PR NF EN ISO 22476-15 Avant-projet de norme

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PR NF EN ISO 22476-15
Avant-projet de norme soumis à enquête publique jusqu’au :
28/06/2014
P94-521-15PR
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais en place — Partie 15: Enregistrement des paramètres de forages
Geotechnical investigation and testing — Field testing — Part 15: Measuring while drilling
Informations complémentaires :
L'enquête publique est soumise sur les versions française et anglaise.
Si une réunion de dépouillement s’avère nécessaire, celle-ci sera confirmée ultérieurement par une invitation.
Résumé :
Le présent document traite des principes techniques pour l'exécution et le compte-rendu de la méthode de la mesure des paramètres au cours du
forage dans le cadre de reconnaissances et essais géotechniques conformément à la NF EN 1997-1 et NF EN 1997-2. Les paramètres de forage
mesurés, calculés et dérivés (par exemple la profondeur, la pression de poussée, le couple, la vitesse de rotation, la pression de boue, le débit de
boue, la vibration, la résistance à la pénétration, la résistance sol-roche) peuvent produire des données utiles sur la lithologie des couches pour
fiabiliser le modèle géotechnique, leur compacité ou leur altération, la localisation des vides ou failles dans le sol, la profondeur du substratum
rocheux et d'autres propriétés, notamment la perméabilité. Le présent document décrit la procédure d’enregistrement (mesure en fonction de la
longueur de pénétration) des paramètres de forage et la manière de rendre compte de leur variation pour caractériser le sous-sol. Il s'applique aux
sols naturels, traités ou non traités, ainsi qu'aux sols raides et roches tendres sur terre ou en mer.
Mot de la Commission de Normalisation :
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ce point de consulter la version téléchargeable au format PDF.
© ISO 2014 – Tous droits réservés
ISO/TC 182/SC 1 N
Date: 2014-02-27
ISO/WD 22476-15
ISO/TC 182/SC 1/GT 1
Secrétariat: DIN
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais en place — Partie 15:
Enregistrement des paramètres de forages
Geotechnical investigation and testing — Field testing — Part 15: Measuring while drilling
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Sous-type du document:
Stade du document: (20) Préparation
Langue du document: F
T:\NORMALISATION\04_ BNTRA\3-Programme de travail\1- Projets\22476-15\prEN ISO 22476-15 - Dec
13_(F)_RFK.doc STD Version 2.5a
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ISO/WD 22476-X
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Les contrevenants pourront être poursuivis.
ii
ISO/WD 22476-X
Sommaire
Page
Avant-propos ...................................................................................................................................................... v
Introduction ........................................................................................................................................................ vi
1
Domaine d'application .......................................................................................................................... 1
1
Références normatives ......................................................................................................................... 2
3
Termes et définitions ............................................................................................................................ 2
4
Symboles et abréviations ..................................................................................................................... 4
5
5.1
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
5.2.1
5.2.5
5.2.2
Equipement ............................................................................................................................................ 6
Equipement de forage ........................................................................................................................... 6
Système de mesure ............................................................................................................................... 7
Capteurs de pression hydraulique ...................................................................................................... 7
Système de mesure de la longueur de pénétration ........................................................................... 8
Système de mesure du débit du fluide de forage .............................................................................. 8
Système de mesure de la vitesse de rotation..................................................................................... 8
Mesure de l'énergie de frappe .............................................................................................................. 8
Vibrations réfléchies ............................................................................................................................. 8
Temps ..................................................................................................................................................... 9
6
6.1
6.2
6.2.1
6.2.2
6.2.3
6.3
6.3.1
6.3.2
6.3.3
Exigences spécifiques relatives aux mesures MWD ....................................................................... 10
Sélection des paramètres mesurés ................................................................................................... 10
Sélection des équipements et procédures ....................................................................................... 11
Classe MWD 1 ...................................................................................................................................... 12
Classe MWD 2 ...................................................................................................................................... 12
Classe MWD 3 ...................................................................................................................................... 12
Facteurs d'influence sur les résultats MWD ..................................................................................... 14
Influence de l'outil ............................................................................................................................... 14
Influence de la machine de forage ..................................................................................................... 14
Influence de l'opérateur ...................................................................................................................... 14
7
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
Procédures d'essai .............................................................................................................................. 14
Généralités ........................................................................................................................................... 14
Position et niveau de la machine de forage ...................................................................................... 14
Préparation de la mesure.................................................................................................................... 14
Procédure de forage ............................................................................................................................ 15
Fréquence d’enregistrement des paramètres .................................................................................. 16
Enregistrement de la longueur de pénétration................................................................................. 16
Achèvement de l'essai ........................................................................................................................ 16
