Suivi D'un Forage D'eau Dans La Région De Benaceur

RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique UNIVERSITÉ KASDI MERBAH OUARGLA

Faculté des sciences appliquées

Département de Génie Civil et Hydraulique

Option : Forage d’eau

Mémoire Fin d’étude

Master Professionnel

Suivi d’un forage d’eau dans la région de

Benaceur (wilaya de Ouargla)

Présenté par :

 Limane Samir  Ben Hammouda Idriss

Devant le jury composé de :

MOUKHLOFI N MAA UKMO Président

DEJEBARI .H MAA UKMO Examinateur

MANSOURI .Z MAB UKMO Encadreur

Année universitaire 2018/2019

Tout d'abord, merci

Notre Dieu qui nous a donné force et courage.

En conséquence, nous voudrions remercier M me Mansouri Zeina, qui a fourni

des efforts énormes, à travers informations, conseils et encouragements.

Nous tenons également à remercier les messieurs

Membres du jury :

NATARI KAMAL

DEJABARI HACENE

pour l'honneur qu'ils nous ont fait

en acceptant de siéger à notre défense

Nos sincères remerciements à M. Bashir Touahri, qui a sacrifié son temps pour nous.

Et tous les professeurs du département de génie

Civil et Hydraulique

Pour tous ceux qui étaient dans un moment ou tous

Une partie de ce travail.

Nos plus sincères remerciements à tous eaux

qui de près au de loin ou contribué à

attendre le mémoire.

Pour qui m'a appris que les expériences de vies et le succès de

l'effort honnête.

Qu'est-ce que vous aimez ce monde si elle. Qui m'a appris que la vie de Sabra

Du paradis sous leurs pieds. Mon ma mère Aimé bon Dieu .

Pour mon père Arrêtez-moi dans la vie Et fatigué de moi, alors qui a

continué à cet endroit.

Pour les bougies qui éclairaient ma carrière mes frères et soeurs.

Pour mes chères soeurs privées

A mes amis de, mes collègues d’études et tous les autres sans exception.

A mes amis mehammed, lakhdar, antara, kadour, yacinne,

l’université de Kasdi merbah Ouargla

Pour tous les étudiants du départment de géni civil et hydraulique .

Sommaire

INTRODUCTION GÉNÉRAL 1 CHAPITRE I PRÉSENTATION DE LA ZONE D’ÉTUDE I. CADER GÉNÉRALE DE LA ZONE D’ÉTUDE 2 I.1. SITUATION GÉOGRAPHIQUE 2 I.2. LES LIMITÉE ADMINISTRATIVEMENT 3 I.3. LOCALISATION DE FORGE 4 II. CARACTÉRISTIQUES CLIMATIQUES 5 II.1. LES PÉCIPITATIONS 5 II.2. LES TEMPÉRATURES 6 II.3. HUMIDITÉ 6 II.4. LE VENT 7 II.5. SYNTHÈSE CLIMATIQUE DE LA RÉGION 8 II.5.1. DIAGRAMME PLUVIO-THERMIQUE 8 III. IDENTIFICATION HYDOGÉOLOGIQUE 9 III.1. LA NAPPE PHRÉATIQUE QUATERNAIRE 9 III.2. LA NAPPE DU COMPLEXE TERMINALE (CT) 9 III.3. LA NAPPE DU CONTINENTAL INTERCALAIRE ( ALBIENNE) 9 CHAPITRE II SUIVI DE LA REALISATION DE FORGE I. ORGANISATION DU CHANTIER DE FORAGE 11 II. OBJECTIF DU FORAGE 12 III. CHOIX DU MÉTHODE DE RÉALISATIN 12 III.1. LA TECHNIQUE ROTARY 12 III.2. LES AVANTAGES DU FORAGE AU ROTARY 12 III.3. LES INCONVÉNIENTS DU FORAGE AU ROTARY 13 IV. RÉALISATION DU FORAGE 13 IV.1. SYSTÉME DE ROTATION 13 IV.1.1. LA TBLE DE ROTAION 13 IV.1. 2. LA TIGE CARÉE 14 IV.1.3. LES TIGE DE FORAGE 15 IV.1.4. L’OUTIL DE FORAGE 15 IV.2. LE SYSTÉME DE CIRCULATION 16 IV.2.1.LA POMPE À BOUE (MOTO-POMPE ) 16 IV.2.2. LA TÊTE D’INJECTION 17 IV.3. LE SYSTÉME DE LEVAGE 18 IV.3.1. LE MAT 18 IV.3.2. LE TREUIL DE FORAGE 18 IV.3.3. LE CÂBLE 19 IV.3.4. LE MOUFLAGE 19 IV.3.4.1. LE MOUFLE FIXE 20 IV.3.4.2. LE MOUFLE MOBILE ET CROCHET 20 V. EXÉCUTION DU FORAGE 21 VI. LES PHASES DE RÉALISATION DE FORAGE 21 VI.1. PHASE A (TUBE GUIDE) 21 VI.2. PHASE B 21 VI.3. DESCRIPTION GÉOLOGIQUE 22 VII. FLUIDE DE FORAGE 24 VII.1. BOUE À LA BENTONITE 24 VII.2. RÔLES DES FLUIDE DE FORAGE APPELE « BOUE » 24 VIII. CARACTÉRISTIQUE DE LA BOUE DE FORAGE 25 VIII.1. LES CARACTÉRISTIQUES RHÉOLOGIQUES 25 VIII.2. CIRCUITS DU FLUIDE DE FORAGE 25 VIII.2.1. CIRCULATION NORMALE 25 VIII.2.2. CIRCULATION INVERSE 25 VIII.3. LA FOSSE À BOUE 25 VIII.3.1. LE DIMENSIONNEMENT DE LA FOSSE 25 CHAPITRE III EQUIPEMENT DE FORAGE I. TUBAGES 28 I.1. BUT DU TUBAGE 28 I.2. LES CRACTERISTIQUES DES TUBAGES LES PLUS COURANTS SONT 28 LES SUIVANTES I.3. MISE EN PLACE DU TUBAGE 29 II. LE CRÉPINE 31 II.1. LE RÔLES DE LA CRÉPINE 31 II.2. TYBES DE CRÉPINE UTILISÉ 31 II.3. CHOIX DE LA CRÉPINE 32 II.4. DESCENT DE SABOTS 33 III. LE MASSIF FILTRANT (GRAVIER ADDITIONNEL) 34 III.1. RÔLES DU LE MASSIF FILTRANT 34 III.2. L’AJOUT DE MASSIF FILTRANT 35 IV. LA CIMENTATION 36 IV.1. LES BUTS DE CIMENTATION 36 IV.2. CIMENTATION PAR CANNE DANS L’ANNULAIRE 36 IV.3. OPÉRATION DE CIMONTATION 36 CHAPITRE IV EXPLOITATION ETPROTECTION DE CAPTAGE D’EAU I. DÉVELPPPEMENT DE FORAGE 38 I.1. DÉVELPPPEMENT PNEUMATIQUE 38 I.2. MODE OPÉRATIORE 38 II. ESSAI DE POMPAGE 40 II.1. ESSAI DE POMPAGE À PALIERS DE DÉBITS DE COURTE DURÉE 40 II.2. ESSAI DE POMPAGE DE LONGUE DURÉE 40 II.3. ESSAI DE REMONTÉ 40 II.4. PARAMÉTRE DU FORAGE 41 III. CHIMIE DES EAUX 42 III.1. ANALYSE CHIMIQUE DE L’EAU 42 III.2. CLASSIFICATION DES EAUX 43

