AMO et suivi de travaux de forage

Projet de forage d’eau : étude, réglementation et suivi des travaux

Les essais de pompage permettent de caractériser le comportement d’un forage et de la nappe sollicitée dans des conditions représentatives de son exploitation future.

Ils constituent une étape essentielle après la création d’un ouvrage, mais peuvent également être réalisés sur un forage ou un puits existant afin d’en préciser les performances, le débit mobilisable ou l’incidence du prélèvement sur la ressource souterraine.

Chez ENDEO, l’essai de pompage s’inscrit plus largement dans une démarche d’ingénierie des captages d’eau souterraine pouvant associer étude de faisabilité, conception de l’ouvrage, réglementation, consultation des entreprises de forage, suivi des travaux et détermination des conditions d’exploitation.

Le suivi simultané du débit pompé et de l’évolution du niveau d’eau permet notamment d’observer :

la réaction de la nappe à la sollicitation ;
l’importance et l’évolution du rabattement ;
les performances hydrauliques du forage ;
l’influence éventuelle du pompage sur des ouvrages voisins ;
la capacité du niveau d’eau à se rétablir après l’arrêt du pompage.

L’interprétation de ces données permet ensuite de définir des conditions d’exploitation adaptées à l’ouvrage et à la ressource souterraine, plutôt que de retenir uniquement le débit maximal obtenu ponctuellement.

De l’étude hydrogéologique à la réalisation du forage

La qualité d’un essai de pompage dépend directement de la conception et de la réalisation de l’ouvrage testé.

Avant la réalisation d’un forage, ENDEO peut intervenir pour définir :

la ressource souterraine recherchée ;
la profondeur prévisionnelle de l’ouvrage ;
les horizons aquifères susceptibles d’être captés ;
les diamètres et principes d’équipement ;
les objectifs de débit ;
les contraintes liées à la qualité de l’eau ;
les essais hydrogéologiques à prévoir après travaux.

Cette phase de conception permet de mettre en cohérence les besoins du maître d’ouvrage, le contexte géologique, la disponibilité de la ressource et les conditions futures d’exploitation.

Elle peut être complétée par les démarches réglementaires relatives à la création du forage et au prélèvement d’eau souterraine.

Une connaissance opérationnelle des entreprises de forage

ENDEO est un bureau d’études hydrogéologiques : le cabinet ne réalise pas lui-même les travaux de forage.

Les ouvrages sont exécutés par des entreprises spécialisées disposant de leurs propres matériels, méthodes de forage et savoir-faire.

L’expérience acquise sur les chantiers permet cependant à ENDEO de connaître les contraintes techniques des entreprises de forage intervenant en Gironde, dans les Landes et plus largement en Nouvelle-Aquitaine, et de dialoguer efficacement avec des acteurs du secteur tels que HYDROFOR, SEE Roquebert ou Giraud & Fils.

Cette connaissance du terrain est importante car le choix d’une technique de forage, des diamètres, des tubages, des crépines ou des modalités de développement de l’ouvrage doit rester cohérent avec :

la géologie réellement rencontrée ;
la profondeur de la ressource recherchée ;
le débit attendu ;
les conditions d’accès au chantier ;
la destination de l’eau ;
les contraintes réglementaires et environnementales du site.

ENDEO peut ainsi assurer une interface technique entre le maître d’ouvrage et l’entreprise de forage, tout en conservant une position indépendante dans l’analyse des travaux et des performances de l’ouvrage.

Le choix d’une entreprise n’est pas imposé : il dépend du projet, des techniques nécessaires, de la consultation engagée par le maître d’ouvrage et des offres reçues.

DCE, consultation des foreurs et assistance au maître d’ouvrage

Pour les projets nécessitant un accompagnement complet, ENDEO peut intervenir avant même l’ouverture du chantier en préparant les éléments techniques nécessaires à la consultation des entreprises de forage.

La mission peut notamment comprendre :

la définition des caractéristiques prévisionnelles du forage ;
la rédaction des prescriptions techniques ;
la préparation du dossier de consultation des entreprises ;
l’analyse technique des offres reçues ;
l’assistance au choix de l’entreprise ;
le VISA des fournitures et équipements proposés ;
le suivi hydrogéologique de la réalisation de l’ouvrage ;
la supervision des essais et épreuves hydrogéologiques ;
l’assistance à la réception du forage.

Cette approche a notamment été mise en œuvre par ENDEO pour le forage agricole du Domaine de Certes et Graveyron à Audenge (33).

