Le coût d'un forage à ciel ouvert
Pourquoi chaque forage doit être obturé le jour même de son forage
Le cadre réglementaire
ITRC (Fractured Rock, 2017) : La prévention de la contamination croisée verticale est un principe fondamental du forage ; il s’agit de réduire au minimum la durée pendant laquelle un trou de forage fait office de conduit vertical. Fracturedrx-1.itrcweb.org/appendix-c-drilling
L’EPA américaine (CLU-IN) considère les gaines souples et les obturateurs comme des outils permettant d’empêcher ou de réduire au minimum la création de nouvelles voies de contamination. clu-in.org/issues/Fractured Rock
New Jersey (N.J.A.C. 7:9D) : La réglementation relative à la construction des puits exige que les parties de forage non achevées en tant que puits soient mises hors service et scellées;
Le manuel des procédures d’échantillonnage sur le terrain du NJDEP (2024) régit les pratiques relatives aux puits de surveillance. Dep.nj.gov/srp/guidance/fspm
New York (NYSDEC CP-43) : Les puits non scellés et abandonnés de manière inappropriée constituent des « vecteurs de pollution » et représentent un risque environnemental grave.
Les Académies nationales (2015) : Recommandent d’isoler certains intervalles des forages à l’aide de packers ou de gaines flexibles afin d’empêcher la migration des contaminants et le mélange géochimique. Nationalacademies.org/read/21742
Le problème : un forage à ciel ouvert constitue une voie de contamination active
Un forage dans le substrat rocheux ouvert relie hydrauliquement les zones de fractures. Le guide de l’ITRC (Interstate Technology & Regulatory Council) sur les roches fracturées qualifie cela de «une situation non naturelle» dans laquelle l’eau et les contaminants peuvent s’écouler verticalement vers le bas, propageant ainsi la contamination et rendant la caractérisation et l’assainissement plus difficiles. La plupart des dommages surviennent en quelques jours, et non en quelques mois, et sont en grande partie irréversibles en raison de la diffusion matricielle.
Les contaminants ont confiné l’
e dans une fracture isolée
- SWL
- DNAPL
Les contaminants se sont propagés vers d’autres fractures
à la suite du forage récemment effectué
- SWL
- DNAPL
- Nouveau forage à ciel ouvert
Les faits : 3 jours d'exposition, jusqu'à un an de données corrompues
Sterling et al. (2005), dans leur ouvrage *Ground Water*, décrivent un forage carotté traversant un panache de TCE dans du grès fracturé, présentant des concentrations en profondeur comprises entre 2 100 et 33 000 µg/L à une profondeur de 89 à 100 m. L’analyse des carottes rocheuses a montré que la quasi-totalité de cette contamination en profondeur résultait d’un écoulement descendant survenu pendant les quelques jours où le forage était à ciel ouvert, avant la mise en place des instruments de mesure. Le rapport des Académies nationales des États-Unis sur les roches fracturées cite cette étude et souligne que des fractures auparavant non contaminées sont restées contaminées pendant une durée pouvant aller jusqu’à un an.
- Jour 0 : Forage effectué – Fractures reliées
- Jours 1 à 3 : Échange transversal vertical – Les contaminants se déplacent vers le bas
- Weeks : Diffusion matricielle – La masse pénètre dans la roche
- Forever : Irréversible – Modèle du site corrompu
Sterling et al. (2005) : la quasi-totalité de la contamination en profondeur s’est produite pendant la phase de forage à trou nu, et non après
Conséquences pour le consultant :
- Des données contaminées peuvent fausser le modèle conceptuel du site et entraîner des analyses approfondies ou des mesures d’assainissement inutiles.
- Un forage qui propage une contamination superficielle vers des couches plus profondes engendre une responsabilité dès la phase d’étude elle-même.
- Les données géophysiques et hydrauliques recueillies en trou ouvert peuvent être faussées par un écoulement vertical ambiant (Pehme et al., 2007, GWMR 27(2) : 57-70).
La solution : la doublure vierge
Une gaine en nylon revêtue d’uréthane, fabriquée sur mesure pour s’adapter au forage, est retournée sous la pression de l’eau afin d’obturer l’intégralité du forage le jour même de son forage (Cherry, Parker & Keller, 2007, GWMR). La gaine remplie d’eau épouse la paroi du forage, colmatant les fractures et les cavités de manière plus complète que les packers conventionnels.
- Protection immédiate : élimine les interconnexions verticales dès le premier jour — c’est précisément cette période que Sterling identifie comme étant celle où les problèmes surviennent.
- Entièrement amovible : contrairement au coulis, le revêtement se retire par l’extérieur, ce qui permet de préserver le forage en vue d’analyses géophysiques ou d’une conversion en système à plusieurs niveaux.
- Joint de travail : permet la réalisation de profils de transmissivité pendant l’installation, l’enregistrement de la température dans des conditions d’étanchéité (gradient naturel) et la cartographie des NAPL avec des revêtements réactifs ; le joint génère des données tout en assurant une protection.
- Alignement réglementaire : répond directement aux attentes de l’ITRC et de l’EPA visant à réduire au minimum la durée des opérations en trou ouvert sur les sites de roche fracturée.
- Tuyau d’eau
- Gaine de flûte
- Liner sur bobine (à l’envers)
- Niveau d’eau dans la cuve
- Niveau d’eau statique
- L’eau souterraine dans le trou est poussée dans la formation ou éliminée par pompage.
Conclusion
Un manchon vierge coûte bien moins cher qu’un forage refait ou qu’une série de données d’analyse contestées. La mise en place d’un joint d’étanchéité le jour même du forage constitue la garantie la moins coûteuse contre toute contamination croisée d’origine humaine. Les autorités de régulation ont déjà avancé cet argument à votre place.
Références principales : Sterling, Parker, Cherry et al. (2005) Ground Water 43(4) — PubMed 16029181 ; Cherry, Parker & Keller (2007) GWMR 27(2) ; Pehme et al. (2007) GWMR 27(2):57–70 ; ITRC FracRx-1 (2017) ; NRC/NASEM (2015).
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