La sondeuse rotative est équipée d’un marteau hydraulique sur glissière assurant la frappe en tête. La vitesse de rotation peut être réglée indépendamment de la frappe. L’énergie est transmise jusqu’au taillant par le train de tiges.
On distingue 2 phases, la percussion et le soufflage. Ce mode de foration est peu utilisé en géotechnique.
Taillant en croix
Taillant en croix rétro
Taillant à boutons
Taillant à boutons rétro
Outil type 2 L
3. Forage destructif par roto-percussion fond de trou La frappe s’effectue au niveau de l’outil, le train de tiges n’assurant plus que le mouvement de rotation. Ceci permet de s’affranchir de la perte d’énergie le long du train de tiges. Le fluide est exclusivement l’air avec éventuellement une addition de produits moussants. L’air comprimé à haute pression, actionne un mécanisme de frappe qui se situe juste derrière l’outil.et permet également d’évacuer les débris de forage par l’espace annulaire. La technique du marteau fond de trou (MFT) permet de traverser des terrains durs comme le rocher (granites) ou sédimentaires consolidés (grès, calcaires). On distingue 2 phases, la percussion et le soufflage. Ce mode de foration est peu utilisé en géotechnique.
Les grandeurs physiques, appelées paramètres de forage, les plus caractéristiques sont les suivantes : • profondeur • heure et temps • vitesse d’avancement instantanée (m/h) Ces vitesses sont généralement inversement proportionnelles à la résistance mécanique des sols traversés, élevées dans les horizons mous à lâches et faibles dans les formations compactes, • pression d’injection du fluide de forage (bars) qui est généralement élevée dans les terrains peu perméables (argile, limon, roche non fracturées) et qui chute dans les formations plus perméables à fracturées, • pression de poussée appliquée sur l’outil de forage (bars) et pression de rotation (couple) moteur (bars) . Ces deux derniers paramètres sont maintenus quasi-constants dans la mesure du possible au cours des opérations de forage, A cela peuvent s’ajouter : couple, vitesse de rotation, percussion réfléchie, inclinaisons. Tous ces paramètres sont enregistrés et peuvent être édités sur P.C. ou en temps réel dans le cas d'une instrumentation avec enregistrement graphique
Evacuation des débris de forage
- l’air comprimé : qui peut être utilisé en technique hors trou ou fond de trou. Il existe des limites à la technique : - l’espace annulaire autour du train de tiges doit rester modéré, - la présence de matériaux argileux peut entraîner des bourrages, - la technique peut ne pas être applicable dans certains cas en présence de venue d’eau. - l’eau claire: qui permet de refroidir et nettoyer les outils. Les terrains trop perméables ou fissurés ne permettent pas une bonne remontée des cuttings - la boue de forage qui permet de : - consolider les parois du forage, par le dépôt du « cake » sur la formation, - remonter au jour les sédiments broyés « cuttings » par l’outil - maintenir les cuttings en suspension s’il se produit un arrêt de circulation de la boue, - lubrifier et refroidir l’outil de forage ou de carottage, - équilibrer dans le sondage les pressions hydrostatiques des niveaux aquifères rencontrés
Le produit de désagrégation des sols (cuttings) remonte à la surface à l’aide d’un fluide qui, dans les forages géotechniques, est injecté à l’intérieur du train de tiges et remonte, chargé de sédiments, dans l’espace annulaire extérieur. Plusieurs fluides peuvent être utilisés :
Tenue des parois de forage
Les enregistrements des paramètres de forage
La tenue des parois du forage peut être limitée à la durée de la foration, mais aussi être étendue au temps nécessaire pour réaliser des essais in situ ou poser une instrumentation. Deux procédés permettent le maintien des parois : - la boue de forage - le tubage.
Les tiges de forage sont de type R32 ou R38 avec les longueurs les plus communes : 0,60 m – 0,91 m – 1,22 m -1,52 m - 1,83 m – 2,43 m – 3,05 m.
Les coupes des sols en forage destructif peuvent être assez imprécises. Par ailleurs, dans les terrains très perméables ou fracturés on peut observer des pertes totales du fluide d’injection, ce qui ne permet pas de remonter les cuttings. La technique de l'enregistrement des paramètres de forage permet de mesurer et d’enregistrer, pendant le forage, des grandeurs physiques, dont les variations sont en corrélation avec les propriétés géo-mécaniques des terrains traversés. Remarque importante : Les diagraphies de forage ne caractérisent pas directement un sol, mais traduisent les réactions de la machine en cours de foration, à la traversée des sols successifs. Les diagraphies ne constituent donc pas une représentation intrinsèque du sol. Elles dépendent en partie du matériel (machine, fluide, taillant, …) et de l’opérateur.
2. Forage destructif par roto-percussion hors trou
1. Forage destructif en rotation Un outil appelé trilame ou tricône est mis en rotation depuis la surface du sol par l’intermédiaire d’un train de tiges. L'avancement de l'outil s'effectue par abrasion du terrain, sans choc, uniquement par rotation et poussée. Celle-ci est fournie par la puissance de la machine mais aussi par le poids des tiges au dessus de l’outil.
Il s’agit du mode de forage le plus rapide qui consiste à désagréger le sol à l’aide d’un outil adapté et à remonter vers la surface les débris appelés cuttings à l’aide d’un fluide (air, eau, boue).
Les techniques de forage destructif
RetourARVOR Géotechnique
Ingénierie des sols et des fondations
19.02.11
Sondages et essais mécaniques in situ
Forages semi-destructifs Scissomètre Standard Pénétration Test Forages destructifsLes techniques d'investigations
Phicomètre Pénétromètre statique Pénétromètre dynamique Prélèvement des sols Essais pressiomètriques Sondages carottésARVOR Géotechnique - Ingénierie des sols et des fondations
VANNES : Créalis - Rue Louis Lefèvre Utile - BP 23618 - 56036 VANNES - Tel : 02.97.68.14.52 - Port: 06.35.94.13.78 NANTES : Technoparc de l'Aubinière - 1 Rue des Jades - CS 73837 - 44338 NANTES - Tel : 06.35.94.13.78