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F orage en nappe libre ou nappe captive Introduction Eau Le guide des bonnes pratiques se réfère à un ensemble de définitions et concepts fondamentaux en hydrogéologie ; les résumer est un exercice délicat qui voudrait trouver un équilibre entre détails et évidences pour des professionnels du forage d’eau ! Toutefois, à la lumière des groupes de travail de l’Action Collective Forage Géothermique en Région Centre, il peut être utile de rappeler les grands principes qui déterminent la conception et la réalisation des forages dans les deux objectifs spécifiques que sont le captage d’une nappe libre ou celui d’une nappe captive. La présente fiche est ainsi essentiellement un rappel des définitions et une base du vocabulaire qui est repris sur l’ensemble du guide. Pour plus de détails, le paragraphe 5 cite quelques principales références documentaires ; les autres fiches apportent compléments et précisions sur des opérations définies (par exemples, sur la cimentation, le forage de réinjection). Définitions Nappe et aquifère Une nappe d’eau souterraine est définie comme “ensemble de l’eau présente dans la zone saturée d’un aquifère, dont toutes les parties sont en liaison hydraulique”. Un aquifère peut être défini comme un “corps (couche, massif) de roches perméables à l’eau, à substrat et parfois à couverture de roches moins perméables, comportant une zone saturée et conduisant suffisamment l’eau pour permettre l’écoulement significatif d’une nappe souterraine et le captage de quantités d’eau appréciables”. Ces deux définitions sont celles retenues par le Comité national français des sciences hydrologiques. La relation aquifère/nappe souterraine est celle du contenant au contenu : à chaque type d’aquifère correspond donc une espèce particulière de nappe d’eau souterraine. Le type de porosité des formations rocheuses aquifères (porosité d’interstices, porosité de fissures/fractures, karst), les conditions d’alimentation et de stockage des eaux, et les relations entre les différents systèmes sont à la base de toutes les opportunités et contraintes du métier de foreur : capacité de production, sens d’écoulement de la nappe, cavités des aquifères karstiques, … Parmi les 5 catégories d’aquifères que distingue le “Référentiel Hydro‑ géologique Français” (RHF 1 ), 3 sont représentées dans la région Centre : ‑ les aquifères alluviaux, ‑ les aquifères sédimentaires (incluant les aquifères karstiques), ‑ les aquifères de socle. Nappe libre ou nappe captive (figure 1) Selon la morphologie de la surface topographique et les conditions géologiques (nature et structure des roches), une nappe d’eau souterraine peut être libre (système aquifère libre) ou captive (système aquifère captif). • Une nappe libre repose sur une couche très peu perméable (le mur de la nappe) et elle est surmontée d’une zone non saturée en eau ; c’est cette limite qui représente le niveau piézométrique (figure 1 : 1). Ce niveau varie essentiellement en fonction des fluctuations climatiques, notamment saisonnières (hautes eaux en fin d’hiver, basses eaux en début d’automne). • Dans le cas d’une nappe captive, l’eau souterraine est confinée dans la formation aquifère entre 2 couches géologiques très peu perméables (mur à la base ; couverture ou toit au‑dessus). Une nappe captive est mise en charge (en pression) dans des secteurs parfois éloignés du lieu d’exploitation, là où l’affleurement de la formation géologique aquifère permet sa recharge (aire d’alimentation). Lorsqu’un forage atteint une nappe captive, l’eau remonte dans le forage. Le niveau de l’eau stabilisé dans le forage (figure 1 : 2) correspond au niveau piézométrique (surface piézométrique virtuelle). Si ce niveau se situe au‑dessus de la surface du sol, l’eau jaillit naturellement ; on dit alors que le forage est artésien (figure 1 : 3). • Mais il est fréquent que le contexte géologique conduise à des aquifères multicouches qui comportent une nappe libre supérieure (alimentée par l’infiltration des pluies, voire des cours d’eau superficiels), et en profondeur plusieurs nappes captives qui communiquent toutes entre elles, plus ou moins facilement . C’est précisément le contexte rencontré fréquemment en région Centre, qui conduit à des préconisations particulières pour la réalisation des forages devant exploiter un aquifère captif. 1 1 : Nappe libre 2 : Nappe captive 3 : Nappe captive et artésienne Figure 1 : Schéma de principe “nappe libre - nappe captive”. 1 Référentiel hydrogéologique BD RFH – Guide méthodologique de découpage des entités – Rapport final BRGM RP-52261-FR- Janvier 2003

Forage en nappe libre ou nappe captiveprod-xnet2-contrib.integra.fr/files/live/sites/energie_centre/... · précisions sur des opérations définies (par exemples, sur la cimentation,

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Forage en nappe libre ou nappe captive

Introduction

Eau

Le guide des bonnes pratiques se réfère à un ensemble de définitions et concepts fondamentaux en hydrogéologie ; les résumer est un exercice délicat qui voudrait trouver un équilibre entre détails et évidences pour des professionnels du forage d’eau !

Toutefois, à la lumière des groupes de travail de l’Action Collective Forage Géothermique en Région Centre, il peut être utile de rappeler les grands principes qui déterminent la conception et la réalisation des forages dans les deux objectifs spécifiques que sont le captage d’une nappe libre ou celui d’une nappe captive. La présente fiche est ainsi essentiellement un rappel des définitions et une base du vocabulaire qui est repris sur l’ensemble du guide. Pour plus de détails, le paragraphe 5 cite quelques principales références documentaires ; les autres fiches apportent compléments et précisions sur des opérations définies (par exemples, sur la cimentation, le forage de réinjection).

DéfinitionsNappe et aquifère

Une nappe d’eau souterraine est définie comme “ensemble de l’eau présente dans la zone saturée d’un aquifère, dont toutes les parties sont en liaison hydraulique”.

Un aquifère peut être défini comme un “corps (couche, massif) de roches perméables à l’eau, à substrat et parfois à couverture de roches moins perméables, comportant une zone saturée et conduisant suffisamment l’eau pour permettre l’écoulement significatif d’une nappe souterraine et le captage de quantités d’eau appréciables”.

Ces deux définitions sont celles retenues par le Comité national français des sciences hydrologiques.

La relation aquifère/nappe souterraine est celle du contenant au contenu : à chaque type d’aquifère correspond donc une espèce particulière de nappe d’eau souterraine.

Le type de porosité des formations rocheuses aquifères (porosité d’interstices, porosité de fissures/fractures, karst), les conditions d’alimentation et de stockage des eaux, et les relations entre les différents systèmes sont à la base de toutes les opportunités et contraintes du métier de foreur : capacité de production, sens d’écoulement de la nappe, cavités des aquifères karstiques, …

Parmi les 5 catégories d’aquifères que distingue le “Référentiel Hydro‑ géologique Français” (RHF1), 3 sont représentées dans la région Centre : ‑ les aquifères alluviaux, ‑ les aquifères sédimentaires (incluant les aquifères karstiques), ‑ les aquifères de socle.

