RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique
UNIVERSITÉ KASDI MERBAH OUARGLA
Faculté des sciences appliquées
Département de Génie Civil et Hydraulique
Option : Forage d’eau
Mémoire Fin d’étude
Master Professionnel
Présenté par :
Limane Samir
Ben Hammouda Idriss
Devant le jury composé de :
MOUKHLOFI N MAA UKMO Président
DEJEBARI .H MAA UKMO Examinateur
MANSOURI .Z MAB UKMO Encadreur
Année universitaire 2018/2019
Suivi d’un forage d’eau dans la région de
Benaceur (wilaya de Ouargla)
Tout d'abord, merci
Notre Dieu qui nous a donné force et courage.
En conséquence, nous voudrions remercier M me Mansouri Zeina, qui a fourni
des efforts énormes, à travers informations, conseils et encouragements.
Nous tenons également à remercier les messieurs
Membres du jury :
NATARI KAMAL
DEJABARI HACENE
pour l'honneur qu'ils nous ont fait
en acceptant de siéger à notre défense
Nos sincères remerciements à M. Bashir Touahri, qui a sacrifié son temps pour nous.
Et tous les professeurs du département de génie
Civil et Hydraulique
Pour tous ceux qui étaient dans un moment ou tous
Une partie de ce travail.
Nos plus sincères remerciements à tous eaux
qui de près au de loin ou contribué à
attendre le mémoire.
Pour qui m'a appris que les expériences de vies et le succès de
l'effort honnête.
Qu'est-ce que vous aimez ce monde si elle. Qui m'a appris que la vie de Sabra
Du paradis sous leurs pieds. Mon ma mère Aimé bon Dieu .
Pour mon père Arrêtez-moi dans la vie Et fatigué de moi, alors qui a
continué à cet endroit.
Pour les bougies qui éclairaient ma carrière mes frères et soeurs.
Pour mes chères soeurs privées
A mes amis de, mes collègues d’études et tous les autres sans exception.
A mes amis mehammed, lakhdar, antara, kadour, yacinne,
l’université de Kasdi merbah Ouargla
Pour tous les étudiants du départment de géni civil et hydraulique .
Sommaire
INTRODUCTION GÉNÉRAL 1
CHAPITRE I PRÉSENTATION DE LA ZONE D’ÉTUDE
I. CADER GÉNÉRALE DE LA ZONE D’ÉTUDE 2
I.1. SITUATION GÉOGRAPHIQUE 2
I.2. LES LIMITÉE ADMINISTRATIVEMENT 3
I.3. LOCALISATION DE FORGE 4
II. CARACTÉRISTIQUES CLIMATIQUES 5
II.1. LES PÉCIPITATIONS 5
II.2. LES TEMPÉRATURES 6
II.3. HUMIDITÉ 6
II.4. LE VENT 7
II.5. SYNTHÈSE CLIMATIQUE DE LA RÉGION 8
II.5.1. DIAGRAMME PLUVIO-THERMIQUE 8
III. IDENTIFICATION HYDOGÉOLOGIQUE 9
III.1. LA NAPPE PHRÉATIQUE QUATERNAIRE 9
III.2. LA NAPPE DU COMPLEXE TERMINALE (CT) 9
III.3. LA NAPPE DU CONTINENTAL INTERCALAIRE ( ALBIENNE) 9
CHAPITRE II SUIVI DE LA REALISATION DE FORGE I. ORGANISATION DU CHANTIER DE FORAGE 11
II. OBJECTIF DU FORAGE 12
III. CHOIX DU MÉTHODE DE RÉALISATIN 12
III.1. LA TECHNIQUE ROTARY 12
III.2. LES AVANTAGES DU FORAGE AU ROTARY 12
III.3. LES INCONVÉNIENTS DU FORAGE AU ROTARY 13
IV. RÉALISATION DU FORAGE 13
IV.1. SYSTÉME DE ROTATION 13
IV.1.1. LA TBLE DE ROTAION 13
IV.1. 2. LA TIGE CARÉE 14
IV.1.3. LES TIGE DE FORAGE 15
IV.1.4. L’OUTIL DE FORAGE 15
IV.2. LE SYSTÉME DE CIRCULATION 16
IV.2.1.LA POMPE À BOUE (MOTO-POMPE ) 16
IV.2.2. LA TÊTE D’INJECTION 17
IV.3. LE SYSTÉME DE LEVAGE 18
IV.3.1. LE MAT 18
IV.3.2. LE TREUIL DE FORAGE 18
IV.3.3. LE CÂBLE 19
IV.3.4. LE MOUFLAGE 19
IV.3.4.1. LE MOUFLE FIXE 20
IV.3.4.2. LE MOUFLE MOBILE ET CROCHET 20
V. EXÉCUTION DU FORAGE 21
VI. LES PHASES DE RÉALISATION DE FORAGE 21
VI.1. PHASE A (TUBE GUIDE) 21
VI.2. PHASE B 21
VI.3. DESCRIPTION GÉOLOGIQUE 22
VII. FLUIDE DE FORAGE 24
VII.1. BOUE À LA BENTONITE 24
VII.2. RÔLES DES FLUIDE DE FORAGE APPELE « BOUE » 24
VIII. CARACTÉRISTIQUE DE LA BOUE DE FORAGE 25
VIII.1. LES CARACTÉRISTIQUES RHÉOLOGIQUES 25
VIII.2. CIRCUITS DU FLUIDE DE FORAGE 25
VIII.2.1. CIRCULATION NORMALE 25
VIII.2.2. CIRCULATION INVERSE 25
VIII.3. LA FOSSE À BOUE 25
VIII.3.1. LE DIMENSIONNEMENT DE LA FOSSE 25
CHAPITRE III EQUIPEMENT DE FORAGE I. TUBAGES 28
I.1. BUT DU TUBAGE 28
I.2. LES CRACTERISTIQUES DES TUBAGES LES PLUS COURANTS SONT
LES SUIVANTES
28
I.3. MISE EN PLACE DU TUBAGE 29
II. LE CRÉPINE 31
II.1. LE RÔLES DE LA CRÉPINE 31
II.2. TYBES DE CRÉPINE UTILISÉ 31
II.3. CHOIX DE LA CRÉPINE 32
II.4. DESCENT DE SABOTS 33
III. LE MASSIF FILTRANT (GRAVIER ADDITIONNEL) 34
III.1. RÔLES DU LE MASSIF FILTRANT 34
III.2. L’AJOUT DE MASSIF FILTRANT 35
IV. LA CIMENTATION 36
IV.1. LES BUTS DE CIMENTATION 36
IV.2. CIMENTATION PAR CANNE DANS L’ANNULAIRE 36
IV.3. OPÉRATION DE CIMONTATION 36
CHAPITRE IV EXPLOITATION ETPROTECTION DE CAPTAGE D’EAU
I. DÉVELPPPEMENT DE FORAGE 38
I.1. DÉVELPPPEMENT PNEUMATIQUE 38
I.2. MODE OPÉRATIORE 38
II. ESSAI DE POMPAGE 40
II.1. ESSAI DE POMPAGE À PALIERS DE DÉBITS DE COURTE DURÉE 40
II.2. ESSAI DE POMPAGE DE LONGUE DURÉE 40
II.3. ESSAI DE REMONTÉ 40
II.4. PARAMÉTRE DU FORAGE 41
III. CHIMIE DES EAUX 42
III.1. ANALYSE CHIMIQUE DE L’EAU 42
III.2. CLASSIFICATION DES EAUX 43
LISTE DES FIGURE
Figure N°1: Sutiation géographique de la commune de Benaceur (Wikipedia) 2
Figure N°2. Image représente les frontières de la commune de Benaceur
(Wikipedia)
3
Figure N°3. Localisation du forage (Google Earth) 4
Figure N°4.courbe de variation des précipitations mensuelles (2008-2018) 5
Figure N°5. Courbe des variations moyennes mensuelles des températures (2008-
2018)
6
Figure N°6: Courbe d'humidité relative mensuelle interannuelle (2008-2018) 7
Figure N°7: Courbe de variations de vitesse mensuelle des vents en m/s (2008-2018) 7
Figure N°8.Courbe Pluvio-thermique de Benaceur(2008-2018) 8
Figure. N°9. Schéma descriptife de l’organisation du chantier 11
Figure. N°10. Table de rotation 14
Figure. N°11. La Tige carrée 14
Figure. N°12. Les tiges de forage 15
Figure. N°13.L’outil de forage 16
Figure. N°14.Pompe à boue 16
Figure. N°15. La Tête d’injection 17
Figure. N°16. Le mât de forage 18
Figure. N°17. Le treuil de forage 19
Figure. N°18. Câble de forage 19
Figure. N°19. Le moufle fixe 20
Figure. N°20. Le moufle mobile et crochet 20
Figure. N°21. Echantillon de forage 22
Figure N°22. coup lithologique 23
Figure. N°23. Les sacs de bentonite 24
Figure. N°24. La fosse à boue utilisée dans la réalisation de forage 26
Figure. N°25. Tubage en PVC 29
Figure.N°26. Crépine en PVC 32
Figure. N°27. Gravier additionnel 34
Figure. N°28. Cimentation par canne dans l'annulaire 37
Figure N° 29. Compresseur utilisé. 39
Figure N°30. Équipement d’un puits pour essai de pompage 41
Figure N°31.représentation des eaux de Benaceur selon le Diagramme de piper 43
LISTE DES TABLEAUX
Tableau N°1 : précipitations mensuelles (2008-2018) 5
Tableau N°2 : Les variations moyennes mensuelles des températures (2008-2018) 6
Tableau N°3. Les outils utilisés Données des précipitations et des températures
moyennes mensuelles.