LISTE DES FIGURE

Figure N°1: Sutiation géographique de la commune de Benaceur (Wikipedia) 2 Figure N°2. Image représente les frontières de la commune de Benaceur 3 (Wikipedia) Figure N°3. Localisation du forage (Google Earth) 4 Figure N°4.courbe de variation des précipitations mensuelles (2008-2018) 5 Figure N°5. Courbe des variations moyennes mensuelles des températures (2008- 6 2018) Figure N°6: Courbe d'humidité relative mensuelle interannuelle (2008-2018) 7 Figure N°7: Courbe de variations de vitesse mensuelle des vents en m/s (2008-2018) 7 Figure N°8.Courbe Pluvio-thermique de Benaceur(2008-2018) 8 Figure. N°9. Schéma descriptife de l’organisation du chantier 11 Figure. N°10. Table de rotation 14 Figure. N°11. La Tige carrée 14 Figure. N°12. Les tiges de forage 15 Figure. N°13.L’outil de forage 16 Figure. N°14.Pompe à boue 16 Figure. N°15. La Tête d’injection 17 Figure. N°16. Le mât de forage 18 19 Figure. N°17. Le treuil de forage Figure. N°18. Câble de forage 19 Figure. N°19. Le moufle fixe 20 Figure. N°20. Le moufle mobile et crochet 20 Figure. N°21. Echantillon de forage 22 Figure N°22. coup lithologique 23 Figure. N°23. Les sacs de bentonite 24 Figure. N°24. La fosse à boue utilisée dans la réalisation de forage 26 Figure. N°25. Tubage en PVC 29 Figure.N°26. Crépine en PVC 32 Figure. N°27. Gravier additionnel 34 Figure. N°28. Cimentation par canne dans l'annulaire 37 Figure N° 29. Compresseur utilisé. 39 Figure N°30. Équipement d’un puits pour essai de pompage 41 Figure N°31.représentation des eaux de Benaceur selon le Diagramme de piper 43

LISTE DES TABLEAUX

Tableau N°1 : précipitations mensuelles (2008-2018) 5 Tableau N°2 : Les variations moyennes mensuelles des températures (2008-2018) 6 Tableau N°3. Les outils utilisés Données des précipitations et des températures moyennes mensuelles. 8 Tableau. N°4. Caractéristique des tiges utilisées 15 Tableau. N°5. Les outils utilisés 15 Tableau. N°6. Exécution du forage (phase A) 21 Tableau. N°7. Exécution de forage (phase B) 22 Tableau. N°8. Caractéristiques de la boue utilisée 23 Tableau. N°9. Les tubages utilisés 29 Tableau. N°10. Le crépine utilisé 32 Tableau. N°11 analyse chimique d’eau 42

ABRÉVIATIONS

AEP : Alimentation en eau potable. A. N. R. H : Agence Nationale Des Ressources Hydrauliques. ONM : l'Office National Météorologie API : American pétroleum Institute NGA : National Géologique Altitude V : volume D –d : Diamètre K : coefficient Mv : Masse volumique H : profondeur h : hauteur ND :Niveau dynamique NS :Niveau statique Q : débit HTS : Haute Teneur en Sulfates PVC : poly chlorure de vinyle

INTRODUCTION GÉNÉRALE

INTRODUCTION GÉNÉRALE La wilaya de Ouargla a connu ces dernières années un accroissement rapide de la population et un important développement agricole. Cette situation a engendré une grande demande de mobilisation de la ressource en eau. La nappe Complexe Terminale constituent les principales ressources en eau dans la wilaya. Parmi les localités qui connaître un déficit dans le système d’alimentation en eau potable la commune de Benaceur, qui influe sur la disponibilité de l’eau ainsi que le régime de distribution d’une part, et d’autre part le problème de l’éloignement de l’adduction vers le réseau d’alimentation en eau potable. C’est dans ce contexte qu’il a été inscrit le projet de réalisation d’un forage d’eau captant la nappe du Complexe Terminal (CT), et qui sera destiné pour alimenter la population grandissante de la localité du partie sud-ouest de la commune de Benaceur. L’objectif de notre travail consiste à un suivi d’un forage étape par étape la technique de réalisation de cet ouvrage, que ce soit de point de vue géologique, et techniques de forage utilisées, ainsi que la méthode des essais de débit utilisée pour contrôler la bonne exécution du forage.

CHAPITRE I Présentation de la zone d’étude

CHAPITRE I présentation de la zone d’étude

INTRODUCTION: Ce chapitre présente les traits majeurs du milieu d’étude notamment la localisation géographique du terrain, le cadre climatique. Ces éléments vont contribuer à situer le système aquifère dans le contexte régional et à identifier les éléments utiles à la compréhension des problématiques abordées au cours de l’étude. I. CADER GÉNÉRALE DE LA ZONE D’ÉTUDE : I.1. SITUATION GÉOGRAPHIQUE : Benaceur est une commune de la wilaya de Ouargla, elle se situe à environ 650 km d’Alger et 200 km au nord-est de son chef-lieu de wilaya et à 6 km de son chef-lieu de Daïra Taibet, Elle s’élève sur une altitude moyenne de 100 m au-dessus de la mer.

Commune de Benaceur

Figure N°1: Sutiation géographique de la commune de Benaceur (Wikipedia)

CHAPITRE I présentation de la zone d’étude

I.2. LES LIMITÉE ADMINISTRATIVEMENT: Elle est limitée administrativement au : - Nord : La wilaya d’El Oued et la commune de Taibet.

- l’Est : La wilaya d’El Oued. - Sud : La commune d’Elborma. - l’Ouest : La commune de Taibet.

Commune de Benaceur

Figure N°2. Image représente les frontières de la commune de Benaceur (Wikipedia)

CHAPITRE I présentation de la zone d’étude

I.3. LOCALISATION DE FORGE : Le forage d’eau qui fait l’objet de cette suivi est situés au sud de la RN16 à proximité de l'école primaire le 13 mars 1962. Les coordonnées de forage (GPS) : X : 33° 06'0.46". Y : 06°26'39.67". Z :103 m

Figure N°3. Localisation du forage (Google Earth)

CHAPITRE I présentation de la zone d’étude

II. CARACTÉRISTIQUES CLIMATIQUES :

INTRODUCTION :

La connaissance des caractéristiques hydro climatologique est nécessaire pour l’étude hydrogéologique, Elle est indispensable pour évaluer l'alimentation du réservoir souterrain par infiltration, et pour l'établissement d'un bilan hydrique. Les données relatives aux différentes composantes qui régissent le climat (pluies, vents, températures, évaporation, insolation) ont été recueillies auprès des services de la station météorologique de Sidi Mehdi (O.N.M). Dans ce chapitre prend en considération les deux plus importants éléments : la Précipitation et la Température vue leur effet majeur sur l’alimentation de la nappe CT. II.1. LES PÉCIPITATIONS : Joue un rôle moins important dans les zones sahariennes du fait de leur faible quantité d’une part et de la forte température d’autre part. Nous avons établi le courbe de variation moyenne mensuelle interannuelle des précipitations .

mios Sep Oct Nev déc Jan fév Mars Avril Mai Juin Juill Aout p (mm) 6,25 4,81 2,12 4,15 13,77 4,87 5,27 8,62 1,36 0,67 0,06 3,79 Tableau N°1 : précipitations mensuelles (2008-2018)

p(mm) 16 14 12 10 8 6 p (mm) 4 2 اmois 0

Figure N°4.courbe de variation des précipitations mensuelles (2008-2018)

CHAPITRE I présentation de la zone d’étude

La courbe de répartition des moyennes mensuelles montre que : La pluviométrie maximale est de l’ordre de 13.77 mm pendant le mois de janvier, et le minimum est de l’ordre de 0.06 mm observé pendant le mois de juillet avec une hauteur totale de 55.74 mm. Ces résultats restent très faibles pour participer à l’alimentation de la nappe. II.2. LES TEMPÉRATURES : Dans notre zone d’étude, la température influe grandement sur les autres paramètres météorologiques tels que l’évaporation et le taux d’humidité de l’atmosphère. Elle est donc un paramètre déterminant dans le calcul du bilan hydrologique. Cela va être présenter sur la courbe des variations des moyennes mensuelles des températures.

mios Sep Oct Nev déc Jan fév Mars Avril Mai Juin Juillet Aout T (°C) 36,6 31,1 23,9 18,5 18,4 19,7 24,7 29,8 34,6 39,2 42,6 41,6 Tableau N°2 : Les variations moyennes mensuelles des températures (2008-2018)

T (°C) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 mois 0

T(°C) T moyenne

Figure N°5. Courbe des variations moyennes mensuelles des températures (2008-2018)

D’après le graphique, les valeurs mensuelles de la température de l’air varient avec une certaine régularité pendant l’année, avec un maximum en Juillet (42.6ºC) et un minimum en Janvier (18.4 ºC) et une moyenne annuel de 30°C, cela class notre zone d’étude dans le climat désertique. II.3. HUMIDITÉ : Les valeurs d’humidité relative moyenne, observes en 10 ans d’observations (2008-2018). Le courbe qui en découle permet de distinguer les mois relativement humides.