Nappe libre ou nappe captive (figure 1)

Selon la morphologie de la surface topographique et les conditions géologiques (nature et structure des roches), une nappe d’eau souterraine peut être libre (système aquifère libre) ou captive (système aquifère captif).

• Une nappe libre repose sur une couche très peu perméable (le mur de la nappe) et elle est surmontée d’une zone non saturée en eau ; c’est cette limite qui représente le niveau piézométrique (figure 1 : 1). Ce niveau varie essentiellement en fonction des fluctuations climatiques, notamment saisonnières (hautes eaux en fin d’hiver, basses eaux en début d’automne).

• Dans le cas d’une nappe captive, l’eau souterraine est confinée dans la formation aquifère entre 2 couches géologiques très peu perméables (mur à la base ; couverture ou toit au‑dessus). Une nappe captive est mise en charge (en pression) dans des secteurs parfois éloignés du lieu d’exploitation, là où l’affleurement de la formation géologique aquifère permet sa recharge (aire d’alimentation). Lorsqu’un forage atteint une nappe captive, l’eau remonte dans le forage. Le niveau de l’eau stabilisé dans le forage (figure 1 : 2) correspond au niveau piézométrique (surface piézométrique virtuelle). Si ce niveau se situe au‑dessus de la surface du sol, l’eau jaillit naturellement ; on dit alors que le forage est artésien (figure 1 : 3).

• Mais il est fréquent que le contexte géologique conduise à des aquifères multicouches qui comportent une nappe libre supérieure (alimentée par l’infiltration des pluies, voire des cours d’eau superficiels), et en profondeur plusieurs nappes captives qui communiquent toutes entre elles, plus ou moins facilement . C’est précisément le contexte rencontré fréquemment en région Centre, qui conduit à des préconisations particulières pour la réalisation des forages devant exploiter un aquifère captif.

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1 : Nappe libre 2 : Nappe captive 3 : Nappe captive et artésienne

Figure 1 : Schéma de principe “nappe libre - nappe captive”.

1 Référentiel hydrogéologique BD RFH – Guide méthodologique de découpage des entités – Rapport final BRGM RP-52261-FR- Janvier 2003

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Rédacteurs : EGEE Développement & BRGM - Partenaires techniques et financiers : la Région Centre, l’État (DRIRE), le BRGM, l’ADEME, la Chambre Régionale de Métiers et de l’Artisanat du Centre et EGEE Développement.action collective forage géothermique en région centre - guide des bonnes pratiques ©

Quelques références documentaires

Configuration d’un forage en nappe libre La figure 2 donne un exemple de configuration courante pour les forages de petit diamètre (de 150 à 250 mm) réalisés pour capter une nappe libre superficielle.Après creusement et pose du tubage de protection (voir les fiches : “Tubages et massif” et “Cimentation”), le forage est généralement réalisé en une seule passe jusqu’au mur de la formation aquifère.

Configuration d’un forage en nappe captive La figure 3 schématise les deux étapes pour la réalisation d’un forage en nappe captive, et occultant (dans cet exemple) une première nappe libre. Dans ce cas, les trois principaux objectifs sont (voir les fiches : “Tubages et massif” et “Cimentation”) :

‑ d’empêcher toute communication entre les eaux superficielles et les eaux souterraines,

‑ d’empêcher la mise en communication de la nappe libre avec la nappe captive,

‑ d’adapter les diamètres de forage et des tubages aux équipements de production.

• Le guide d’application de l’arrêté interministériel du 11 septembre 2003 - Ministère de l’Écologie et du Développement Durable, septembre 2004,

• La Norme AFNOR NF X 10-999 - Forage d’eau et de géothermie - Réalisation, suivi et abandon d’ouvrages de captage ou de surveillance des eaux souterraines réalisés par forages - Avril 2007,

• Le Fascicule N° 76 “Travaux de forage pour la recherche et l’exploitation d’eau potable” - Décret n° 87-253 du 8/04/1987 [Bulletin Officiel - Ministère de l’équipement, du logement, de l’aménagement du territoire et des transports - Marchés publics de travaux - Cahier de clauses techniques générales],

• L’eau souterraine en France - J. Bodelle et J. Margat - Collection “Les objectifs scientifiques de demain”, Masson Ed. - 1980,

• Les forages d’eau - Guide pratique, 2ème édition - Technique et documentation Ed. -1971,

• Pratique du forage d’eau - R. Lauga - SEESAM Ed. - 1990,

• Des Forages de Qualité en Région Centre - Plaquette - BRGM, DIREN, MISE 45 - 1999,

• Atlas de la géothermie très basse énergie en région Centre - Outil d’aide à la décision pour l’installation de pompes à chaleur eau-eau sur nappe - Région Centre, ADEME, EDF - brgméditions - 2007,

• Pompe à chaleur géothermique sur aquifère - Conception et mise en œuvre - Guide technique - ADEME, ARENE, BRGM - Collection scientifique et technique, brgméditions - mars 2008.

Figure 2 : Forage en nappe libre

Figure 3 : Forage en nappe captive

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Tubages et MassifsEau

Objectifs=> Longue durée de vie.

=> Captage au bon débit, dans la seule nappe productrice choisie.

=> Protection complète contre toute source de pollution.

=> Aucune communication de l’aquifère exploité avec un autre aquifère ni avec la surface.

Tubages pleins Parties à tuber en tubage plein

• En tête de forage, un avant-tubage sur 5 mètres de longueur minimale.• Ensuite, toutes les parties précédant la nappe productrice.• En fond de forage : un tube à sédiment.

Diamètres

• Le débit d’exploitation définit le diamètre intérieur minimum (voir l’annexe 1 ci-après).• Tenir compte également : - des caractéristiques de la pompe immergée (données constructeur), - éventuellement, de l’encombrement imposé par la mise en place de plusieurs pompes (y compris les contraintes pour la dépose séparée de

chacune d’elles), - de l’encombrement des câblages, tubes guide-sonde, etc.

Matériaux

• Doivent résister aux efforts d’écrasement, de flexion, de flambage, ainsi que de traction lors de la mise en place.• Acier : l’homogénéité des aciers utilisés est impérative pour éviter les effets de pile (risques de corrosion).• PVC : interdit pour les forages profonds (au-delà de 200 m). Utilisable uniquement pour les parties immergées (vieillissement accéléré à l’air).

Raccords

• Doivent assurer l’étanchéité lors de la cimentation, et une résistance à la rupture au moins égale à celle du corps des tubes. • Les raccords constitués d’un manchon intérieur sont interdits.• Tubes PVC : les raccords filetés sont seuls admis.• Tubes aciers : peuvent être soudés, vissés ou assemblés par réducteurs.