8
Tableau. N°4. Caractéristique des tiges utilisées 15
Tableau. N°5. Les outils utilisés 15
Tableau. N°6. Exécution du forage (phase A) 21
Tableau. N°7. Exécution de forage (phase B) 22
Tableau. N°8. Caractéristiques de la boue utilisée 23
Tableau. N°9. Les tubages utilisés 29
Tableau. N°10. Le crépine utilisé 32
Tableau. N°11 analyse chimique d’eau 42
ABRÉVIATIONS
AEP : Alimentation en eau potable.
A. N. R. H : Agence Nationale Des Ressources Hydrauliques.
ONM : l'Office National Météorologie
API : American pétroleum Institute
NGA : National Géologique Altitude
V : volume
D –d : Diamètre
K : coefficient
Mv : Masse volumique
H : profondeur
h : hauteur
ND :Niveau dynamique
NS :Niveau statique
Q : débit
HTS : Haute Teneur en Sulfates
PVC : poly chlorure de vinyle
INTRODUCTION GÉNÉRALE
1
INTRODUCTION GÉNÉRALE
La wilaya de Ouargla a connu ces dernières années un accroissement rapide de la
population et un important développement agricole. Cette situation a engendré une grande
demande de mobilisation de la ressource en eau. La nappe Complexe Terminale constituent
les principales ressources en eau dans la wilaya.
Parmi les localités qui connaître un déficit dans le système d’alimentation en eau
potable la commune de Benaceur, qui influe sur la disponibilité de l’eau ainsi que le régime
de distribution d’une part, et d’autre part le problème de l’éloignement de l’adduction vers le
réseau d’alimentation en eau potable.
C’est dans ce contexte qu’il a été inscrit le projet de réalisation d’un forage d’eau
captant la nappe du Complexe Terminal (CT), et qui sera destiné pour alimenter la population
grandissante de la localité du partie sud-ouest de la commune de Benaceur.
L’objectif de notre travail consiste à un suivi d’un forage étape par étape la technique
de réalisation de cet ouvrage, que ce soit de point de vue géologique, et techniques de forage
utilisées, ainsi que la méthode des essais de débit utilisée pour contrôler la bonne exécution du
forage.
CHAPITRE I
Présentation de la zone d’étude
CHAPITRE I présentation de la zone d’étude
2
INTRODUCTION:
Ce chapitre présente les traits majeurs du milieu d’étude notamment la localisation
géographique du terrain, le cadre climatique. Ces éléments vont contribuer à situer le système
aquifère dans le contexte régional et à identifier les éléments utiles à la compréhension des
problématiques abordées au cours de l’étude.
I. CADER GÉNÉRALE DE LA ZONE D’ÉTUDE :
I.1. SITUATION GÉOGRAPHIQUE :
Benaceur est une commune de la wilaya de Ouargla, elle se situe à environ 650 km d’Alger et
200 km au nord-est de son chef-lieu de wilaya et à 6 km de son chef-lieu de Daïra Taibet, Elle
s’élève sur une altitude moyenne de 100 m au-dessus de la mer.
Figure N°1: Sutiation géographique de la commune de Benaceur (Wikipedia)
Commune de Benaceur
CHAPITRE I présentation de la zone d’étude
3
I.2. LES LIMITÉE ADMINISTRATIVEMENT:
Elle est limitée administrativement au :
- Nord : La wilaya d’El Oued et la commune de Taibet.
- l’Est : La wilaya d’El Oued.
- Sud : La commune d’Elborma.
- l’Ouest : La commune de Taibet.
Figure N°2. Image représente les frontières de la commune de Benaceur (Wikipedia)
Commune de Benaceur
CHAPITRE I présentation de la zone d’étude
4
I.3. LOCALISATION DE FORGE :
Le forage d’eau qui fait l’objet de cette suivi est situés au sud de la RN16 à proximité de
l'école primaire le 13 mars 1962.
Les coordonnées de forage (GPS) : X : 33° 06'0.46". Y : 06°26'39.67". Z :103 m
Figure N°3. Localisation du forage (Google Earth)
CHAPITRE I présentation de la zone d’étude
5
II. CARACTÉRISTIQUES CLIMATIQUES :
INTRODUCTION :
La connaissance des caractéristiques hydro climatologique est nécessaire pour l’étude
hydrogéologique, Elle est indispensable pour évaluer l'alimentation du réservoir souterrain par
infiltration, et pour l'établissement d'un bilan hydrique.
Les données relatives aux différentes composantes qui régissent le climat (pluies,
vents, températures, évaporation, insolation) ont été recueillies auprès des services de la
station météorologique de Sidi Mehdi (O.N.M).
Dans ce chapitre prend en considération les deux plus importants éléments : la
Précipitation et la Température vue leur effet majeur sur l’alimentation de la nappe CT.
II.1. LES PÉCIPITATIONS :
Joue un rôle moins important dans les zones sahariennes du fait de leur faible quantité
d’une part et de la forte température d’autre part. Nous avons établi le courbe de variation
moyenne mensuelle interannuelle des précipitations .
mios Sep Oct Nev déc Jan fév Mars Avril Mai Juin Juill Aout
p (mm) 6,25 4,81 2,12 4,15 13,77 4,87 5,27 8,62 1,36 0,67 0,06 3,79
Tableau N°1 : précipitations mensuelles (2008-2018)
Figure N°4.courbe de variation des précipitations mensuelles (2008-2018)
0
2
4
6
8
10
12
14
16p(mm)
moisا
p (mm)
CHAPITRE I présentation de la zone d’étude
6
La courbe de répartition des moyennes mensuelles montre que :
La pluviométrie maximale est de l’ordre de 13.77 mm pendant le mois de janvier, et le
minimum est de l’ordre de 0.06 mm observé pendant le mois de juillet avec une hauteur totale
de 55.74 mm.
Ces résultats restent très faibles pour participer à l’alimentation de la nappe.
II.2. LES TEMPÉRATURES :
Dans notre zone d’étude, la température influe grandement sur les autres paramètres
météorologiques tels que l’évaporation et le taux d’humidité de l’atmosphère. Elle est donc un
paramètre déterminant dans le calcul du bilan hydrologique. Cela va être présenter sur la
courbe des variations des moyennes mensuelles des températures.
mios Sep Oct Nev déc Jan fév Mars Avril Mai Juin Juillet Aout
T (°C) 36,6 31,1 23,9 18,5 18,4 19,7 24,7 29,8 34,6 39,2 42,6 41,6
Tableau N°2 : Les variations moyennes mensuelles des températures (2008-2018)
Figure N°5. Courbe des variations moyennes mensuelles des températures (2008-2018)
D’après le graphique, les valeurs mensuelles de la température de l’air varient avec
une certaine régularité pendant l’année, avec un maximum en Juillet (42.6ºC) et un minimum
en Janvier (18.4 ºC) et une moyenne annuel de 30°C, cela class notre zone d’étude dans le
climat désertique.
II.3. HUMIDITÉ : Les valeurs d’humidité relative moyenne, observes en 10 ans d’observations (2008-2018). Le
courbe qui en découle permet de distinguer les mois relativement humides.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
T(°C) T moyenne
T (°C)
mois
CHAPITRE I présentation de la zone d’étude
7
Figure N°6: Courbe d'humidité relative mensuelle interannuelle (2008-2018).
