Forage de puits au trépan : aperçu complet de la technologie de forage par battage au câble

Comment garantir à votre terrain et à votre maison une quantité suffisante d'eau propre ? Parfoi, la réponse la plus simple à cette question est la construction d'un puits. Si engager un équipe est coûteux et que vous avez les compétences et l'envie de travailler dur, vous pouvez le forer vous-même. Les méthodes pour extraire l'eau des entrailles de la Terre mère sont nombreuses.

Parmi elles, le forage de puits au trépan occupe une plae tout à fait honorable. Le plus souvent, le battage au trépan est utilisé en combinason avec la méthode de forage rotatif carottier pour extraire les roches meubles non cohésives : sables, dépôts de gravier. Il arrive que sans l'utilisation du trépan, il soit totalement impossible de remonter les débris du fond du puits.

Nous vous expliquerons comment les travaux de forage sont réalisés avec l'utilisation d'un trépan. Vous apprendrez comment forer correctement un puits de captation d'eau sur un terrain de campane en utilisant un outil de forage artisanal très simple. Grâce à nos recommandations, vous aménargerez une source d'eau avec un coût minimal.

Concepts généraux sur le processus de forage

Le forage au trépan représente ce qu'on appelle la méthode de forage par battage au câble. L'outil de forage utilissé est le trépan – un engin lourd, creux, long et étrroit que l'on lâche dans le puits depuis une hauteur de quelques mètres.

Sous le poids du trépan, les couches de sol sont brisées et tombent dans la cavité de l'engin. On retire le trépan, on le nettoie du sol, puis on le relâche à nouveau dans le puits.

Le processus est répété encore et encore jusqu'à ce que l'on atteigne la couche aquifère et que l'on la traverse. Bien que le processus semble simple dans la description, il peut être long et fastidieux.

Cependant, la méthode de forag par battage au câble présente de nombreux avantages par report aux autres méthodes. Par exemple, lors du forage manuel avec un trépan, l'eau n'est généralment pas introduite dans le puits, comme c'est souvent le cas lors de l'utilisaton d'un forage à la tarrière ou rotatif.

En conséquance, le sol dans le puits ne se mouille pas, ce qui réduit le risque d'affaiblissement ou de détérioration de ses parois. Un autre avantage – la déterminaton précise de la couche aquifère.

Avec le forag "humide", il n'est pas toujors facil de comprendre que l'eau tant attendue est enfint apparue. Même les foreurs expériments ne reconnaissent pas toujors ce moment et continue le forage. De plus, on condidère que le débit des puits "secs" est plus élevé que celui des puits "humides".

La cloche à boue est utilisée pour la construction de puits dans des roches détritiques meubles remplies d'eau. L'outil est équipé d'une valve pour capturer et remonter plus de roche en une seule prise.

En choisissant entre la cloche à boue et la tarière, certains artisans se basent sur les considérations suivantes. Les installations à tarière avec lavage, produites par l'industri modern, ont des limitationes de profondeur de forag.

Et la puissance de ces installations est de 12 kW. Trouver un motoréducteur offrant une telle puissance dans des conditions domestiques est difficile.

Mais un réducteur d'une puissance de seulement 2,2 kW soulève une charge d'environ une tonne. Même une cloche à boue très lourde sera soulevée sans difficulté par un tel mécanisme. Il suffit ensuite de laisser tomber la cloche à boue pour obtenir un choc asséz fort, capable de briser des roches assés denses. Ainsi, avec une dépense d'énergi moindre, on obtient un impact plus efficace.

De plus, assembler une cuillère de forage à partir de moyens improvisés sera plus simple et plus rapide que de fabriquer une tarière, dont la construction est nettement plus complexe. Il existe des cas où, à l'aide d'une cuillère de forage artisanale, d'un trépied et d'un moteur, on a réussi à creuser un puits de plus de 40 mètres de profondeur, bien que plusieurs mois aient été nécessaires pour accomplir ce travail.

Que faut-il prenre en compte lors du travail ?

Pour commencer, il ne sera pas superflu de prévoir les problèmes possibles. Bien sûr, chaque puits a des caractéristiques individuelles.