Centreurs

• Fonction : assurer une répartition homogène du ciment dans l’espace annulaire entre le trou et le tubage.• Obligatoires pour les tubes en PVC.• Au minimum un à la base et un tous les 10 à 15 m.

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Crépines Partie à crépiner

• Zone de captage de la nappe productrice.• Rappel : une seule nappe autorisée.

Types de crépines

• De nombreuses variétés existent. Proscrire les crépines à tubage lanterné, ainsi que celles dont le coefficient d’ouverture (surface des ouvertures par rapport à la surface totale) est inférieur à 10 %.

• Les crépines à fentes doivent être réalisées en usine et non provenir de tubages modifiés sur le chantier.• Recommandation : pour obtenir le débit recherché, compte tenu du diamètre extérieur, lire sur le graphique ci-après (annexe 2) le coefficient

d’ouverture théorique, et le multiplier par 0,6.

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Rédacteurs : EGEE Développement & BRGM - Partenaires techniques et financiers : la Région Centre, l’État (DRIRE), le BRGM, l’ADEME, la Chambre Régionale de Métiers et de l’Artisanat du Centre et EGEE Développement.action collective forage géothermique en région centre - guide des bonnes pratiques ©

Matériaux

• Doivent résister aux efforts d’écrasement, de flexion, de flambage, ainsi que de traction lors de la mise en place.• Acier : l’homogénéité des aciers utilisés est impérative pour éviter les effets de pile.• PVC : interdit pour forages profonds (au-delà de 200 m).

Centreurs

• En cas de massif filtrant, des centreurs sont obligatoires, sauf cas de tubage à l’avancement.• Écartement maximum entre deux centreurs : 10 m.

Massif filtrant Cas de mise en place

• Obligatoire en terrain non consolidé et pour les terrains consolidés fortement producteurs de particules fines. • Recommandé dans tous les cas, sauf terrains comportant des excavations.

Matériaux

Gravier propre, calibré et homogène, chimiquement inerte et de préférence siliceux roulé.

Épaisseur

• Au minimum de 50 mm si le diamètre extérieur de la crépine est inférieur à 160 mm.• Au minimum de 75 mm dans tous les autres cas.

Disposition et mise en place

• Niveau supérieur du massif à plusieurs mètres au-dessus du toit de la nappe captée.• Répartition homogène sur toute la hauteur et sur le périmètre.• Contrôle par sonde du niveau de remontée du gravier lors de la mise en place.• Contrôle du volume : l’écart entre le volume calculé et le volume réel employé doit être inférieur à 5 %.

Massif de blocage/consolidation autour des tubes pleinsCas de mise en place

Obligatoire si il y a des risques d’éboulements, quelle que soit la formation (terrain non consolidé, semi-consolidé ou même consolidé).

Matériaux

Graviers calibrés et lavés.

Épaisseur et mode de réalisation

Recommandation : procéder comme pour le massif filtrant.

Annexe 1 : Tubages

Relation diamètre du tubage-débit possible

Annexe 2 : Crépines

Débit - diamètre - cœfficient d’ouvertureVitesse de l’eau entrant dans la crépine : 0,03 m/s

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CimentationEau

Objectifs=> Préserver la qualité des eaux souterraines en empêchant :

- l’infiltration d’eaux ou pollutions depuis la surface du sol,

- la mise en communication de différentes nappes.

=> Stabiliser l’ouvrage et préserver sa longévité.

=> Aboutir à une gaine continue, homogène, adhérente au tubage et aux parois du trou.

Remarque : La présente fiche résume les principes et modes opératoires des cimentations qui sont fondamentaux dans les travaux de forage. Pour plus de détails, il est recommandé de consulter les guides techniques, en particulier :

• La norme AFNOR NFX 10-999.

• Le guide d’application de l’arrêté interministériel du 11 septembre 2003 relatif à la rubrique 1.1.0 de la nomenclature eau, Ministère de l’Écologie et du Développement Durable, Septembre 2004.

• Le Fascicule N° 76 “Travaux de forage pour la recherche et l’exploitation d’eau potable” - Décret n° 87-253 du 8/04/1987 - Bulletin Officiel - Ministère de l’équipement, du logement, de l’aménagement du territoire et des transports - Marchés publics de travaux - Cahier de clauses techniques générales.

3-1

Parties à cimenterÉpaisseur et disposition

• L’espace annulaire doit avoir une épaisseur minimale de 5 cm.• La colonne de laitier doit reposer au-dessus du toit de la nappe captée soit sur un bouchon d’étanchéité en argile gonflante au-dessus du massif de

gravier filtrant, soit sur une ombrelle en l’absence de gravier filtrant.

Avant-tubage en tête de forage

• Hauteur minimum recommandée : 5 m (sous le sol).• Cimentation obligatoire sauf s’il est mis en place par battage.

Cas du captage d’une nappe libre

• Captage de la première nappe libre (superficielle) : cimenter sur un minimum de 2 mètres de hauteur (plus selon nature géologique du terrain).• Captage d’une nappe libre en présence d’un aquifère superficiel ou d’arrivées d’eau de mauvaise qualité : cimentation obligatoire isolant l’aquifère

à capter de l’aquifère superficiel (ou de la dernière arrivée d’eau de mauvaise qualité), soit par :

- pose d’un tubage descendu légèrement en dessous du mur de l’aquifère superficiel, et cimentation à l’extrados de ce tubage avant poursuite de la foration (télescopage),

- cimentation à l’extrados du tubage (forage mono-diamètre) après pose du massif de gravier et du bouchon d’étanchéité, ou sur ombrelle. Ceci nécessite de disposer d’assez de place pour descendre les cannes de cimentation à la profondeur voulue (dans la pratique cette solution est limitée aux ouvrages peu profonds).

Cas du captage d’une nappe captive

• Obligation de cimentation depuis le toit de la nappe captive jusqu’en surface ou jusqu’au chevauchement entre tubages. • Le tubage descendu doit s’arrêter avant le toit de l’aquifère captif afin de permettre une cimentation remontante.• Les aquifères présents au-dessus de la nappe captive, doivent être isolés correctement par cimentation afin d’interdire tout mélange.

Matériau

• Laitier de densité obligatoirement supérieure à 1,7.

• L’utilisation du ciment à “prise rapide” est déconseillée.

• Mélange ciment-bentonite : autorisé, mais uniquement à moins de 5 % de bentonite, et s’il s’agit de produits du commerce prévus à cet effet. Hydrater la bentonite 24 h avant la cimentation pour assurer une bonne fluidité de la cimentation.

• Prévoir une marge sur le volume à injecter (minimum de 30 %, et plus si risques de fissures ou failles).

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Modes opératoires pour une profondeur de cimentation < 40 mètres• Effectuer l’injection sous pression par le bas et en continu dès l’achèvement de la mise en place du tubage définitif.

