Forage-deau-de-la-conception-à-la-réalisation-Mardi-29-novembre-Pollutec-2016

Le forage d’eau : de la conception à la
réalisation
Intervenants : Eric GARROUSTET et Laurent PYOT
La conception : étapes clefs
•
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•
•
•
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
•
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•
•
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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