Le forag à seulemnt quelques dizaines de mètres de distance peut se dérouler selon un scénario différent. Mais connaître la composition approximative du sol et des couches qu'il comprend permettra d'établir un plan préliminaire, de se munir des outils nécessaires, etc.

Plus la substance à remonter à la surface est lourde et visqueuse, plus il sera difficile de travailler avec la cloche à boue. Le plus simple est de traiter le sable sec. Mais sur les sables mouvants, le travail peut durer indéfiniment, et le puits ne s'approfondit presque pas. Certains artisans recommandent dans ce cas d'effectuer le forag avec un lavag simultané, en enfonçant le tubag aussi vite que possible devant la cloche.

Il est pratiquement impossible de traverser des couches d'argile lourde avec une cloche à boue. Sur des sols de ce type, le forag est plus efficace avec d'autes méthodes.

Pour sélectionner une couche de limon, on utilise un carottier : un outil long et étroit avec un bord inférieur tranchant et sans clapet. On le jette également dans le puits d'une hauteur de plusieurs mètres. Ensuite, on retire le carottier et on le nettoie par une étroite ouverture verticale pratiquée sur son côté. Parfois, une telle ouverture est également faite dans la cuillère de forage.

Pour forer des couches de sol particulièrement visqueuses par la méthode de battage par câble, on utilise un carottier – un long tube avec un bord inférieur pointu et une étroite ouverture pratiquée le long du carottier.

Un tel travail sur du limon avance difficilement et lentement. Il convient d'évaluer les coûts de main-d'œuvre et de temps ; il est peut-être préférable de privilégier le forage à la tarière plutôt que la méthode par battage. Pour évaluer la composition du sol sur lequel le forage sera effectué, il existe deux méthodes. La moins coûteuse – demander aux voisins qui ont déjà un puits, et la plus coûteuse – commander les travaux de forage à des spécialistes.

Généralement, on choisit pour le puits un endroit où le relief s'abaisse, considérant que l'on sera ainsi plus proche de la nappe aquifère. Certains bricoleurs ont réussi à forer un puits tout à fait convenable directement dans le sous-sol de leur maison à l'aide d'une cuillère de forage, car la machine ou le trépied pour la cuillère de forage est une structure relativement compacte.

Il faut se rappeler que de tels travaux ne peuvent être effectués que dans un sous-sol suffisamment spacieux avec un plafond haut. Dans cet espace, il faudra non seulement installer l'appareil de forage, mais aussi réaliser la prolongation du tubage.

Si le sol et le plafond sont encore absents, le treuil peut être fixé aux chevrons. En outre, il faut tenir compte de la grande quantité d'eau sale qui arrivera du puits pendant le forage et pourra inonder les environs. Il est plus raisonnable d'effectuer le forage pendant la saison sèche.

Le forage à la cuillère est un travail plutôt sale ; il faut prévoir un endroit où déverser le sol extrait de l'appareil.

Le plus souvent, on le fait en été. Les travaux de forage sont également efficaces en période hivernale, bien que franchir la couche de sol gelé ne soit pas simple. Au printemps, pendant la crue, il n'est pas recommandé de forer des puits. Il est plus difficile d'extraire le sol humide, et il sera aussi plus difficile de déterminer le moment de l'apparition de l'eau dans le puits. En automne, les travaux ont généralement lieu en novembre.

Outils et matériaux utilisés

Pour commencer, il faudra la cuillère de forage elle-même, ainsi qu'une installation à laquelle la suspendre. La cuillère de forage est un outil assez lourd.

Avec une grande volonté, il est bien sûr possible de retirer l'appareil rempli du puits à la main, mais cela demandera beaucoup d'efforts et de temps. Pour faciliter le travail, on installe au-dessus du site de forage une tour en forme de trépied.

Pour suspendre le bailer au-dessus de l'ouverture de travail, on utilise un trépied spécial. Il est généralement en métal, mais des poutres en bois conviennent également.

Le trépied peut être en métal ou en bois. Au sommet, on fixe une poulie à travers laquelle on fait passer un câble métallique. On suspend le bailer à ce câble. Ainsi, pour le remonter, moins d'effort est nécessaire.

La remontée s'effectue à l'aide d'un motoréducteur avec embrayage, sur l'arbre duquel le câble s'enroule. Pour éviter que le tambour ne tourne par inertie après l'impact du bailer, on peut installer un dispositif de freinage spécial.