On remarque d'après le graphe que le taux de l'humidité oscille autour de la valeur
moyenne (47.06%٪),et maximum (64.25%) et un minimum de (30.99 %).
II.4. LE VENT : Le vent est un élément le plus caractéristique du climat. Il est déterminé par sa
direction, sa vitesse et sa fréquence. Les vents soufflants de l'Est vers le Nord-est sont les plus
dominants provenant de la méditerranée, ils sont chargées d'humidité. Les vents soufflants du
Sud vers le Sud-ouest sont moins fréquents (Secs et chauds).
Au printemps les vents sont plus forts, le vent d'Est appelé communément EL BAHRI
souffle principalement pendant la période s'étalant des mois d'avril à juillet.
En été, il apporte de la fraîcheur, par contre il est peu apprécié au printemps car il
donne naissance au vent de sable, donnant au ciel une couleur jaune, il peut durer jusqu'à trois
jours consécutifs avec une vitesse moyenne de 50 à 60 Km/h.
Figure N°7: Courbe de variations de vitesse mensuelle des vents en m/s (2008-2018)
0
10
20
30
40
50
60
70
mois
H (%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
mois
V (m/s)
CHAPITRE I présentation de la zone d’étude
8
II.5. SYNTHÈSE CLIMATIQUE DE LA RÉGION :
II.5.1. DIAGRAMME PLUVIO-THERMIQUE :
Les valeurs des précipitations et des températures enregistrées au niveau de la station
de Touggourt sur une période de 10 années, permettent l’établissement du diagramme Pluvio-
thermique .( Suivant Gaussen et Bagnols), un mois sec est celui où le total moyen des
précipitations (mm) est inférieur ou égale au double de la température moyenne (°C) du même
mois. Le diagramme pluvio-thermique montre que la période sèche est étendue sur plupart des
mois de l’année dans la zone d’étude.
Mois Sep Oct Nov Déc Jan Fev Mars Avr Mai Juin Juil Aout
2T 58.40 44.40 31.60 24.00 22.60 26.20 33.80 43.00 51.20 61.60 69.60 67.80
Pr 6.47 7.59 10.22 5.96 15.18 5.12 9.76 7.01 5.92 1.46 0.84 2.38
Tableau N°3. Les outils utilisés Données des précipitations et des températures moyennes
mensuelles.
Figure N°8.Courbe Pluvio-thermique de Benaceur(2008-2018)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
2T (°C)
p (mm)
2T (°C) P (mm)
CHAPITRE I présentation de la zone d’étude
9
III. IDENTIFICATION HYDOGÉOLOGIQUE :
Les principales ressources en eau de la wilaya sont d’origine souterraine. Elles sont
contenues dans trois types d’aquifères ; la nappe phréatique superficielle, et la deuxième
nappe (sable+ calcaire) et une nappe profonde captive du Continental Intercalaire.
III.1. LA NAPPE PHRÉATIQUE QUATERNAIRE :
Le Quaternaire est constitué de sables éoliens et sables argileux, résultant de la
destruction de la falaise Moi-Pliocène, localement intercalés de lentilles d’argiles sableuses et
gypseuses. Ces sables forment d’énormes accumulations dans le Grand Erg Oriental.
C’est dans ce niveau que l’on rencontre la nappe phréatique. Son épaisseur est variable et peut
atteindre localement une dizaine de mètre.
III.2. LA NAPPE DU COMPLEXE TERMINALE (CT) :
Formée essentiellement de deux nappe:
►Nappe des Sables : de 100m à 150m de profondeur constituée de deux nappes
de type captif, dont la première correspond à la formation supérieure du complexe terminal.
Cette nappe, constituée de sables grossiers et faisant partie du Complexe Terminal, émerge
progressivement vers le Nord du Sahara. La deuxième nappe de sables est d'âge pontien. Au-
dessus des bancs supérieurs de la nappe des calcaires et en contact avec les marnes de l'éocène
inférieur et des graviers siliceux constituant donc une deuxième nappe captive en continuité
avec la nappe du pontien.
►LA Nappe de Calcaire : de 240m à 300m deux niveaux durs servants de repère
pour la classification des eaux souterraines. Du Sud au Nord nous observons l'existence d'un
premier niveau calcaire mieux individualisé, parfois il est purement calcaire, quelque fois il
est formé par des calcaires gypseux et correspond ainsi au niveau inférieur.
Le niveau supérieur, principalement représenté par des calcaires siliceux est considéré
comme une zone de transition entre la nappe des calcaires et celle des sables. Dans l'ensemble
ces deux niveaux sont séparés par des formations tantôt marneuses, tantôt sableuses en
passant par des argiles (rouges). Il faut mentionner également que cette dernière n'est
pratiquement pas exploitée dans la région.
III.3. LA NAPPE DU CONTINENTAL INTERCALAIRE ( ALBIENNE) :
Dans la plate-forme saharienne, la nappe dite albienne s'étend sur 600 000 km2 dans
des grès et des argiles dates de 100 à 150 millions d'années. Environ 20000 milliards de m3
d'eau y sont piégés. Elle occupe la totalité du Sahara algérien septentrional, et se prolonge
CHAPITRE I présentation de la zone d’étude
10
dans le Sud de la Tunisie et le Nord de la Libye. Localement, l’écoulement des eaux se fait
d’Ouest en Est. L’alimentation de la nappe bien qu’elle soit minime, provient directement des
eaux de pluie au piémont de l’Atlas Saharien en faveur de l’accident Sud Atlasique
(A.N.R.H., 2016).
La nappe du continental intercalaire, selon l’altitude de la zone et la variation de
l’épaisseur des formations postérieures au Continental Intercalaire, est (A.N.R.H, 2016) : -
Jaillissante et admet des pressions en tête d’ouvrage de captage.
CONCLUSION
Le climat de la région se caractérise par une grande sécheresse de l’atmosphère
laquelle se traduit par un énorme déficit, et d’évaporation considérable ainsi la très forte
insolation due à la faible nébulosité qui sous cette altitude donne l’importance accrue aux
phénomènes thermiques.
Le climat saharien se caractérise par des étés aux chaleurs torrides et des hivers doux
surtout pendant la journée.
Au cœur du Sahara on peut assister à des phénomènes inhabituels comme les pluies
torrentielles durant certaines années exceptionnelles.
Les ressource en eau, qui existe dans la zone d’étude, sont, essentiellement, d’origine
souterrain, donc la zone d’étude ce compose des nappe suivent :
- La nappe phréatique
- La nappe de complexe terminale
- La nappe de continental intercalaire
CHAPITRE II
Suivi de la réalisation du
Forage
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
11
INTRODUCTION
Dans ce chapitre, nous mentionnerons les étapes et les équipements que nous utilisons
dans le forage que nous suivons.
Dans notre cas d’étude, la technique de forage utilisée est celle au Rotary grâce à ses
nombreux avantages qui adaptent notre zone d’étude.
I. ORGANISATION DU CHANTIER DE FORAGE :
Un chantier est limité dans l'espace et dans le temps. C'est à la fois le lieu où l'on va
construire notre ouvrage et dans lequel on s’installe, il se compose de :
- les périmètres de sécurité d’un, rayon de 30m par rapport de l’axe de forage.
- L’appareil de forage installes sur un plate-forme de béton.
- La pompe à boue installes entre la bac à boue et l’appareil de forage.
- Espace de stockage les produit chimique ( bintonite et ciment…ect).
- Bourbier de débile cutting et un réservoir d’eau.
- Un espace de stockage de matérielle lourd ( compresseur, tige de forage).
- Un bureau de géologue de chantier.
Figure. N°9. Schéma descriptife de l’organisation du chantier
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
12
II. OBJECTIF DU FORAGE :
Le forage est destiné à l'alimentation en eau potable ( AEP ) de l’agglomération cité de
19 mars 1962 sud-ouest de la commune de Benaceur wilaya de Ouargla et caractérisée une
nappe captive et la durée de réalisation de ce forage deux (02) mois avec profondeur total
du forage 165m.
