Les forages dirigés appliqués à la pose de canalisations d'eau

Les forages dirigés

Ce sont les possibilités offertes par les caractéristiques mécaniques du polyéthylène, à la fois souple et résistant, qui ont permis, par l’emploi de ce matériau, de faire évoluer le plus significativement les techniques de réalisation. C’est en effet avec ce matériau que l'on a commencé, il y a quinze ans, à réaliser des branchements en sous-œuvre, l’outil le plus fréquemment utilisé étant « la fusée » constituée d’un marteau pneumatique d'une forme assez longue pour garder sur une bonne dizaine de mètres la direction initialement choisie.

Des outils dirigés, d'une force bien adaptée aux terrains rencontrés, sont apparus plus récemment, permettant de poser des conduites de longueur et de diamètres suffisants (figure 1).

Nous examinerons ci-dessous les deux procédés actuellement utilisés.

Forage directionnel par hydro-jet

Les forages dirigés mus hydrauliquement sont dérivés des techniques de forages pétroliers (figure 2).

La technique utilisée comporte essentiellement l’exécution d’un forage de petit diamètre (50 mm) piloté à partir d'une fouille de départ vers une fouille de réception qui peut être distante d’une centaine de mètres. L’outil de forage dispose d’un émetteur radio permettant de localiser sa position avec un détecteur. La progression de l’outil est suivie mètre par mètre. Le forage est réalisé par rotation et par jets à haute pression de boue bentonitique à faible débit. L’orientation des jets et de l’outil permet de modifier la trajectoire en arrêtant la rotation de l'ensemble (figure 3).

Après son arrivée dans la fouille de réception, l’outil est équipé d’un appareil réaléseur, de dimension adaptée au tube, qui est tiré par le train de tiges jusqu’à la fouille de départ, en entraînant le tuyau de polyéthylène, lequel se

déroule de son touret. La bentonite sert à maintenir le préforage et à lubrifier le passage de la conduite.

Les opérations de mise en service se font ensuite de manière classique. Les fouilles d’extrémités sont remblayées après épreuve hydraulique, désinfection et raccordement au tronçon précédent ou à la conduite-mère.

S'il s’agit de la pose d’une conduite de remplacement, on procède ensuite au report des branchements, ce qui amène à réouvrir des fouilles locales, mais de façon différée, gérable dans le temps, l’élément déterminant étant seulement le moment où l’on veut abandonner l’ancienne conduite (figure 4).

Les contraintes du procédé

Ces caractéristiques séduisantes impliquent cependant qu’un certain nombre de précautions aient pu être prises. Il est nécessaire en effet :

• * de posséder une bonne connaissance géologique du terrain,
• * d’avoir relevé l’encombrement du sous-sol,
• * de former le personnel de conduite de l’outil, dont le savoir-faire est déterminant pour l’efficacité de l’intervention (figure 4).

Les avantages du procédé

Ils sont évidents pour la plupart :

• * respect de l’environnement et diminution de la gêne occasionnée par la réduction très importante des terrassements à ciel ouvert ;
• * réduction des désordres causés aux chaussées ;
• * rapidité d’exécution (70 m/jour avec des difficultés moyennes) ;
• * repérage précis de l’emplacement du forage, donc de la canalisation ;
• * mise en œuvre aisée et silencieuse.

En outre, le polyéthylène utilisé, enrobé dans la bentonite, se maintient en excellent état.

Forage directionnel pneumatique

Il semble que les outils pneumatiques soient, d’une façon générale, à réserver

aux cas où des puissances importantes sont nécessaires (forages dans les roches dures, par exemple).

Ici, l’outil de forage est lancé à partir d’un bâti ancré, auquel il est relié par un train de tubes d’acier (éléments de 2 m vissés). L’avancement dans le sol s’effectue en utilisant deux modes d’énergie :

• — l’énergie hydraulique, pour la poussée en rotation du train de tubes,
• — l’air comprimé, pour la percussion (en terrain meuble) qui s’exerce à l’avant comme dans le cas de la fusée souterraine, ou pour la rotation du trépan (cas de terrain rocheux).

Une sonde émettrice est placée à l’intérieur de la tête et la progression de l’outil est suivie en planimétrie et en altimétrie à l’aide d’un appareil détecteur. La tonalité du signal émis par le récepteur diffère suivant l’orientation de la tête (figure 5).

Les contraintes du procédé

Elles sont identiques aux précédentes en ce qui concerne la connaissance géologique du terrain et de l’encombrement du sous-sol, mais, les outils de forage pouvant provoquer les mêmes

Dommages aux ouvrages enterrés des concessionnaires que les fusées sous-soleuses classiques, des précautions sont donc à prendre pour protéger le personnel contre les risques d’électrocution.

En outre, il convient de respecter les distances à ménager entre les constructions des divers services publics, en raison de l’effet de compactage du terrain entraîné par l’opération (particulièrement sensible pour les conduites de gaz).

Enfin, on se trouve dans l’impossibilité de poser un grillage avertisseur de la présence de la canalisation posée.

Les avantages du procédé

Aux avantages de l’hydro-jet s’ajoute la possibilité de l’exécution des travaux dans la plupart des terrains, en raison de la puissance du matériel et de la possibilité de traverser les sols rocheux.

La rapidité de l’exécution est aussi plus élevée (dans des conditions comparables).

Dans les deux cas s’ajoute un autre avantage, celui du repérage précis de l’emplacement de la canalisation.

Les perspectives de développement des forages dirigés

Les perspectives de développement des forages dirigés sont favorables, compte tenu des observations que l’on peut faire :

• • leurs coûts de réalisation sont comparables à ceux des canalisations posées suivant les méthodes classiques, et en général inférieurs si l’on prend en compte les frais de réfection des sols ;
• • le public accueille favorablement l’emploi de ces techniques ;
• • la perspective de monter en touret des conduites en polyéthylène de diamètre intérieur 150 mm en PN 10 et 16 élargira le champ des possibilités (cette perspective découle des tests en cours portant sur un polyéthylène constitué de résines aux performances mécaniques accrues, conduisant à réaliser des tuyaux de moindre épaisseur, donc plus souples et « bobinables »).

Toutefois, pour que ces procédés de pose de canalisations sans ouverture de tranchées donnent leur pleine mesure, il faudra mieux maîtriser les reconnaissances du sol par radar, ce qui peut être envisagé actuellement avec un certain optimisme.

Conclusion

La technique des forages dirigés offre une alternative séduisante dans les situations où le travail en tranchée ouverte est difficile ou n’est pas autorisé.

Les perfectionnements intervenus récemment (notamment par l’utilisation des appareils de reconnaissance du sous-sol) ont réduit considérablement le danger d’endommagement des autres conduites souterraines, rendant cette méthode encore plus attrayante et lui assurant un développement important dans le proche avenir.