CHAPITRE I présentation de la zone d’étude

H (%)

70 60 50 40 30 20 10 mois 0

Figure N°6: Courbe d'humidité relative mensuelle interannuelle (2008-2018).

On remarque d'après le graphe que le taux de l'humidité oscille autour de la valeur .(% moyenne (47.06%٪),et maximum (64.25%) et un minimum de (30.99

II.4. LE VENT : Le vent est un élément le plus caractéristique du climat. Il est déterminé par sa direction, sa vitesse et sa fréquence. Les vents soufflants de l'Est vers le Nord-est sont les plus dominants provenant de la méditerranée, ils sont chargées d'humidité. Les vents soufflants du Sud vers le Sud-ouest sont moins fréquents (Secs et chauds). Au printemps les vents sont plus forts, le vent d'Est appelé communément EL BAHRI souffle principalement pendant la période s'étalant des mois d'avril à juillet. En été, il apporte de la fraîcheur, par contre il est peu apprécié au printemps car il donne naissance au vent de sable, donnant au ciel une couleur jaune, il peut durer jusqu'à trois jours consécutifs avec une vitesse moyenne de 50 à 60 Km/h.

V (m/s) 80 70 60 50 40 30 20 10 mois 0

Figure N°7: Courbe de variations de vitesse mensuelle des vents en m/s (2008-2018)

CHAPITRE I présentation de la zone d’étude

II.5. SYNTHÈSE CLIMATIQUE DE LA RÉGION : II.5.1. DIAGRAMME PLUVIO-THERMIQUE : Les valeurs des précipitations et des températures enregistrées au niveau de la station de Touggourt sur une période de 10 années, permettent l’établissement du diagramme Pluvio- thermique .( Suivant Gaussen et Bagnols), un mois sec est celui où le total moyen des précipitations (mm) est inférieur ou égale au double de la température moyenne (°C) du même mois. Le diagramme pluvio-thermique montre que la période sèche est étendue sur plupart des mois de l’année dans la zone d’étude. Mois Sep Oct Nov Déc Jan Fev Mars Avr Mai Juin Juil Aout

2T 58.40 44.40 31.60 24.00 22.60 26.20 33.80 43.00 51.20 61.60 69.60 67.80 Pr 6.47 7.59 10.22 5.96 15.18 5.12 9.76 7.01 5.92 1.46 0.84 2.38 Tableau N°3. Les outils utilisés Données des précipitations et des températures moyennes mensuelles.

2T (°C) P (mm) 45 16

40 14

35 12 30 10 25 8 20 2T (°C) 6 15 p (mm) 4 10

5 2

0 0

Figure N°8.Courbe Pluvio-thermique de Benaceur(2008-2018)

CHAPITRE I présentation de la zone d’étude

III. IDENTIFICATION HYDOGÉOLOGIQUE : Les principales ressources en eau de la wilaya sont d’origine souterraine. Elles sont contenues dans trois types d’aquifères ; la nappe phréatique superficielle, et la deuxième nappe (sable+ calcaire) et une nappe profonde captive du Continental Intercalaire. III.1. LA NAPPE PHRÉATIQUE QUATERNAIRE : Le Quaternaire est constitué de sables éoliens et sables argileux, résultant de la destruction de la falaise Moi-Pliocène, localement intercalés de lentilles d’argiles sableuses et gypseuses. Ces sables forment d’énormes accumulations dans le Grand Erg Oriental. C’est dans ce niveau que l’on rencontre la nappe phréatique. Son épaisseur est variable et peut atteindre localement une dizaine de mètre.

III.2. LA NAPPE DU COMPLEXE TERMINALE (CT) : Formée essentiellement de deux nappe: ►Nappe des Sables : de 100m à 150m de profondeur constituée de deux nappes de type captif, dont la première correspond à la formation supérieure du complexe terminal. Cette nappe, constituée de sables grossiers et faisant partie du Complexe Terminal, émerge progressivement vers le Nord du Sahara. La deuxième nappe de sables est d'âge pontien. Au- dessus des bancs supérieurs de la nappe des calcaires et en contact avec les marnes de l'éocène inférieur et des graviers siliceux constituant donc une deuxième nappe captive en continuité avec la nappe du pontien. ►LA Nappe de Calcaire : de 240m à 300m deux niveaux durs servants de repère pour la classification des eaux souterraines. Du Sud au Nord nous observons l'existence d'un premier niveau calcaire mieux individualisé, parfois il est purement calcaire, quelque fois il est formé par des calcaires gypseux et correspond ainsi au niveau inférieur. Le niveau supérieur, principalement représenté par des calcaires siliceux est considéré comme une zone de transition entre la nappe des calcaires et celle des sables. Dans l'ensemble ces deux niveaux sont séparés par des formations tantôt marneuses, tantôt sableuses en passant par des argiles (rouges). Il faut mentionner également que cette dernière n'est pratiquement pas exploitée dans la région. III.3. LA NAPPE DU CONTINENTAL INTERCALAIRE ( ALBIENNE) : Dans la plate-forme saharienne, la nappe dite albienne s'étend sur 600 000 km2 dans des grès et des argiles dates de 100 à 150 millions d'années. Environ 20000 milliards de m3 d'eau y sont piégés. Elle occupe la totalité du Sahara algérien septentrional, et se prolonge

CHAPITRE I présentation de la zone d’étude dans le Sud de la Tunisie et le Nord de la Libye. Localement, l’écoulement des eaux se fait d’Ouest en Est. L’alimentation de la nappe bien qu’elle soit minime, provient directement des eaux de pluie au piémont de l’Atlas Saharien en faveur de l’accident Sud Atlasique (A.N.R.H., 2016). La nappe du continental intercalaire, selon l’altitude de la zone et la variation de l’épaisseur des formations postérieures au Continental Intercalaire, est (A.N.R.H, 2016) : - Jaillissante et admet des pressions en tête d’ouvrage de captage. CONCLUSION Le climat de la région se caractérise par une grande sécheresse de l’atmosphère laquelle se traduit par un énorme déficit, et d’évaporation considérable ainsi la très forte insolation due à la faible nébulosité qui sous cette altitude donne l’importance accrue aux phénomènes thermiques. Le climat saharien se caractérise par des étés aux chaleurs torrides et des hivers doux surtout pendant la journée. Au cœur du Sahara on peut assister à des phénomènes inhabituels comme les pluies torrentielles durant certaines années exceptionnelles. Les ressource en eau, qui existe dans la zone d’étude, sont, essentiellement, d’origine souterrain, donc la zone d’étude ce compose des nappe suivent : - La nappe phréatique - La nappe de complexe terminale - La nappe de continental intercalaire

CHAPITRE II Suivi de la réalisation du Forage Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

INTRODUCTION Dans ce chapitre, nous mentionnerons les étapes et les équipements que nous utilisons dans le forage que nous suivons. Dans notre cas d’étude, la technique de forage utilisée est celle au Rotary grâce à ses nombreux avantages qui adaptent notre zone d’étude. I. ORGANISATION DU CHANTIER DE FORAGE :

Un chantier est limité dans l'espace et dans le temps. C'est à la fois le lieu où l'on va construire notre ouvrage et dans lequel on s’installe, il se compose de :

- les périmètres de sécurité d’un, rayon de 30m par rapport de l’axe de forage. - L’appareil de forage installes sur un plate-forme de béton. - La pompe à boue installes entre la bac à boue et l’appareil de forage. - Espace de stockage les produit chimique ( bintonite et ciment…ect). - Bourbier de débile cutting et un réservoir d’eau. - Un espace de stockage de matérielle lourd ( compresseur, tige de forage). - Un bureau de géologue de chantier.