• Temps de prise minimum : 24 h (48 h recommandé). Contrôler la dureté sur un échantillon de laitier prélevé à l’injection.

• Option par cannes : placer des cannes de 1“ à 2“ (voire plus selon l’annulaire) de chaque côté du tube et les descendre à la cote requise pour l’injection, puis les retirer par tranche de 5 m a 6 m.

• Option sur collerette : placer la collerette étanche sur gravier ou sous tube de complétion. Assurer l’étanchéité avec des produits appropriés (argile gonflante, etc.) et exécuter l’injection avec des cannes dans l’annulaire par volumes successifs avec un temps de prise de 2 h minimum entre chaque injection.

Modes opératoires pour une profondeur de cimentation > 40 mètresOption 1 : par bouchon de laitier (uniquement pour moins de 100 m)

• le mettre en place sur 2 m de hauteur au fond du forage par pose de cannes de diamètre adapté, • planter ensuite le tube de soutènement (au minimum sur 1 mètre de hauteur) dans le laitier,• attendre la prise, puis compléter comme décrit ci-dessus.

Option 2 : par l’intérieur du tube avec bouchon destructible (tubage étanche avec une tête d’injection amovible munie d’une vanne et d’un manomètre côte forage)

• placer le tubage en suspension à environ 1 m du fond,• injecter dans le tube le volume de laitier calculé auparavant puis envoyer le bouchon destructible,• poser la tête étanche,• injecter le volume d’eau correspondant au volume intérieur et à la nature du tube et à sa longueur avec une pompe a pression,• bloquer la vanne et vérifier la pression du manomètre qui ne doit pas chuter de 15 % en 1 h,• attendre la prise du laitier au moins 24 h,• si le laitier n’est pas remonté à la cote souhaitée, il est conseillé de compléter par gravité avec des cannes d’injection descendues dans l’espace

annulaire.

Option 3 : injection avec pose sur sabot de cimentation à bille

• cette méthode est recommandée pour les grands volumes et les grandes profondeurs (au-delà de 100 m),• souder ou visser au bout du tube de soutènement un sabot à bille approprié au diamètre du tube. Descendre le tubage à la cote désirée. Descendre

et poser sur sabot la canne d’injection (tige de forage) en continuité. Confectionner et injecter le laitier en continu le plus rapidement possible. Assurer l’étanchéité du sabot et sortir la canne. Attendre la prise du laitier au moins 24 h,

• si le laitier n’est pas remonté à la cote souhaitée, il est conseillé de compléter par gravité avec des cannes d’injection descendues dans l’espace annulaire.

1 Extraites du “Guide d’application de l’arrêté interministériel du 11 septembre 2003” cité §1

Figure 1 : Dispositif de cimentation par les tiges (Source BRGM)

Illustrations 1

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Cimentation (suite)Eau3-2

Figure 2 : Cimentation par tube ancré (Source BRGM)

Figure 3 : Cimentation par tube suspendu (Source BRGM)

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Figure 4 : Cimentation par canne dans l’annulaire – Schéma 1 (Source BRGM)

Figure 5 : Cimentation par canne dans l’annulaire – Schéma 2 (Source BRGM)

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Tests de productionEau

Objectifs des pompages d’essaiLes pompages d’essai sont des tests en grandeur réelle, effectués à des débits cohérents avec les besoins du projet d’exploitation.Ils ont pour objectifs :• De déterminer les caractéristiques de l’ouvrage (de production ou de réinjection).• D’évaluer les capacités de production (ou d’absorption) de la nappe captée par l’ouvrage.• De permettre un prélèvement d’eau pour en apprécier sa qualité à partir d’une analyse.

La réalisation des pompages d’essai est définie par des protocoles détaillés repris dans la Norme AFNOR NFX 10-999, sur laquelle l’entreprise peut s’appuyer. La présente fiche en résume les points fondamentaux retenus dans le cadre de l’Action Collective Forage Géothermique en région Centre. En particulier, il a été souligné que les pompages d’essai sont une donnée majeure pour :• Attester de la qualité des travaux.• Disposer d’une référence technique en vue de la surveillance future de l’ouvrage.• Établir le dossier réglementaire d’autorisation ou de déclaration du prélèvement.• Fournir une base formalisée dans le cas d’un contentieux.

Mises en œuvre• Les différents pompages sont mis en œuvre après les opérations de nettoyage et développement.• Ils ne doivent débuter qu’après un retour stabilisé du niveau d’eau.• Ils sont réalisés avec le matériel de l’entreprise de forage.• Le choix de la pompe est adapté au débit d’exploitation souhaité, à la hauteur de la colonne d’exhaure, aux pertes de charge dues à cette colonne

et à celles de la conduite de refoulement des eaux en surface.• Avant chaque essai, sont notées : - La nature du repère des mesures de profondeur du niveau d’eau qui seront relevées dans le forage. - Les caractéristiques de la pompe utilisée. - La profondeur à laquelle est descendue la pompe. - La profondeur du niveau statique stabilisé avant mise en service de la pompe. - Les dates et heures de début de pompage.

Pompage par paliers (dit “essai de puits”)

=> ObjectifsLe pompage par paliers de débits fournit les caractéristiques spécifiques de l’ouvrage réalisé. Il permet d’attester la qualité de sa réalisation et de son équipement, et de déduire le débit maximal que l’ouvrage peut supporter. Cette “fiche d’identité” est une donnée importante : la comparaison de futurs pompages de même type avec cette référence permettra d’apprécier le vieillissement de l’ouvrage ; elle guidera sur les moyens à mettre en œuvre pour retrouver les meilleures performances. L’interprétation du test conduit à la détermination du débit maximal d’exploitation (débit critique) sans risque d’apparition de pertes de charges anormales ; ce débit critique doit être absolument respecté, sous peine de détérioration de l’ouvrage.

=> RéalisationL’entreprise de forage réalisera un pompage par paliers croissants de débits constants : au minimum 3 paliers de 1 heure chacun, avec mesures et enregistrement des débits et de la profondeur du niveau dynamique. Afin de permettre l’interprétation la plus juste, il est préférable de ne pas enchaîner les paliers de débits, mais de les séparer d’un arrêt de pompage jusqu’à un retour au niveau statique initial, ou sur une durée égale à celle du palier de pompage (1 heure). Pour un débit d’exploitation envisagé supérieur à 20 m3/h, il est préférable de mettre en œuvre des paliers d’une durée de 2 heures.

=> Recommandations Dans le cas de pompages en nappe captive, il faudra particulièrement éviter d’avoir un niveau dynamique plus bas que le toit de l’aquifère exploité ; en effet, le dénoyage de la partie supérieure de l’aquifère conduit très généralement à accroître les pertes de charge et à une productivité dégradée.

