Sondes géothermiques verticales

Surveillance automatique de l’opération d’étanchéification

30.03.2018

L’assurance-qualité revêt la plus grande importance lors de l’installation de sondes géothermiques verticales. Lors du salon international GeoTHERM qui s’est tenu les 1^er et 2 mars 2018 à Offenburg (D), plusieurs exposés étaient consacrés à ce sujet. La garantie et la contrôlabilité de la qualité du colmatage de l’espace circulaire sont particulièrement pertinentes.

Ulrich Santherr (Santherr Geothermietechnik) a abordé ces défis lors de son exposé et a expliqué la technique de mesure CemTrakker. Lors de son utilisation, le matériel de colmatage doit être dopé. Motif: presque tous les dommages connus sur des installations de sondes géothermiques verticales dans l’état du Bade-Wurtemberg sont dus à un colmatage de l’espace circulaire non exécuté dans les règles de l’art. Par conséquent, une surveillance automatique de l’opération d’étanchéification de sondes géothermiques verticales est prescrite depuis trois ans dans ce Land fédéral. Elle sert de preuve pour confirmer si et comment le colmatage a été effectué, si la procédure d’apport de béton frais a été utilisée, quand, où et combien de temps des matériaux de colmatage tels que sable et gravier ont été utilisés, et où se trouve le niveau de suspension dans le trou de forage lors du colmatage.

Surveillance automatique à l’exemple de CemTrakker
Lors du salon GeoTHERM, Ulrich Santherr a présenté différents exemples permettant de prouver qu’un colmatage incorrect avait été exécuté grâce à la mesure de colmatage et de contrôle avec la technique CemTrakker. Celle-ci se compose d’une valise de mesure avec écran pour le traitement et la sauvegarde des données, d’un enrouleur de câble avec compteur de mètres et d’une sonde de mesure, ainsi que d’un débitmètre à induction magnétique. L’appareil permet d’imprimer les enregistrements en format PDF. Les données ne pouvant pas être modifiées à cette occasion, elles ne peuvent ainsi pas être manipulées.

Dans le premier exemple présenté par Ulrich Santherr, un signal très irrégulier est apparu à partir de 60 m de profondeur, ce qui indique un colmatage déficient. La cause était l’utilisation d’un tuyau de colmatage de seulement 50 m de long, par lequel le matériau de colmatage devait couler vers le bas. La mesure a permis de démontrer que le matériau de colmatage n’a toutefois pas coulé vers le bas. Ainsi, on a pu aussi à nouveau confirmer en passant qu’un colmatage avec par apport de béton frais tout en bas au pied de la sonde était nécessaire. Dans un autre exemple, on a pu déceler grâce à un signal enregistré à peine perceptible dès 45 m de profondeur que beaucoup de gravier avait été utilisé en raison d’une roche fortement crevassée. Dans un troisième exemple, la mesure a révélé que la suspension liquide était descendue dans une cavité. La surveillance automatique a permis ici de colmater à temps après coup. Dans un autre cas, on a pu démontrer que le tubage de protection au niveau inférieur du forage était rompu, et à quelle profondeur celui-ci se trouvait dans le trou de forage.

La mesure du colmatage permet une réaction rapide
Pendant l’opération de colmatage, le CemTrakker aide l’opérateur à surveiller le processus: il indique la profondeur actuelle, le niveau de colmatage, le débit volumique et le volume. Ainsi, des irrégularités peuvent être détectées à temps et des contre-mesures correspondantes peuvent être prises immédiatement. Le procès-verbal de colmatage enregistre en particulier des données sur le projet, la date et l’heure (durée), la profondeur, la puissance du signal, le débit et le volume total.

Le procès-verbal de colmatage permet ainsi des déductions sur la profondeur intégrée des sondes et leur continuité, l’utilisation de l’apport de béton frais et l’extraction progressive de la sonde de mesure. En outre, il fournit des indications sur un tubage auxiliaire, la technique de mixage utilisée (débit volumique) ainsi que des interruptions éventuelles survenues lors du colmatage. En complément au procès-verbal de colmatage, un profil des couches du forage et un procès-verbal de colmatage rédigé manuellement par l’opérateur sur d’éventuels incidents sont nécessaires et doivent être établis. Une mesure de contrôle est aussi possible directement après l’opération de colmatage, afin que des imperfections soient reconnues et supprimées. À ce moment-là, si besoin, une sonde peut être à nouveau extraite.

Bilan après trois ans de pratique: meilleure qualité
Certaines conditions préalables doivent être respectées pour obtenir des mesures pertinentes: signal GPS disponible, signal et profondeur à zéro, tube d’injection tout en bas, mélange du matériau marqué selon les données du fabricant, respect et examen de la densité correcte de suspension. Pour une utilisation dans les règles de l’art, une instruction et formation suffisantes sont importantes. L’expérience acquise ces trois dernières années dans le Land du Bade-Wurtemberg montre que la qualité s’est améliorée rien que grâce à l’utilisation de l’appareil de contrôle, car on travaille alors plus soigneusement. En outre, des problèmes peuvent être détectés à temps et des contre-mesures correspondantes peuvent alors être prises. Cela constitue un atout pour une entreprise de forage sérieuse, car un bon travail correspondant au niveau le plus actuel de la technique peut être documenté et ainsi démontré avec la surveillance automatique.

Importance pour la Suisse
L’importance de la surveillance automatique a aussi été reconnue en Suisse. La norme SIA est actuellement révisée en conséquence. Cependant, le CemTrakker présenté ici n’est utilisable que pour des forages moins profonds, soit jusqu’à environ 100 m de profondeur à la suite du matériel dopé nécessaire, comme cela est usuel en Allemagne. À des profondeurs plus grandes de sondes géothermiques verticales, comme c’est plus souvent le cas en Suisse, cela pourrait enfoncer la sonde. Lors de sondes plus profondes, d’autres méthodes de mesure sont donc recommandées.

Autres informations sur le CemTrakker

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