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Journée dinformations et déchanges sur la réalisation des puits et forages privés en Aquitaine 22 novembre 2013 Je conçois louvrage Je choisis la méthode.

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1 Journée dinformations et déchanges sur la réalisation des puits et forages privés en Aquitaine 22 novembre 2013 Je conçois louvrage Je choisis la méthode de forage adaptée Nappes libres/nappes captives

2 Les écoulements souterrains Nappe deau souterraine Aquifère : corps (couche, massif) de roches perméables à l'eau, reposant sur des roches peu ou moins perméables (substratum) et parfois à couverture de roches moins perméables (toit). Laquifère comporte une zone saturée deau et conduit suffisamment l'eau pour permettre l'écoulement significatif d'une nappe souterraine et le captage de quantités d'eau appréciables. Nappe : ensemble de l'eau présente dans la zone saturée d'un aquifère, dont toutes les parties sont en liaison hydraulique.

3 Exutoires des nappes : Lacs, rivières, océan Sources Autres nappes Reprise par évaporation Les nappes sont influencées par les recharges (fluctuations saisonnières et interannuelles) et par les prélèvements Moyennes eaux Basses eaux Hautes eaux Fluctuations piézométriques

4 Contextes hydrodynamiques 1)Nappe libre (à surface libre) la nappe fluctue dans la zone non saturée de laquifère 2)Nappe captive (sans surface libre) le niveau piézométrique est au-dessus du toit de laquifère 3)Nappe captive jaillissante (artésienne) le niveau piézométrique est au-dessus du sol

5 5 GUIDE DAPPLICATION DE LARRÊTÉ INTERMINISTÉRIEL DU 11 SEPTEMBRE 2003 RELATIF À LA RUBRIQUE DE LA NOMENCLATURE EAU FORAGE EN NAPPE LIBRE

6 6 FORAGE EN NAPPE CAPTIVE

7 Choix de la méthode de forage 1. Critères de choix de la méthode de forage Le choix de la méthode de forage est fonction : De la géologie des terrains à traverser : - formations sédimentaires + ou - consolidées, - zones de socle + ou - fracturées, De la profondeur à atteindre, De laccessibilité et de lemprise disponible sur le site, Des moyens humains et matériels de lentreprise.

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9 2. Principales méthodes de forage Méthodes les plus couramment employées en forage domestique : -Forage au battage, -Forage au rotary -Forage au marteau fond de trou

10 2.1 Forage au battage La technique consiste à soulever avec un câble un trépan lourd et à le laisser retomber sur le terrain à traverser. La hauteur et la fréquence de chute varient avec la dureté des formations. Le nettoyage du trou se fait au fur et à mesure de lavancement par la descente dune soupape permettant de remonter les cuttings. Dans les formations non consolidées, les parois sont maintenues par un tube de travail lisse, épais, assemblé par filetage à mi-épaisseur et mis en place par louvoiement à lavancement.

11 Avantages : Simple et peu couteux en matériel et énergie, Pas de fluide de forage, Pas de développement à prévoir, Inconvénient : Faible vitesse davancement dans les terrains consolidés, Contrôle difficile des venues deau artésiennes, Préconisation : Procédé adapté à la réalisation de forages de moins de 50m de profondeur, dans les formations sédimentaires meubles et compactes, notamment alluvionnaires sans éléments grossiers (galets), où ses avancements rapides et sa facilité de mise en œuvre la rendent compétitive.

12 2.2 Le rotary La technique consiste à animer dun mouvement de rotation un outil monté au bout dune ligne de sonde et à le faire pénétrer dans le terrain, sans chocs, par abrasion et broyage sous leffet dune charge (poids de la garniture ou pression hydraulique).

13 Le choix de loutil est fonction de la nature des formations géologiques. - Outil à lame pour les formations sédimentaires compactes à structure fine et peu dures, - Tricône à dents pour les formations pas ou moyennement consolidées. - Tricône à picots et outils diamantés pour les terrains durs.

14 Le nettoyage du trou se fait au moyen dun fluide de forage injecté en continu, sous pression, dans la ligne de sonde (en circulation directe), et remontant les déblais (cuttings) dans lespace annulaire. Ce fluide est le plus souvent : - de la boue à base de bentonite ou mixte bentonite + polymères - de la boue à base de polymères (amidon,....) - voire de leau ou de lair. Ses principales fonctions sont : - de remonter les déblais à la surface grâce à sa viscosité, - de maintenir les parois des terrains non consolidés traversés (boue bentonitique) - de refroidir loutil, - de sopposer par sa densité à lartésianisme des aquifères rencontrés (boue bentonitique)

15 Avantages : Vitesse davancement rapide dans les formations sédimentaires peu à moyennement consolidées, Maintient des parois boulantes par la boue bentonitique et le « cake » (pas de tubage des parois), Bon contrôle des arrivées deau, Profondeurs atteintes élevées, Diamètre de forage important. Inconvénients : Nécessité dun fluide de forage, Envahissement possible des aquifères par la boue, Développement de laquifère à prévoir, Matériel important (pompe à boue, bacs, tamis, dessableur) Amené – repli et emprise chantier conséquents Préconisation : Procédé adapté à la réalisation de forages dans les formations sédimentaires, consolidées ou non, en présence de venues deau ou dartésianisme. Procédé déconseillé dans les terrains durs et fracturés.