Contrôles et étalonnages de l'équipement ....................................................................................... 17
8
8.1
8.2
8.2.1
8.2.2
8.2.3
8.2.4
8.2.5
Résultats d'essai ................................................................................................................................. 17
Généralités ........................................................................................................................................... 17
Paramètres calculés ............................................................................................................................ 17
Vitesse d’avance .................................................................................................................................. 17
Pression de poussée........................................................................................................................... 17
Pression nette de poussée ................................................................................................................. 18
Pression du fluide de forage .............................................................................................................. 18
Couple de rotation de la tête de forage ............................................................................................. 18
9
9.1
9.2
9.2.1
9.2.2
Rapport ................................................................................................................................................. 19
Généralités ........................................................................................................................................... 19
Rapport général des résultats d'essai............................................................................................... 19
Informations générales ....................................................................................................................... 19
Emplacement de l'essai ...................................................................................................................... 20
iii
ISO/WD 22476-X
9.2.3
9.2.4
9.2.5
Equipement d'essai ............................................................................................................................ 20
Procédure d'essai ............................................................................................................................... 20
Paramètres mesurés .......................................................................................................................... 21
Annex
A.1
A.1.1
A.1.2
A.2
A (normative) Etalonnages et contrôle du terrain ............................................................................ 22
Etalonnage ........................................................................................................................................... 22
Etalonnage des capteurs ................................................................................................................... 22
Vérification fonctionnelle ................................................................................................................... 22
Contrôle de terrain .............................................................................................................................. 23
Annex B (informative) Positionnement des capteurs ................................................................................... 24
B.1
Généralités .......................................................................................................................................... 24
B.2
Pressions de poussée et pression de couple ................................................................................. 24
B.3
Pression de retenue ........................................................................................................................... 24
B.4
Pression du fluide de forage ............................................................................................................. 25
B.5
Débit du fluide de forage .................................................................................................................... 25
B.6
Longueur de pénétration ................................................................................................................... 25
B.7
Vitesse de rotation de la tête de forage ............................................................................................ 26
B.8
Vibrations réfléchies .......................................................................................................................... 26
Annex C (informative) Application des paramètres de forage .................................................................... 28
C.1
Interprétation des paramètres de forage .......................................................................................... 28
C.1.1 Vitesse d’avance ................................................................................................................................. 28
C.1.2 Poussée nette...................................................................................................................................... 28
C.1.3 Pression du fluide de forage ............................................................................................................. 28
C.1.4 Couple .................................................................................................................................................. 29
C.1.5 Conclusion .......................................................................................................................................... 29
C.2
Paramètres composés ....................................................................................................................... 30
C.2.1 Résistance à la pénétration ............................................................................................................... 30
C.2.2 Indice d'altération ............................................................................................................................... 31
C.2.3 Indice de Somerton............................................................................................................................. 31
C.2.4 Energie ................................................................................................................................................. 32
C.2.5 Interprétation informatisée ................................................................................................................ 34
Annex D (informative) Présentation graphique des paramètres de forage ................................................ 36
D.1
Choix de l'échelle des axes ............................................................................................................... 36
D.2
Présentation des résultats d'essai .................................................................................................... 36
Bibliographie .................................................................................................................................................... 39
iv
ISO/WD 22476-X
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 22476-X a été élaborée par le comité technique CEN/TC 341, Reconnaissances et essais
géotechniques, du Comité européen de normalisation (CEN), en collaboration avec le comité technique
ISO/TC 182, Géotechnique, sous-comité SC 01, Reconnaissances et essais géotechniques, conformément à
l'accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
L'ISO 22476 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais en place:

Partie 1: Essais de pénétration au cône électrique et au piézocône

Partie 2: Essais de pénétration dynamique

Partie 3: Essai de pénétration au carottier

Partie 4: Essai au pressiomètre Ménard

Partie 5: Essai au dilatomètre flexible

Partie 6: Essai pressiométrique autoforcé

Partie 7: Essai au dilatomètre rigide diamétral

Partie 8: Essai pressiométrique à refoulement

Partie 9: Essai au scissomètre de chantier

Partie 10: Essai de sondage par poids

Partie 11: Essai au dilatomètre plat

Partie 12: Essais de pénétration statique au cône à pointe mécanique

Partie 13: Essai de chargement à la plaque

Partie 15: Enregistrement des paramètres de forage
v
ISO/WD 22476-X
Introduction
L'ISO 22476-15 spécifie les exigences relatives à l’appareillage ainsi que de l'exécution et du compte-rendu
de la mesure des paramètres du processus de forage de reconnaissance à des fins géotechniques.
La méthode de mesure au cours du forage (MWD) traite de l'enregistrement des paramètres machine au
cours du processus de forage. Celle-ci peut être réalisée manuellement ou à l'aide de systèmes informatisés
qui surveillent les capteurs installés sur le matériel de forage rotatif et/ou par percussion. Ces capteurs
collectent en continu et de manière automatique des données sur tous les aspects du forage, en temps réel et
sans interférer avec l'avancement du forage. Les données sont affichées en temps réel et également
enregistrées à des fins d'analyse ultérieure. Des exemples d'interprétation de ces résultats sont fournis en
annexe.
Cette méthode doit être utilisée à ses propres fins et le trou de forage peut être utilisé pour d'autres
applications, telles que l'installation d'équipements de surveillance ou la réalisation d'essais d’expansion en
forage. L'interprétation des résultats de la mesure au cours du forage peut être réalisée en relation avec les
informations fournies par les prélèvements.
Il convient de noter que les paramètres de forage mesurés et calculés sont liés et dépendants des conditions
d'essai, des procédures et de l'équipement.
L'enregistrement des paramètres de forage pendant l'injection de coulis de ciment dans le sol, le forage
destiné à la mise en œuvre de clous, ancrages ou pieux n'entre pas dans le cadre de la présente norme.
vi
PROJET DE TRAVAIL
ISO/WD 22476-X
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais en place —
Partie 15: Enregistrement des paramètres de forages
1
Domaine d'application
Le présent document traite des principes techniques pour l'exécution et le compte-rendu de la méthode de la
mesure des paramètres au cours du forage dans le cadre de reconnaissances et essais géotechniques
conformément à l'EN 1997-1 et l'EN 1997-2 (pour le processus de forage, voir Figure 1).
Les paramètres de forage mesurés, calculés et dérivés (par exemple la profondeur, la pression de poussée,
le couple, la vitesse de rotation, la pression de boue, le débit de boue, la vibration, la résistance à la
pénétration, la résistance sol-roche) peuvent produire des données utiles sur la lithologie des couches pour
fiabiliser le modèle géotechnique, leur compacité ou leur altération, la localisation des vides ou failles dans le
sol, la profondeur du substratum rocheux et d'autres propriétés, notamment la perméabilité.
Le présent document décrit la procédure d’enregistrement (mesure en fonction de la longueur de pénétration)
des paramètres de forage et la manière de rendre compte de leur variation pour caractériser le sous-sol. Il
s'applique aux sols naturels, traités ou non traités, ainsi qu'aux sols raides et roches tendres sur terre ou en
mer.
Après l'essai MWD, le trou de forage peut être utilisé à d'autres fins, notamment pour l'installation