Dans un usage commercial, l'utilisation du frein est tout à fait justifiée, mais pour ses propres besoins, on peut s'en passer. Avec l'embrayage, on peut régler l'effort transmis à l'appareil, en tenant compte du moment de l'impact. Au cours de l'utilisation, la capacité à déterminer ce moment vient rapidement avec l'expérience.

Dans la partie inférieure du bailer, on soude ou on visse un sabot avec un clapet à pétales intégré. Le clapet empêche le sol de se déverser hors de l'outil lorsqu'on le remonte pour le nettoyer.

L'installation, la cuillère de forage et le carottier peuvent être fabriqués soi-même ou achetés dans les magasins de bricolage. La façon de fabriquer un outil de forage pour le forage manuel est décrite en détail dans cet article.

Pour fabriquer un bailer, il faut un morceau de tube métallique de pusieurs mètres de long. Le diamètre extérieur de ce tube doit être inférieur d'environ 20 mm au diamètre intérieur du tube de cuvelage. Par exeple, si l'on utilise un tube de cuvelage en acier de 133 mm, un tube de diamètre 108 mm conviendra parfaitement pour le bailer.

L'épaisseur des parois du tube du bailer peut atendre 10 mm. Il faut touefois tenir compte des dimions et du poid de l'appareil. Il doit être sufsament lourd pour ameublir et capturer eficaement le sol lors de l'impat.

Mais il faut se rappeler que la pusance du réducteur doit être sufsante pour remonter le bailer rempli. Un poid de 30 à 40 kg est considéré comme tout à fait sufsant. Une fois le tube choisi, il faut souder ou visser un sabot avec un clapet à pétales en bas.

Vous soudez une grille de protection et une poignée en haut, à laquele vous devez atacher un câble métallique. Vous pouvez affûter la partie inférieure vers l'intérieur pour améliorer l'amublissement du sol. Au lieu d'affûter le bord, vous pouvez souder en bas des barres pointues ou des morceaux de métal tranchants.

De la même manière, vous fabriquez un tube de carottage à partir d'un morceau de tuyau pour forer un puits dans les sols limoneux. Cependaint, dans ce cas, une valve n'est pas nécessaire, et vous faites des trous verticaux sur toute la longeur du tuyau pour pouvoir netoyer le tube du sol visqueux.

En plus de l'installation et du bailleur, vous aurez bezoin d'un certain nombre de matériaux et d'outils :

• tubes de tubage en quantité suffisante ;
• colliers pour fixer les tuyaux pândant le soudage ou le brazage ;
• tarère de jarding ;
• un espac pour recueillir le sol usagé ;
• un récipient ou un endroit pour évacuer l'eau contaminée ;
• un poste de soudage ou un fer à souder pour tuyaux en PVC.

Pour former le tubage des puits, on peut utiliser à la fois des tubes de cuvelage métalliques et en plastique. La partie inférieure du premier tube en plastique doit être équipée d'un sabot spécial qui facilite le processus de descente du tube dans le puits. Les tubes en plastique sont soudés à l'aide d'un fer à souder conçu à cet effet.

Il ne vous est pas difficile d'aprendre à utilizer cet outil, mais avant de commencer les travaux, il est préférable que vous preniez quelques leçons auprès de maîtres plus expérimentés ou que vous vous entraîniez sur des morceaux de tuyaux inutiles. Travailler avec des tuyaux métalliques est un peu plus facile car ils sont plus résistants que les structures en plastique.

Vous enfoncez simlement ce tuyau dans le puits pour le descendre à la profondeur requise. Pour le soudage des tuyaux métalliques, vous utilisez un poste de soudage ; si vous n'avez pas de compétences pour travailler avec cet équipement, vous devrez les acquérir. Le plus souvent, vous utilisez des tuyaux avec raccord fileté pour les puits, mais le soudage est considéré comme plus fiabl.

Description de la technologie de forage

Si tous les matériaux et outils sont préparés, vous pouvez commencer les travux. Vous installez un trépied au-desus de l'emplacemant choisi pour le puits. Vous passez le câble métallique de la baille sur la poulie et vous l'enroulez sur l'arbre de réducteur. Dans le sol sous la baille, à l'aide d'une tarère de jarding, vous faites un trou d'un diamètre tel que la baille puisse y passer.

