…
– Données géologiques de surface observée sur le terrain
– Consultation diverses : services de l’état, exploitants etc…
• Objectifs – Définir la coupe géologique attendue au droit du site
– Evaluer les paramètres hydrodynamiques des aquifères
– Comprendre le fonctionnement hydrogéologique du secteur : bilan hydrogéologique : alimentation et drainage des nappes
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Contexte hydrogéologique
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Contexte hydrogéologique
site
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Contexte hydrogéologique
site
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Contexte environnemental
• Thèmes recherchés : – Exploitation des eaux souterraines alentours
– Milieux naturels protégés
– Risques naturels
– Historique de pollutions éventuelles,
– Cadre réglementaire : SDAGE et SAGE, ZRE…
• Objectifs – Définir quels sont les enjeux environnementaux du secteur afin de concevoir un
projet d’exploitation d’eau souterraine respectueux de l’environnement d’une part et a priori non vulnérable d’autre part
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Contexte environnemental
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Dimensionnement du forage
Crépines
Ø Foration
Ø
Equipement
Cimentation
Bouchon
argile
Gravier filtre
• Les constituants du forage
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Dimensionnement du forage
• Les documents de référence principaux – Arrêté interministériel du 11 septembre 2003 relatif à la rubrique 1.1.1.0 de la
nomenclature eau du code de l’environnement
Principe essentiel : forages ne doivent pas constituer des vecteurs de pollution depuis la surface et entre nappes,
– Norme NF X 10-999 Réalisation, suivi et abandon d’ouvrages de captage ou de surveillance des eaux souterraines réalisés par forage
Exigences environnementales en forage d’eau
Règles de l’art et méthodologie technique en termes de réalisation
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Dimensionnement du forage
Source : BRGM
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Dimensionnement du forage
• 1) choix de l’aquifère cible – quantitatif : doit fournir le débit recherché de manière pérenne
– qualitatif : doit présenter une eau de qualité compatible avec l’usage
– Environnemental : forage ne doit pas engendrer un impact sensible néfaste sur l’environnement
Première indication sur la profondeur
du forage
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Dimensionnement du forage • 2) Choix des matériaux
Matériaux Avantages Limites
PVC Léger Disponible Non sensible à la corrosion Rapide à mettre en œuvre Bon marché
« Fragile » Limité aux diamètres modérés Faible % ouverture
ACIER Robuste Large gamme de crépine et de diamètre Bons coefficient ouverture Abordable
Sensible à la corrosion
INOX Robuste Très large gamme de crépine et de diamètre Bons coefficient ouverture Peu sensible à la corrosion
Délai de fourniture Prix
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Dimensionnement du forage • 3) Choix du type de crépine
Source : Johnsonscreens
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Dimensionnement du forage • 4) Définition de l’ouverture des
crépines et du massif filtrant – Suppose de connaître la granulométrie
du terrain
– Application de différentes méthodes empiriques
– Objectif : compromis idéal entre limitation des venues de fines et performance de l’ouvrage en termes de pertes de charge
Source : Johnsonscreens
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Dimensionnement du forage • 5) Evaluation du
comportement de l’ouvrage – Evaluation du rabattement
maximal admissible
– Définit les pertes de charge totales acceptables dans l’ouvrage
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
0 20 40 60 80 100
Co
te (
m N
GF)
Flot (%)
Micromoulinet P3
K # 2,06.10-3 m/s
K ≤ 1,25.10-4 m/s
K # 4,49.10-3 m/s
K # 3,49.10-4 m/s
K # 3,23.10-3 m/s
K # 1,29.10-3 m/s
K # 1,57.10-4 m/s
K # 7,10.10-6 m/s
K ≤ 1,06.10-4 m/s
Haut des crépines
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Dimensionnement du forage
Rabattement de la nappe dans un puits – notions de pertes de charges
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Dimensionnement du forage
– Calcul des pertes de charge linéaires : caractéristiques de l’aquifère et du diamètre
– Application de méthode analytique ou numérique
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Dimensionnement du forage
– Calcul des pertes de charge quadratiques : caractéristiques du forage, de l’aquifère immédiat et du diamètre
– Application de méthode empirique :
Respect d’une vitesse d’entrée d’eau dans les crépines < 3 cm/s ou moins
Formule de Sichardt
Approche statistique
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Dimensionnement du forage
– Ajustement de la longueur et du diamètre de la partie captante
– Calculs initiaux permettent de vérifier la performance du forage
– Permettent également de disposer d’éléments de comparaison pour juger de la qualité du forage lors des tests de réception.
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Dimensionnement du forage • 6) Etablissement de la coupe technique
définitive – Définition des diamètres de foration de la partie captante et
de l’avant-trou éventuel : cf norme ;
– Vérification que les diamètres choisis permettent de mettre en place les équipements souhaités (pompes, capteurs etc…)
– Calculs de résistance à l’écrasement : fournisseur
Source : Johnsonscreens
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Rédaction d’un CCTP
• Coupe technique et géologique prévisionnelle
• Conditions d’intervention et d’exploitation – Planning
– Type de machine utilisable (poids, encombrement)
– Longueur des éléments maximale (hauteur sous plafond)
– Type de raccords (impacte le délai)
– Autre : remise en état, fluide, déchets…
• Critères et procédures de réception – Protocole de développement
– Essais d’eau à réaliser, pompage par palier…
– Diagraphies (CBL, micro-moulinet, caméra…)
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La réalisation : étapes clefs
• D.IC.T
• Commandes des fournitures
• Installation de chantier
• Réalisation du forage
• Développement du forage
• Essai de pompage
• Compte rendu de travaux Le foreur
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Etablissement des D.I.C.T. Visite du site Détermination de la zone de forage
D.I.C.T
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Suivant les données du CCTP , consultation des fournisseurs, passation des commandes et mise au point du planning de travaux : -tubage acier -ciment -crépines -massif filtrant
Etablissement des commandes
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Présentation et visite du site avec le responsable du chantier - Implantation du forage - Alimentation en eau - Point de rejet des eaux d’exhaures
Installation de chantier
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Phase 1 - Foration - Mise en place du tubage - Cimentation annulaire
Réalisation du forage
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Phase 2 - Foration - Mise en place de la crépine - Mise en œuvre du massif filtrant - Mise en eau claire de l’ouvrage
Réalisation du forage
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- Nettoyage de l’ouvrage par air lift - Développement mécanique et/ou chimique - Pompage de développement
Développement du forage
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- Pompage par paliers - Pompage de longue durée
Essai de pompage
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- Mise en sécurité du forage - Nettoyage et repli de l’atelier de forage
Repli
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Compte rendu de travaux