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CHAPITRE VII Réhabilitation des forages « Les innocents ne savaient pas que la

CHAPITRE VII Réhabilitation des forages « Les innocents ne savaient pas que la chose était impossible, alors ils l’ont faite » Mark Twain La réhabilitation d’un captage d’eau souterraine constitue une intervention importante pour l’exploitant et la collectivité propriétaire de l’ouvrage. Comme nous l’avons vu, la réalisation d’un captage d’eau souterraine est une opération complexe. Nous allons voir que la réparation d’un captage déﬁcient est également une opération longue et compliquée. Il existe de nombreuses techniques de réhabilitation ou de régénération et la principale difﬁculté est de bien poser le problème et de choisir la ou les méthodes les plus adaptées. En effet l’analyse des échecs montre que, le plus souvent, la technique utilisée par l’entreprise n’est pas nécessairement la mieux adaptée au problème posé, celui-ci ayant été mal identiﬁé, voire même, pas identiﬁé du tout. Il n’est pas rare, par exemple, qu’une entreprise qui maîtrise bien les acidiﬁcations propose systématiquement ce type de traitement sans se préoccuper de la cause réelle du colmatage et des conséquences que pourrait avoir l’acide sur celui- ci. Devant ce manque de professionnalisme, et les incertitudes et aléas liés aux opérations de diagnostic, certains maîtres d’ouvrage optent pour la construction de captages neufs plutôt qu’une réhabilitation. A l’opposé, il faut reconnaître que la réhabilitation de certains ouvrages très anciens, ou particulièrement vétustes et surtout mal conçus, donc peu performants, ne se justiﬁe pas forcément. Par ailleurs, même si la nature des travaux est bien déﬁnie, l’inadéquation des moyens d’intervention peut être très préjudiciable. Dans le cas d’un changement de crépine dans un forage ancien par exemple, l’extraction nécessite l’emploi d’une machine qui devra intervenir dans le tubage existant. Si celui-ci est corrodé et aminci par l’âge, il risque d’être détruit par la manœuvre. D’où la nécessité de contrôler au préalable si toutes les conditions techniques sont réunies pour effectuer le changement de crépine avec succès. Le diagnostic préalable portera, d’une part, sur l’état général des parties concernées directement ou indirectement par l’opération et, d’autre part, sur la nature des moyens à mettre en œuvre. Le fait que ceux-ci ne soient pas parfaitement adaptés ferait courir un risque supplémentaire à l’opération. Il est donc important d’effectuer un diagnostic d’intervention très rigoureux. Il est indispensable de réaliser un diagnostic sérieux et complet, permettant non seulement de déterminer l’origine du phénomène mais aussi de déﬁnir les moyens les mieux adaptés avant de vouloir procéder à une réhabilitation des captages. Réhabilitation des forages 282 Heureusement la compréhension des phénomènes qui sont à l’origine du dépérissement d’un captage a beaucoup avancé depuis la dernière décennie, tout particulièrement dans le domaine du colmatage des captages. Ce type de problème est très répandu en Afrique, en Asie, sur le continent américain et en Europe. La difﬁculté reste cependant très grande à vouloir tenter des comparaisons et chaque problème doit trouver sa solution dans un diagnostic spéciﬁque. TABLEAU VII-I — Problèmes les plus souvent rencontrés en fonction des aquifères et périodicité de la maintenance. Type de roche aquifère Problèmes les plus souvent rencontrés Fréquence d’entretien (forage AEP) Alluvions Colmatage argilo-sableux, précipitation de fer, présence d’incrustations, colmatage biologique, baisse de rendement, rupture du tubage, ... 2 - 5 ans Grès Colmatage des ﬁssures, rupture de tubage, présence de sable, corrosion. 6 - 10 ans Calcaires Colmatage du réseau de ﬁssures et de fractures, présence d’argiles, précipitation de carbonates. 6 - 12 ans Laves basaltiques Colmatage par des argiles, dépôts. 6 - 12 ans Métamorphique Colmatage du réseau de ﬁssures par des argiles, minéralisation des ﬁssures. 12 - 15 ans Sédiments consolidés Colmatage par des ions (fer- manganèse), réduction du débit. 6 - 8 ans Sédiments non consolidés Intrusion de sable et/ou d’argiles, incrustations, colmatage biologique, ... 5 - 8 ans La ﬁgure 7-1 indique comment s’organise le diagnostic préalable à toute opération de réparation. Dans le cadre de la remise en état d’un ouvrage de captage, on distingue deux types de réparations : la régénération et la réhabilitation. — Régénération : c’est l’ensemble des méthodes hydrauliques et chimiques employées pour lutter contre le vieillissement des forages d’eau, aﬁn d’en augmenter le rendement. — Réhabilitation : fait appel aux mêmes procédés mais en les appliquant à des ouvrages momentanément abandonnés et dont on souhaite la remise en état pour l’exploitation (le diagnostic sera ici établi d’après une nouvelle courbe caractéristique et éventuellement une auscultation vidéo, en l’absence de données régulières sur l’exploitation). Réhabilitation