d'équipements de surveillance.
Légende
1 machine de forage
2 trou de forage
4 tiges de forage
5 système de circulation de fluide
3 outil de forage
Figure 1 — Principe du processus de forage
1
ISO/WD 22476-X
1
Références normatives
Les documents suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition
du document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
EN 791: Appareils de forage — Sécurité
ISO 710 Symboles graphiques à utiliser sur les cartes, les plans et les coupes géologiques détaillés Partie 1: Règles générales de représentation
ISO 710-2 Symboles graphiques à utiliser sur les cartes, les plans et les coupes géologiques détaillés Partie 2: Représentation des roches sédimentaires
ISO 710-3 Symboles graphiques à utiliser sur les cartes, les plans et les coupes géologiques détaillés Partie 3: Représentation des roches magmatiques
ISO 1219-1 Transmissions hydrauliques et pneumatiques - Symboles graphiques et schémas de circuit
- Partie 1: Symboles graphiques en emploi conventionnel et informatisé
EN 1997-1, Eurocode 7: Calcul géotechnique – Partie 1: Règles générales
EN 1997-2, Eurocode 7: Calcul géotechnique – Partie 2: Calcul sur la base d'essais de laboratoire
EN ISO 10012, Systèmes de management de la mesure – Exigences pour les processus et les
équipements de mesure
ENV 13005:1999, Guide pour l'expression de l'incertitude de mesure
ISO 14688-1, Reconnaissance et essais géotechniques – dénomination, description et classification
des sols – Partie 1: dénomination et description
ISO 14689-1, Reconnaissance et essais géotechniques – dénomination, description et classification
des roches – Partie 1: dénomination et description
EN ISO 22475-1, Reconnaissance et essais géotechniques – Méthodes de prélèvement par forage ou
excavation et mesurages piézométriques – Partie 1: principes techniques des travaux
3
Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans la norme EN ISO 224751 ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
trou de forage
trou d'un diamètre et d'une longueur prédéterminés formé dans n'importe quel(le) formation géologique
ou matériau artificiel à l'aide d'outils de forage rotatif ou à percussion, ou d'une combinaison des deux
Note 1 à l'article Les reconnaissances menées dans un trou de ce type peuvent servir à récupérer des
échantillons de roche, de terre ou d'eau à une profondeur spécifique, ou à réaliser des essais et des mesures in
situ
3.2
forage
processus de création d'un trou de forage dans n'importe quelle formation géologique à l'aide de
méthodes rotatives, rotatives à percussion, à percussion ou de poussée, et dans n'importe quelle
direction prédéterminée en relation avec une machine de forage
2
ISO/WD 22476-X
Note 1 à l'article
Les débris produits pendant le forage sont continuellement évacués par le fluide de forage.
3.3
méthode de forage
technique utilisée pour produire et stabiliser le trou de forage tout en évacuant les débris du forage
3.4
outil de forage
dispositif fixé ou intégré à la tige de forage, utilisé comme outil de coupe pour pénétrer dans la formation
géologique
3.5
machine de forage
machine d'une puissance adéquate permettant, lorsqu'elle est utilisée conjointement avec un outil de forage
correctement sélectionné, d'exercer la fonction de forage
3.6
fluide de forage
fluide (air, eau ou mélange d'air et d'eau) qui approvisionne en continu l'outil de forage afin de faciliter
l’évacuation des débris en surface, stabiliser le trou de forage, préserver les informations géologiques, lubrifier
et refroidir l'outil de forage
3.7
additif de forage
additif qui, lorsqu'il est ajouté au fluide de forage, affectera ou modifiera ses propriétés
Note 1 à l'article
La bentonite et les polymères sont des exemples d'additifs de forage.
