Forages dirigés, recommandations

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198 pages
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Description

Le Comité français pour les travaux sans tranchée (FSTT) a pour objectif la promotion des techniques sans tranchée, plus respectueuses de la vie urbaine. C'est pourquoi la FSTT s'est engagée avec l'aide du ministère de l'Équipement (DRAST), dans le Projet national Microtunnels. Il s'agissait de développer, dans le domaine du microtunnelage et du forage dirigé, des recherches pluridisciplinaires afin de permettre une meilleure connaissance de ces techniques et de les adapter aux spécificités du contexte et du marché français. Ces recherches ont porté à la fois sur les aspects fondamentaux, en s'appuyant sur des mesures de terrain ou des résultats de modélisations et d'études en laboratoire, et sur des considérations technologiques (matériaux mis en oeuvre, suivis des paramètres de forage, etc.). Enfin, la dimension socio-économique a été approchée en proposant une évaluation des coûts sociaux. Ce projet représente au final près de huit ans de recherche, un budget de 2,2 millions d'euros et un fort partenariat réunissant maîtres d'oeuvre, bureaux d'études, entreprises et fournisseurs. Rédigée sous la forme de recommandations, la synthèse de ces recherches présentée ici en deux volumes se veut pragmatique, pédagogique, accessible à celui qui, donneur d'ordres ou entrepreneur, désire monter un projet, "sans tranchée". Cet ouvrage apporte les clés d'un dossier bien préparé pour lequel chaque étape aura été respectée (reconnaissances géotechniques, paramètres de fonctionnement des machines, choix du matériel et des matériaux). Si ce manuel ne peut bien entendu garantir le succès systématique, il dresse la liste des pièges et permet d'éviter les difficultés rencontrées dans les premières années d'exploitation de ces techniques nouvelles.
Préface. Présentation. Présentation des recommandations : objet et domaines d'application. Techniques et principes de fonctionnement du forage dirigé. Synthèse des paramètres affectant le déroulement d'un chantier. Recommandations pour les reconnaissances. Recommandations pour le choix des machines et équipements. Recommandations pour la conception d'un projet. Recommandations pour la conduite du chantier. Aspects socio-économiques et contractuels. Annexe 1. Glossaire du forage dirigé. Annexe 2. Lexique anglais/français du forage dirigé. Annexe 3. Rapports techniques du Projet national Microtunnels. Annexe 4. Rapports de synthèse du Projet national Microtunnels. Annexe 5. Réglementations sur les déchets. Bibliographie.

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Date de parution 01 octobre 2003
Nombre de visites sur la page 224
EAN13 9782746226043
Langue Français