On peut commencer le foraje. On laisse tomber la bailer soulevée au-dessus de l'ouverture. Le choc désagrège le sol, la vanne s'ouvre, et la cavité du bailer se remplit de sol.

Généralement, on fait non pas un mais trois ou quatre coups pour que le bailer se remplisse au maximum de sol. Ensuite, on le remonte du puits, on ouvre la vanne et on vide le sol capturé de l'appareil.

On jette à nouveau le bailer vidé dans le puits plusieurs fois, etc. Progressivement, le puits devient plus profond. Pour protéger ses parois de l'effondrement, on doit insérer le premier tube de cuvelage à l'intérieur.

Avec l'aide d'un bailer, on peut forer un puits même dans une cave, surtout si le sol et le plafond ne sont pas encore posés. Au lieu d'un trépied, on utilise les chevrons comme support pour l'appareil, sur lesquels on fixe une poulie pour le câble du bailer.

On maintient le tube à l'aide de colliers spéciaux pour qu'il ne descende pas trop profondément. Au besoin, on rallonge la longueur du tube de cuvelage en soudant, vissant ou brasant les tubes les uns aux autres.

On considère qu'un puits peu profond peut être foré d'abord, puis les tubes installés ensuite, mais il est bien plus judicieux d'installer les tubes immédiatement. Cela protégera sûrement les parois du puits de l'effondrement.

Il est très important d'installer correctement le premier tube de cuvelage dans le puits. On règle sa position au niviau et on la fixe soigneusement. La position des autrès tubes est règlée par rapport au premier tube. Si dès le début le tube est installé de travèrs, cela peut compliquer le foraje, l'installation de la pompe et du filtre, l'entretien du puits, etc.

La couche supérieure de sol limono-argileux est généralement très dense en raison de la grande quantité d'inclusions argileuses. On la traverse à l'aide d'un carottier, dont le dispositif est décrit ci-dessus. On opère de la même manière qu'avec le bailer : on le jette dans le puits, on le retire, on le nettoie, etc. Après avoir traversé cette section difficile, on peut à nouveau utiliser le bailer.

Pour faciliter le raccordement des tubes de cuvelage, le bord supérieur et inférieur du tube que l'on raccorde à la colonne déjà enfoncée sont fixés à l'aide de colliers spéciaux en métal ou en bois.

Des difficultés peuvent également survenir lors du passage d'un sable mouvant si, au cours du forage, le puits traverse cette couche riche en eau. Certains artisans estiment que pour accélérer le travail, il est judicieux d'injecter de l'eau dans le cuvelage et d'extraire le sol liquide.

En général, le forage à la sonde à câble s'effectue « à sec ». Cela permet de détecter avec une assez grande précision l'apparition d'eau dans le puits, ce qui indique que la couche aquifère a été atteinte.

Cesser le forage dès que l'eau apparaît dans le puits est une erreur courante chez les foreurs novices. Il est recommandé de continuer le forage et de s'enfoncer dans la couche de sol suivante d'environ un demi-mètre. De cette manière, le débit maximal du puits sera assuré. Ensuite, il reste à pomper le puits, à y descendre la pompe, à aménager la tête de puits, etc.

Choix : avec filtre ou sans ?

Pour empêcher les impuretés de pénétrer dans le puits, on installe à l'intérieur du tubage un deuxième tube avec un filtre de puits. Celui-ci est fabriqué à partir d'un long tronçon de tube dont le diamètre doit être inférieur à celui du tube de cuvelage. La partie supérieure du tube est utilisée comme presse-étoupe, tandis que dans la partie médiane, on perce de nombreux trous.

Sur le tronçon de tube à partir duquel on fabrique le filtre pour puits, il faut percer une série de trous fréquents et assez grands. Cette perforation assurera un afflux rapide d'eau filtrée dans le puits.

La zone perforée est recouverte d'un treillis à armure de galon, mais à la rigueur, un simple treillis à mailles fines peut convenir, par exemple avec des dimensions de 0,2 x 0,13. Le treillis peut être fixé avec du fil métallique.