3.8
débris
particules de formations géologiques qui se forment dans le trou de forage lors de l'action de coupe de l'outil
de forage et sont renvoyées en surface par le fluide de forage
3.9
paramètres de la machine de forage
paramètres fonctionnels de la machine de forage enregistrés lors du forage (notamment les pressions
hydrauliques, la vitesse d’avance, la vitesse de rotation, la pression et le flux du fluide, etc.)
3.10
paramètres de forage
paramètres dérivés des paramètres de la machine de forage pour caractériser l'action de l'outil de forage sur
les matériaux de la formation géologique
3.11
longueur de pénétration
longueur mesurée dans l'axe du trou de forage, entre le niveau du sol et l'outil de forage
3.12
vitesse d’avance
vitesse d’avance de l'outil de forage dans le sol
3.13
pression de poussée (alimentation)
pression de poussée appliquée sur l'outil de forage
3
ISO/WD 22476-X
3.14
pression de retenue
pression de retenue limitant la vitesse d’avance en raison d'exigences de sécurité
3.15
pression du fluide de forage
pression du fluide de forage au niveau de l'outil de forage
3.16
couple
couple de rotation de la tête de forage
3.17
vitesse de rotation
vitesse de rotation de la tête de forage
3.18
débit du fluide de forage
débit du fluide de forage à la sortie de l'outil de forage dans le trou
3.19
débit de retour du fluide de forage
débit du fluide de forage à la sortie du trou de forage
3.20
vibration reflétée
accélération due au rebond élastique des tiges compressées par l'impact du marteau
3.21
temps
temps
3.22
opérateur
personne qualifiée chargée de réaliser l'essai
4
Symboles et abréviations
Symbole
4
Nom
Unité
A
longueur de pénétration mesurée
m
α
coefficient d'efficacité du travail de poussée
-
β
coefficient d'efficacité du travail de couple
-
γ
coefficient d'efficacité du travail de frappe
-
CR
couple de rotation de la tête de forage mesuré
kN.m
CR max
couple de rotation de la tête de forage mesuré maximal
kN.m
Do
diamètre externe de l’outil de forage
m
ISO/WD 22476-X
E
énergie de forage calculée
J
ES
énergie spécifique calculée
J
ER
énergie de rotation calculée
J
f
fréquence du marteau
Hz
Fmax
force maximale de poussée
kN
Hmax
force maximale de retenue
kN
IA
indice d'altération calculé
-
N
nombre de tiges mesuré
-
P
pression hydraulique mesurée dans le moteur d'avance ou le vérin
MPa
pCR
pression hydraulique mesurée dans le moteur de rotation
MPa
pCR max
pression hydraulique maximale mesurée dans le moteur de rotation
MPa
pH
pression de retenue mesurée
MPa
PI
pression du fluide de forage calculée au niveau de la sortie de l'outil de
MPa
forage
PE
poussée (poussée) nette calculée appliquée à l'outil de forage
PF
pression du fluide de forage mesurée au niveau de la sortie de la
MPa
pompe
pM
pression de frappe mesurée
MPa
pmax
pression maximale de poussée mesurée
MPa
PO
poussée (poussée) brute calculée appliquée à l'outil de forage
MPa
PH
pression de retenue calculée
MPa
pH max
pression maximale de retenue mesurée
MPa
PR
résistance à la pénétration
s/0,2 m
QI
débit du fluide de forage mesuré à l'entrée du trou de forage
l/h
QO
débit du fluide de forage mesuré à la sortie du trou de forage
l/h
RSR
résistance sol-roche calculée
MPa/m/s
Sd
indice de Somerton calculé
-
SO
zone mesurée retirée par le outil (=/= surface de l'outil de forage)
m
t
heure mesurée
S
MPa
2
5
ISO/WD 22476-X
5
VA
vitesse d’avance
m/h
VR
vitesse de rotation mesurée au niveau de la tête de forage
r/min
WH
poids de la tête de rotation
MN
WR
poids de la tige de forage
MN
z
profondeur mesurée
m
zw
profondeur mesurée de la surface de la nappe phréatique
m
Equipement
De manière générale, les paramètres de forage sont classés en trois catégories :