La phase A, du 10 février 2019 jusqu’au 14 février 2019 ( quatre (4) jours)
La phase B, du 14 février 2019 jusqu’au 10 avril 2019 ( cinquante-six (56) jours)
III. CHOIX DU MÉTHODE DE RÉALISATIN :
Il existe plusieurs méthodes de forage qui peuvent être utilisées et parmi ces méthodes
(Forage par battage ; Le forage au rotary ; Forage au marteau fond de trou (MFT) ; Forage par
havage …)
La technique utilisée dans notre cas est le rotary à la boue benthonique, parce qu’elle
est adéquate, grâce à ses avantages, comme elle est la plus utilisée dans la région.
III.1. LA TECHNIQUE ROTARY :
Elle est relativement récente, ses premières utilisations remontent au 1920, cette
technique est utilisée spécialement dans les terrains sédimentaires non consolidés, pour les
machines légères, mais les machines puissantes de rotary peuvent travailler dans les terrains
durs.
L’outil de forage ( appelé trépan, tricône ou tri lame ) est mis en rotation
depuis la surface du sol par l’intermédiaire d’un train de tiges.
L’avancement de l’outil s’effectue suite à deux effets, abrasion et broyage
du terrain ( sans choc ), mais uniquement par translation et rotation ( deux
mouvements ).
Le mouvement de translation est fourni principalement par le poids des
tiges au-dessus de l’outil.
III.2. LES AVANTAGES DU FORAGE AU ROTARY :
- La perméabilité de la formation autour du trou est peu perturbée par le fluide de forage
- Les forages de grands diamètres sont exécutés rapidement et économiquement ;
- Pas de tubage pendant la forage ;
- Facilité de mise en place de la crépine ;
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
13
- Bons rendements dans les terrains tendres ;
- Consommation économique de l’énergie.
III.3. LES INCONVÉNIENTS DU FORAGE AU ROTARY:
- Nécessite beaucoup d’eau ;
- Nécessité d´un fluide de forage qui ne permet pas d´observation directe de la qualité
des eaux des formations traversées ;
- Colmatage possible des formations aquifères par utilisation de certaines boues
(bentonite) .
IV. RÉALISATION DU FORAGE:
Le forage au rotary se compose de 3 systèmes majeurs :
SYSTÈME DE ROTATION
SYSTÈME DE CIRCULATION
SYSTÈME DE LEVAGE
IV.1. SYSTÉME DE ROTATION :
IV.1.1. LA TBLE DE ROTAION :
Les tables de rotations sont destinées à l’entrainement d’une colonne de forage
suspendue verticalement ou bien à la réception du couple moteur à réaction de la colonne.
Crée par le moteur d’attaque. Une table de rotation se compose d’un bâti fixe
supportant une partie mobile intérieur reposant sur la partie fixe par l’intermédiaire d’un
roulement principal à billes principal.
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
14
Figure. N°10. Table de rotation
IV.1. 2. LA TIGE CARÉE :
C’est une tige installée entre la tête d’injection et les tiges de forage transmettant le
mouvement de rotation de la table de rotation au train de tige, Sauvent la longueur de la tige
carrée est de 6m à 9m, dans notre cas elle est de 9m
Figure. N°11. La Tige carrée
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
Limane Samir / Ben
Hammouda Idiss
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
15
IV.1.3. LES TIGE DE FORAGE:
Ce sont des tiges qui descendent le long du puits et qui transmettent le mouvement de
rotation à l’outil (Trépan). Celles-ci permettent aussi le passage de la boue de forage.
Nombre des tiges Langueur moy Diamètre
extérieur
Diamètre
intérieur
Epaisseur Poids nominale
15 9.60 m 110 mm 105mm 5 mm 26.71 kg/m
Tableau. N°4. Caractéristique des tiges utilisées
Figure. N°12. Les tiges de forage
IV.1.4. L’OUTIL DE FORAGE :
Le trépan est entraîné dans son mouvement de rotation au fond de trou par une
colonne de tiges creuses vissées les unes aux autres.
Les Phases Longueur (m) Diamètre
entre 0 à 20 mètre 1m 24''
entre 20 à 165 mètre 1m 17''
Tableau. N°5. Les outils utilisés
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
16
Figure. N°13.L’outil de forage
IV.2. LE SYSTÉME DE CIRCULATION :
IV.2.1.LA POMPE À BOUE (MOTO-POMPE ) :
Le rôle des pompes à boue est d'assurer l'aspiration de la boue de forage par la conduite
d'aspiration, puis leur refouler dans la colonne de refoulement à travers un clapet de
refoulement.
Figure. N°14.Pompe à boue
Limane Samir / Ben
Hammouda Idiss
Limane samir / Ben
Hammouda Idiss
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
17
IV.2.2. LA TÊTE D’INJECTION :
La tête d’injection représente un mécanisme qui relie le moufle non tournant à la partie
qui tourne au cours de forage ; donc elle appartient autant à l’outillage de circulation de boue
qu’à l’outillage de rotation, en effet la tête d’injection joue un double rôle :
- Permet la circulation de la boue jusqu’au trépan, animé d’un mouvement de rotation .
- Supporte le poids de la garniture pendant le forage.
Dans notre cas la tête d’injection est de type 3pouces (80mm)
-
Figure. N°15. La Tête d’injection
Limane Samir / Ben
Hamouda Idriss
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
18
IV.3. LE SYSTÉME DE LEVAGE :
IV.3.1. LE MAT :
Le mat est une structure en forme de a très pointu. Il a la particularité d’être articulé à
sa base ce qui lui permet d’être assemblé ou démonté horizontalement puis relevé en position
verticale en utilisant le treuil de forage et un câble de relevage spécial. Dans notre cas il est de
10m de hauteur et de type léger.
Figure. N°16. Le mât de forage
IV.3.2. LE TREUIL DE FORAGE :
C’est le cœur de l’appareil de forage, donc c’est la capacité du treuil qui caractérise un
appareil de forage et indique la classe des profondeurs de forages que l’on pourra effectuer.
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
19
Figure. N°17. Le treuil de forage
IV.3.3. LE CÂBLE :
les câbles utilisés sur l’installation de sondage sont des câbles en acier 18mm mais dont
l’âme peut fois être en chanvre. Autour de l’âme sont enroulés des torons., chacun de ces
torons étant composés d’un certain nombre de fils d’acier.
Figure. N°18. Câble de forage
IV.3.4. LE MOUFLAGE :
Le mouflage est l’enroulement du câble de forage entre les poulies des moufles fixe et
mobile en plusieurs brins (jusqu’à 14 brins). Le mouflage permet de démultiplier le poids de
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
20
la garniture de forage et diminuer la vitesse de son déplacement. En négligeant les
frottements, la charge au crochet est divisée par le nombre de brin.
IV.3.4.1. LE MOUFLE FIXE :
Le moufle fixe a des poulies alignées sur le même axe. Cet axe est supporté à cette
extrémité par deux paliers montés sur des poutrelles fixées au sommet du mât. L’axe du
moufle fixe est perforé pour permettre le graissage des différents roulements des poulies.
Figure. N°19. Le moufle fixe
IV.3.4.2. LE MOUFLE MOBILE ET CROCHET:
Ils sont en général dits intégrés c.-à-d. que l'ensemble des poulies et du crochet sont
assemblés d'une manière compacte. Le moufle mobile comporte une poulie de moins que le
moufle fixe correspondant dont une poulie de moufle fixe est attachée au treille
Figure. N°20. Le moufle mobile et crochet
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
21
V. EXÉCUTION DU FORAGE :
Le forage de Benaceur a été exécuté par L'ENTREPRISE EGTH, avec un appareil de
forage rotary type SPEED STAR 15 (SS-15) ,et une boue benthonique.
VI. LES PHASES DE RÉALISATION DE FORAGE:
VI.1. PHASE A (TUBE GUIDE) :
Le trou a été foré par un outil de 24″de 0 à 20m de profondeur, puis ils ont descende
un tube API (American pétrolier institue) de diamètre de 20″ sur une profondeur de 20m, le
tube a été fixé au sol par la mise en place de ciment (HTS), suivi d’une attente d’une 24 heure
pour sa prise .
∕ Longueur (m) Prof. Forée (m)
L’outil 1m 1m
masse tige 9.20m 10.20m
masse tige 9.20m 19.40m
Tableau. N°6. Exécution du forage (phase A)
VI.2. PHASE B :
- Forage en 17" de 20 m à 165 m.
-Descente d’une colonne mixte de diamètre 250mm composée de :
125m d’un tubage en PVC 16 bars Plein
40m d’un tubage en PVC 16 bars Crépine
-gravionnage : posé 4.5m3 de graver.