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Forages dirigés
©LAVOISIER, 2003 LAVOISIER 11, rue Lavoisier 75008 Paris
Serveur web : www.hermesscience.com
ISBN 2746207923
Le Code de la propriété intellectuelle n'autorisant, aux termes de l'article L. 1225, d'une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l'usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective » et, d'autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d'exemple et d'illustration, « toute représentation ou reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l'auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite » (article L. 1224). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles L. 3352 et suivants du Code de la propriété intellectuelle.
Forages dirigés
Projet national Microtunnels Recommandations
FSTT
Table des matières
Préface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Présentation13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chapitre 1. Présentation des recommandations : objet et domaines dapplication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1. Présentation générale des « travaux sans tranchée » . . . . . . . . . . . . 1 71.2. Historique et spécificités des méthodes de forages . . . . . . . . . . . . . 1 91.3. Objet des recommandations et domaines dapplication . . . . . . . . . . 27
Chapitre 2. Techniques et principes de fonctionnement du forage dirigé. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Généralites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Les différentes phases dun forage dirigé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1. Le forage pilote. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2. Lalésage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3. Guidage et corrections de trajectoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3.1. Systèmes avec récepteur en surface (Walk-over systems) . . 2.2.3.2. Systèmes à câble (downhole systems ou stering systems) . . 2.2.4. Lorganisation dun chantier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4.1. Les autorisations administratives . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4.2. Les accès, linstallation de chantier . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4.3. Leau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4.4. Les transferts des boues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4.5. Les aires de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Les différents types de tuyaux ou de canalisations . . . . . . . . . . . . . 2.3.1. Les canalisations thermoplastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1.1. Les tuyaux en polyéthylène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6 Forages dirigés
2.3.1.2. Les tuyaux en polychlorure de vinyle . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2. Les canalisations métalliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.1. Les tuyaux en acier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.2. Les tuyaux en fonte ductile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chapitre 3. Synthèse des paramètres affectant le déroulement dun chantier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1. Synthèse des paramètres conditionnant la réalisation dun forage dirigé 3.2. Paramètres liés au terrain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Paramètres liés aux nappes phréatiques et à la perméabilité des sols . . 3.4. Paramètres liés aux obstacles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5. Paramètres liés à la nature de la canalisation à poser . . . . . . . . . . . . 3.6. Paramètres liés à la longueur de tir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7. Paramètres liés au rayon de courbure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8. Paramètres liés aux caractéristiques de la boue . . . . . . . . . . . . . . . 3.9. Paramètres lis aux caractéristiques de la foreuse . . . . . . . . . . . . . . 3.10. Paramètres liés à la régularité du profil, du pilotage et du guidage . . . 3.11. Paramètres liés aux reconnaissances préalables . . . . . . . . . . . . . . 3.12. Paramètres liés à lencombrement du site . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.13. Paramètres liés aux delais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.14. Paramètres liés aux conditions climatiques . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chapitre 4. Recommandations pour les reconnaissances. . . . 4.1. Conception générale des reconnaissances . . . . . . . . . . 4.1.1. Objectifs généraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.2. Déroulement des reconnaissances . . . . . . . . . . . . 4.1.3. Coût des reconnaissances . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Données à acquerir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1. Configuration géologique du site . . . . . . . . . . . . 4.2.2. Conditions hydrogéologiques . . . . . . . . . . . . . . 4.2.3. Caractéristiques géotechniques des terrains . . . . . . 4.2.4. Cavités et obstacles artificiels . . . . . . . . . . . . . . 4.2.5. Paramètres denvironnement . . . . . . . . . . . . . . . 4.3. Méthodologie et moyens de reconnaissance . . . . . . . . . 4.3.1. Enquête documentaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.2. Reconnaissances géophysiques . . . . . . . . . . . . . 4.3.2.1. Objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.2.2. Intérêt des différentes méthodes . . . . . . . . . 4.3.3. Sondages et essais géotechniquesin situ. . . . . . . . 4.3.3.1. Objectifs des sondages . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.3.2. Implantation des sondages . . . . . . . . . . . . . 4.3.3.3. Méthodes de sondages . . . . . . . . . . . . . . .
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Table des matières 7
4.3.3.4. Echantillons pour essais de laboratoire . . . . . . . . . . . . . 4.3.3.5. Essaisin situ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. Contenu du dossier géologique-géotechnique dun proj et . . . . . . . . .
Chapitre 5. Recommandations pour le choix des machines et équipements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Le choix des machines selon leur puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1. Machines de forage mini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2. Machines de forage midi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.3. Machines de forage maxi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.4. Machines de forage méga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3. Le choix des machines selon leurs caractéristiques tec hniques . . . . . . 5.3.1. Le châssis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1.1. Les pieds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1.2. Remorque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1.3. Châssis à chenilles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1.4. Châssis montés sur roues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2. La transmission des forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2.1. Chaînes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2.2. Roues dentées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2.3. Vérins hydrauliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.3. Les limites en puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4. Les barres de forages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5. Les outils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.1. Aléseurs à ailettes ou couronnes (wing cutters. . . . . . . .) . 5.5.2. Aléseurs à spirales compactants (spiral compactor bells) . . . 5.5.3. Aléseurs à goujures (fluted reamers) . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.4. Aléseurs à molettes (rock reamers). . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.5. Aléseurs à pistons (barel reamers. . . . . . . . . . . . . . . .) .
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Chapitre 6. Recommandations pour la conception dun projet93. . . . . . . . 6.1. Les principes fondamentaux dun plan de tir pilote . . . . . . . . . . . . . 936.1.1. Angle dentrée et angle de sortie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 936.1.2. Première et dernière partie du forage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946.1.3. Rayon de courbure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946.1.3.1. Rayon de courbure du trou pilote . . . . . . . . . . . . . . . . . 956.1.3.2. Les rayons combinés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 966.1.4. Couverture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 966.1.5. Rapport entre diamètres de la canalisation et du trou alésé . . . . . 976.2. Plans de forage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 976.2.1. La coupe longitudinale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
8 Forages dirigés
6.2.2. La vue en plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.3. Les profils en travers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.4. Les plans dinstallation de chantier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.5. La caténaire et la rampe de lancement . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3. Notes de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.1. Calcul de la phase travaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.1.1. Force de traction au niveau de la tête de forage . . . . . . . . 6.3.1.2. Forces de traction au niveau de la machine de forage . . . . . 6.3.1.3. Méthodes de calculs des forces de tirage . . . . . . . . . . . . 6.3.1.4. Dimensionnement des machines de forage . . . . . . . . . . . 6.3.1.5. Appuis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.1.6. Contraintes exercées sur les tubes . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.1.7. Sécurité contre lécrasement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.2. Calcul en phase dexploitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4. Planification des travaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5. Les fluides de forages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5.1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5.2. Critères de sélection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5.3. Produits utilisés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5.4. Recyclage et traitement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5.5. Mise en uvre sur chantier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5.6. Traitement des boues : aspects techniques et régleme ntaires . . . . 6.5.6.1. Considérations générales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5.6.2. Réglementation en vigueur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5.6.3. Filières délimination des résidus de forage . . . . . . . . . . 6.5.6.4. Perspectives de valorisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chapitre 7. Recommandations pour la conduite du chantier. . . 7.1. Recommandations sur la lubrification, fluides de fora ge. . . . 7.1.1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1.2. Critères de sélection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1.3. Produits utilisés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1.4. Mise en uvre sur chantier . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1.5. Sites pollués, environnements, boues . . . . . . . . . . . . 7.2. Recommandations sur lalesage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.1. Diamètre dalésage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.2. Choix de laléseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.3. Alésages multiples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.4. Séquences dalésage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.5. Vitesse dalésage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.6. Réalisation dun manchon de protection . . . . . . . . . . 7.3. Recommandations sur la securite et lenvironnement . . . . .
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