Dans le cas de pompages en nappe libre, toutes les précautions doivent être prises pour empêcher l’infiltration dans le sol des eaux pompées.

Pompage de longue durée (dit “essai de nappe”)

=> ObjectifsEn l’absence de références locales (sur des ouvrages exploitant la même nappe), la mise en œuvre d’un pompage de longue durée à débit constant est le seul moyen d’acquérir les données nécessaires pour :• Calculer les paramètres hydrodynamiques de l’aquifère capté.• Définir le débit d’exploitation possible.• Évaluer le rabattement maximal.• Définir la profondeur de la crépine d’aspiration du groupe électropompe immergé.

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• Apprécier (si la durée est suffisante) l’influence du contexte géologique, hydrogéologique et hydrologique, par exemple : - d’une limite étanche (faille) - due à l’alimentation par une rivière - due à l’alimentation par une autre nappe (drainance) - d’autres ouvrages de pompage• Approcher les capacités de réinjection (capacités d’absorption).

Compte tenu des fluctuations naturelles du niveau des nappes, il est préférable de réaliser cet “essai de nappe” dans les conditions les moins favorables, c’est-à-dire en période dite “de basses eaux” (août à septembre). Par ailleurs, il convient d’appliquer strictement les recommandations données ci-dessus pour un pompage d’essai par paliers.

=> RéalisationLe pompage continu à débit constant sera réalisé durant un minimum de 24 heures (72 heures pour les essais à débit supérieur à 80 m3/h). Le débit sera fixé à la plus petite des deux valeurs suivantes :• Débit supérieur ou égal au débit de pointe nécessaire pour l’exploitation envisagée• 90 % du débit critique déduit du pompage par paliers

Un échantillon d’eau sera prélevé à la fin du pompage pour une analyse physico-chimique complète des éléments corrodants, incrustants et colmatants (par exemple : type P1 + fer + granulométrie laser).

La profondeur du niveau d’eau dans le forage (niveau dynamique) sera mesurée durant toute la durée du pompage et également durant la remontée du niveau d’eau (après arrêt du pompage !), et au moins durant 12 heures. Si un premier forage (ou un piézomètre) captant la même nappe a été réalisé, il sera également très utile d’y relever l’évolution de la profondeur du niveau d’eau ; dans ce cas, noter la distance précise entre le forage de pompage et l’ouvrage périphérique suivi. Une bonne interprétation des résultats pourra être obtenue en respectant les cadences de mesure du niveau (manuellement avec une sonde piézo-électrique ou avec un enregistreur) et du débit précisées au tableau suivant :

Temps écoulé depuis le début du pompage ou de la remontée

fRéquence des MesuRes

forage de pompage Ouvrage périphérique

de 0 à 15 minutes 1 minute 2 minutes

de 15 à 30 minutes 5 minutes 5 minutes

de 30 à 60 minutes 10 minutes 10 minutes

de 1 heure à 2 heures 15 minutes20 minutes

de 2 à 4 heures 30 minutes

La Norme NFX 10-999 [Annexe B] fournit un modèle de document pour le report des mesures : “Exemple de feuille de pompage”

exemples de courbes de pompages d’essai

débits et rabattements en fin de chacun des paliers

Exemple de courbe caractéristique

Pompage par paliers de débit : courbe caractéristique Pompage à débit constant : courbe évolution du rabattement

Évolution du rabattement en fonction du temps (source : BRGM)

Exemple d’interprétation simple d’un essai à débit constantSource documentaire BRGM

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Forage de réinjectionEau

Rappels réglementaires et références techniques (cf. la fiche technique Sondes/Eau 2)

Le ou les forages d’injection doivent respecter les textes suivants :

• Guide d’application de l’arrêté interministériel du 11 septembre 2003 relatif à la rubrique 1.1.0 de la nomenclature eau.

• Décret 2006-881 du 17 juillet 2006 :

1.1.1.0 Sondage, forage, y compris les essais de pompage, création de puits ou d’ouvrage souterrain, non destiné à un usage domestique, exécuté en vue de la recherche ou de la surveillance d’eaux souterraines ou en vue d’effectuer un prélèvement temporaire ou permanent dans les eaux souterraines, y compris dans les nappes d’accompagnement de cours d’eau ..................................................................................Déclaration

5.1.1.0 Réinjection dans une même nappe des eaux prélevées pour la géothermie, l’exhaure des mines et carrières ou lors des travaux de génie civil, la capacité totale de réinjection étant :

1° Supérieure à 80 m3/h ...............................................................................................................................................................................Autorisation

2° Supérieure à 8 m3/h, mais inférieure à 80 m3/h .........................................................................................................................................Déclaration

• Cahier des clauses techniques générales applicables aux marchés publics de travaux. “Fascicule N° 76” - décret N° 87-253 du 8 avril 1987.

• Norme NF X10 999 d’avril 2007 - Forage d’eau et de géothermie - Réalisation, suivi et abandon d’ouvrage de captage ou de surveillance des eaux souterraines réalisé par forages.

5 -1

Travaux de forage (voir la coupe type)

Le rendement d’un forage d’injection est souvent inférieur à celui du captage de pompage dans le même contexte hydrogéologique. Cette particularité fait qu’il faut parfois envisager un second forage pour exploiter le débit donné par un seul captage.

Forage, tubages et cimentation

• Le ou les forages d’injection auront la même profondeur que le captage de pompage.

• La nappe de rejet est obligatoirement la même nappe que celle du puisage.

• Le ou les forages d’injection seront forés et équipés dans des diamètres plus importants que le captage de pompage.

• La méthode de forage doit être adaptée à la nature géologique des terrains, et en fonction des matériels dont dispose l’entreprise : le forage sera réalisé au rotary à l’air ou à la boue, au marteau fond de trou, avec ou sans tubage à l’avancement.

• Les terrains superficiels (et nappes non captées) seront isolés par un tubage plein et cimenté. Les tubes acier (ou éventuellement en PVC) seront parfaitement soudés (ou vissés) et positionnés à l’aide de centreurs à quatre (4) lames (un centreur par élément tubulaire).

Coupe type d’un forage de réinjection :

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• La cimentation étanche sera réalisée sous pression, par le bas de l’espace annulaire à l’extrados du tubage, à l’aide d’un laitier de ciment de densité comprise entre 1,8 et 2.

• Le forage sera équipé à l’aide de tubes PVC vissés, ou acier, éventuellement Inox, soudés ou filetés, de qualité alimentaire, avec une répartition prévisionnelle (adaptée en fonction de la coupe géologique) tube / crépine suivante, de bas en haut :

- bouchon de fond - tube de décantation - crépine PVC ou acier, éventuellement Inox - tube lisse avec un hors-sol de 0,50 mètre

• Les tubes seront parfaitement vissés ou soudés, et positionnés à l’aide de centreurs à quatre (4) lames (un centreur par élément tubulaire).