-cimentation : injecté 10.92m3 de ciment
Garniture de forage Longueur (m) Prof. Forée (m)
L’outil 1m 1m
masse tige 9.20m 10.20m
masse tige 9.20m 19.40m
tige 01 9.60m 29.00m
tige 02 9.60m 38.60m
tige 03 9.60m 48.20m
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
22
tige 04 9.60m 57.80m
tige 05 9.60m 67.40m
tige 06 9.60m 77.00m
tige 07 9.60m 86.60m
tige 08 9.60m 96.20m
tige 09 9.60m 105.80m
tige 10 9.60m 115.40m
tige 11 9.60m 125.00m
tige 12 9.60m 134.60m
tige 13 9.60m 144.20m
Tableau. N°7. Exécution de forage (phase B)
VI.3. DESCRIPTION GÉOLOGIQUE :
Les échantillons (cutting) pri mètre par mètre, nettoyé et séchés, puis ils sont mis
dans des petites sachées étiquetés selon leur profondeur de prélèvement, puis acheminés vers
l’ingénieur hydrogéologue pour faire la description et le programme d’équipement du forage.
Figure. N°21. Echantillon de forage
L’analyse macroscopique par l’hydrogéologue permi de déterminer la nature des
couches géologiques traversées leur composition lithologique, leur caractère hydraulique,
l’étage géologique, et par la suite de fixer le toit de l’aquifère adapté.
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
23
Figure N°22. coup lithologique
VII. FLUIDE DE FORAGE :
VII.1. BOUE À LA BENTONITE :
La boue est confectionnée par le malaxage d’un type d’argile dit Bentonite et de l’eau,
jusqu’à atteindre une densité de d = 1.80
Nombre des sacs de
Bentonite
Le poids Volume d'eau Densité
230 1 sac = 40 kg 10 m3 1.80
Tableau. N°8. Caractéristiques de la boue utilisée
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
24
Figure. N°23. Les sacs de bentonite
VII.2. RÔLES DES FLUIDE DE FORAGE APPELE « BOUE » :
- Refroidit l’outil à son passage ;
- Consolide les parois du trou ;
- Maintien les effluents des réservoirs traversés ;
- Remonte les déblais des terrains forés en surface.
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
25
VIII. CARACTÉRISTIQUE DE LA BOUE DE FORAGE:
VIII.1. LES CARACTÉRISTIQUES RHÉOLOGIQUES :
La viscosité : une viscosité élevée provoque des difficultés pour le pompage de la
boue, alors qu'une boue à viscosité moins élevée perd sa propriété pour consolider les parois.
Une boue possédant une viscosité correcte permet : d’avoir un outil bien dégagé, une
bonne, remontée des cuttings , réduire les pertes de charge dans le train de sonde et le dépôt
plus rapide des cuttings dans les fosses de décantation.
VIII.2. CIRCUITS DU FLUIDE DE FORAGE :
La circulation de fluides dans le forage s’opère par :
VIII.2.1. CIRCULATION NORMALE :
Dans le circuit normal le fluide se refoule dans le train de tiges à partir de la pompe à
boue , circulant de haut en bas pour sortir au fond du forage à travers le trou de l’outil de
forage(trépan), se mélange avec le cuttings, puis le mélange fluide- cuttings remonte, dans
l’espace annulaire (espace entre les parois de forage et les parois de tubings) pour rejoindre la
fosse à boue où s’effectue l’échantillonnage, l’analyse, le traitement, l’ajustement et la
décantation ;puis de nouveau il sera aspiré par la pompe à boue pour qu’il sera refoulé vers le
train de tiges, et ainsi de suite .
VIII.2.2. CIRCULATION INVERSE :
Il s’agit de pomper la boue dans l’espace annulaire et le retour sera dans le tubage,
cette méthode est utilisée dans des cas spéciaux, dans notre cas elle n’est pas utilisée.
VIII.3. LA FOSSE À BOUE:
La fosse à boue constitue une réserve de fluide de forage et permette son recyclage par
décantation.
VIII.3.1. LE DIMENSIONNEMENT DE LA FOSSE :
On a deux fosse à boue
- Une fosse utilisée pour verser de la boue
- Une fosse utilisée pour le pompage de la boue
Le dimensionnement de la fosse à boue se fait en fonction de la profondeur du forage à
réaliser.
Plus la profondeur du forage est grand, plus la taille du fosse est grand
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
26
Le dimensionnement de la fosses utilisée est :
- Largeur (m) = 2 m
- Longueur (m) = 3 m
- Profondeur (m) = 1.6 m
- Volume (m3) = 9.6m
3
Figure. N°24. La fosse à boue utilisée dans la réalisation de forage
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
Chapitre II : suivi de la réalisation du forage
27
CONCLUSION
La méthode utilisée pour réaliser ce forage c’est ROTARY, cette méthode est
largement utilisée par les foreurs, car il adapte à la géologie de la région, dont il composé
d’argile et de sable (gros et fin) avec présence de quelques mètres de gypse dans la partie
supérieur .
CHAPITRE III
Equipement du Forage
Chapitre III : Equipement du forage
28
I. TUBAGES :
Le tubage est un tube de grand diamètre qui est assemblé et inséré dans une section
récemment forée d'un trou de forage. Semblable à l'os d'une colonne vertébrale protégeant la
moelle épinière, le tubage est placé à l'intérieur du trou foré pour protéger et soutenir le flux.
La partie inférieure (et parfois la totalité) est généralement maintenue en place avec
du ciment. Les cordes plus profondes ne sont généralement pas cimentées jusqu’à la surface.
Le poids du tuyau doit donc être partiellement supporté par un crochet de suspension dans la
tête de puits.
I.1. BUT DU TUBAGE :
- La séparation de toutes les couches incompatibles traversées (aquifères, gazéi et
pétrolières).
- Le maintien en place des parois du puits afin pouvoir continuer le forage dans de
bonnes conditions techniques.
- Séparer les couches à faible pression.
- Sécurité et mise en place de l’équipement de production tout le long du puits.
I.2. LES CRACTERISTIQUES DES TUBAGES LES PLUS COURANTS
SONT LES SUIVANTES :
- Longueur des éléments : 3 à 6m.
- Epaisseur : 2à 11mm (acier), 4 à 16 mm (PVC).
- Diamètre : 100 à 2500 mm (acier), 60 à 315 mm (PVC).
- Raccordement : manchon soudé, embouts filetés (acier), filetage (PVC)
La réalisation de Notre forage nécessité cinq 05 tubes de diamètre 250 mm de
longueur 04 m pour la phase une, alors que la phase deuxième utilisé 26 tube diamètre 250
mm de longueur 04 m eut une crépine de 40 m avec un tube plaine de longueur 4m
Chapitre III : Equipement du forage
29
Tubages Diamètre (mm) Langueur Les phases
5 tube 250mm
4 m entre 0 à 20 m
26 tubes 250mm
4 m entre 20 à 125 m
Tableau. N°9. Les tubages utilisés
Les tubes en chlorure de polyvinyle ( P.V.C ) et en fibres de verre deviennent d’un
emploi courant mais des précautions sont à prendre pour ne pas dépasser leurs seuils de
résistance.
Figure. N°25. Tubage en PVC
I.3. MISE EN PLACE DU TUBAGE :
Avant d’effectuer l’opération de la mise en place de tubages pleins, ils y a quelques
règles de base doivent être respectées :
- Prévoir de laisser au moins un pouce (25.4 mm) de jeu entre la pompe et diamètre intérieure
du tubage. Celui-ci sera donc 5 cm environ plus grande diamètre intérieure de la pompe.
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
L = 4m Ø=250mm
Chapitre III : Equipement du forage
30
- Prévoir de laisser du jeu entre les parois nues du trou et le tubage plein, notamment en
prévision de cimentation de l’espace annulaire.
Pendant l’opération de forage les risques d’effondrement pouvant être importants, le
tubage est mis en place le plus rapidement possible. Le trou de forage ne doit pas rester
longtemps sans protection au risque de perdre le forage (effondrement du trou). Le plan de
tubage (longueur et position des tubes pleins et des tubes crépinés) est établi en fonction de la
coupe géologique du forage ou sont notées les différentes "couches" de terrain et les venues
d’eau.