Limane Samir / Ben Hammouda Idriss

Figure. N°9. Schéma descriptife de l’organisation du chantier

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

II. OBJECTIF DU FORAGE :

Le forage est destiné à l'alimentation en eau potable ( AEP ) de l’agglomération cité de 19 mars 1962 sud-ouest de la commune de Benaceur wilaya de Ouargla et caractérisée une nappe captive et la durée de réalisation de ce forage deux (02) mois avec profondeur total du forage 165m. La phase A, du 10 février 2019 jusqu’au 14 février 2019 ( quatre (4) jours)

La phase B, du 14 février 2019 jusqu’au 10 avril 2019 ( cinquante-six (56) jours)

III. CHOIX DU MÉTHODE DE RÉALISATIN :

Il existe plusieurs méthodes de forage qui peuvent être utilisées et parmi ces méthodes (Forage par battage ; Le forage au rotary ; Forage au marteau fond de trou (MFT) ; Forage par havage …)

La technique utilisée dans notre cas est le rotary à la boue benthonique, parce qu’elle est adéquate, grâce à ses avantages, comme elle est la plus utilisée dans la région.

III.1. LA TECHNIQUE ROTARY : Elle est relativement récente, ses premières utilisations remontent au 1920, cette technique est utilisée spécialement dans les terrains sédimentaires non consolidés, pour les machines légères, mais les machines puissantes de rotary peuvent travailler dans les terrains durs. L’outil de forage ( appelé trépan, tricône ou tri lame ) est mis en rotation depuis la surface du sol par l’intermédiaire d’un train de tiges. L’avancement de l’outil s’effectue suite à deux effets, abrasion et broyage du terrain ( sans choc ), mais uniquement par translation et rotation ( deux mouvements ). Le mouvement de translation est fourni principalement par le poids des tiges au-dessus de l’outil.

III.2. LES AVANTAGES DU FORAGE AU ROTARY : - La perméabilité de la formation autour du trou est peu perturbée par le fluide de forage - Les forages de grands diamètres sont exécutés rapidement et économiquement ; - Pas de tubage pendant la forage ; - Facilité de mise en place de la crépine ;

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

- Bons rendements dans les terrains tendres ; - Consommation économique de l’énergie. III.3. LES INCONVÉNIENTS DU FORAGE AU ROTARY: - Nécessite beaucoup d’eau ; - Nécessité d´un fluide de forage qui ne permet pas d´observation directe de la qualité des eaux des formations traversées ; - Colmatage possible des formations aquifères par utilisation de certaines boues (bentonite) . IV. RÉALISATION DU FORAGE: Le forage au rotary se compose de 3 systèmes majeurs :

 SYSTÈME DE ROTATION  SYSTÈME DE CIRCULATION  SYSTÈME DE LEVAGE

IV.1. SYSTÉME DE ROTATION : IV.1.1. LA TBLE DE ROTAION : Les tables de rotations sont destinées à l’entrainement d’une colonne de forage suspendue verticalement ou bien à la réception du couple moteur à réaction de la colonne. Crée par le moteur d’attaque. Une table de rotation se compose d’un bâti fixe supportant une partie mobile intérieur reposant sur la partie fixe par l’intermédiaire d’un roulement principal à billes principal.

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

Limane Samir / Ben Hammouda Idriss

Figure. N°10. Table de rotation

IV.1. 2. LA TIGE CARÉE : C’est une tige installée entre la tête d’injection et les tiges de forage transmettant le mouvement de rotation de la table de rotation au train de tige, Sauvent la longueur de la tige carrée est de 6m à 9m, dans notre cas elle est de 9m

Limane Samir / Ben Hammouda Idiss

Figure. N°11. La Tige carrée

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

IV.1.3. LES TIGE DE FORAGE: Ce sont des tiges qui descendent le long du puits et qui transmettent le mouvement de rotation à l’outil (Trépan). Celles-ci permettent aussi le passage de la boue de forage.

Nombre des tiges Langueur moy Diamètre Diamètre Epaisseur Poids nominale extérieur intérieur 15 9.60 m 110 mm 105mm 5 mm 26.71 kg/m

Tableau. N°4. Caractéristique des tiges utilisées

Limane Samir / Ben Hammouda Idriss

Figure. N°12. Les tiges de forage

IV.1.4. L’OUTIL DE FORAGE : Le trépan est entraîné dans son mouvement de rotation au fond de trou par une colonne de tiges creuses vissées les unes aux autres.

Les Phases Longueur (m) Diamètre entre 0 à 20 mètre 1m 24'' entre 20 à 165 mètre 1m 17''

Tableau. N°5. Les outils utilisés

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

Limane Samir / Ben Hammouda Idiss

Figure. N°13.L’outil de forage

IV.2. LE SYSTÉME DE CIRCULATION :

IV.2.1.LA POMPE À BOUE (MOTO-POMPE ) :

Le rôle des pompes à boue est d'assurer l'aspiration de la boue de forage par la conduite d'aspiration, puis leur refouler dans la colonne de refoulement à travers un clapet de refoulement.

Limane samir / Ben Hammouda Idiss

Figure. N°14.Pompe à boue

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

IV.2.2. LA TÊTE D’INJECTION :

La tête d’injection représente un mécanisme qui relie le moufle non tournant à la partie qui tourne au cours de forage ; donc elle appartient autant à l’outillage de circulation de boue qu’à l’outillage de rotation, en effet la tête d’injection joue un double rôle :

- Permet la circulation de la boue jusqu’au trépan, animé d’un mouvement de rotation . - Supporte le poids de la garniture pendant le forage.

Dans notre cas la tête d’injection est de type 3pouces (80mm)

Limane Samir / Ben Hamouda Idriss -

Figure. N°15. La Tête d’injection

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

IV.3. LE SYSTÉME DE LEVAGE :

IV.3.1. LE MAT :

Le mat est une structure en forme de a très pointu. Il a la particularité d’être articulé à sa base ce qui lui permet d’être assemblé ou démonté horizontalement puis relevé en position verticale en utilisant le treuil de forage et un câble de relevage spécial. Dans notre cas il est de 10m de hauteur et de type léger.

Limane Samir / Ben Hammouda Idriss

Figure. N°16. Le mât de forage

IV.3.2. LE TREUIL DE FORAGE : C’est le cœur de l’appareil de forage, donc c’est la capacité du treuil qui caractérise un appareil de forage et indique la classe des profondeurs de forages que l’on pourra effectuer.

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

Figure. N°17. Le treuil de forage

IV.3.3. LE CÂBLE :

les câbles utilisés sur l’installation de sondage sont des câbles en acier 18mm mais dont l’âme peut fois être en chanvre. Autour de l’âme sont enroulés des torons., chacun de ces torons étant composés d’un certain nombre de fils d’acier.

Figure. N°18. Câble de forage

IV.3.4. LE MOUFLAGE :

Le mouflage est l’enroulement du câble de forage entre les poulies des moufles fixe et mobile en plusieurs brins (jusqu’à 14 brins). Le mouflage permet de démultiplier le poids de

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage la garniture de forage et diminuer la vitesse de son déplacement. En négligeant les frottements, la charge au crochet est divisée par le nombre de brin. IV.3.4.1. LE MOUFLE FIXE : Le moufle fixe a des poulies alignées sur le même axe. Cet axe est supporté à cette extrémité par deux paliers montés sur des poutrelles fixées au sommet du mât. L’axe du moufle fixe est perforé pour permettre le graissage des différents roulements des poulies.

Figure. N°19. Le moufle fixe IV.3.4.2. LE MOUFLE MOBILE ET CROCHET: Ils sont en général dits intégrés c.-à-d. que l'ensemble des poulies et du crochet sont assemblés d'une manière compacte. Le moufle mobile comporte une poulie de moins que le moufle fixe correspondant dont une poulie de moufle fixe est attachée au treille

Figure. N°20. Le moufle mobile et crochet

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

V. EXÉCUTION DU FORAGE : Le forage de Benaceur a été exécuté par L'ENTREPRISE EGTH, avec un appareil de forage rotary type SPEED STAR 15 (SS-15) ,et une boue benthonique. VI. LES PHASES DE RÉALISATION DE FORAGE:

VI.1. PHASE A (TUBE GUIDE) :

Le trou a été foré par un outil de 24″de 0 à 20m de profondeur, puis ils ont descende un tube API (American pétrolier institue) de diamètre de 20″ sur une profondeur de 20m, le tube a été fixé au sol par la mise en place de ciment (HTS), suivi d’une attente d’une 24 heure pour sa prise . ∕ Longueur (m) Prof. Forée (m) L’outil 1m 1m masse tige 9.20m 10.20m masse tige 9.20m 19.40m Tableau. N°6. Exécution du forage (phase A)