Massif filtrant

• Du fond du forage jusqu’à la base du tube plein, sera mis en place un massif de gravier roulé, propre, siliceux, résistant aux acides et à la compression, homogène et calibré.

Développement

• Un nettoyage de développement, par air lift ou par pompage (d’une durée de cinq heures), sera réalisé jusqu’à obtention d’une eau claire.

• Un développement par traitement chimique éventuellement répétitif (acide chlorhydrique, polyphosphates, peroxyde d’hydrogène, etc.) peut s’avérer nécessaire.

• À l’issue de cette phase de développement, le niveau du massif de gravier sera obligatoirement vérifié et éventuellement complété.

Pompages d’essai et test d’absorptionSi un pompage d’essai de longue durée (dit “essai de nappe”) a déjà pu être réalisé sur un premier forage, les essais sur le forage de réinjection doivent comprendre au minimum :

• Un pompage par palier (voir la fiche technique E4).

• Un test d’absorption.

Il est important de rappeler que les pompages d’essai et le test d’absorption représentent des données fondamentales pour :

• justifier de la qualité des travaux réalisés (les résultats seront joints au document de réception),

• disposer d’une référence initiale dans le cadre du suivi et de l’entretien de l’ouvrage,

• être produits dans le cadre de tout contentieux pouvant survenir.

Le test d’absorptionLa vérification des capacités effectives de réinjection du débit pompé sera effectuée par la mise en œuvre d’un test d’absorption. Celui-ci permettra notamment de constater s’il n’y a pas de débordement.

Ce test sera effectué sur une durée minimale de 8 heures au débit de pointe de l’exploitation envisagée, avec le matériel de l’entreprise de forage, et en utilisant de l’eau claire (non turbide et exempte de toute pollution bactérienne ou chimique). Dans la mesure du possible (disponibilité d’une fourniture en eau suffisante), ce test ne devrait pas être réalisé simultanément à des pompages effectués dans la même nappe.

• Avant l’essai, seront notés : - La nature du repère des mesures de profondeur du niveau d’eau qui seront relevés dans le forage. - L’origine de l’eau utilisée (réseau, forage). - La profondeur du niveau statique stabilisé avant le démarrage du test. - Les date et heure de début du test.

• Les principales conditions suivantes seront respectées : - Injection d’eau claire sous le niveau statique (colonne plongeante). - Contrôle et relevé périodique du débit d’injection (débitmètre ou compteur volumétrique). - Mesure de la profondeur du niveau d’eau suivant la même cadence que pour un pompage à débit constant (voir la fiche technique E4).

Compléments et aménagement finalÀ l’issue des phases d’essais, le niveau du massif de gravier sera obligatoirement vérifié et éventuellement complété. Un joint d’étanchéité en argile gonflante (Sobranite, Sépiolite, Expangel, etc.) sera mis en place au sommet du massif de gravier. L’espace annulaire de la colonne pleine sera cimenté, à l’aide d’un laitier de ciment (densité 1,8 à 2), du sommet du joint d’étanchéité à la surface. Une dalle de propreté, de trois (3) mètres carrés de surface et de trente (30) centimètres de hauteur sera réalisée avec les pentes tournées vers l’extérieur, et raccordée à la cimentation annulaire.

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Forage de réinjection (suite)Eau

Moyens d’exploitation et de surveillanceL’ensemble des équipements seront mis en place et raccordés de manière à ne pas permettre l’injection d’air, ce qui diminuerait directement la capacité d’absorption et contribuerait au colmatage progressif de l’ouvrage, par le développement de phénomènes chimiques et bactériologiques.

Le ou les ouvrages de réinjection seront équipés :

• D’une manche d’injection (injection obligatoirement sous le niveau statique, au sommet de la partie crépinée)

• D’un compteur volumétrique (disposition réglementaire obligatoire), permettant de contrôler et de suivre les quantités d’eau injectées, ainsi que de détecter d’éventuelles fuites dans le réseau de canalisations, par comparaison entre le débit de pompage et le débit injecté

• D’une vanne de réglage et d’un clapet anti-retour

• D’un manomètre (pression de l’eau injectée), et d’un thermomètre (température de l’eau injectée)

• De sondes permettant de suivre l’évolution du niveau d’eau dans l’ouvrage et de disposer d’un système d’alerte (prévention des débordements ou d’une pression excessive pour les ouvrages munis d’une tête étanche) ; cet équipement peut être utilement complété par la mise en place d’un asservissement (arrêt automatique de la pompe du forage de production ou by-pass des eaux à réinjecter vers exutoire de secours)

La tête de puits pourra être étanche (en cas de risque de débordement), et / ou munie d’une pompe de réinjection sous pression.

Un piézomètre de contrôle, pourra être installé, pour accueillir des sondes de suivi permanent des niveaux et des températures de l’eau de la nappe. Ce piézomètre pourra permettre le prélèvement d’échantillon d’eau pour analyses.

Observation particulière :

Dans le cas d’ouvrages de réinjection utilisés à l’aval d’une installation de rafraîchissement (et plus encore de climatisation), l’eau réinjectée sera à une température plus élevée que celle de la nappe exploitée. Il pourra alors en résulter une modification de la teneur des gaz dissous dans l’eau (notamment du CO2). Ces conditions peuvent accroître les risques de colmatage par précipitations (carbonate de calcium, hydroxyde ferrique, gypse, …) et développements bactériens (bactéries filamenteuses).

Recommandations de maintenance et d’entretienDans le cadre de son rôle de conseil, l’entreprise de forage pourra recommander à l’exploitant de mettre en œuvre des dispositions d’équipement et d’intervention pour assurer la pérennité des bonnes conditions d’exploitation des ouvrages de réinjection :

• Mise en place d’un groupe électropompe immergé de rétro-lavage

• Hydrocyclone de prétraitement avant réinjection (pour séparer les particules fines, notamment dans le cas d’exploitation d’aquifères sableux)

• Pompages d’essai par paliers pour contrôler l’accroissement des pertes de charge, notamment quand la surveillance des niveaux indique une dérive significative par rapport aux tests réalisés à la création de l’ouvrage

• Nettoyages périodiques (air-lift ou groupe immergé), à réaliser quand les capacités de réinjection diminuent sensiblement

• Opérations de développement par mise en œuvre de traitements chimiques et/ou physiques suivis d’un pompage de nettoyage et d’un pompage d’essais par paliers.5 -

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Tête de forage et équipement de production

Eau

Tête de forage (voir le schéma type au § 2)

Objectifs

=> Empêcher les eaux de surface, de ruissellement ou d’inondation, éventuellement polluées, de s’infiltrer le long de la face extérieure du tubage ou de pénétrer à l’intérieur du forage et d’entrer ainsi en contact avec la nappe,

=> Dissuader le vandalisme, en évitant l’introduction d’objets divers ou de substances dans le forage,

=> Protéger physiquement l’ouvrage pour éviter sa destruction et ainsi garantir, notamment, l’intégrité du tubage intérieur,

=> Contenir les éventuels phénomènes d’artésianisme,

=> Adapter le type de protection retenue de manière à ce qu’elle soit compatible avec la liaison entre le forage et l’installation de la pompe à chaleur.

