Tubage excentré pendant le forage : la technique qui freine l’effondrement du terrain
Certains trous refusent de rester ouverts. On fore à travers une couche de gravier meuble, une zone fracturée ou de la roche décomposée, et dès que le trépan passe, les parois s'affaissent derrière lui. Le trou se remplit. Le trépan se bloque. Le forage est interrompu.
L'ancienne méthode consistait à lutter contre l'effondrement : retirer le tubage, reforer, ajouter du tubage après coup et espérer que ça tienne. La méthode moderne consiste à prévenir tout risque d'effondrement : forer le tubage en une seule passe. C'est le tubage pendant le forage, et le foret excentré est l'outil indispensable.
Comment fonctionne un embout excentrique
Un trépan fond de trou standard fore un trou légèrement plus grand que son propre diamètre. Un système de tubage en cours de forage utilise un trépan excentrique : un trépan doté d'une aile d'alésage oscillante et décalée qui fore un trou plus grand que le diamètre du tubage. Le tubage et son sabot suivent la progression du trépan. La paroi du forage est soutenue par le tubage en acier dès le début du forage. Tout risque d'effondrement est ainsi exclu.
Lorsque le tubage atteint la profondeur cible, l'aile excentrique se rétracte et se replie dans le corps du trépan. Le trépan rétracté est alors suffisamment petit pour être retiré du tubage, qui reste en place et maintient le trou ouvert. Cette technique permet de réaliser un forage même dans les conditions les plus difficiles, de manière contrôlée et reproductible.
Principe de fonctionnement : Bas, Bas, Haut
Le forage excentrique repose sur une philosophie de paramètres différente de celle du forage DTH classique. Retenez trois points :
Faible vitesse de rotation.L'aile excentrée se déploie pour découper une ouverture surdimensionnée. Un régime moteur élevé projette l'aile avec une force excessive, créant des vibrations. Maintenez une rotation lente et régulière : l'aile doit pivoter, et non battre.
Pression d'alimentation faible.Le foret excentré perce un trou surdimensionné avec une géométrie décalée. Une avance trop importante entraîne une pénétration trop rapide du foret, l'aile ne peut pas évacuer les déblais et l'anneau surdimensionné se bloque. Avancez juste assez pour maintenir le foret en contact avec le fond – pas plus.
Vitesse de retour d'air élevée.L'espace annulaire surdimensionné entre le tubage et les tiges de forage nécessite une vitesse d'air élevée pour évacuer les déblais. C'est un paramètre critique. Si le débit d'air de retour diminue, les déblais se déposent, l'espace annulaire se compacte et le tubage se bloque. Un volume d'air élevé est donc indispensable.
Lire le sol
La nature du terrain détermine la vitesse de progression. Un sol meuble et stable permet une pénétration régulière. Un sol meuble, fracturé ou humide exige une approche plus délicate.
Lorsque vous rencontrez une zone particulièrement friable ou fortement fracturée, réduisez la pression et la vitesse d'avance. L'aile excentrée a besoin de temps pour usiner, et le tubage aussi. Percez légèrement, rincez abondamment, puis percez encore un peu. Percer à pleine vitesse dans une zone difficile est la meilleure façon de tasser l'espace annulaire et d'assurer l'adhérence du tubage.
La séquence de récupération qui fait ou défait le travail
L'étape la plus délicate de l'opération consiste à retirer l'outil central (le marteau et le foret excentrique) à travers le tubage. Une mauvaise manipulation et l'aile excentrique ne se rétractera pas, laissant le foret coincé dans le trou avec le tubage.
La séquence :
Nettoyez soigneusement le trou. Soufflez tous les débris hors du fond et de l'espace annulaire.
Arrêter la rotation.
Soulevez lentement l'outil central, juste assez pour le soulever — la force de levage doit être minimale et la hauteur de levage doit amener le bord arrière de l'aile excentrique en contact avec l'avant du sabot de boîtier.
Faites pivoter lentement la corde en sens inverse tout en soulevant délicatement. Ce mouvement inverse ramène l'aile excentrée en position rétractée.
Lorsque l'outil commence à se relever librement, l'aile est rétractée. Tirez l'outil central normalement.
Lors de la rotation inverse, procédez avec précaution. Un couple de rotation inverse trop important sur une garniture filetée risque de dévisser un raccord au fond du puits, ce qui vous obligera à repêcher en plus de tout le reste.
Quand l'aile ne se rétracte pas
Il arrive que l'aile excentrique ne se replie pas car les copeaux se sont accumulés autour de son pivot. Symptôme : vous effectuez une rotation inverse et soulevez l'outil, mais il reste bloqué. Ne forcez pas. Forcer une aile excentrique bloquée, c'est le meilleur moyen de la bloquer définitivement.
Solution : rétablir la circulation d’air, rincer à nouveau l’orifice et donner quelques coups de marteau – quelques secondes suffisent à déloger les débris accumulés autour du pivot de l’aile. Répéter ensuite la procédure de rétraction : soulever, faire pivoter en sens inverse, tester. L’aile se libère généralement au deuxième ou troisième essai une fois les débris éliminés.
Pourquoi cette technique est importante
Le tubage en cours de forage avec des trépans excentriques fait toute la différence entre un forage réussi et un forage abandonné. Dans les terrains de couverture non consolidés, les roches fracturées, ou toute formation dont les parois ne tiennent pas d'elles-mêmes, le forage conventionnel implique une lutte constante : alésage, tubage a posteriori, forages perdus, journées gâchées.
Le système excentrique effectue le forage en une seule passe. Le tubage suit le trépan, la paroi est soutenue en continu et l'outil se rétracte proprement une fois le tubage en place. Ce n'est pas l'outil idéal pour tous les forages. Mais pour ceux où le terrain est difficile, c'est l'outil qui permet de venir à bout des difficultés.