VI.2. PHASE B : - Forage en 17" de 20 m à 165 m. -Descente d’une colonne mixte de diamètre 250mm composée de : 125m d’un tubage en PVC 16 bars Plein 40m d’un tubage en PVC 16 bars Crépine -gravionnage : posé 4.5m3 de graver. -cimentation : injecté 10.92m3 de ciment

Garniture de forage Longueur (m) Prof. Forée (m) L’outil 1m 1m masse tige 9.20m 10.20m masse tige 9.20m 19.40m tige 01 9.60m 29.00m tige 02 9.60m 38.60m tige 03 9.60m 48.20m

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage tige 04 9.60m 57.80m tige 05 9.60m 67.40m tige 06 9.60m 77.00m tige 07 9.60m 86.60m tige 08 9.60m 96.20m tige 09 9.60m 105.80m tige 10 9.60m 115.40m tige 11 9.60m 125.00m tige 12 9.60m 134.60m tige 13 9.60m 144.20m Tableau. N°7. Exécution de forage (phase B)

VI.3. DESCRIPTION GÉOLOGIQUE : Les échantillons (cutting) pri mètre par mètre, nettoyé et séchés, puis ils sont mis dans des petites sachées étiquetés selon leur profondeur de prélèvement, puis acheminés vers l’ingénieur hydrogéologue pour faire la description et le programme d’équipement du forage.

Limane Samir / Ben Hammouda Idriss

Figure. N°21. Echantillon de forage

L’analyse macroscopique par l’hydrogéologue permi de déterminer la nature des couches géologiques traversées leur composition lithologique, leur caractère hydraulique, l’étage géologique, et par la suite de fixer le toit de l’aquifère adapté.

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

Figure N°22. coup lithologique VII. FLUIDE DE FORAGE : VII.1. BOUE À LA BENTONITE : La boue est confectionnée par le malaxage d’un type d’argile dit Bentonite et de l’eau, jusqu’à atteindre une densité de d = 1.80

Nombre des sacs de Le poids Volume d'eau Densité Bentonite

230 1 sac = 40 kg 10 m3 1.80

Tableau. N°8. Caractéristiques de la boue utilisée

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

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Figure. N°23. Les sacs de bentonite

VII.2. RÔLES DES FLUIDE DE FORAGE APPELE « BOUE » : - Refroidit l’outil à son passage ; - Consolide les parois du trou ; - Maintien les effluents des réservoirs traversés ; - Remonte les déblais des terrains forés en surface.

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

VIII. CARACTÉRISTIQUE DE LA BOUE DE FORAGE:

VIII.1. LES CARACTÉRISTIQUES RHÉOLOGIQUES :

La viscosité : une viscosité élevée provoque des difficultés pour le pompage de la boue, alors qu'une boue à viscosité moins élevée perd sa propriété pour consolider les parois. Une boue possédant une viscosité correcte permet : d’avoir un outil bien dégagé, une bonne, remontée des cuttings , réduire les pertes de charge dans le train de sonde et le dépôt plus rapide des cuttings dans les fosses de décantation. VIII.2. CIRCUITS DU FLUIDE DE FORAGE : La circulation de fluides dans le forage s’opère par :

VIII.2.1. CIRCULATION NORMALE : Dans le circuit normal le fluide se refoule dans le train de tiges à partir de la pompe à boue , circulant de haut en bas pour sortir au fond du forage à travers le trou de l’outil de forage(trépan), se mélange avec le cuttings, puis le mélange fluide- cuttings remonte, dans l’espace annulaire (espace entre les parois de forage et les parois de tubings) pour rejoindre la fosse à boue où s’effectue l’échantillonnage, l’analyse, le traitement, l’ajustement et la décantation ;puis de nouveau il sera aspiré par la pompe à boue pour qu’il sera refoulé vers le train de tiges, et ainsi de suite . VIII.2.2. CIRCULATION INVERSE : Il s’agit de pomper la boue dans l’espace annulaire et le retour sera dans le tubage, cette méthode est utilisée dans des cas spéciaux, dans notre cas elle n’est pas utilisée. VIII.3. LA FOSSE À BOUE: La fosse à boue constitue une réserve de fluide de forage et permette son recyclage par décantation.

VIII.3.1. LE DIMENSIONNEMENT DE LA FOSSE :

On a deux fosse à boue - Une fosse utilisée pour verser de la boue - Une fosse utilisée pour le pompage de la boue Le dimensionnement de la fosse à boue se fait en fonction de la profondeur du forage à réaliser. Plus la profondeur du forage est grand, plus la taille du fosse est grand

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

Le dimensionnement de la fosses utilisée est : - Largeur (m) = 2 m - Longueur (m) = 3 m - Profondeur (m) = 1.6 m - Volume (m3) = 9.6m3

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Figure. N°24. La fosse à boue utilisée dans la réalisation de forage

Chapitre II : suivi de la réalisation du forage

CONCLUSION

La méthode utilisée pour réaliser ce forage c’est ROTARY, cette méthode est largement utilisée par les foreurs, car il adapte à la géologie de la région, dont il composé d’argile et de sable (gros et fin) avec présence de quelques mètres de gypse dans la partie supérieur .

CHAPITRE III Equipement du Forage

Chapitre III : Equipement du forage

I. TUBAGES : Le tubage est un tube de grand diamètre qui est assemblé et inséré dans une section récemment forée d'un trou de forage. Semblable à l'os d'une colonne vertébrale protégeant la moelle épinière, le tubage est placé à l'intérieur du trou foré pour protéger et soutenir le flux. La partie inférieure (et parfois la totalité) est généralement maintenue en place avec du ciment. Les cordes plus profondes ne sont généralement pas cimentées jusqu’à la surface. Le poids du tuyau doit donc être partiellement supporté par un crochet de suspension dans la tête de puits.

I.1. BUT DU TUBAGE :

- La séparation de toutes les couches incompatibles traversées (aquifères, gazéi et pétrolières).

- Le maintien en place des parois du puits afin pouvoir continuer le forage dans de bonnes conditions techniques.

- Séparer les couches à faible pression.

- Sécurité et mise en place de l’équipement de production tout le long du puits.

I.2. LES CRACTERISTIQUES DES TUBAGES LES PLUS COURANTS SONT LES SUIVANTES :

- Longueur des éléments : 3 à 6m.

- Epaisseur : 2à 11mm (acier), 4 à 16 mm (PVC).

- Diamètre : 100 à 2500 mm (acier), 60 à 315 mm (PVC).

- Raccordement : manchon soudé, embouts filetés (acier), filetage (PVC)

La réalisation de Notre forage nécessité cinq 05 tubes de diamètre 250 mm de longueur 04 m pour la phase une, alors que la phase deuxième utilisé 26 tube diamètre 250 mm de longueur 04 m eut une crépine de 40 m avec un tube plaine de longueur 4m

Chapitre III : Equipement du forage

Tubages Diamètre (mm) Langueur Les phases 5 tube 250mm 4 m entre 0 à 20 m 26 tubes 250mm 4 m entre 20 à 125 m

Tableau. N°9. Les tubages utilisés

Les tubes en chlorure de polyvinyle ( P.V.C ) et en fibres de verre deviennent d’un emploi courant mais des précautions sont à prendre pour ne pas dépasser leurs seuils de résistance.

L = 4m Ø=250mm

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Figure. N°25. Tubage en PVC

I.3. MISE EN PLACE DU TUBAGE : Avant d’effectuer l’opération de la mise en place de tubages pleins, ils y a quelques règles de base doivent être respectées : - Prévoir de laisser au moins un pouce (25.4 mm) de jeu entre la pompe et diamètre intérieure du tubage. Celui-ci sera donc 5 cm environ plus grande diamètre intérieure de la pompe.