Description et positionnement des éléments

• Hauteur au-dessus du niveau du sol - La tête de forage se situera à un niveau supérieur à celui d’une lame d’eau superficielle due à un orage ou à une inondation (plus hautes eaux

connues), et toujours au moins à 50 cm au-dessus du terrain naturel, - Si la tête du forage est située sur un point bas ou est prévue pour être incluse dans un local, la structure doit être conçue en conséquence (hauteur

de tube, protection supplémentaire, aménagement de l’accès, etc.).

• Dalle - Le tubage du forage doit être correctement étanché, cimenté et scellé dans une margelle bétonnée (dalle de propreté étanche), - Dimensions de la dalle : - hauteur minimale de 30 cm au-dessus du terrain naturel, - surface minimale : 3 m2. - Elle doit être sans fissure et permettre par ses pentes l’évacuation de l’eau de pluie vers l’extérieur, - La dalle est obligatoire même si la tête du forage est située dans un local.

• Capot de fermeture - Un capot constitué d’un bouchon étanche est obligatoire, - En phase d’exploitation, la totalité de la tête de forage doit être recouverte par un dispositif de protection étanche, équipé des passages

nécessaires (colonne d’exhaure, câble électrique, etc.) munis de presse étoupe, - Une ouverture doit être prévue pour le passage du guide sonde et munie d’un bouchon vissé.

• Cas des ouvrages domestiques - Les têtes de forage peuvent être installées dans un regard de pompage dont le couvercle est au ras du sol, - Dans ce cas, la tête du forage sera au moins à 20 cm au-dessus du fond de la chambre dans laquelle elle débouche.

Protections de la tête de forage

• Verrouillage - La tête de forage doit disposer de protections verrouillables contre l’introduction de tout objet ou substance, - Modes de protection recommandés : ouverture impossible sans une clé ou un outil spécial, capot métallique avec cadenas (éviter les cadenas à

molettes ou à code).

• Protections physiques de l’ouvrage - Dispositif par tube extérieur métallique scellé : d’un diamètre largement supérieur au tube du forage, il doit être ancré dans le sol sur une

profondeur au moins égale à 50 % de sa hauteur hors sol,

• Complément recommandé : barrière de protection en tube métallique (ou équivalent indéformable), ancrée dans le sol et à une distance minimale de 2 m de la tête de l’ouvrage,

- Ces protections doivent être scellées dans un massif en béton n’ayant aucune liaison rigide avec le tube de l’ouvrage.

• Protection contre les eaux de remontées artésiennes - En cas d’artésianisme, équiper obligatoirement la tête du tubage d’un capot étanche sur brides, comprenant un manomètre et une vanne de

décharge, ainsi qu’un guide sonde.

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1 Extrait de la Norme AFNOR NF X 10-999

Schéma type (source BRGM) 1

Équipements de productionObservation sur les limites de fourniture

• Ces équipements constituent un lot indépendant du lot “forage” proprement dit,

• Si ce n’est pas l’entreprise chargée de l’exécution du forage qui installe ces équipements, une procédure est définie pour que les responsabilités de chacun des intervenants soient précisées,

• Dans ce dernier cas, le maître d’œuvre et les différents intervenants veillent particulièrement à : - disposer de références communes et cohérentes : - repères (horizontaux et verticaux), - cotes des équipements (diamètres, …), - convenir des modalités de mise en attente entre chaque étape, - établir un planning prévisionnel des interventions.

Colonne d’exhaure

• Caractéristiques - Elle doit permettre de maintenir la pompe en place et de résister au couple de torsion résultant du fonctionnement, notamment lors du

démarrage. - Elle comprend en tête un clapet et une vanne d’isolement.

• Mode d’implantation - Suspendue et maintenue par des colliers de fixation, sur des profils métalliques type IPN.

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Tête de forage et équipement de production (suite)

Eau

Pompe(s)

• Dimensionnement et caractéristiques - Puissance fonction du débit maximum déterminé par le constructeur de la pompe à chaleur, et sur indications du bureau d’études fluides ou du

maître d’œuvre, - Clapet anti-retour obligatoire, - Pompe(s) immergée(s) recommandée(s), avec sécurité en cas de dénoyage, - Vitesse variable obligatoire, - Remarque : pour limiter les aléas en cas de panne, l’exploitant pourra avoir choisi d’équiper le forage de 2 pompes, et donc de 2 colonnes

d’exhaure ; ce choix aura une incidence directe sur le diamètre intérieur utile du forage qui aura donc été prévu suffisamment grand pour permettre des interventions indépendantes sur chaque groupe immergé.

• Positionnement de la pompe immergée - Au moins 2 m au-dessus du fond du forage, - Éviter le positionnement au niveau des crépines, - Aspiration placée selon le manuel du constructeur pour éviter les phénomènes de cavitation (généralement 3 à 5 m sous le niveau le plus bas de

l’eau en cours d’exploitation).

• Asservissement

- Le dénoyage de l’ouvrage, et particulièrement des crépines est à éviter dans la plupart des terrains. Un asservissement est donc nécessaire en dehors de ces cas.

- Recommandation de capteurs :

- Électrode 1 : en fond de forage, toujours noyée,

- Électrode 2 : à 3 m au minimum au-dessus de la tête de pompe si nécessaire : son dénoyage génère une alarme et entraîne l’arrêt de la pompe,

- Électrode 3 : placée plus haut, elle permet un redémarrage de la pompe avec un niveau d’eau suffisant pour un pompage prolongé, en évitant ainsi cycles de marches/arrêts répétés.

- Une temporisation d’1 minute est recommandée pour les arrêts et montées en débit (ceci évite l’arrivée de particules fines),

- Pour éviter l’enroulement des sondes autour des brides de la colonne d’exhaure ou autour de la pompe, il convient de prévoir la pose de tubes de petit diamètre (1 à 2’’) dans lesquels la sonde sera glissée. S’il s’agit d’un capteur de pression relié à une centrale d’acquisition de mesures, ce dispositif sera lui aussi protégé par un tube (pour éviter les risques d’écrasement).

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Abandon d’un ouvrage

Objectif

Eau

Tout forage est un axe potentiel de mise en communication entre la surface et entre les différentes nappes qu’il recoupe. S’il cesse d’être utilisé (pour des raisons techniques, économiques, etc.), sa dégradation présente de réels risques : •Pourlesactivitésensurface(lorsdesdéplacementsdepersonnes

etd’animaux,aucoursdestravauxagricolesoudechantiers,etc.)