16 2.3 Forage au marteau fond de trou La technique consiste à animer dun mouvement de rotation un outil, un marteau perforateur pneumatique équipé dun taillant, monté au bout dune ligne de sonde, et à le faire pénétrer dans le terrain, par percussion sous leffet dune charge (poids de la garniture ou pression hydraulique).

17 Lénergie nécessaire au marteau est procurée par de lair comprimé à haute pression (10-25 bars) injecté à fort débit dans la ligne de sonde. Le nettoyage du trou se fait en remontant les cuttings (poussières et éclats dans lespace annulaire avec lair déchappement du marteau. Pour éviter tout risque de coincement la vitesse ascensionnelle des cuttings doit être élevée (15m/s). Lemploi de mousse est nécessaire si celle-ci est insuffisante. En présence de formations boulantes ou incohérentes le trou doit être tubé au fur et à mesure de sa foration et impose lusage du tubage à lavancement avec taillant excentrique.

18 Avantages : Vitesse davancement rapide dans les formations dures, Bonne observation des cuttings et des zones productrices deau à lavancement, Pas denvahissement des formations traversées, Pas dunité de traitement du fluide de forage, Inconvénients : Peu adapté au terrains non consolidés ou plastiques, Profondeur limitée sous dimportantes hauteur deau, Risque de coincements par des bouchons de cuttings ou en zone très fracturée instable, Nécessité davoir un puissant compresseur dair, Consommation dénergie importante. Préconisation : Procédé adapté à la réalisation de forages de profondeur moyenne, dans les terrains durs et fissurés, avec une vitesse davancement rapide et ne nécessitant pas deau ni dunité de traitement de fluide de forage. Procédé déconseillé dans les terrains meubles, peu consolidés ou plastiques.

19 Journée dinformations et déchanges sur la réalisation des puits et forages privés en Aquitaine 22 novembre 2013 Je conçois louvrage Présentation de la Charte Qualité des puits et forages deau

20 La charte de qualité Forage deau Eric GARROUSTET Bordeaux, le 22 Novembre 2013

21 Le S.F.E.G. Le SFEG représente les entreprises de forage spécialistes de la ressource en eau souterraine et de la géothermie, réparties sur lensemble du territoire national.

22 Charte de qualité- Forage deau

23 Forage deau et de géothermie NF X Réalisation,suivi et abandon douvrages de captage ou de surveillance des eaux souterraines réalisés par forages -avril 2007-

24 Un puits ou un forage deau est un ouvrage complexe dont le bon fonctionnement dans la durée dépend de la conception, de la réalisation, et de ses conditions dexploitation. De plus, sa réalisation doit être respectueuse de lenvironnementconception

25 Pour permettre aux clients didentifier les entreprises compétentes et limiter les risques de non-qualité technique et environnementale, le SFEG a crée en 1997 la Charte Qualité des Foreurs dEau. Cette charte engage ses signataires à construire des forages de qualité et fiables, dans le respect de l'environnement.

26 Cette Charte a été conçue en étroite collaboration avec la Direction de l'Eau et de la Biodiversité du Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable des Transports et du Logement, les Agences de l'Eau et le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières).

27 Les signataires de la Charte Qualité des Puits et Forages d'Eau s'engagent à :

28 assister le maître d'ouvrage dans la définition de ses besoins et fournir une offre structurée,

29 respecter les règles de l'art et les normes en vigueur ; en particulier prévenir les risques de pollution et les nuisances (un seul aquifère capté, cimentations/protection des aquifères)

30 mettre en œuvre une procédure Qualité, consigner les travaux réalisés et prendre des échantillons de terrain et d'eau

31 déclarer et transmettre un rapport de travaux à son client et à ladministration.

32 Une commission paritaire composée de professionnels du forage, de maîtres dœuvre public et privé instruit les dossiers d'adhésion et de renouvellement annuel. Elle établit la liste des entreprises autorisées chaque année à afficher leur adhésion à la Charte. Elle se prononce sur la base dun dossier comprenant la liste des travaux réalisés par le candidat lannée précédente, des rapports de chantier, et les factures de ciment

33 Ladhésion à la Charte de Qualité est ouverte à lensemble des entreprises de forage du territoire national,sans obligation dadhérer au S.F.E.G.