Chapitre III : Equipement du forage

- Prévoir de laisser du jeu entre les parois nues du trou et le tubage plein, notamment en prévision de cimentation de l’espace annulaire. Pendant l’opération de forage les risques d’effondrement pouvant être importants, le tubage est mis en place le plus rapidement possible. Le trou de forage ne doit pas rester longtemps sans protection au risque de perdre le forage (effondrement du trou). Le plan de tubage (longueur et position des tubes pleins et des tubes crépinés) est établi en fonction de la coupe géologique du forage ou sont notées les différentes "couches" de terrain et les venues d’eau. Des essais de diagraphie (résistivité électrique, gamma ray, neutron) peuvent être effectués avant l’équipement pour améliorer le plan de captage, spécialement dans les formations sédimentaires (forage rotary) où il est parfois difficile d’identifier les horizons argileux. Les crépines sont placées en face des niveaux aquifères ou des venues d’eau. Par ailleurs, le plan respectera les points suivants : - Le tubage ne descend pas toujours jusqu’au fond du forage (dépôts des cutting en suspension dans la boue lors de l’arrêt de la circulation ou parfois effondrement), il faut donc en tenir compte en réduisant la longueur du tubage de 0.5 à 1 mètres par rapport à la profondeur réelle forée.

- Les longueurs de tube pouvant varier avec le filetage, il est conseillé de mesurer chaque longueur de tube pour établir un plan précis avec un captage correcte de l’aquifère.

- Le tubage doit descendre librement sous son propre poids dans le trou. Si le forage n'est pas vertical (fréquent au-delà de 20 mètres), il est fréquent que les frottements le long du tube bloquent la mise en place du tubage. Ceci peut être résolu en appuyant légèrement sur le tubage pour qu’il descende. Dans le cas contraire, il faut le remonter et réaléser le trou. - Une méthode alternative consiste à descendre le tube sans bouchon de fond pour qu’il puisse riper le long des parois.

Chapitre III : Equipement du forage

II. LE CRÉPINE : La crépine est constitué l’élément principal de l’équipement d’un ouvrage d’exploitation d’eau. Placé à la suite du tubage plein, face à une partie ou à la totalité de la formation aquifère,

II.1. LE RÔLES DE LA CRÉPINE :

Elle est placé à la suite du tubage plein, Les crépines doivent permettre la production maximale d’eau claire sans sable, résister à la corrosion due à des eaux agressives, résister à la pression d’écrasement exercée par la formation aquifère en cours d’exploitation, avoir une longévité maximale et induire des pertes de charge minimales.

II.2. TYBES DE CRÉPINE UTILISÉ :

Crépin utiliser en PVC , Elles sont fabriquées depuis plusieurs dizaines d'années, elles sont réalisées à partir de tubes pleins sur lesquels sont usinées des fentes perpendiculairement à l’axe du tube. Cette disposition est la meilleure pour obtenir un écoulement optimum à travers les fentes. Plusieurs largeurs de fente sont disponibles au marché (0.5-0.6, 0.75-0.8 et 1 mm). On trouve deux catégories des Tubes et crépines en PVC: - Tubes et crépines à paroi normale pour profondeurs de puits faibles et moyennes.

- Tubes et crépines à paroi épaisse (ou renforcée) pour forages plus profonds.

Vu leur faible poids, les crépines et tubes pleins en PVC sont faciles à manier et à transporter.

Le fait que le PVC résiste parfaitement aux attaques chimiques des eaux souterraines et aux acides (Hèxamétaphosphate) généralement utilisés pour le développement des forages et leur entretien, a pour conséquence que les puits ont une plus de longévité et que les crépines et tubes pleins, n'altèrent pas la composition de l'eau et ne dégagent aucun élément organique ou toxique.

Mais l’utilisation des crépines et des tubes en PVC dans les forages profondes (plus de 500m) est déconseillée à cause des conditions extrêmes de pression et température.

Chapitre III : Equipement du forage

L= 4m Ø= 250mm

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Figure.N°26. Crépine en PVC

Crépine Diamètre (mm) Langueur Les phases

10 tube crépine 250 4 m entre 125 à 161 m Tube plain 250 4 m entre 161 à 164 m

Tableau. N°10. Le crépine utilisé

II.3. CHOIX DE LA CRÉPINE: Les crépines sont définies pour laisser passer l’eau, tout en retenant les particules constituant l’aquifère. Pour obtenir cette combinaison, parfois complexe, l’ensemble des paramètres physiques de l’aquifère doivent être pris en compte. La crépine est choisie en fonction de la profondeur, du type de terrain (roche consolidée ou roche friable) ou de la granulométrie des sables du niveau aquifère capté et la qualité de l’eau de l’aquifère, préalablement déterminée. Comme les tubages, les crépines en acier peuvent être vissées ou soudées. Les crépines en PVC sont vissées et/ou collées. Lorsque les tubages et les crépines sont en acier, on doit veiller à ce que les éléments en contact soient constitués d'acier de composition identique pour minimiser la corrosion résultant de l’effet de pile. Pour rester

Chapitre III : Equipement du forage optimale, la productivité d’un forage doit être suivie tout au long de son exploitation afin de diagnostiquer et contrôler les effets du vieillissement. De ce fait, au cours de sa vie, un forage fera l’objet d’une ou plusieurs opérations de nettoyage /réhabilitation. II.4. DESCENT DE SABOTS : Cette pièce avec le raccord droite-gauche peut servir à descendre la crépine et éventuellement son tube d’extension, si l’on n’utilise pas le dispositif à baïonnette. Si la crépine se trouve arrêtée dans la descente, on injecte de l’eau sous pression ou de la boue pour faciliter cette descente. Si le gravier additionnel est déjà introduit, l’injection de l’eau provoque le creusement du gravier et permet à la crépine de descendre sous le poids du train de tige.

Chapitre III : Equipement du forage

III. LE MASSIF FILTRANT (GRAVIER ADDITIONNEL):

Le massif filtrant est un gravier ou sable (terme générique: "Gravel pack") mis en place entre la crépine et le terrain dans le but d'empêcher la passage des éléments les plus fins de l'aquifère capté.

III.1. RÔLES DU LE MASSIF FILTRANT :

Ce sont des matériaux meubles formés d’éléments calibré (graviers, granulats), disposés dans l’espace annulaire entre la crépine et les parois du puits pour empêcher l’érosion souterraine et prévenir le colmatage et la réduction conséquente de l’efficacité de puits. Par ailleurs, il faut savoir qu’un massif filtrant de granulométrie surdimensionnée dans une formation sableuse fine, peut provoquer un ensablement de l’ouvrage. Par contre, un massif filtrant de granulométrie trop fine peut conduire à une exploitation partielle de la nappe et rendre difficile l’élimination de la boue de forage.

Limane Samir / Ben Hammouda Idriss

Figure. N°27. Gravier additionnel

Chapitre III : Equipement du forage

III.2. L’AJOUT DE MASSIF FILTRANT : C’est une opération très importante dans la réalisation du forages parce qu'elle permet d’augmenter la perméabilité autour de la crépine aussi que l’augmentation de la productivité de forage (débit de la pompe) et de diminuer le rabattement dans le forage. Le volume du gravier nécessaire est calculé comme suite : V gravier nécessaire = V de trou réalisé dans l’aquifère–V crépine . Les articles technique de cahier de charge ont exigé un gravier de nature siliceuse à graine enrobé et de diamètre de 3 à 5mm. Apres un contrôle et vérification de la qualité et nature du gravier et une phase d’allégements de la boue ont ajoutent de l’eau, l’entreprise à commencer de mettre le gravier avec une quantité minime qui va descente sur l’effet de gravité jusqu'à le fond on remplisse l’espace annulaire (troue crépine).

Chapitre III : Equipement du forage

IV. LA CIMENTATION : IV.1. LES BUTS DE CIMENTATION: Cette méthode consiste à remplir, par mélange à base de ciment Haute Teneur en Sulfates (HTS), tout partie de la hauteur de l’espace annulaire entre un tubage et les parois du trou. La cimentation est utilisée pour les buts suivants : - Colmater une cavité ou des grosses fissures qui engendrent de fortes pertes de boue lors de forage.

- La préservation de la qualité des eaux souterraines.

- Supprimer des problèmes liés à la géologie des terrains forer (les argiles, les évaporites, terrains meubles etc.).

- Rendre étanche l’espace annulaire et empêcher la pollution par les eaux de surface, des nappes souterraines mises en exploitation.

IV.2. CIMENTATION PAR CANNE DANS L’ANNULAIRE : Une garniture de petit diamètre (environ 1pouce) est descendue dans l’espace annulaire jusqu’au pied du tubage (ancré dans le terrain) Le ciment y est injecté sous pression, si nécessaire en remontant progressivement la canne de cimentation.