les paramètres imposés par la méthode (type d'outil de forage et diamètre, nature du fluide, limites de
performance de la machine et du système d'injection) et les paramètres évolutifs non maîtrisés (usure
des outils, changements dans la composition du fluide) ;

les paramètres réglés par l'opérateur (poussée PO, vitesse de rotation mesurée au niveau de la tête de
forage VR, débit du fluide de forage QI) ;

les paramètres qui dépendent de la réponse du sol (vitesse d’avance VA, couple CR, pression d'injection
PI).
Les paramètres de forage sont calculés à partir des mesures sur la machine de forage, soit directement ou à
l'aide de relations d'étalonnage.
5.1
Equipement de forage
Les machines de forage avec une stabilité, une puissance et des équipements appropriés, tels que les outils
et les tiges de forage, doivent être sélectionnées de manière à atteindre la profondeur et la stabilité exigées
pour le trou de forage. L'équipement de forage doit être de la taille et du type appropriés de manière à
produire la qualité exigée pour l'essai MWD. L'équipement et la machine de forage doivent permettre d'ajuster
toutes les fonctions de forage avec précision.
NOTE
La machine de forage doit être sélectionnée, en fonction des objectifs du projet, avec une capacité suffisante
pour pénétrer les différentes couches géologiques et doit être équipée avec des outils de forage appropriés.
La tête de forage et le mécanisme de poussée doivent fonctionner à l'hydraulique pour permettre le suivi des
paramètres de forage.
Seul un outil de forage avec marteau en haut doit être utilisé. Des marteaux alimentés à l'air et à l'hydraulique
peuvent être sélectionnés et le système doit permettre la régulation de la pression du marteau.
L'équipement doit être chargé ou ancré pour limiter les mouvements de la machine de forage dus au niveau
du sol au cours de la pénétration.
La pompe de fluide de forage doit être conforme aux caractéristiques suivantes :
fournir un flux constant à une pression constante, les pompes créant des pulsations ne doivent pas être
utilisées (par exemple une pompe à piston unique) ;
-
6
atteindre un minimum de 30 bars (sauf notification contraire) ;
ISO/WD 22476-X
-
disposer d'un capteur de pression étalonné et sensible directement montée sur la sortie de la pompe ;
permettre un retour du fluide de forage avec une vitesse comprise entre 0,8 et 1 m par seconde (en
fonction de la viscosité du fluide).
NOTE
Lorsque l'eau utilisée provient du réseau domestique, il convient de compenser la perte de pression par une
différence minimale de pression ; sinon l'équipement ne peut être utilisé que pour un forage peu profond.
Le train de tiges de forage ne doit avoir aucune fuite et il convient que son diamètre reste le même tout au
long du projet.
Avant chaque utilisation, la raideur des tiges doit être contrôlée à l'œil nu. La déviation de linéarité des tiges
ne doit pas dépasser 5 mm depuis la ligne centrale pour les tiges de 3 m de long. La raideur des tiges de
poussée doit être déterminée à intervalles réguliers.
L'outil de forage utilisé pour la méthode MWD doit être du type taillant avec une action de forage rotative ou
rotative à percussion. Son utilisation pour d'autres techniques de forage doit être évitée.
NOTE 1
Conformément à l'EN ISO 22475-1, la méthode de mesure au cours du forage fournit uniquement des débris
et est par conséquent dans les catégories d'échantillon C.
NOTE 2
La méthode de mesure en cours de prélèvement au carottier peut être réalisée mais une attention particulière
doit être portée lors de l'interprétation des données.
5.2
Système de mesure
Le système de mesure automatique inclut (voir Figure 2) :

