L’ouvrage de l’exploitation des eaux souterraine

Les ouvrages de l'exploitation des eaux souterraine
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1 Techniques de forage et de fonçage de puits

1.1 Puits et puits forés

1.1.1 Puits traditionnels

Ils sont manœuvrés par des puisatiers au  moyen des outils rudimentaires (pioche, houe, barre à mine). Les déblais sont dégagé s par corde et sceau. Le soutènement est effectué uniquement dans les passées de terrain  fragile et à l’aide de bois ou des pierres.

Cette technique n’est pas valables dans le cas où les terrains sont très durs ou éboulant, ces ouvrages ne pénètrent plus que 0,50m dans la nappe et ne peuvent pas aller plus que 20 à 30 m.

Leurs durées de vie sont variables suivant la nature du terrain (20 à 30 ans). (Lamrahi.H. 2004).

1.1.2 Puits modernes

Le creusement s’effectue sous plusieurs méthodes  selon la dureté du terrain : allant  de la pioche à l’explosif. L’évacuation des déblais est réalisée manuellement à l’aide de seaux et de treuil à main, ou mécaniquement grâce aux grues à moteur.

Le cuvelage  consiste à recouvrir la zone stérile :

– avec du béton armé appliqué par  tranches ou en une seule passe suivant la nature du terrain,

– avec du béton armé descendu par havage pour les terrains instables où le soutènement de parois doit être faite immédiatement,

– en cuvelage métallique au moyen des tôles en aciers galvanisés.

Le fond du puits est équipé d’une dalle superposée aux graviers pour éviter la remontée des particules fines. (Lamrahi.H. 2004).

1.1.3 Puits forés

Ce sont des puits réalisés mécaniquement ou encore des forages de grand diamètre  (> 1m). La réalisation de ce type d’ouvrage nécessite le recours  aux techniques spécifiques telles que :

– le rotary en circulation inverse

– le battage en grand diamètre

– le forage à la tarière. (Lamrahi.H. 2004).

1.2 Forage d’eau

Le forage d’exploitation est le résultat d’alésage du forage de reconnaissance ou bien il est implanté à quelques mètres du celui de reconnaissance qui sera équipé d’un piézomètre  dans le but de faciliter les essais de pompage.

Les appareils de forage se disposent d’éléments communs : mât, trépied, chevalement, de poulies, câbles et  haubans.

Ces superstructures sont montées afin de réduire le temps mort d’installation et de démontage.

Plusieurs techniques se présentent.  (Lamrahi.H. 2004).

1.2.1 Par percussion  ou battage

La plus ancienne est la plus avantageuse pour plusieurs considérations :

  • utilisée dans les cas où les travaux manuels sont difficilement exécutables : un sol engorgé d’eau et instable.
  • indiquée pour des formations dures : calcaires…
  • préférée dans le cas des formations très perméables (fissurées, karstiques…)

Elle consiste à soulever un outil lourd (trépan) et à le laisser retomber sur la roche à perforer. La hauteur de la chute et la fréquence des coups varient en fonction de la dureté de la roche.  Il existe deux procédés,  le battage au câble,  où  l’outil et la masse tige sont suspendus à un câble métallique, et le battage à tiges, ce dernier est le plus répandu et il se caractérise par la présence d’un trépan surmonté d’une masse tige et suspendu à un train de tiges vissée les unes aux autres au fur et à mesure de l’avancement de forage. (Lamrahi.H. 2004).

1.2.2 Rotary

La pénétration de l’outil s‘effectue par abrasion et broyage du terrain par rotation sans chocs. Un atelier de forage rotary se constitue en plus d’un outil des masses- tiges, d’un train de tiges, d’une tige carrée et d’une tête d’injection. Sous la double action (rotation et pression) de ces organes, l’outil  détache du terrain, au fond du trou, les sédiments sont remontés sous l’action de la boue de forage injectée à l’intérieur des tiges par la pompe par l’espace annulaire. (Lamrahi.H. 2004).

1.2.3 Autres méthodes

  • le havage est employé pour des trous peu profonds et de grands diamètres
  • le turboforage où l’atelier est équipé d’un e turbine hydraulique permettant des avancements moyens doubles de ceux obtenus par le rotary traditionnel.
  • le forage électrique où la turbine es t remplacé par un moteur électrique.

Les chercheurs recommandent de pousser le forage jusqu’au  mur de la couche aquifère  pour deux raisons :

  • mettre toute la couche en production ;
  • rabattre le niveau d’eau au maximum.

En plus, leur expérience montre que l’exploitation du tiers inférieur (ou, au plus la moitié) de l’épaisseur de l’aquifère offre plusieurs avantages :

  • réduire la vitesse de l’entrée de l’eau dans la crépine ;
  • augmenter le rabattement, donc, le débit ;
  • donner une eau mois chère au mètre cube pompé. (Mabillot, A, 1988).

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