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 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 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 Contexte hydrogéologique Contexte hydrogéologique site Contexte hydrogéologique site 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 Contexte environnemental Dimensionnement du forage • Les constituants 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 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 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 Délai de fourniture Très large gamme de crépine Prix et de diamètre Bons coefficient ouverture Peu sensible à la corrosion 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 Dimensionnement du forage – Evaluation du rabattement maximal admissible – Définit les pertes de charge totales acceptables dans l’ouvrage Micromoulinet P3 0 20 40 Flot (%) 60 80 100 20 15 Haut des crépines K ≤ 1,06.10-4 m/s K # 2,06.10-3 m/s 10 K ≤ 1,25.10-4 m/s K # 4,49.10-3 m/s K # 3,49.10-4 m/s 5 K # 3,23.10-3 m/s Cote (m NGF) • 5) Evaluation du comportement de l’ouvrage 0 K # 1,29.10-3 m/s K # 1,57.10-4 m/s -5 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