•Depollution,parinfiltrationd’eauxsuperficielles,pardéversementde substances polluantes (organiques, chimiques).

Lesdispositionsàprendresontdoncdudomainedelapréventiondesrisquesparunemiseensécuritédel’ouvrageetdesonenvironnementsuperficiel et souterrain.

Cas d’abandonAu titre de la réglementation, sont considérés comme abandonnés les ouvrages: •pour lequel le déclarant ne souhaite pas faire les travaux de

réhabilitation nécessaires, notamment à l’issue d’une inspection ;

•quiaétéréalisédanslaphasedetravauxderecherchemaisquin’apas été destiné à l’exploitation ;

•pour lequel, suite auxessais depompageou tout autremotif, ledéclarantnesouhaitepaspoursuivresonexploitation.

Observation : Dans le cadre de ses obligations de conseil, l’entreprise de forage doit avertir le maître d’ouvrage sur la nécessité de déclarer l’abandon d’un ouvrage et de mettre en œuvre les mesures de sa mise en sécurité.

Obligations du propriétaire=> De déclaration=> De dispositions techniques adaptées

Lepropriétairedel’ouvrageal’obligationd’endéclarersonabandonenapplication du Code minier et de l’arrêté interministériel du 11/9/2003 “relatif à la rubrique 1.1.0 de la nomenclature eau : sondage, forage, puits,ouvragesouterrainnondomestique”.

Des techniques appropriées doivent garantir l’absence de circulationd’eau entre les différentes nappes d’eau souterraine contenues dans les formationsgéologiquesaquifères traversées, et l’absencede transfertde pollution. Le propriétaire a alors l’obligation de faire appel à une entreprise de forage ayant les compétences pour réaliser les travauxnécessaires.

Recommandation : Prendre contact auprès de la DRIRE ou de la MISE (voir les coordonnées sur la fiche technique “Analyse préalable”).

Cas d’ouvrages très sensiblesLesouvragessituésdansunpérimètredeprotectiond’uncaptagepourl’AlimentationenEauPotable(AEP),etceuxquiinterceptentplusieursaquifèressuperposésrelèventdelaprocéduresuivante: •CommunicationauPréfetdesélémentssuivantsun mois au moins

avant le début des travaux :

-dateprévisionnelledestravauxdecomblement,

- aquifère précédemment exploité,

-coupegéologiquereprésentantlesdifférentsniveauxgéologiqueset les formations aquifères présentes au droit de l’ouvragesouterrain à combler,

- coupe technique précisant les équipements en place,

-informations sur l’état des cuvelages ou tubages et de lacimentationdel’ouvrage,

- techniques ou méthodes qui seront utilisées pour réaliser le comblement.

•Danslesdeux mois qui suivent la fin des travaux, le déclarant en rend compte au préfet et lui communique, le cas échéant, les éventuellesmodificationsparrapportaudocumentinitial

Cetteformalitémetfinauxobligationsd’entretienetdesurveillancedel’ouvrage.

Autres ouvragesDanslesautrescas,ledéclarantcommuniqueaupréfetdanslesdeuxmoisquisuiventlecomblement,un rapport de travaux précisant :

•lesréférencesdel’ouvragecomblé,

•l’aquifèreprécédemmentexploité,

•lestravauxdecomblementeffectués.

Cette formalité met fin aux obligations d’entretien et de surveillance de l’ouvrage.

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Exemple de réalisation (source BRGM) :

Modalités techniquesRéférences documentairesPour les différentes démarches, il est possible de s’appuyer sur lesdocumentssuivants: •Guide d’application de l’arrêté interministériel du 11/9/2003,

Ministèrede l’ÉcologieetdudéveloppementDurable,Septembre2004

•NormesAFNOR: -NFX–980 : “Foraged’eauetdegéothermie.Réalisation,suivi

et abandon d’ouvrage de captage ou de surveillance des eauxsouterrainesréalisésparforage.Démarchesadministratives”.

-NFX–10-999:“Foraged’eauetdegéothermie.Réalisation,suiviet abandon d’ouvrage de captage ou de surveillance des eauxsouterrainesréalisésparforage”.

•Notetechniquen°11denovembre1997duMinistèredel’Économie,des Finances et de l’Industrie - Secrétariat d’État à l’Industrie :“Abandonetfermeturedesforages”.

Mise en œuvreSidesobjetssonttombésdansleforage,ilsdevrontêtreextraits.Demêmepourlesdépôts,s’ilspeuventprésenterunrisqueenvironnemental.

Lorsque des présomptions existent sur des dégradations existantes de l’ouvrageousur laprésencedeproduitsoumatériauxpotentiellementpolluants dans le forage, il est préconisé d’effectuer des contrôles préalables : •contrôledufondafindevérifierdépôtsetéboulements;

•contrôlevidéoafindevérifier l’étatdes tubagesetcrépinesainsiquelaprésenceéventuelled’objetsdansleforage;

•vérificationdelaqualitédelacimentationannulairepardiagraphie(cf. “Code des bonnes pratiques de géophysique appliquée” - AGAP - Mars 1992).

Les modalités de comblement varient avec la géométrie (profondeur,diamètre) et le type de forage.

•Dans tous les cas, les pompes et tous accessoires situés dansle forage sont définitivement évacués du site, ainsi que tous lescarburants et autres produits situés près de la tête du forage, susceptibles d’altérer la qualité des eaux.

•Le cuvelage doit être comblé par du béton maigre ou par unmatériau chimiquement inerte et physiquement stable (sable, gravier,...),surmontéd’unbouchondecimentjusqu’auniveaudusolpourprévenirlerisqued’effondrementparcorrosion.Lecimentdoitêtrecompatibleaveclaqualitéchimiquedel’eau.

•Chaque niveau producteur (aquifère) est isolé du suivant parun bouchon de ciment (ou un autre liant – résine acrylique, parexemple).

•S’il n’est pas possible d’extraire les crépines et tubages, ceux-ci sont comblés par du gravier, avec des bouchons de cimentpermettantd’isoler lesdifférentsniveauxaquifères.Danscecas,l’espace annulaire (terrain-tubage ou crépine) sera isolé par des bouchonssituésauxmêmesniveaux.

•Lesbouchonssontmisenplaceparcirculation,c’est-à-direavecunepomped’injectionetnonpasdefaçongravitaire.

Rédacteurs : EGEE Développement & BRGM - Partenaires techniques et financiers : la Région Centre, l’État (DRIRE), le BRGM, l’ADEME, la Chambre Régionale de Métiers et de l’Artisanat du Centre et EGEE Développement.action collective forage géothermique en région centre - guide des bonnes pratiques ©