Pour cette opération réalisée pour le Département de la Gironde, ENDEO a accompagné le projet depuis l’étude hydrogéologique et le dossier Loi sur l’Eau jusqu’au DCE, à l’analyse des offres, au suivi des travaux, aux épreuves hydrogéologiques et à la réception de l’ouvrage. Le forage a été réalisé par SEE Roquebert selon la technique du battage.

Superviser la réalisation du forage

Les conditions réellement rencontrées pendant une foration ne correspondent pas toujours exactement aux hypothèses établies au stade de l’étude.

Le suivi hydrogéologique du chantier permet de confronter les prévisions à la réalité du sous-sol :

nature et succession des terrains traversés ;
profondeur des horizons aquifères ;
arrivées d’eau observées pendant la foration ;
évolution des niveaux d’eau ;
profondeur définitive de l’ouvrage ;
adaptation éventuelle des équipements.

À Portets (33), ENDEO a ainsi supervisé la réalisation par HYDROFOR d’un forage à la tarière destiné à l’arrosage d’un jardin partagé.

La mission a permis d’assurer une continuité entre l’étude de faisabilité, la réglementation Loi sur l’Eau, la réalisation effective de l’ouvrage et les essais de pompage conduits après son achèvement.

Définir le protocole d’essai de pompage

Une fois l’ouvrage réalisé et correctement développé, la nature et la durée des essais doivent être adaptées aux objectifs du projet, aux caractéristiques du forage et aux informations recherchées.

ENDEO définit le protocole hydrogéologique à mettre en œuvre, notamment :

le type d’essai ;
les différents débits à tester ;
la durée des phases de pompage ;
les modalités de suivi de la remontée ;
les ouvrages à instrumenter ;
la fréquence des mesures ;
les conditions de rejet ou de gestion de l’eau pompée.

Selon les objectifs, le programme peut comprendre un essai par paliers, un pompage à débit constant de longue durée, ou une combinaison de plusieurs épreuves.

Les moyens mécaniques nécessaires au pompage peuvent être mis en place par le foreur ou par une entreprise spécialisée. ENDEO assure alors le protocole, le suivi hydrogéologique, l’acquisition des données et leur interprétation.

Essais par paliers : apprécier les performances du forage

L’essai par paliers consiste à solliciter le forage à plusieurs niveaux de débit successifs, généralement croissants, tout en suivant précisément l’évolution du niveau d’eau.

Il permet de mettre en relation :

le débit pompé ;
le rabattement obtenu ;
la stabilité du niveau d’eau ;
la réponse de l’ouvrage lorsque la sollicitation augmente.

Ces informations permettent d’apprécier les performances hydrauliques du forage et de préparer la définition de son débit d’exploitation.

Pompage de longue durée : caractériser la nappe sollicitée

Le pompage de longue durée consiste à maintenir l’ouvrage en fonctionnement pendant une période prolongée à un débit défini.

Alors que l’essai par paliers renseigne principalement sur le comportement du forage à différents débits, le pompage prolongé permet d’observer la réponse de l’aquifère dans le temps.

Il permet notamment d’étudier :

l’évolution du rabattement au cours de l’essai ;
la stabilité de la réponse de la nappe ;
la propagation du rabattement vers les ouvrages d’observation ;
les interactions éventuelles avec des captages voisins ;
la capacité de la ressource à supporter la sollicitation envisagée.

À Aiguillon (47), ENDEO a ainsi instrumenté un puits de pompage et un ouvrage voisin afin de caractériser les paramètres hydrodynamiques de l’aquifère et d’apprécier l’incidence du prélèvement sur le captage voisin.

Suivre précisément les débits et les niveaux d’eau

La qualité de l’interprétation dépend directement de la qualité des mesures réalisées pendant l’essai.

ENDEO assure le suivi depuis le niveau initial avant démarrage du pompage jusqu’à la phase de récupération après arrêt de la pompe.

Les mesures portent notamment sur :

le niveau statique initial ;
le débit réellement pompé ;
l’évolution du niveau dynamique ;
le rabattement dans le forage ;
la réaction des piézomètres ou ouvrages voisins ;
la remontée de la nappe après arrêt du pompage.

L’instrumentation peut être complétée par des dispositifs d’acquisition automatique afin d’obtenir une chronique détaillée des variations de niveau.

Lorsque le projet nécessite également de connaître les variations saisonnières de la nappe, l’essai peut être associé à un suivi piézométrique de plusieurs mois.

Interpréter le rabattement et la remontée de la nappe

Un essai de pompage ne se résume pas à enregistrer un débit et un niveau d’eau.

