Le forage d eau : de la conception à la réalisation Intervenants : Eric GARROUSTET et Laurent PYOT
La conception : étapes clefs Expression du besoin Contexte hydrogéologique Contexte environnemental Dimensionnement du forage Rédaction d un CCTP Rôle du BET spécialisé
Usage? Débit de pointe? Répartition du volume exploité sur une année? Durée d exploitation projetée? Situation? Expression du besoin Exigences quantitatives et qualitatives à satisfaire et contraintes éventuelles à anticiper
Sources : Contexte hydrogéologique 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
Contexte hydrogéologique
Contexte hydrogéologique site
Contexte hydrogéologique site
Thèmes recherchés : Exploitation des eaux souterraines alentours Milieux naturels protégés Risques naturels Historique de pollutions éventuelles, Cadre réglementaire : SDAGE et SAGE, ZRE Objectifs Contexte environnemental 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
Contexte environnemental
Les constituants du forage Dimensionnement du forage Ø Foration Ø Equipement Cimentation Bouchon argile Gravier filtre Crépines
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, Exigences environnementales en forage d eau Norme NF X 10-999 Réalisation, suivi et abandon d ouvrages de captage ou de surveillance des eaux souterraines réalisés par forage Règles de l art et méthodologie technique en termes de réalisation
Dimensionnement du forage Source : BRGM
1) choix de l aquifère cible Dimensionnement du forage 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
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 INOX Robuste Large gamme de crépine et de diamètre Bons coefficient ouverture Abordable Robuste Très large gamme de crépine et de diamètre Bons coefficient ouverture Peu sensible à la corrosion Sensible à la corrosion Délai de fourniture Prix
Dimensionnement du forage 3) Choix du type de crépine Source : Johnsonscreens
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
Cote (m NGF) 5) Evaluation du comportement de l ouvrage Evaluation du rabattement maximal admissible Définit les pertes de charge totales acceptables dans l ouvrage Dimensionnement du forage 0 20 40 Flot (%) 60 80 100 20 15 10 5 0-5 Haut des crépines Micromoulinet P3 K 1,06.10-4 m/s 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 -10-15 -20
Dimensionnement du forage Rabattement de la nappe dans un puits notions de pertes de charges
Dimensionnement du forage Calcul des pertes de charge linéaires : caractéristiques de l aquifère et du diamètre Application de méthode analytique ou numérique
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
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.
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
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 )
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
D.I.C.T Etablissement des D.I.C.T. Visite du site Détermination de la zone de forage
Etablissement des commandes 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
Installation de chantier Présentation et visite du site avec le responsable du chantier - Implantation du forage - Alimentation en eau - Point de rejet des eaux d exhaures
Réalisation du forage Phase 1 - Foration - Mise en place du tubage - Cimentation annulaire
Réalisation du forage Phase 2 - Foration - Mise en place de la crépine - Mise en œuvre du massif filtrant - Mise en eau claire de l ouvrage
Développement du forage - Nettoyage de l ouvrage par air lift - Développement mécanique et/ou chimique - Pompage de développement
Essai de pompage - Pompage par paliers - Pompage de longue durée
Repli - Mise en sécurité du forage - Nettoyage et repli de l atelier de forage
Compte rendu de travaux