IV.3. OPÉRATION DE CIMONTATION : Suite à la descente du tubage qui a été effectué dans des bonnes conditions, le chef du chantier a ordonné d’installer la tête de cimentation et de procéder à la circulation de la bous pour bien l’espace entre le trou et le tubage (espace annulaire). L’objection de la cimentation c’est désoler le terrien mort et le venue d’eau de la surface (pollution de la nappes), l’opération à débit le matin en malaxant 200 sac avec 4.5 m3 d’eau de gâchage , ce qui dû une volume de laitier de ciment de 10.92 m3 d’une densité de d=1.68 , le volume du laitier de ciment nécessaire a été déterminé suivant la formule suivant(conventionnel) :

Chapitre III : Equipement du forage

[ ] ( en litre )

Dont : H : profondeur de trou d1 : diamètre de trou en puce. d2 : diamètre de tubage en puce. La mise en place du laitier de ciment a été effectuée par son injection par la pompe à boue sous une forte pression suivie par la boue de chasse d’un volume de 40 m3.qui est équivalent au volume de tubage mis en place. L’injection ne sera interrompue qu’avec l’apparition du laitier de ciment au jour et fin de la quantité de bous de chasse calculée.

De ciment

Figure. N°28. Cimentation par canne dans l'annulaire

CHAPITRE IV

Exploitation et protection de captage d’eau

Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau

I. DÉVELPPPEMENT DE FORAGE : I.1. DÉVELPPPEMENT PNEUMATIQUE : Cette méthode est la plus efficace si elle est bien adaptée et bien conduite. Elle présente l’avantage de n’entrainer aucune détérioration du matériel employé. Elle permet de combiner l’action de flux et de reflux provoquée par de grands volumes d’air introduit dans l’ouvrage avec celle de mise en production par air lift (éjecteur ou émulseur).

I.2. MODE OPÉRATIORE : La méthode à forage ouvert : L’opération consiste à alterner les phases de pompage et de soufflage brusque. Cette dernière phase est réalisée en descendant le tube d’air à l’air lift l’intérieur de la crépine. Pour faciliter la manœuvre , le robinet d’air doit être du type « à boisseau», à ouverture et fermeture rapides « au quart de tour ». On procède ainsi : -Descendre le pied du tube d’eau à 0.60m environ du sabot de la crépine. -Descendre ensuite le tube d’air de façon que sa base soit à environ 0.30m au-dessus de celle du tube d’eau. -Fermer l’air et laisser la pression s’écouler l’eau pulsée par l’air –lift ,jusqu’à ce qu’elle ne contienne plus de sable. - Fermer l’air et laisser la pression monter au maximum au compresseur. - Pendant ce temps, descendre le sabot du tube d’air à environ 0.30m au-dessous du sabot du tube d’eau, soit 6m plus bas que précédemment, et à 0.30m du fond de la crépine. - Ouvrir brusquement, le robinet d’air. L’eau sera violement projetée au-dehors par le tube d’eau et par le casing, mais pendant un temps très court. - Remonter en suite le tube à sa première position, ce qui provoque un violent reversement de flux dans le tube d’eau et une grande turbulence dans la formation autour de la crépine. L’eau éjectée par air-lift s’écoule, très trouble, par le tube d’eau. - Quand l’eau est redevenue claire, remonter le tube d’eau 0.60m à 1m et recommencer les opérations précédentes pour traiter la formation au nouveau niveau du sabot du tube d’eau, et ainsi de suite, sur toute la hauteur de la crépine. - Il sera alors nécessaire de redescendre le tube d’eau à sa première position afin de sortir, par air-lift, le sable qui s’est déposé tout au fond de la crépine.

Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau

-Lorsque l’eau, extraite à ce dernier stade, sort claire, sans sable, on peut considérer que l’opération est terminer. Remarque :on utilise la compresseur de 5 bars pour injecté l’air –lift à 50m de profondeur .

Limane Samir / Ben Hammouda Idriss

Figure N° 29. Compresseur utilisé.

Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau

II. ESSAI DE POMPAGE : L'essai de pompage est un essai en place destiné à déterminer les caractéristiques hydrauliques du sol. Il consiste à abaisser par pompage la surface piézométrique de la nappe et à mesurer, en fonction du temps, les variations du niveau de cette surface ainsi que le débit pompé. Le pompage est effectué dans un puits et l'évolution dans le temps de la surface piézométrique est suivie au moyen de piézomètres implantés aux alentours du puits. L'essai permet de déterminer: - Le coefficient de perméabilité de la couche testée et la transmissivité paramètres hydrodynamiques , - Le facteur d'emmagasinement, - Le rayon d'action du pompage. II.1. ESSAI DE POMPAGE À PALIERS DE DÉBITS DE COURTE DURÉE: Il s’effectue en réalisant des paliers de débit constant pendant une courte durée. On mesure le rabattement à la fin de chaque palier ainsi que le débit. Chaque palier est suivi par un arrêt d’une durée permettant la remontée de niveau d’eau. Par expériences, trois paliers avec débits croissants, dont chacun de deux heures sont Suffisants II.2. ESSAI DE POMPAGE DE LONGUE DURÉE : Ce type d’essais est à exécuter par un seul palier de débit (à débit constant) pendant 42 heures au moins avec un optimum de 72 heures. La remonté du niveau d’eau doit être observée pendant une durée égale. II.3. ESSAI DE REMONTÉ : Il consiste à observer la remontée des niveaux d’eau, après l’arrêt du pompage, à la fin d’un essai à débit constant, ( et parfois après un essai par paliers ). Remarque : Les essai de pompage non pas effectuées dans ce forage, mais nous avons fait fonctionner la pompe pendant plusieurs (72)heures car le débit du puits est connu des puits voisins.

Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau

II.4. Paramètre du forage : - Niveau statique : 35 m - Niveau dynamique : 55 m - débit d’exploitation : 25 l/s

1 – Tube crépiné

2 – Matériau filtre ( gravier )

3 – Pompe immergée

4 – Tubage du puits

5 – Tube de mesure du niveau d’eau

6 – Bouchon étanche

7 – Tube support de la crépine

8 – Dispositif de mesure du niveau d’eau

9 – Fond de crépine ( tube de décantation )

Figure N°30. Équipement d’un puits pour essai de pompage

Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau

III. CHIMIE DES EAUX : L’analyse chimique d’un échantillon d’eau réalisée à partir du forage que nous suivez a donné les résultats suivants : III.1. ANALYSE CHIMIQUE DE L’EAU : Du point de vue potabilité : on remarque que la concentration en éléments (Ca2+, Na2+ 2- - , SO4 et Cl ) de l’échantillon analysé est supérieure à celle maximale permissible par les normes algérienne. des eaux de consommation. Cela s’explique par la présence dans l’eau des éléments chimiques provenant des formations évaporitiques dans la région.

échantillon d’eau de Benaceur Normes

algériennes Eléments (mg/l) Mg/l méq/l

Ca2+ 200 320.64 16,032

Mg2+ 150 128.8 10,6008

K+ 20 27 1.1433 Cations Na+ 200 400 16.9384 Fe2+ 0.3 0 0

Cl- 500 1269.71 35,7664

2- SO4 400 580 12,0833 2- Anions CO3 - 0 0 - HCO3 - 137.52 2,2544 Tableau. N°11 analyse chimique d’eau

Chapitre IV : Exploitation et protection de captage d’eau

III.2. CLASSIFICATION DES EAUX : L'eau est classée dans la catégorie des eaux qui s'écoulent naturellement à la surface de la terre et est souvent associée à des tranchées, des tranchées et des vallées profondes dans les régions montagneuses. Basé sur la concentration de certains éléments, tels que le calcium, le magnésium et le soufre L’eau est classée comme suit : *Diagramme de piper : chlorurée calcique

Figure N°31.représentation des eaux de Benaceur selon le Diagramme de piper

CONCLUSION GENERAL

CONCLUSION GÉNÉRALE

La nécessité de l'eau pousse l'homme à penser de trouver les techniques d'apporter cette ressource et beaucoup plus dans les régions loin des eaux de surface.

Parmi les importantes techniques, on trouve l'exploitation des eaux souterraines par le forage des puits.

Cette opération de forage à plusieurs étapes, commençant par l'identification des objectifs du forage du puits jusqu'à l'exploitation de l'eau. Dans ce cadre de notre étude, nous avons suivi le forage d'un puits destiné a alimentation eau potable dans la région Benaceur. Nous avons montré l'importance et les effets de l'étude géologique de la région dans l'identification de la couche adéquate au forage.