L’analyse des phases de descente et de remontée permet d’étudier la manière dont la nappe répond à la sollicitation et, lorsque le dispositif d’essai le permet, d’estimer certains paramètres hydrodynamiques de l’aquifère.

L’interprétation peut notamment porter sur :

la transmissivité de l’aquifère ;
sa perméabilité équivalente ;
son coefficient d’emmagasinement lorsque les données disponibles permettent de l’apprécier ;
le rayon ou la zone d’influence du pompage ;
la récupération de la nappe après l’arrêt de la sollicitation.

Ces paramètres sont utiles aussi bien pour définir l’exploitation durable d’un captage que pour dimensionner un rabattement temporaire de nappe.

Déterminer un débit d’exploitation adapté au forage

L’objectif d’un essai n’est pas nécessairement de déterminer le débit maximal que le forage peut produire pendant quelques heures.

L’objectif est surtout de déterminer un débit d’exploitation compatible avec les capacités de l’ouvrage, le comportement de la nappe et les besoins réels du projet.

ENDEO peut ainsi formuler des recommandations portant sur :

le débit d’exploitation conseillé ;
les durées et fréquences de fonctionnement ;
l’intérêt d’un stockage tampon ;
le niveau minimal à respecter dans l’ouvrage ;
le suivi piézométrique à maintenir en exploitation ;
les interactions éventuelles avec des ouvrages voisins.

Cette démarche a notamment été appliquée sur des projets agricoles, des équipements collectifs et des ouvrages destinés à l’irrigation.

Plusieurs réalisations ENDEO illustrent ces configurations :

Les essais de pompage pour dimensionner un rabattement de nappe

Les essais hydrogéologiques ne concernent pas uniquement les ouvrages destinés à prélever durablement de l’eau.

Ils sont également indispensables pour les projets comprenant des terrassements ou des ouvrages enterrés situés sous le niveau de la nappe phréatique.

Dans cette configuration, les essais permettent d’évaluer :

la réponse de la nappe au pompage ;
le débit nécessaire pour obtenir l’abaissement recherché ;
les volumes d’eaux d’exhaure susceptibles d’être produits ;
l’étendue de la zone influencée par le rabattement ;
les modalités de gestion et de rejet des eaux pompées.

À Mérignac (33), ENDEO a croisé un suivi piézométrique de plusieurs mois avec un essai de pompage pour dimensionner le rabattement nécessaire à la création d’un sous-sol.

Pour la résidence Herrixka à Bidart (64), l’étude s’est appuyée sur un puits de pompage associé à trois piézomètres afin de caractériser l’aquifère et d’évaluer les besoins d’exhaure du chantier.

Au Domaine de l’Hippodrome à La Teste-de-Buch (33), ENDEO a associé plus d’une année de suivi de nappe à un essai de pompage instrumenté avant de dimensionner les besoins de rabattement et d’intégrer les résultats au dossier Loi sur l’Eau.

Forage, pompage et réglementation

La réalisation d’un forage, les essais associés puis l’exploitation de la ressource peuvent relever de plusieurs obligations réglementaires.

Le cadrage dépend notamment :

de la profondeur de l’ouvrage ;
des caractéristiques de l’aquifère capté ;
du débit de pompage ;
du volume annuel prélevé ;
de l’usage de l’eau ;
de la localisation du projet ;
des éventuels enjeux environnementaux présents à proximité.

ENDEO peut assurer conjointement l’étude hydrogéologique, les démarches réglementaires Loi sur l’Eau, la conception technique du forage, le suivi de l’entreprise et les essais hydrogéologiques.

Cette continuité évite de traiter séparément la réglementation, le forage et l’exploitation alors que ces trois dimensions sont directement liées.

Une assistance indépendante entre maître d’ouvrage et foreur

L’un des intérêts de l’accompagnement ENDEO est de permettre au maître d’ouvrage de disposer de son propre interlocuteur technique hydrogéologue pendant la conception et la réalisation du forage.

L’entreprise de forage maîtrise l’exécution de l’ouvrage. ENDEO intervient pour vérifier que cette exécution reste cohérente avec les objectifs hydrogéologiques, réglementaires et d’exploitation définis pour le projet.

Cette répartition des rôles permet notamment :

de mieux définir le besoin avant consultation ;
de comparer techniquement les propositions des foreurs ;
d’anticiper les adaptations susceptibles d’être nécessaires pendant les travaux ;
de contrôler la cohérence des équipements proposés ;
de disposer d’un suivi indépendant des performances de l’ouvrage ;
de conserver une continuité entre étude, travaux et mise en exploitation.