Des essais de diagraphie (résistivité électrique, gamma ray, neutron) peuvent être
effectués avant l’équipement pour améliorer le plan de captage, spécialement dans les
formations sédimentaires (forage rotary) où il est parfois difficile d’identifier les horizons
argileux. Les crépines sont placées en face des niveaux aquifères ou des venues d’eau. Par
ailleurs, le plan respectera les points suivants :
- Le tubage ne descend pas toujours jusqu’au fond du forage (dépôts des cutting en suspension
dans la boue lors de l’arrêt de la circulation ou parfois effondrement), il faut donc en tenir
compte en réduisant la longueur du tubage de 0.5 à 1 mètres par rapport à la profondeur réelle
forée.
- Les longueurs de tube pouvant varier avec le filetage, il est conseillé de mesurer chaque
longueur de tube pour établir un plan précis avec un captage correcte de l’aquifère.
- Le tubage doit descendre librement sous son propre poids dans le trou. Si le forage n'est pas
vertical (fréquent au-delà de 20 mètres), il est fréquent que les frottements le long du tube
bloquent la mise en place du tubage. Ceci peut être résolu en appuyant légèrement sur le tubage
pour qu’il descende. Dans le cas contraire, il faut le remonter et réaléser le trou.
- Une méthode alternative consiste à descendre le tube sans bouchon de fond pour qu’il puisse
riper le long des parois.
Chapitre III : Equipement du forage
31
II. LE CRÉPINE :
La crépine est constitué l’élément principal de l’équipement d’un ouvrage
d’exploitation d’eau. Placé à la suite du tubage plein, face à une partie ou à la totalité de la
formation aquifère,
II.1. LE RÔLES DE LA CRÉPINE :
Elle est placé à la suite du tubage plein, Les crépines doivent permettre la production
maximale d’eau claire sans sable, résister à la corrosion due à des eaux agressives, résister à la
pression d’écrasement exercée par la formation aquifère en cours d’exploitation, avoir une
longévité maximale et induire des pertes de charge minimales.
II.2. TYBES DE CRÉPINE UTILISÉ :
Crépin utiliser en PVC , Elles sont fabriquées depuis plusieurs dizaines d'années, elles
sont réalisées à partir de tubes pleins sur lesquels sont usinées des fentes perpendiculairement
à l’axe du tube. Cette disposition est la meilleure pour obtenir un écoulement optimum à
travers les fentes. Plusieurs largeurs de fente sont disponibles au marché (0.5-0.6, 0.75-0.8 et
1 mm).
On trouve deux catégories des Tubes et crépines en PVC:
- Tubes et crépines à paroi normale pour profondeurs de puits faibles et moyennes.
- Tubes et crépines à paroi épaisse (ou renforcée) pour forages plus profonds.
Vu leur faible poids, les crépines et tubes pleins en PVC sont faciles à manier et à
transporter.
Le fait que le PVC résiste parfaitement aux attaques chimiques des eaux souterraines
et aux acides (Hèxamétaphosphate) généralement utilisés pour le développement des forages
et leur entretien, a pour conséquence que les puits ont une plus de longévité et que les
crépines et tubes pleins, n'altèrent pas la composition de l'eau et ne dégagent aucun élément
organique ou toxique.
Mais l’utilisation des crépines et des tubes en PVC dans les forages profondes (plus
de 500m) est déconseillée à cause des conditions extrêmes de pression et température.
Chapitre III : Equipement du forage
32
Figure.N°26. Crépine en PVC
Crépine Diamètre (mm) Langueur Les phases
10 tube crépine 250
4 m entre 125 à 161 m
Tube plain 250
4 m entre 161 à 164 m
Tableau. N°10. Le crépine utilisé
II.3. CHOIX DE LA CRÉPINE:
Les crépines sont définies pour laisser passer l’eau, tout en retenant les particules
constituant l’aquifère. Pour obtenir cette combinaison, parfois complexe, l’ensemble des
paramètres physiques de l’aquifère doivent être pris en compte. La crépine est choisie en
fonction de la profondeur, du type de terrain (roche consolidée ou roche friable) ou de la
granulométrie des sables du niveau aquifère capté et la qualité de l’eau de l’aquifère,
préalablement déterminée. Comme les tubages, les crépines en acier peuvent être vissées ou
soudées. Les crépines en PVC sont vissées et/ou collées. Lorsque les tubages et les crépines
sont en acier, on doit veiller à ce que les éléments en contact soient constitués d'acier de
composition identique pour minimiser la corrosion résultant de l’effet de pile. Pour rester
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
L= 4m Ø= 250mm
Chapitre III : Equipement du forage
33
optimale, la productivité d’un forage doit être suivie tout au long de son exploitation afin de
diagnostiquer et contrôler les effets du vieillissement. De ce fait, au cours de sa vie, un forage
fera l’objet d’une ou plusieurs opérations de nettoyage /réhabilitation.
II.4. DESCENT DE SABOTS :
Cette pièce avec le raccord droite-gauche peut servir à descendre la crépine et
éventuellement son tube d’extension, si l’on n’utilise pas le dispositif à baïonnette. Si la
crépine se trouve arrêtée dans la descente, on injecte de l’eau sous pression ou de la boue pour
faciliter cette descente. Si le gravier additionnel est déjà introduit, l’injection de l’eau
provoque le creusement du gravier et permet à la crépine de descendre sous le poids du train
de tige.
Chapitre III : Equipement du forage
34
III. LE MASSIF FILTRANT (GRAVIER ADDITIONNEL):
Le massif filtrant est un gravier ou sable (terme générique: "Gravel pack") mis en
place entre la crépine et le terrain dans le but d'empêcher la passage des éléments les plus fins
de l'aquifère capté.
III.1. RÔLES DU LE MASSIF FILTRANT :
Ce sont des matériaux meubles formés d’éléments calibré (graviers, granulats),
disposés dans l’espace annulaire entre la crépine et les parois du puits pour empêcher
l’érosion souterraine et prévenir le colmatage et la réduction conséquente de l’efficacité de
puits. Par ailleurs, il faut savoir qu’un massif filtrant de granulométrie surdimensionnée dans
une formation sableuse fine, peut provoquer un ensablement de l’ouvrage. Par contre, un
massif filtrant de granulométrie trop fine peut conduire à une exploitation partielle de la nappe
et rendre difficile l’élimination de la boue de forage.
Figure. N°27. Gravier additionnel
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
Chapitre III : Equipement du forage
35
III.2. L’AJOUT DE MASSIF FILTRANT :
C’est une opération très importante dans la réalisation du forages parce qu'elle permet
d’augmenter la perméabilité autour de la crépine aussi que l’augmentation de la productivité
de forage (débit de la pompe) et de diminuer le rabattement dans le forage.
Le volume du gravier nécessaire est calculé comme suite :
V gravier nécessaire = V de trou réalisé dans l’aquifère–V crépine .
Les articles technique de cahier de charge ont exigé un gravier de nature siliceuse à
graine enrobé et de diamètre de 3 à 5mm.
Apres un contrôle et vérification de la qualité et nature du gravier et une phase
d’allégements de la boue ont ajoutent de l’eau, l’entreprise à commencer de mettre le gravier
avec une quantité minime qui va descente sur l’effet de gravité jusqu'à le fond on remplisse
l’espace annulaire (troue crépine).
Chapitre III : Equipement du forage
36
IV. LA CIMENTATION :
IV.1. LES BUTS DE CIMENTATION:
Cette méthode consiste à remplir, par mélange à base de ciment Haute Teneur en
Sulfates (HTS), tout partie de la hauteur de l’espace annulaire entre un tubage et les parois du
trou. La cimentation est utilisée pour les buts suivants :
- Colmater une cavité ou des grosses fissures qui engendrent de fortes pertes de boue lors de
forage.
- La préservation de la qualité des eaux souterraines.
- Supprimer des problèmes liés à la géologie des terrains forer (les argiles, les évaporites,
terrains meubles etc.).
- Rendre étanche l’espace annulaire et empêcher la pollution par les eaux de surface, des
nappes souterraines mises en exploitation.
IV.2. CIMENTATION PAR CANNE DANS L’ANNULAIRE :
Une garniture de petit diamètre (environ 1pouce) est descendue dans l’espace annulaire
jusqu’au pied du tubage (ancré dans le terrain) Le ciment y est injecté sous pression, si nécessaire
en remontant progressivement la canne de cimentation.
IV.3. OPÉRATION DE CIMONTATION :
Suite à la descente du tubage qui a été effectué dans des bonnes conditions, le chef du
chantier a ordonné d’installer la tête de cimentation et de procéder à la circulation de la bous
pour bien l’espace entre le trou et le tubage (espace annulaire).
