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Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un ex

Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre OUVRAGES DE CAPTAGE : LE FORAGE OUVRAGES DE CAPTAGE : LE FORAGE D'EAU D'EAU I. INTRODUCTION...........................................................................................2 II. DEFINITION...................................................................................................2 III. PROSPECTION..............................................................................................3 IV. RECONNAISSANCE......................................................................................3 V. EXECUTION....................................................................................................4 5.1. Les techniques de forage..............................................................................4 5.1.a Forage au Battage.......................................................................................4 5.1.b. Forage par rotation à la boue....................................................................7 5.1.c Sondeuses au Marteau fond de trou.........................................................14 5.2. Equipement et mise en production d'un forage.........................................21 5.2.a. Mise en place de la colonne de captage...................................................21 5.2.a.1 Description des différents éléments de la colonne de captage.........21 5.2.a.2 Choix de la Crépine.............................................................................21 5.2.a.3. Choix des diamètres des tubes d'exhaure et de la chambre de pompage...........................................................................................................25 5.2.b. Mise en place d'un massif de gravier filtrant et calcul des ouvertures des crépines.........................................................................................................26 5.2.b.1. Rôle du massif de gravier.............................................................26 5.2.b.2. Formation aquifère de granulométrie homogène.......................27 5.2.b.3. Formation aquifère de granulométrie (multigranulométrique ) 27 5.2.b.4. Mode de mise en place du gravierfiltre......................................28 5.2.c. Développement..........................................................................................29 5.2.c.1: Définition et but du développement..................................................29 Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, ESP ESP/Thies /Thies 1 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre 5.2.c.2. pompage...........................................................................................29 5.2.c.3. Pistonnage :......................................................................................30 5.2.c.4. Développement au jet :....................................................................30 5.2.c.5. Développement pneumatique par émulseur d'air :.......................31 5.2.c.6. Traitement chimique.......................................................................31 OUVRAGES DE CAPTAGE : LE FORAGE OUVRAGES DE CAPTAGE : LE FORAGE D'EAU D'EAU I. INTRODUCTION L'objectif est de mettre à la disposition de l'homme pour ces différents usages les eaux souterraines. Or qui dit eaux souterraines dit impossibilité d'exhaure tant qu'on ne fasse pas intervenir des ouvrages de captage à moins qu'il ne s'agisse d'aménager une résurgence. Le volume d'eau extrait d'une couche aquifère est essentiellement fonction de deux facteurs :  Les caractéristiques hydrogéologiques de la couche.  Les possibilités de production des ouvrages de captage. Du point de vue économique, le coût du m3 d'eau à la fontaine doit intégrer la rentabilité des installations et l'énergie consommée pour la consommation. L'énergie consommée est fonction de la hauteur d'élévation (de refoulement de l'eau), du niveau dynamique donc de la surface piézométrique et de l'importance du rabattement. Le but d'un ouvrage de captage est d'obtenir un débit maximum Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, ESP ESP/Thies /Thies 2 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre avec un minimum de rabattement et ceci sans détérioration des installations et en particulier des parties captantes et de la couche aquifère. La production d'un ouvrage de captage dépend des facteurs suivants :  L'écoulement des eaux souterraines dans la couche aquifère vers l'ouvrage de captage lequel dépend de la perméabilité horizontale et de la transmissivité. à travers les crépines et dans les tubages  la puissance de l'aquifère. Chaque fois que les conditions le permettent il faut capter le maximum ou la totalité de l'aquifère. II. DEFINITION Le forage est généralement un trou circulaire vertical de faible diamètre creusé dans le soussol à l'aide de moyens mécaniques appropriés. La profondeur peut atteindre plusieurs milliers de mètre et la force motrice mise en œuvre pour son exécution va depuis le travail manuel (tarière) jusqu'aux moteurs de plusieurs milliers de C.V. III. PROSPECTION C'est tout naturellement le plus près possible, et, de préférence, au dessus du lieu d'utilisation ou de stockage qu'on recherche le point le plus favorable pour l'implantation de l'ouvrage. La recherche s'effectue généralement de la façon suivante : Visite des lieux Position et caractéristique des sources ou résurgences, des puits ou des forages du voisinage. Examen de la végétation naturelle (indications biologiques) Etude hydrogéologique : Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, ESP ESP/Thies /Thies 3 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre Consultation des services techniques officiels compétents pour obtenir tous renseignements sur la structure des terrains de la région. Etude expérimentale superficielle Prospection géophysique : Sismique résistivité Gravimétrie etc. Radiesthésie. Récapitulatif : Informations nécessaires à l’étude préléminaire Type de milieu Alluvial ; bassin sédimentaire Zone de socle Données climatiques moyennes Pluviométrie et températures mensuelles Réserves en eau souterraine Profondeur moyenne ; production des ouvrages existant ; qualité Solutions techniques proposées Puits ou forages Techniques de construction Profondeurs et diamètres moyens Méthode d’implantation retenue Coûts moyens Technique Humain Logistique IV. RECONNAISSANCE Pour vérifier et préciser les informations fournies par une ou plusieurs des méthodes précédemment décrites, il convient d'explorer le terrain en profondeur au moyen d'un sondage foré en petit diamètre. On se propose de rechercher la nature, la position et l'épaisseur d'une ou plusieurs couches aquifères et, si possible, d'en apprécier le débit. Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, ESP ESP/Thies /Thies 4 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre L'observation des conditions et des vitesses de pénétration de l'outil dans le terrain, et, surtout, le prélèvement systématique des échantillons fourniront, grâce à une interprétation expérimentée, les renseignements recherchés. Trois méthodes : percussion, injection, rotary. V. EXECUTION 5.1. Les techniques de forage 5.1.1.Forage au Battage il s'agit du procédé de forage le plus ancien et partant le plus rustique qui fut utilisé en chine il y a plus de 2000 ans. 5.1.1.1. Principe : Le forage est réalisé par fractionnement de la roche sous l'effet de la chute répétée d'un trépan suspendu à un câble. Le mouvement alternatif du trépan est produit par un balancier actionné par une bielle et une manivelle. Les frottements contre les parois du forage limitent la progression de la colonne et il peut être nécessaire de télescoper un ou plusieurs tubages à l'intérieur de la Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, ESP ESP/Thies /Thies 5 Les sédiments sont récupérés au moyen d'une soupape descendue dans le forage au moyen d'un treuil secondaire, à intervalles de temps réguliers. La perforation est réalisée sans circulation d'eau ou de boue. Dans les formations non consolidées, il est nécessaire de descendre une colonne de tubage provisoire au fur et à mesure de l'avancement du forage. Le diamètre intérieur de ce tubage est juste supérieur à celui du trépan Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre première colonne pour poursuivre le forage. Ces tubages sont mis en place par poussée et louvoiement (rotation en aller et retour). Ils peuvent être ensuite enlevés ou coupés et ôtés sur la profondeur inutile, selon l'équipement définitif du forage. 5.1.1.2. Description du matériel de battage : On distingue :  Le battage à tiges où le trépan, surmonté d'une massetige (pour augmenter le poids des pièces percutantes) est suspendu à un train de tiges vissées les unes aux autres au fur et à mesure de l'avancement du forage. Un tel équipement nécessite le démontage du train de tiges à chaque opération de curage de la soupape.  Le battage au câble où le trépan et la massetige sont directement suspendus à un câble manœuvré par un treuil installé au sol. Le mouvement de l'outil peut être assuré de différentes façons : à la main (battage au crochet, battage au cabestan où à la queue de vache, battage au treuil avec levier d'embrayage) : la garniture de forage (trépan et massetige) tombe en chute libre, la cadence et la hauteur de chute dépendant de la dextérité du manœuvre. Par des appareils de battage automatique comprenant :  Un batteur à balancier (bielle et manivelle) ou excentrique avec réglage de la course de battage et lâchage de câble au fur et à mesure de l'avancement de l'outil (cadence de 30 à 60 coups par minute sur une hauteur de quelques décimètres).  Un système d'amortissement des chocs dus au mouvement de vaetvient vertical.  Un dispositif permettant la rotation d'une fraction de tour de la garniture après percussion. Les outils comprennent : Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, ESP ESP/Thies /Thies 6 Cours d’Hydrogéologie Cours d’Hydrogéologie : Un exposé pour comprendre : Un exposé pour comprendre d'une part le trépan et sa massetige d'autre part des outils de curage : soupape à graviers sur certaines machines sont installés : o un treuil secondaire à vitesse rapide pour la manœuvre des outils de curage plus légers. o un dispositif pour aider la mise en place des tubages (veines hydrauliques et systèmes de louvoiement). 5.1.1.3. Domaine d'utilisation de la technique de battage :  Nature du terrain C'est une technique universelle traversant pratiquement tous les types de terrains avec cependant : une faible vitesse d'avancement dans les roches très dures. une vitesse plus lente que le forage par rotation en terrains tendres et non consolidés. Le domaine d'élection de cette technique est donc celui de terrains cohérents pas trop durs (grès tendres, marnes induré, schistes ou calcaires fracturés). Les formations non consolidés nécessitent un tubage provisoire, éventuellement télescopé pour tenir compte des frottements. Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, Par Dr. El Hadji Bamba Diaw, ESP uploads/Geographie/ ouvrage-de-captage.pdf