34 Merci de votre attention

35 Journée dinformations et déchanges sur la réalisation des puits et forages privés en Aquitaine 22 novembre 2013 Je conçois louvrage Je dimensionne le forage et bâtis son architecture (tubage, crépine, cimentation)

36 Je dimensionne le forage et bâtis son architecture 1. Aquifère à capter Le dimensionnement dun forage est lié aux caractéristiques de la ressource à capter : - type de formation aquifère, - profondeur du toit de laquifère, - puissance (épaisseur) de la formation ciblée, - caractéristiques hydrodynamiques de laquifère (productivité,…) Ces informations peuvent être obtenues : - par consultation des banques de données géologiques (Infoterre,BSS) - par consultation des dossiers douvrages proches réalisés par lentreprise, - à partir de lexpérience et de la connaissance terrain du foreur,

37 2. Equipement du forage Léquipement du forage se compose : - dune colonne dexploitation, masquant la partie supérieure non captée de louvrage, - dune crépine, au droit de la formation aquifère à capter, Cet équipement peut être : - télescopé : les éléments sont emboités lun dans lautre, (forages importants) - monolithique : les éléments sont assemblés bout à bout, (forages simples) Il doit : - protéger de toute contamination la ressource en eau au droit du forage, - éviter lentrainement déléments solides, - permettre dobtenir le débit le plus élevé possible. Il est constitué : - en PVC à raccords à visser, - en acier noir fileté manchonné, - en acier inox à souder ou fileté manchonné Dans le cas des forages domestiques, cet équipement est souvent monolithique et en PVC (occasionnellement à fil enroulé en inox, ou à nervures repoussées en acier)

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40 2.1 La colonne dexploitation La colonne dexploitation doit : - résister aux contraintes : - de traction, - décrasement, - thermiques, - de corrosion. Sa longueur doit correspondre à la profondeur de laquifère cible, majorée dune rehausse de 0,50m pour sa mise hors sol. Son diamètre intérieur est fonction : - du débit dexploitation escompté, - du diamètre de la pompe immergée prévue (4¨,6¨) et de la vitesse de circulation deau requise autour de son moteur. Pour les forages domestiques, ce tubage en PVC doit être : - en PVC forage de couleur bleue, conforme aux normes NFT et 54016, - lisse, à raccords à visser, filetages dans la ½ épaisseur du tube. - Ses dimensions et caractéristiques les plus courantes sont les suivantes : - DN100 diamètre 104x114mm prévu pour pompe 4¨ débit maxi 20m3/h, - DN 125 diamètre 126x140mm prévu pour pompe 4¨ débit maxi 30m3/h, - DN 150 diamètre 150x165mm prévu pour pompe 6¨ débit maxi 60m3/h

41 2.2 La crépine La crépine constitue lélément principal de léquipement du forage et doit : - permettre la production deau claire sans particules fines, - induire des pertes de charges minimales, - répondre aux mêmes sollicitations que la colonne dexploitation, Sa longueur correspond à la hauteur daquifère à capter nécessaire pour obtenir le débit souhaité. Comme pour la colonne dexploitation, son diamètre est fonction du débit escompté. Le choix de louverture des crépines est fonction : - de la granulométrie de la formation aquifère, - du débit admissible par mètre de crépine, - du rabattement induit par les pertes de charges dans les ouvertures. Dans le cas dun équipement de forage en PVC, celle-ci est : - impérativement préfabriquée, - en PVC forage de couleur bleue, conforme aux normes NFT et 54016, - lisse, à raccords à visser, filetages dans ½ épaisseur du tube, - obturée en pied par un bouchon, - équipée de fentes de 0,2 à 3mm dépaisseur.

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43 3. Diamètre de foration Une fois léquipement du forage dimensionné, le diamètre de foration doit être défini de façon à : - faciliter la descente des équipements de forage dans le trou, - permettre la mise en place si nécessaire autour de la crépine dun massif de gravier filtrant, - pouvoir cimenter à lextrados, la colonne dexploitation du sommet des crépines jusquau sol afin : - d empêcher toute infiltration des eaux de surface dans le forage, - isoler les nappes captives intermédiaires, - solidariser le tubage avec le terrain

44 Il est conseillé de laisser un espace annulaire minimum : - autour dun équipement télescopé de : - 50mm pour la mise en place gravitaire dun massif de gravier filtrant, - 25mm pour la cimentation de la colonne dexploitation. - autour dun équipement monolithique de : - 50mm pour la mise en place gravitaire dun massif de gravier filtrant, - 50mm pour la cimentation de la colonne dexploitation.

45 Journée dinformations et déchanges sur la réalisation des puits et forages privés en Aquitaine 22 novembre 2013 Je conçois louvrage Si travaux géothermie, jinforme des particularités

46 Discussion


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