L'étude tient aussi les étapes et les techniques du forage, qui commencent par mettre le tube guide et se terminent par le nettoyage et le développement. Puis, on passe à l'opération du pompage expérimental pour déterminer le débit et pompe adéquate à ce débit.

Les résultats obtenus dans le cadre de cette étude, permettent de préciser les points suivants :

Un climat de la région se caractérise par une grande sécheresse de l’atmosphère .

Le forage réalisée pour l’alimentation en eau potable (AEP ) et caractérisé par une nappe captive et durée de foration deux 2 mois et la profondeur de forage est 165 m

- 40m crépine.

- 125m tube plein

- 25 l/s débet

L’eau est classée comme : chlorurée calcique

L'étude a conclu que le débit atteint le niveau estimé grâce à la bonne utilisation des techniques de forage et d'équipement.

Bibliographies

[ ]ADE : Algerienne Des Eaux les analyses d’eau de la région de Benaceur.

[ ]ANRH : Agence nationale des ressources hydriques (Taibet) Rapport de fin sondage.

[ ]Bouselsal Boualem ‘’ FORAGE D’EAU Procédés et mesures ‘’ univ-Ouargla .

[ ]ALIAT hocin.‘’Etude hydrogéologique et hydrochimique de la région de Taibet (SE Algérie) ‘’.Mémoire de Master Univ. d’Ouargla année 2016.

[ ]Moulay Omar Younes et Seddiki Youcef.‘’Suivi d'un forage d'eau dans la région de Bouhraoua (Wilaya de Ghardaïa) ‘’ Mémoire de Master Univ. d’Ouargla année 2017.

[ ]BOUCHELIG AMOR ET MEKHALFIA REDOUANE ‘’ETUDE SUR LA MAINTENANCE DES SYSTEMES MECANIQUE D'UNE MACHINE DE FORAGE ‘’ Mémoire de Master Univ. de M’sila année 2017.

[ ] CHERIFI MAHFOUDH ‘’ Etude et Maintenance de treuil de forage OIL WELL 840E ‘’ Mémoire de Master univ de Chlef année 2012

[ ] NOGADI ALI ‘’La maintenance des équipements de forage (cas TP127 Hassi messaoude ) ‘’ Mémoire de Master Univ. de Tlemcen année 2014.

[ ]ALBERT MABILOT ‘’le forage d’eau ‘’. Guide pratique

[ ] La commune de Benaceur. Situation géographique

ANNEXE

EXÉCUTION DE FORAGE :

∕ Longueur (m) Prof. Forée (m) L’outil 1 1 masse tige 9.20 10.20 masse tige 9.20 19.40 tige 01 9.60 29.00 tige 02 9.60 38.60 tige 03 9.60 48.20 tige 04 9.60 57.80 tige 05 9.60 67.40 tige 06 9.60 77.00 tige 07 9.60 86.60 tige 08 9.60 96.20 tige 09 9.60 105.80 tige 10 9.60 115.40 tige 11 9.60 125.00 tige 12 9.60 134.60 tige 13 9.60 144.20 tige 14 9.60 153.80 tige 15 9.60 163.40

Les ANALYSES D’EAU :

Paramètre physico-chimique CON N.A Minéralisation Globale CON N.A PH / 6.5 -8.5 Calcium Ca+2 mg/l 320.64 200 Potentiel redox Eh / Magnesium Mg+2 mg/l 128.8 150 Conductivité à 25° C 5360 2800 Sodium Na+ mg/l 400 200 Température / Potassium K+ mg/l 27 20 Turbidité 3.01 5 Chlorures Cl- mg/l 1269.71 500 -2 T.D.S 2680 Sulfate So4 mg/l 580 400

Salinité 2.7 Bicarbonate HCO3 mg/l 137.52

Oxygéné dissous / 8 Carbonate CO3 mg/l /

CO2 libre / Silicate SIO2 mg/l /

Résidu sec à 105°C 3880 2000 Dureté Totale (TH) mg/lCaCo3 1330 500

MES à 105°C / Dureté Permanente mg/lCaCo3 /

Titre alcalin mg/lCaCo3 /

Titre alcalin complet mg/lCaCo3 112.72 Paramètre de pollution CON N.A Paramètre indésirables CON N.A + Ammonium NH4 mg/l 0.014 0.5 Fer Total mg/l 00 0.3 - +2 Nitrite NO2 mg/l 00 0.1 Fer Fe mg/l / 0.3 - +3 Nitrate NO3 mg/l / 50 Fer Fe mg/l / 0.3 - +2 Ortho phosphate PO4 mg/l 00 0.5 Manganese Mn mg/l / 0.3 Mat.Oxyd.M.acide mg/l / Aluminium Al+3 mg/l / 0.5 Flour F+ mg/l / Analyses fines N.A Paramètre bactériologique / N.A

DBO5 mg/l / Germes totaux DCO mg/l / A 37°C UFC/ml / 0 Plomb Pb mg/l / 0.05 A 22°C UFC/ml / 0 Nickel Ni mg/l / 0.01 Coliformes totaux ge/100ml / 0 Cadmium Cd mg/l / 0.05 Escherichia-coli ge/100ml / 0 Cobalt Co mg/l / 0.005 Streptocoques fécaux ge/100ml / 0 Chrome Cr mg/l / Clostridium sulf-red ge/100ml / 0 Cuivre Cu mg/l / Chlore résiduel libre mg/l Brute 0

Résumé:

La commune de Benaceur est située au le sud de Wilaya de OUARGLA, d’une superficie de 1668 km2. Son Climat désertique chaud, élevé en été entre (34.6 et 42.6) dégrée et descendre en hiver, Elle est considéré comme un endroit faible pluviosité. Cela dépend du forage de puits pour fournir de l'eau.

Nous avons suivi un forage afin de fournir de l’eau potable avec une technique de forage rotary. Cette technique passe par plusieurs étapes (organisation de chantier, forage de tube guide, forage en nappe, posé du crépine, posé de tubage, posé du gravier, injecté du ciment, développement de forage, essai de pompage) sur la base d'études géologiques et hydrologiques de la région.

Mots-clés : commune de Benaceur, technique de forage rotary, forage du tube guide, posé de la crépine, injecté de ciment.

ملخص:

رقع ثلديخ ثه وبصز جىُة َاليخ َرقلخ رقدر مسبحزٍب ثـ 8661 كم2 َيزميش مىبخٍب ثحزارح مزرفعخ صيفب مب ثيه ) 6.46 – 246.( َمىخفضخ شزبء ثبإلضبفخ الى ودرح الزسبقط .

رعزمد الجلديخ في رلجيخ حبجيبد المىطقخ مه الميبي على اوجبس االثبر

قمىب ثمزبثعخ حفز ثئز للزشَيد ثبلميبي الصبلحخ للشزة ثزقىيخ الحفز الدَراوي ، ٌَذي الزقىيخ رمز ثعدح مزاحل ) رٍيئخ المكبن، حفز أوجُة الزُجيً، الحفز حزى المىجع، َضع المصفبح، َضع الغالف، صت الحصى، ضخ االسمىذ، رىظيف الجئز، رجزثخ عمليخ الضخ( ٌَذا كلً على أسبص الدراسخ الجيُلُجيخ َ الٍيدرَلُجيخ للمىطقخ.

الكلمات المفتاحية: ثلديخ ثه وبصز، رقىيخ الحفز الدَراوي، حفز أوجُة الزُجيً، َضع المصفبح، ضخ االسمىذ.

summary:

The city Of Benceur is located in the south of Algeria, Wilayat of Ouargla, with an area of 1668 km2. Its climate temperature is high with an annual range up to (34.6 - 42.6) and down during the winter, it considerate as a low rainfall place in Algeria. It depends on well drilling for providing water.

We have followed up a drilling well to supply drinking water with rotary drilling technology. This technique goes through several stages (preparing the place, digging the steering tube, drilling upstream, placing the filter, putting the envelope, pouring the gravel, pumping the cement, cleaning the well, Based on Geological and hydrological study of the region.

Keywords: City of Benaceur, Rotational drilling technology, drilling of the steering tube, Placement of the pump, pumping cement.