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RÉSUMÉ
L'article traite des différentes méthodes de forage utilisées en génie civil, notamment la rotation et la rotopercussion, adaptées en fonction de la nature du terrain et des objectifs du forage. Il détaille les composants du train de forage, tels que les tiges standard et masses-tiges, ainsi que les outils de forage comme les tricônes et les trépans, classés selon le code IADC. L'article aborde également la méthode ODEX pour le forage et le tubage simultanés dans des terrains instables, ainsi que la circulation inverse à l'air pour un échantillonnage efficace. Les paramètres de forage, l'importance des boues de forage et les techniques de carottage en rotation sont également discutés, mettant en lumière l'évolution des méthodes et des outils de carottage pour optimiser les performances et réduire les coûts.
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Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Le forage constitue une étape essentielle dans de nombreux projets de génie civil et de construction, permettant d'accéder aux sous-sols pour diverses applications telles que l'extraction de ressources, l'installation de fondations ou la réalisation d'études géotechniques. La sélection de la méthode de forage appropriée, qu'elle soit par rotation ou rotopercussion, dépend de la nature du terrain et des objectifs spécifiques du projet. Cet article explore en détail les différentes techniques de forage, les outils utilisés, ainsi que les innovations récentes qui optimisent l'efficacité et la fiabilité des opérations de forage.
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2. Carottage
2.1 Méthode
Le carottage en rotation consiste à découper un échantillon cylindrique de roche et à le remonter en surface pour une identification visuelle, des essais en laboratoire géotechnique ou pour une évaluation dans le cadre de la recherche minière.
Les premières méthodes de carottage permettaient d’obtenir des échantillons complets en faisant tourner un tube épais fendu sur la partie en contact avec la roche. Cette fente facilitait le passage de l’eau destinée à refroidir l’outil et à évacuer les débris de découpe. L’usure de la roche était obtenue en introduisant de la grenaille d’acier, de grains de 1,5 à 4 mm de diamètre, via les tiges de forage. En ajustant précisément les paramètres de rotation et de poussée, la roche était découpée par abrasion. Cependant, cette méthode entraînait également l’usure du tube et des grains de grenaille, nécessitant leur renouvellement régulier ainsi que l’élargissement de la fente.
Pour récupérer l’échantillon découpé, il était nécessaire de le coincer dans le tube en introduisant, par injection, des grains de sable ou de petits graviers entre la carotte et les parois du tube.
Depuis lors, les outils de découpe et les équipements destinés à récupérer les échantillons de roche ont considérablement évolué. Une avancée significative a été réalisée en 1923 avec l’apparition du Widia, un métal très dur positionné entre 9 et 9,2 sur l’échelle de Mohs. Composé d’un mélange de poudre de tungstène et de noir de fumée, auquel on ajoute du cobalt, le Widia, disposé sous forme de prismes de manière judicieuse, a permis le carottage des roches dures. Toutefois, son usure rapide dans les roches abrasives constituait un inconvénient majeur.
Les premières couronnes utilisant des diamants impropres à la joaillerie ont ensuite permis d’augmenter de manière significative les performances de carottage dans les roches les plus dures. La véritable révolution dans le domaine du carottage des roches a été l’apparition des couronnes à imprégnation diamantée...
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BIBLIOGRAPHIE
NORMES
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Reconnaissance et essais géotechniques – Méthodes de prélèvement et mesurages piézométriques – Partie 1 : principes techniques pour le prélèvement des sols, des roches et des eaux souterraines - NF EN ISO 22475-1 - Octobre 2021
-
Missions d'ingénierie géotechnique – Classification et spécifications - NF P94-500 - Novembre 2013
-
Reconnaissance et essais géotechniques – Essais de laboratoire sur les sols – Partie 3 : détermination de la masse volumique des particules solides - NF EN ISO 17892-3 - Décembre 2015
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