20me Congrs du DCA Marseille 7-9 octobre 2015

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La Norme Franaise NF P 94-500 applique aux reconnaissances gotechniques pour les travaux de forage dirig 20 me congrs du D.C.A Marseille 7-9 octobre 2015

1. LES ENJEUX DE LETUDE DE FAISABILITE

Le succs dun chantier de forage dirig dpend de nombreux facteurs. Lexprience nous a enseign quune mconnaissance des conditions de sol tait prjudiciable au bon droulement dun chantier de forage dirig. Cette mconnaissance du contexte gologique et gotechnique est lorigine de difficults techniques et de drives financires ou mme dun chec remettant en cause le succs de la totalit du chantier. Le principal facteur qui affecte la faisabilit dun projet est reprsent par le contexte gologique et gotechnique du sol. Une bonne connaissance des conditions physiques et mcaniques du sol est primordiale mais pas suffisante. La rpartition gomtrique des diffrentes couches de sol le long du trac du forage est absolument ncessaire. Ces informations permettront lentrepreneur de dfinir le trac du forage ainsi que les caractristiques techniques du matriel mettre en uvre :

Le trac du forage doit tre compatible avec les caractristiques des outils de forage mettre en uvre et le rayon de courbure admissible de la conduite

Dimension du casing lorsquil est ncessaire ; Tte de forage Moteur boue Alseurs Caractristiques du fluide de forage Type de revtement de la conduite

Lingnieur charg de ltude de faisabilit a sa disposition des normes Europennes, internationales et nationales pour effectuer sa mission. Il sagit des textes suivants :

LEurocode 7 en tant que norme Europenne ; La norme NF P 94-500 en tant que norme franaise concernant

lenchainement des missions gotechniques ; La norme Amricaine ASTM F1962-11 (Standard Guide for Use of Maxi-

Horizontal Directional Drilling for Placement of PE pipe or Conduit Under Obstacles, Including River Crossing)

Le guide technique du D.C.A

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2. LES NORMES FRANAISES ET EUROPEENNES

La norme Europenne Eurocode 7 se consacre exclusivement aux rgles fondamentales du calcul gotechnique. Elle dfinit dans sa section 2 les bases du calcul gotechnique. A la lecture de ce document, on saperoit quil est inadapt ltude dun projet longitudinal qui ncessite une tude plus globale prenant en compte le contexte gologique locale et rgional. Une tude srieuse dun projet de forage dirig fait intervenir plusieurs techniques dans le cadre dune approche globale destine rduire au maximum les risques. Ainsi toute tude doit dbuter par :

- Une enqute bibliographique complte par une reconnaissance de terrain ; - La ralisation dune campagne de reconnaissance gophysique ; - La ralisation de sondages et essai in-situ ; - La caractrisation des sols et roches par des essais en laboratoire.

Ce processus est complexe pour pouvoir dfinir du mieux possible le contexte gologique dans lequel sinscrit le forage dirig raliser. La norme Franaise vient complter astucieusement lEurocode 7 en proposant un enchainement de missions gotechniques qui permet de faire voluer ltude de faisabilit dune manire progressive. Ainsi ce processus est destin maitriser les risques et tracer le profil du forage dirig en tenant compte du contexte gologique et gotechnique mais galement permettre lentrepreneur dvaluer et de raliser les travaux avec le maximum dinformations. Cette norme sorganise autour de deux tapes :

- La premire tape la charge du maitre douvrage ou du maitre duvre concerne les tudes pralables pour aboutir un dossier de faisabilit en phase projet ;

- La seconde tape est rpartie entre le matre duvre et lentrepreneur et concerne la phase chantier.

La premire tape sorganise autour de deux types de missions :

Mission G1 dtude gotechnique qui permet travers une tude bibliographique et de terrain du site du forage dirig de dfinir :

Le modle gologique prliminaire et didentifier les premiers risques ;

Les paramtres prendre en compte dans le cadre de ltude gotechnique et gophysique.

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Mission G2 dtude gotechnique de conception. Cette mission sorganise

autour de trois phases : Une phase de mise au point davant-projet (G2 AVP) destine

complter le modle gotechnique et identifier les risques et ses consquences sur louvrage construire ;

Une phase projet (G2 PRO) qui permet de dfinir les hypothses gotechniques ncessaires ltablissement des notes techniques et aux choix constructifs ;

Une troisime phase (G2 DCE) qui concerne la rdaction des documents techniques aux entreprises pour la rdaction du dossier dexcution.

La seconde tape sarticule autour de deux missions :

Mission G3 la charge de lentrepreneur qui concerne essentiellement ltablissement des notes de calcul (phase excution) et le suivi en cours de chantier des caractristiques du modle gotechnique retenu pour le projet ;

Mission G4 la charge du matre douvrage qui concerne la validation des documents dexcution et la supervision du suivi gotechnique des travaux.

