Sélection des engins de forage selon les conditions géologiques

Sélection des engins de forage selon les conditions géologiques

Choisir l'engin de forage adapté revient à sélectionner l'outil de forage approprié en fonction des spécificités du sous-sol. Les propriétés des sols et des roches varient considérablement, du sable tendre à la roche dure ; aucun engin de forage n'est universel. Il est donc crucial de comprendre les points forts des engins les plus courants et leur compatibilité avec les conditions géologiques pour faire les bons choix et garantir des projets efficaces et économiques.

Dans les strates tendres à moyennement dures, comme l'argile, le sable, le limon et certains sols fortement altérés, les engins de forage rotatifs sont généralement la solution la plus efficace et la plus économique. Leur principe de fonctionnement est similaire à celui d'un forage à l'aide d'un trépan rotatif. Une tige de forage entraîne le trépan à grande vitesse, broyant ainsi le sol et la roche, tandis qu'une pompe à eau injecte de l'eau propre ou de la boue préparée au fond du forage, évacuant les déblais vers la surface. Cette méthode permet d'obtenir des forages rapides, des trous de haute qualité et des parois lisses, ce qui la rend idéale pour le forage de puits d'irrigation agricole ou de puits domestiques de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres de profondeur. C'est d'ailleurs le type de foreuse le plus répandu.

Cependant, face à des couches de roche dure, de gros cailloux ou des strates très denses, l'efficacité de coupe des foreuses rotatives chute drastiquement, le trépan s'use très rapidement et le forage peut même devenir impossible. Dans ces situations, il est nécessaire d'utiliser des foreuses à percussion, dont le principe de fonctionnement est totalement différent. Leur action est plus directe et puissante : on peut imaginer un lourd marteau (le trépan) soulevé à plusieurs reprises à une certaine hauteur, puis lâché librement, utilisant son énorme énergie cinétique d'impact pour briser la roche. Bien que sa vitesse de forage dans la roche dure ne soit pas aussi élevée que celle du forage rotatif dans un sol meuble, sa capacité à briser la roche dure est inégalée. Par conséquent, dans les zones montagneuses dominées par des roches mères comme le granit et le grès dur, ou lorsqu'il est nécessaire de traverser d'épaisses couches de gravier pour trouver des sources d'eau, les foreuses à percussion constituent un outil plus fiable.

En réalité, les conditions souterraines sont souvent complexes et variées, alternant fréquemment entre roches tendres et dures ou présentant des strates peu distinctes. Pour faire face à cette incertitude et concilier efficacité et adaptabilité, les foreuses multifonctionnelles sont devenues la solution idéale. Ces appareils intègrent généralement les fonctions de rotation et de percussion, et certains peuvent également fournir une vibration à haute fréquence. Les opérateurs peuvent changer de mode de travail en cabine en fonction des formations géologiques rencontrées en temps réel : utiliser le forage rotatif pour un forage rapide en terrain meuble, et activer immédiatement la fonction de percussion pour le fracturation des roches dures. Cette multifonctionnalité réduit considérablement les désagréments et les coûts liés au changement d'équipement en cours de forage en raison des variations géologiques. Bien que l'investissement initial dans l'équipement lui-même puisse être plus élevé, les avantages globaux sont significatifs dans les formations géologiques complexes. Par conséquent, avant de choisir un modèle, il est essentiel de recueillir des données géologiques locales ou de consulter les rapports de construction des puits voisins afin d'identifier les principaux « adversaires », ce qui constitue la première étape du choix de l'« outil » le plus approprié.