des forages 283 Dans ce chapitre, nous utiliserons indistinctement les termes de réhabilitation et de régénération. Identification de la nature des travaux à entreprendre Définition du programme technique de l'intervention Contrôle des conditions d'exécution Choix des moyens à mettre en œuvre INTERVENTION Figure 7-1 Schéma du diagnostic préalable (d’après document GEOTHERMA, 1991 - collection inter- agences de l’eau). Une fois le diagnostic de vieillissement établi et le type de dégradation déﬁni, la régénération d’un forage va généralement comporter deux phases : — phase 1 : procédés pneumatiques ou hydrauliques, — phase 2 : traitements chimiques. Le choix du procédé de régénération adapté au type de dégradation est fondamental, un traitement inadapté pouvant accentuer la baisse de rendement d’un ouvrage. 7.1 Traitement de l’ensablement L’ensablement d’un captage d’eau souterraine trouve le plus souvent son origine dans la corrosion, la surexploitation ou une mauvaise conception de l’ouvrage. Malheureusement il n’y a pas vraiment de remède rationnel contre l’ensablement d’un ouvrage déﬁnitivement équipé. Devant un ouvrage ensablé, le premier problème auquel on se trouve confronté est de savoir précisément d’où vient le sable. On peut cependant distinguer l’ensablement accidentel de l’ensablement permanent. Traitement de l'ensablement 284 — Dans le premier cas, l’ensablement est produit sous l’effet de la rupture de la crépine (dans ce cas, on peut retrouver des éléments du massif ﬁltrant dans le forage) ou éventuellement d’un désordre hydraulique important dû à un surpompage. — Dans le second cas, l’ensablement est progressif et peut devenir un réel problème pour l’ouvrage au terme de plusieurs années. Cette situation est plus caractéristique d’une mauvaise conception (mauvais choix de l’équipement et du massif ﬁltrant, mauvais développement du forage) ou d’une surexploitation. Quoi-qu’il en soit, il sera nécessaire, dans un premier temps, d’enlever le dépôt de sable qui encombre le forage (parfois sur des hauteurs de plusieurs mètres). Cette opération peut se faire de diverses façons en fonction de la profondeur ou du diamètre du captage. — Air lift ou émulseur. Cette technique consiste à introduire un dispositif d’émulseur (cf. chapitre 3.5) et l’air comprimé injecté au fond de l’ouvrage permet de faire remonter le sable en surface. Ce procédé nécessite des moyens qui ne sont raisonnablement applicables qu’aux forages de petits diamètres et de profondeur faible à moyenne (jusqu’à une centaine de mètres environ). Dans le cas contraire, les débits et les pressions d’air deviendraient trop importants. — Curage. C’est une opération mécanique qui permet d’extraire le sable à l’aide d’une soupape descendue au fond du forage. C’est un système simple mais qui est le plus souvent proscrit car l’outil est descendu rapidement pour permettre à la soupape de s’enfoncer dans le sable et les détériorations de l’équipement sont fréquentes. — Pompage. Lorsque les ouvrages sont peu profonds, on peut envisager de procéder au désensablement par pompage, soit avec une pompe spécialement conçue à cet effet (pompe dessableuse), soit à l’aide d’hydro-éjecteur si les volumes à extraire sont peu importants. — Traitement à la pompe par pistonnage. A l’extrémité de l’aspiration on descend un piston de désensablement (cf. ﬁgure 7-2). Les pistons de désensablement sont constitués par 2 ou 3 disques en bois joints entre eux par des disques en cuir ou en caoutchouc. L’ensemble est manoeuvré par le treuil à l’aide des tiges de forage. On peut faire varier la distance qui sépare les deux disques, ce qui permet de limiter l’action de désensablement aux zones voulues. A un débit donné, la vitesse d’entrée dans le panier est supérieure à celle qu’il y aurait si l’eau entrait dans la crépine toute entière. Il s’ensuit un lavage de la formation plus intensif dans un temps plus court. A chaque zone traitée, on augmente progressivement le débit. Quand le désensablement par paliers est terminé, on enlève le panier de désensablement et on pompe dans l’ouvrage à un débit une fois et demie supérieur à celui du régime permanent d’exploitation. Les agitations à la pompe ont pour but d’agiter la formation et le massif de graviers à proximité de la crépine et de détruire ainsi les ponts et les vides anormaux qui pourraient s’y créer. On procède à des mises en route et des arrêts brutaux de la pompe. En pompage, l’eau coule dans une direction donnée. A l’arrêt, la descente de l’eau dans la tuyauterie — la pompe n’a pas de clapet de pied — provoque un mouvement inverse qui agite la formation. Ces mouvements brutaux demandent que les crépines présentent des caractéristiques mécaniques sufﬁsantes. Traitement de l'ensablement 285 Disques en bois Disque en cuir ou en caoutchouc Mouvement de va-et-vient devant le tubage Tubage du forage Figure 7-2 Piston de dessablage. Quelle que soit la uploads/Sante/ detay-foragedeau-chapitre7-rehabilitationdesforages.pdf