un enregistreur de données utilisé pour surveiller, enregistrer et analyser le processus et le
comportement de l'équipement ;

un système d'acquisition des données incluant un convertisseur de signal (parfois intégré à l'enregistreur
de données) ;

des capteurs installés sur la machine. Pour limiter l'influence de la position des capteurs sur les mesures
enregistrées, il est nécessaire de suivre les recommandations liées au positionnement de tous les
capteurs (voir Annexe B).
La mesure manuelle comprend :

la profondeur selon le temps ou le temps de pénétration de 0,2 m ;

les paramètres lus par l'opérateur sur les afficheurs des capteurs.
Le système de mesure doit fournir un affichage en temps réel des relevés pour permettre d'ajuster le
processus de forage selon la progression observée de l'essai.
5.2.1
Capteurs de pression hydraulique
Les pressions suivantes sont généralement mesurées :
a)
Pression de poussée p et pression de couple pCR
b)
Pression de retenue pH En vue de compléter la pression de poussée , cette pression pH doit être mesurée
pour calculer la poussée nette appliquée à l’outil. La pression de retenue est la pression hydraulique qui
prévaut dans le circuit de retour.
7
ISO/WD 22476-X
NOTE 1
Un capteur de pression différentielle peut être utilisé pour mesurer directement la poussée nette .
NOTE 2
La force de poussée peut être directement mesurée par le capteur de charge.
NOTE 3
L'action de freinage, qui empêche l'équipement de tomber dans le trou lorsqu'il rencontre une cavité, est la
principale source d'erreur d'interprétation des paramètres de forage.
c)
Pression du fluide de forage PF
La mesure de ces pressions doit être réalisée avec la procédure manuelle sur les indicateurs des capteurs de
pression et avec la procédure automatique à l'aide de capteurs placés sur le circuit hydraulique.
5.2.2
Système de mesure de la longueur de pénétration
La mesure de la longueur de pénétration de l'outil de forage doit être réalisée entre le sommet du mât et la
tige de forage.
La longueur de pénétration doit être déterminée, par exemple :

avec la procédure manuelle à l'aide d'un mètre ruban ;

avec la procédure automatique à l'aide d'un encodeur rotatif fixé au tambour d’un capteur à fil.
NOTE
Certains systèmes disposent d'un appareil qui élimine les mouvements ascendants de l'outil (causés par
l'ajout de tiges, le ramonage ou le nettoyage du trou de forage, les rebonds, etc.).
5.2.3
Système de mesure du débit du fluide de forage
Le débit doit être mesuré à l'aide de débitmètres mécaniques, par exemple un débitmètre à turbine qui traduit
l'action mécanique de la turbine en rotation dans le fluide autour d'un axe en un débit d'écoulement lisible par
l'utilisateur et qui prend en charge les liquides très visqueux, comme la boue.
NOTE
La mesure du débit de renvoi du fluide de forage (débit de sortie) QO à la sortie du trou de forage peut fournir
une estimation du volume de fluide échangé (absorbé ou fourni à partir de la nappe aquifère confinée) avec le massif de
sol.
5.2.4
Système de mesure de la vitesse de rotation
La mesure de la vitesse de rotation doit être réalisée :

avec la procédure manuelle à l'aide d'un tachymètre ;