L’objection de la cimentation c’est désoler le terrien mort et le venue d’eau de la
surface (pollution de la nappes), l’opération à débit le matin en malaxant 200 sac avec 4.5 m3
d’eau de gâchage , ce qui dû une volume de laitier de ciment de 10.92 m3 d’une densité de
d=1.68 , le volume du laitier de ciment nécessaire a été déterminé suivant la formule
suivant(conventionnel) :
Chapitre III : Equipement du forage
37
[
] ( en litre )
Dont :
H : profondeur de trou
d1 : diamètre de trou en puce.
d2 : diamètre de tubage en puce.
La mise en place du laitier de ciment a été effectuée par son injection par la pompe à
boue sous une forte pression suivie par la boue de chasse d’un volume de 40 m3.qui est
équivalent au volume de tubage mis en place.
L’injection ne sera interrompue qu’avec l’apparition du laitier de ciment au jour et fin
de la quantité de bous de chasse calculée.
Figure. N°28. Cimentation par canne dans l'annulaire
De ciment
CHAPITRE IV
Exploitation et protection de captage d’eau
Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau
38
I. DÉVELPPPEMENT DE FORAGE :
I.1. DÉVELPPPEMENT PNEUMATIQUE :
Cette méthode est la plus efficace si elle est bien adaptée et bien conduite. Elle
présente l’avantage de n’entrainer aucune détérioration du matériel employé. Elle permet de
combiner l’action de flux et de reflux provoquée par de grands volumes d’air introduit dans
l’ouvrage avec celle de mise en production par air lift (éjecteur ou émulseur).
I.2. MODE OPÉRATIORE :
La méthode à forage ouvert :
L’opération consiste à alterner les phases de pompage et de soufflage brusque.
Cette dernière phase est réalisée en descendant le tube d’air à l’air lift l’intérieur de la crépine.
Pour faciliter la manœuvre , le robinet d’air doit être du type « à boisseau», à ouverture et
fermeture rapides « au quart de tour ». On procède ainsi :
-Descendre le pied du tube d’eau à 0.60m environ du sabot de la crépine.
-Descendre ensuite le tube d’air de façon que sa base soit à environ 0.30m au-dessus
de celle du tube d’eau.
-Fermer l’air et laisser la pression s’écouler l’eau pulsée par l’air –lift ,jusqu’à ce qu’elle ne
contienne plus de sable.
- Fermer l’air et laisser la pression monter au maximum au compresseur.
- Pendant ce temps, descendre le sabot du tube d’air à environ 0.30m au-dessous du
sabot du tube d’eau, soit 6m plus bas que précédemment, et à 0.30m du fond de la
crépine.
- Ouvrir brusquement, le robinet d’air. L’eau sera violement projetée au-dehors par
le tube d’eau et par le casing, mais pendant un temps très court.
- Remonter en suite le tube à sa première position, ce qui provoque un violent reversement de
flux dans le tube d’eau et une grande turbulence dans la formation autour de la crépine. L’eau
éjectée par air-lift s’écoule, très trouble, par le tube d’eau.
- Quand l’eau est redevenue claire, remonter le tube d’eau 0.60m à 1m et
recommencer les opérations précédentes pour traiter la formation au nouveau niveau du sabot
du tube d’eau, et ainsi de suite, sur toute la hauteur de la crépine.
- Il sera alors nécessaire de redescendre le tube d’eau à sa première position afin de sortir, par
air-lift, le sable qui s’est déposé tout au fond de la crépine.
Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau
39
-Lorsque l’eau, extraite à ce dernier stade, sort claire, sans sable, on peut considérer que
l’opération est terminer.
Remarque :on utilise la compresseur de 5 bars pour injecté l’air –lift à 50m de profondeur .
Figure N° 29. Compresseur utilisé.
Limane Samir / Ben
Hammouda Idriss
Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau
40
II. ESSAI DE POMPAGE :
L'essai de pompage est un essai en place destiné à déterminer les caractéristiques
hydrauliques du sol.
Il consiste à abaisser par pompage la surface piézométrique de la nappe et à mesurer,
en fonction du temps, les variations du niveau de cette surface ainsi que le débit pompé.
Le pompage est effectué dans un puits et l'évolution dans le temps de la surface
piézométrique est suivie au moyen de piézomètres implantés aux alentours du puits.
L'essai permet de déterminer:
- Le coefficient de perméabilité de la couche testée et la transmissivité paramètres
hydrodynamiques ,
- Le facteur d'emmagasinement,
- Le rayon d'action du pompage.
II.1. ESSAI DE POMPAGE À PALIERS DE DÉBITS DE COURTE
DURÉE:
Il s’effectue en réalisant des paliers de débit constant pendant une courte durée. On mesure le
rabattement à la fin de chaque palier ainsi que le débit. Chaque palier est suivi par un arrêt
d’une durée permettant la remontée de niveau d’eau.
Par expériences, trois paliers avec débits croissants, dont chacun de deux heures sont
Suffisants
II.2. ESSAI DE POMPAGE DE LONGUE DURÉE :
Ce type d’essais est à exécuter par un seul palier de débit (à débit constant) pendant 42
heures au moins avec un optimum de 72 heures. La remonté du niveau d’eau doit être
observée pendant une durée égale.
II.3. ESSAI DE REMONTÉ :
Il consiste à observer la remontée des niveaux d’eau, après l’arrêt du pompage, à la fin d’un
essai à débit constant, ( et parfois après un essai par paliers ).
Remarque :
Les essai de pompage non pas effectuées dans ce forage, mais nous avons fait fonctionner la
pompe pendant plusieurs (72)heures car le débit du puits est connu des puits voisins.
Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau
41
II.4. Paramètre du forage :
- Niveau statique : 35 m
- Niveau dynamique : 55 m
- débit d’exploitation : 25 l/s
1 – Tube crépiné
2 – Matériau filtre ( gravier )
3 – Pompe immergée
4 – Tubage du puits
5 – Tube de mesure du niveau
d’eau
6 – Bouchon étanche
7 – Tube support de la crépine
8 – Dispositif de mesure du
niveau d’eau
9 – Fond de crépine ( tube de
décantation )
Figure N°30. Équipement d’un puits pour essai de pompage
Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau
42
III. CHIMIE DES EAUX :
L’analyse chimique d’un échantillon d’eau réalisée à partir du forage que nous suivez a
donné les résultats suivants :
III.1. ANALYSE CHIMIQUE DE L’EAU :
Du point de vue potabilité : on remarque que la concentration en éléments (Ca2+
, Na2+
, SO42-
et Cl-) de l’échantillon analysé est supérieure à celle maximale permissible par les
normes algérienne. des eaux de consommation. Cela s’explique par la présence dans l’eau des
éléments chimiques provenant des formations évaporitiques dans la région.
Eléments
Normes
algériennes
(mg/l)
échantillon d’eau de Benaceur
Mg/l méq/l
Cati
on
s
Ca2+
200 320.64 16,032
Mg2+
150 128.8 10,6008
K+ 20 27 1.1433
Na+ 200 400 16.9384
Fe2+
0.3 0 0
An
ion
s
Cl- 500 1269.71 35,7664
SO42-
400 580 12,0833
CO3 2-
- 0 0
HCO3 -
- 137.52 2,2544
Tableau. N°11 analyse chimique d’eau
Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau
43
III.2. CLASSIFICATION DES EAUX :
L'eau est classée dans la catégorie des eaux qui s'écoulent naturellement à la surface
de la terre et est souvent associée à des tranchées, des tranchées et des vallées profondes dans
les régions montagneuses. Basé sur la concentration de certains éléments, tels que le calcium,
le magnésium et le soufre
L’eau est classée comme suit :
*Diagramme de piper : chlorurée calcique
Figure N°31.représentation des eaux de Benaceur selon le Diagramme de piper
CONCLUSION GENERAL
44
CONCLUSION GÉNÉRALE
La nécessité de l'eau pousse l'homme à penser de trouver les techniques
d'apporter cette ressource et beaucoup plus dans les régions loin des eaux de surface.
Parmi les importantes techniques, on trouve l'exploitation des eaux souterraines
par le forage des puits.