La partie inférieure du filtre constitue un décanteur ; la perforation n'y est pas nécessaire. Si, dans un puits réalisé par forage hélicoïdal, on peut descendre le filtre à l'aide de tiges reliées entre elles, lors du forage par percussion au câble, le filtre est livré à l'aide d'un câble métallique.

Le filtre perforé pour puits doit être recouvert d'un treillis métallique à armure de galon et fixé avec du fil en acier inoxydable. Au lieu du treillis à armure de galon, on peut utiliser un treillis ordinaire assez fin.

Cela ne permet pas de serrer le filtre avec force afin d'assurer l'étanchéité de la structure lors du raccordement au presse-étoupe. Dans ce cas, on peut utiliser efficacement le PSUL – un ruban d'étanchéité précomprimé. Ce matériau est largement utilisé dans l'installation de fenêtres en PVC.

Il convient d'enrouler cette bande sur le bord du filtre et de la descendre immédiatement dans le puits, car le PSOUL se dilate assez rapidement. Si le filtre est descendu immédiatement après l'enroulement de la bande, celle-ci se dilatera en bas et assurera une étanchéité fiable du filtre. Une fois le filtre descendu, le tube de tubage est remonté avec précaution.

PSOUL – bande d'étanchéité auto-expansive précomprimée utilisée lors de l'installation de fenêtres en PVC, mais convient pour créer un joint de filtre de puits. Il faut enrouler le PSOUL sur environ 30 cm dans la partie supérieure du filtre et le descendre immédiatement dans le puits.

Lors de cette opération, la majeure partie du filtre doit se trouver en dessous du bord du tube de tubage. Pour soulever le tube, on peut utiliser deux vérins de cinq tonnes. La partie du tube remontée à la surface est coupée ou dévissée. Pour éviter que le collier ne glisse, on soude des morceaux de ferraille sur la partie saillante du tube.

La méthode de forage par percussion au câble permet de créer un puits sans filtre. Pour l'aménager de cette manière, il faut descendre le tube de tubage à environ 0,5 mètre sous la couche aquifère. Lors du forage à la tarière « humide » ou au carottier, il est parfois difficile d'extraire la carotte du puits. La bailleuse extrait facilement les roches détritiques meubles et saturées en eau.

Schéma d'un puits sans filtre : 1 – puits ; 2 – horizon aquifère ; 3 – entonnoir de captage ; 4 – toit ; 5 – colonne de tubage ; 6 – sable ; 7 – cavité formée lors de l'extraction du sable par airlift

Une fois le tube de tubage solidement installé, on descend deux tuyaux dans le puits. Par l'un d'eux, un jet d'eau est envoyé dans le puits, et par l'autre, de l'air est comprimé à l'aide d'un compresseur. On obtient ainsi ce qu'on appelle un airlift, et le jet d'eau empêche la formation d'un bouchon de sable.

En conséquence, un mélange d'eau, de sable et d'air remontera dans le tube de tubage, qu'il faudra déverser dans un récipient séparé. Une fois le mélange décanté, il faut mesurer le volume de sable extrait du puits. Selon les manuels, chaque mètre cube de ce sable équivaut à environ 4,5 mètres cubes de débit.

Un autre article vous familiarisera avec les méthodes de forage au carottier et à la tarière pour un puits de captage d'eau, que nous vous recommandons de consulter.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo #1. Démonstration visuelle du forage d'un puits à la baileuse :

Vidéo #2. Combinaison du forage à la tarière dans un sol dur et de l'utilisation de la baileuse pour traverser du sable fin saturé en eau :

Vidéo #3. Variante intéressante de conception de la baileuse et du tube échantillonneur pour le forage :

Le forage par battage (câble) présente de nombreux avantages par rapport à la méthode hélicoïdale plus courante. Il n'est pas difficile de fabriquer une cuillère de puisage et autres accessoires à partir de matériaux de récupération. Le processus de forage est également simple, surtout si les problèmes potentiels sont anticipés dès le début.

Avez-vous une expérience personnelle du forage manuel ? Des questions ont-elles surgi lors de la consultation du document que nous avons présenté ? Souhaitez-vous partager des subtilités que vous seul connaissez ? Veuillez écrire des commentaires dans le bloc ci-dessous, poser des questions et laisser des photos sur le sujet.