Cet enchainement est dautant plus important que les travaux engags stalent sur un espace bien plus grand que les traditionnels travaux de fondation et/ou de terrassement qui sont concerns par lEurocode 7. La vision spatiale de la gomtrie des diffrents facis et couches gologiques revt une importance primordiale dans le droulement dun chantier de forage dirig. Lesprit de cette norme travers lenchainement des missions qui ont t dcrites ci-dessus est de permettre ltude en cours de travaux des possibilits dadaptation de la mthode de construction. Cela suppose une vrification en continue de la bonne concordance entre prvision et ralit du comportement de louvrage. La mise en uvre de cette norme et de lenchainement des missions est complexe car le milieu dans lequel sinscrivent ces travaux et particulier en raison de son talement spatial et que le monde minral est un monde vivant :

Fluctuation naturelle ou artificielle de la nappe phratique ; Entrainement de fines sous leffet dcoulements artificiels ou non ; Phnomnes naturels drosion ; Perturbations anthropiques ; Dstabilisation du milieu sous laction des outils et fluides de forage ; Variations latrales de facis ; Etc E

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Dans le cadre spcifique dun forage dirig, ltude de faisabilit en phase projet doit permettre ltablissement dun profil gologique et gotechnique et qualifier lensemble des diffrents facis et discontinuits rencontrs.

Lanalyse de la vulnrabilit de louvrage construire dpend des caractristiques des formations qui sont mobilises. Elle ne peut se faire quen disposant de louvrage raliser et du profil gologique/gotechnique. Dans un tel contexte, seul la combinaison des rsultats de ltude gophysique avec les rsultats de la campagne de sondage de reconnaisse, des essais in-situ et des essais en laboratoire permet de construire le profil synthtique. Concrtement, la mise en uvre de cette norme dans le cadre de travaux sans tranches ncessite quelques adaptations dans la dfinition des diffrentes missions. Les efforts doivent tre consentis par toutes les parties :

Par la matrise douvrage et la matrise duvre en respectant scrupuleusement des tapes 1 et 2 et en assurant une mission G4. Cela suppose pour le matre duvre de maitriser les techniques de forage dirig et dadapter le contenu de chaque tape de la norme aux spcificits des travaux raliser ;

Par lentreprise de travaux en assurant une mission G3 seule capable dassurer la traabilit de ses oprations de forage

Ce processus, pourtant bien adapt au contexte des tudes de faisabilit dun forage dirig est trs rarement suivi par lensemble des acteurs dun chantier de forage dirig (Maitres douvrages, maitres duvres et entrepreneurs).

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3. PROPOSITION DE PROCESSUS ADAPTE AUX ETUDES DE FORAGE DIRIGE

Le contexte particulier de ltude dun forage dirig mrite que les diffrentes tapes de la norme soient adaptes au contexte particulier dun projet de forage dirig.

Le droulement des diffrentes tapes serait alors le suivant :

Etape n 1 : Phase tude de faisabilit

Cette tape se dcompose en trois phases :

Phase n 1 = mission G1 dtude pralable. Elle comprend :

Une phase dtude du site avec a minima : o Une recherche bibliographique, o Une visite du site, o Ltablissement dun schma gologique

prvisible

Ltablissement des principes gnraux de construction : o Le design du trac du forage dirig ; o La dfinition du programme de reconnaissance

gologique et gophysique.

Phase n 2 = Mission G2 de conception davant-projet (G2 AVP) comprenant a minima :

o Les investigations gophysiques ; o Les investigations gotechniques ; o La construction du profil gologique ; o Lidentification des risques gotechniques et ses

consquences sur louvrage.

Phase n 3 = Une mission G2 de conception de projet (G2 PRO) qui comprend minima :

o La synthse des donnes recueillies ; o Lincidence du contexte gologique sur le choix

de la ou des techniques mettre en uvre ; o La finalisation des prconisations techniques ; o Ltablissement des notes techniques justifiant

les choix constructifs.

Etape n 2 : Phase travaux :

La phase travaux se rpartit en deux missions entre le matre douvrage ou son matre duvre dune part et lentreprise de travaux dautre part.

Mission G3 = charge de lentreprise de travaux, elle comprend :

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o Ltablissement des modes opratoires dexcutions et des

notes de calcul o Le suivi des travaux et la traabilit quotidienne prcise du

droulement du forage :

Rapport journalier (Daily report)

Rapport de forage tige par tige

Rapport de fluide de forage

Rapport de guidage Mission G4 = charge du matre douvrage. Il sagit dune mission de

maitrise duvre ou dassistance matrise duvre qui comprend deux volets :

Une phase excution comprenant la fourniture dun avis sur la pertinence du dossier dtude gotechnique dexcution et ladaptation ou loptimisation des ouvrages gotechniques proposs par lentrepreneur ;

Une phase de suivi dexcution comprenant la supervision du suivi gotechnique, la fourniture dun avis sur la pertinence du modle gotechnique retenu et le droulement des travaux.

Ce modle conceptuel dtude de faisabilit et de suivi des travaux permet dtudier et de grer la ralisation dun forage dirig complexe et danticiper les ventuels problmes techniques et drives financires. Dominique FELDMANN Gologue Expert dfeldmann@forexi.com