Pour compléter le diagnostic de dégradation des forages d'eau (vidéo caméra, micro-moulinet, diagraphies diverses, calibreur multi-palpeurs ...), le BRGM a conçu et réalisé un dispositif* destiné à prélever dans les ouvrages des échantillons des dépôts incrustés sur les parois du tubage, à des fins d'analyses chimiques et minéralogiques permettant de définir l'origine des troubles physicochimiques constatés dans le forage. Cet appareil, mis au point en 1991 et testé en surface dans un tubage de 7" d'un puits géothermique revêtu de dépôts de sulfure
*Brevet n° 91 09 526 du 26 juillet 1991.
de fer (colonne d'exhaure de pompe), a été expérimenté avec succès le 17 mars 1993 dans le forage "Roland" (224,40 m) de la commune des Peintures (Gironde), en collaboration avec la SAUR et la Socoma.
A cet effet, des échantillons ont été prélevés en quantités importantes aux profondeurs retenues après diagnostic par caméra vidéo, puis conditionnés en vue d'analyses en laboratoire (trois prélèvements à 41,7 - 43,60 et 79,80 m).
L'échantillonneur, en acier semi-inoxydable, est construit autour d'un corps central creux et cylindrique, muni d'un gicleur disposé latéralement. Un lest, d'un diamètre supérieur à celui du corps central, est disposé à l'extrémité inférieure. Il est de forme tronconique afin de guider la descente du dispositif. Un patin est articulé sur la partie supérieure, qui est également plus large que le corps central.
Un panier en tôle perforée de forme cylindrique, de même diamètre que les extrémités, est fixé autour du corps central. Il est pourvu d'une fenêtre au niveau du gicleur, afin de permettre l'entrée des débris arrachés à la paroi.
[Photo : Fig. 1 – Mise en place du prélèvement]
La longueur hors tout du dispositif est de 830 mm, pour un diamètre (patin fermé) de 95 mm.
L'appareil est descendu dans le forage au moyen d'un câble porteur. L'eau sous pression est amenée par un petit tube en inox ou un flexible à haute pression. Un jet d'eau sous forte pression est projeté perpendiculairement à la paroi du forage. Les débris arrachés par le jet sont recueillis dans la chambre (panier) constituée d'une enveloppe fermée en tôle perforée.
La mise en pression actionne l'ouverture du patin, ce qui permet de plaquer le dispositif contre la paroi (tubage ou crépine). Inversement, à la fin de l'opération (arrêt de l'injection d'eau), des ressorts de rappel assurent la fermeture du patin.
L'échantillonneur de base peut être utilisé dans des forages de diamètres compris entre 125 mm, soit 5 pouces (patin replié), et 195 mm, soit 8 pouces (patin entièrement ouvert). En fixant des cales d'épaisseur à l'extérieur du patin, il est possible d'intervenir dans des forages de diamètres pouvant atteindre 13 pouces.
Lors des interventions à des profondeurs inférieures à 80 m, la durée de descente de l'échantillonneur et d'injection du volume d'eau est inférieure à 15 minutes. À 80 m, l'injection d'environ 50 l d'eau sous 320 bars permet la récupération des dépôts.
Après remontée de l'échantillonneur, les dépôts recueillis font l'objet d'une analyse physicochimique déterminant leur composition précise.
Ce dispositif permet ainsi d'identifier avec précision l'origine des perturbations et de prévoir le traitement et/ou le type d'équipement à mettre en place pour anihiler tout processus de dégradation. Il représente donc un progrès important pour la maintenance des ouvrages, en facilitant notamment les conditions de réhabilitation des forages dépéris.