Cette opération de forage à plusieurs étapes, commençant par l'identification
des objectifs du forage du puits jusqu'à l'exploitation de l'eau. Dans ce cadre de
notre étude, nous avons suivi le forage d'un puits destiné a alimentation eau
potable dans la région Benaceur. Nous avons montré l'importance et les effets de
l'étude géologique de la région dans l'identification de la couche adéquate au
forage.
L'étude tient aussi les étapes et les techniques du forage, qui commencent
par mettre le tube guide et se terminent par le nettoyage et le développement.
Puis, on passe à l'opération du pompage expérimental pour déterminer le débit
et pompe adéquate à ce débit.
Les résultats obtenus dans le cadre de cette étude, permettent de préciser
les points suivants :
Un climat de la région se caractérise par une grande sécheresse de
l’atmosphère .
Le forage réalisée pour l’alimentation en eau potable (AEP ) et caractérisé
par une nappe captive et durée de foration deux 2 mois et la profondeur de
forage est 165 m
- 40m crépine.
- 125m tube plein
- 25 l/s débet
L’eau est classée comme : chlorurée calcique
L'étude a conclu que le débit atteint le niveau estimé grâce à la bonne
utilisation des techniques de forage et d'équipement.
Bibliographies
[ ]ADE : Algerienne Des Eaux les analyses d’eau de la région de Benaceur.
[ ]ANRH : Agence nationale des ressources hydriques (Taibet) Rapport de fin sondage.
[ ]Bouselsal Boualem ‘’ FORAGE D’EAU Procédés et mesures ‘’ univ-Ouargla .
[ ]ALIAT hocin.‘’Etude hydrogéologique et hydrochimique de la région de Taibet (SE
Algérie) ‘’.Mémoire de Master Univ. d’Ouargla année 2016.
[ ]Moulay Omar Younes et Seddiki Youcef.‘’Suivi d'un forage d'eau dans la région de
Bouhraoua (Wilaya de Ghardaïa) ‘’ Mémoire de Master Univ. d’Ouargla année 2017.
[ ]BOUCHELIG AMOR ET MEKHALFIA REDOUANE ‘’ETUDE SUR LA
MAINTENANCE DES SYSTEMES MECANIQUE D'UNE MACHINE DE FORAGE ‘’
Mémoire de Master Univ. de M’sila année 2017.
[ ] CHERIFI MAHFOUDH ‘’ Etude et Maintenance de treuil de forage OIL WELL 840E ‘’
Mémoire de Master univ de Chlef année 2012 [ ] NOGADI ALI ‘’La maintenance des équipements de forage (cas TP127 Hassi
messaoude ) ‘’ Mémoire de Master Univ. de Tlemcen année 2014.
[ ]ALBERT MABILOT ‘’le forage d’eau ‘’. Guide pratique
[ ] La commune de Benaceur. Situation géographique
ANNEXE
EXÉCUTION DE FORAGE :
∕ Longueur (m) Prof. Forée (m)
L’outil 1 1
masse tige 9.20 10.20
masse tige 9.20 19.40
tige 01 9.60 29.00
tige 02 9.60 38.60
tige 03 9.60 48.20
tige 04 9.60 57.80
tige 05 9.60 67.40
tige 06 9.60 77.00
tige 07 9.60 86.60
tige 08 9.60 96.20
tige 09 9.60 105.80
tige 10 9.60 115.40
tige 11 9.60 125.00
tige 12 9.60 134.60
tige 13 9.60 144.20
tige 14 9.60 153.80
tige 15 9.60 163.40
Les ANALYSES D’EAU :
Paramètre physico-chimique CON N.A Minéralisation Globale CON N.A
PH
Potentiel redox Eh
Conductivité à 25° C
Température
Turbidité
T.D.S
Salinité
Oxygéné dissous
CO2 libre
Résidu sec à 105°C
MES à 105°C
/
/
5360
/
3.01
2680
2.7
/
/
3880
/
6.5 -8.5
2800
5
8
2000
Calcium Ca+2
mg/l
Magnesium Mg+2
mg/l
Sodium Na+ mg/l
Potassium K+ mg/l
Chlorures Cl- mg/l
Sulfate So4-2
mg/l
Bicarbonate HCO3 mg/l
Carbonate CO3 mg/l
Silicate SIO2 mg/l
Dureté Totale (TH) mg/lCaCo3
Dureté Permanente mg/lCaCo3
Titre alcalin mg/lCaCo3
Titre alcalin complet mg/lCaCo3
320.64
128.8
400
27
1269.71
580
137.52
/
/
1330
/
/
112.72
200
150
200
20
500
400
500
Paramètre de pollution CON N.A Paramètre indésirables CON N.A
Ammonium NH4+ mg/l
Nitrite NO2- mg/l
Nitrate NO3- mg/l
Ortho phosphate PO4- mg/l
Mat.Oxyd.M.acide mg/l
0.014
00
/
00
/
0.5
0.1
50
0.5
Fer Total mg/l
Fer Fe+2
mg/l
Fer Fe+3
mg/l
Manganese Mn+2
mg/l
Aluminium Al+3
mg/l
Flour F+ mg/l
00
/
/
/
/
/
0.3
0.3
0.3
0.3
0.5
Analyses fines N.A Paramètre bactériologique / N.A
DBO5 mg/l
DCO mg/l
Plomb Pb mg/l
Nickel Ni mg/l
Cadmium Cd mg/l
Cobalt Co mg/l
Chrome Cr mg/l
Cuivre Cu mg/l
/
/
/
/
/
/
/
/
0.05
0.01
0.05
0.005
Germes totaux
A 37°C UFC/ml
A 22°C UFC/ml
Coliformes totaux ge/100ml
Escherichia-coli ge/100ml
Streptocoques fécaux ge/100ml
Clostridium sulf-red ge/100ml
Chlore résiduel libre mg/l
/
/
/
/
/
/
Brute
0
0
0
0
0
0
0
Résumé:
La commune de Benaceur est située au le sud de Wilaya de OUARGLA, d’une superficie de 1668 km2. Son Climat désertique chaud, élevé en été entre (34.6 et 42.6) dégrée et descendre en hiver, Elle est considéré comme un endroit faible pluviosité. Cela dépend du forage de puits pour fournir de l'eau.
Nous avons suivi un forage afin de fournir de l’eau potable avec une technique de forage rotary. Cette technique passe par plusieurs étapes (organisation de chantier, forage de tube guide, forage en nappe, posé du crépine, posé de tubage, posé du gravier, injecté du ciment, développement de forage, essai de pompage) sur la base d'études géologiques et hydrologiques de la région.
Mots-clés : commune de Benaceur, technique de forage rotary, forage du tube guide, posé de la crépine, injecté de ciment.
:ملخص
زميش مىبخب ثحزارح مزرفعخ صيفب مب ثيهي 2كم 8661رقدر مسبحزب ثـ لايخ رقلخجىة ثه وبصز ثلديخ رقع
.( مىخفضخ شزبء ثبلإضبفخ الى ودرح الزسبقط 246. – 6.46 )
في رلجيخ حبجيبد المىطقخ مه الميبي على اوجبس الاثبر الجلديخ رعزمد
قمىب ثمزبثعخ حفز ثئز للزشيد ثبلميبي الصبلحخ للشزة ثزقىيخ الحفز الدراوي ، ذي الزقىيخ رمز ثعدح مزاحل
فز حزى المىجع، ضع المصفبح، ضع الغلاف، صت الحصى، ضخ ) ريئخ المكبن، حفز أوجة الزجي، الح
الاسمىذ، رىظيف الجئز، رجزثخ عمليخ الضخ( ذا كل على أسبص الدراسخ الجيلجيخ اليدرلجيخ للمىطقخ.
الاسمىذ.ضخ ضع المصفبح، ، رقىيخ الحفز الدراوي، حفز أوجة الزجيثلديخ ثه وبصز، الكلمات المفتاحية:
summary:
The city Of Benceur is located in the south of Algeria, Wilayat of Ouargla, with an area of 1668 km2. Its climate temperature is high with an annual range up to (34.6 - 42.6) and down during the winter, it considerate as a low rainfall place in Algeria. It depends on well drilling for providing water.
We have followed up a drilling well to supply drinking water with rotary drilling technology. This technique goes through several stages (preparing the place, digging the steering tube, drilling upstream, placing the filter, putting the envelope, pouring the gravel, pumping the cement, cleaning the well, Based on Geological and hydrological study of the region.
Keywords: City of Benaceur, Rotational drilling technology, drilling of the steering tube, Placement of the pump, pumping cement.