avec la procédure automatique à l'aide d'un capteur de rotation ou de proximité qui compte le passage
d'un élément métallique.
5.2.1
Mesure de l'énergie de frappe
L'énergie de frappe doit être mesurée à l'aide d'un capteur de pression permettant de mesurer la pression pM
utilisée pour activer le marteau et la fréquence de frappe f (également déterminée par un débitmètre).
5.2.5
Vibrations réfléchies
La vibration causée par les ondes réfléchies par percussion générées lorsque le marteau frappe l'enclume qui
descend et remonte après la réflexion en bout de tiges peut être mesurée à l'aide d'un accéléromètre. Ce
signal est déformé par les réflexions parasites à chaque nouvelle tige, atténuation naturelle du signal, etc.
8
ISO/WD 22476-X
5.2.2
Temps
La mesure du temps est réalisée :

avec la procédure manuelle à l'aide d'un chronomètre ;

avec la procédure automatique par l'horloge interne du système d'acquisition de données et correspond
au délai de détection d'un nouveau palier de profondeur.
9
ISO/WD 22476-X
Légende :
1 : boîtier de dérivation
2 : enregistreur
Figure 2 —Exemple de positionnement des capteurs sur la machine de forage
6
6.1
Exigences spécifiques relatives aux mesures MWD
Sélection des paramètres mesurés
Selon le nombre de paramètres mesurés pendant le forage, trois catégories de mesures MWD sont définies
(voir Tableau 1) :

MWD A, plus de quatre paramètres sont mesurés ;

MWD B, entre deux et quatre paramètres sont mesurés ;

MWD C, au moins deux paramètres sont mesurés.
Les paramètres de la machine de forage suivants peuvent être mesurés :
A : longueur de pénétration ;
p : pression hydraulique dans le moteur d'avance ou le vérin ;
pH : pression de retenue ;
pCR : pression hydraulique maximale dans le moteur de rotation ;
PF : pression du fluide de forage ;
VR : vitesse de rotation de la tête de forage ;
10
ISO/WD 22476-X
QI : débit du fluide de forage.
NOTE 1
Il convient d'enregistrer le débit de fluide et le volume total de fluide de forage pour chaque trou.
NOTE 2
Pour le forage rotatif par percussion, les vibrations réfléchies ER peuvent être mesurées.
NOTE 3
Au lieu d'utiliser la longueur de pénétration A, l'opérateur peut utiliser la vitesse d’avance VA indiqué par le
système de mesure pour contrôler la machine (voir 7.1).
Tableau 1 —Types de systèmes d'enregistrement des paramètres de forage
Catégorie
Enregistrement
Exemples de paramètres mesurés pour la
machine de forage
Précision minimale
autorisée
MWD C
automatique ou
manuel
longueur de pénétration (A)
0,2 m ou 2 % de PM*
résistance à la pénétration (PR)
1 s/0,2 m
1 % de PM
pression de poussée (p)
2 % de PM
pression de retenue (pH)
2 % de PM
pression du fluide de forage (PF)
2 l/mn
pression de couple (pCR)
2 % de MR
5 mm ou 0,1 % de PM
pression de poussée (p)
1 % de PM
pression de retenue (pH)
1 % de PM
pression du fluide de forage (PF)
1 % de PM
vitesse de rotation de la tête de forage (VR)
1 % de PM
débit du fluide de forage (QI)
1 l/mn
pression de couple (pCR)
1 % de PM
MWD B
MWD A
automatique
automatique
PM = plage de mesure
6.2
Sélection des équipements et procédures
La précision exigée varie en fonction de l'utilisation finale des résultats. Les classes MWD ont été
développées pour faciliter la sélection du type de MWD, la précision exigée et la fréquence d’enregistrement.
Pour certains profils de sol et l'utilisation des résultats MWD, la classe MWD spécifie la précision minimale et
la longueur maximale nécessaires entre les mesures, avec un degré d'incertitude associé. L'utilisation des
résultats MWD est décrite en termes de stratigtraphie, identification des matériaux et définition des
paramètres du sol.
Les précédents résultats de reconnaissances sur site ou les informations géologiques et hydrogéologiques
pertinentes doivent être utilisés, le cas échéant, comme références.
Les classes MWD sont définies comme suit :
11
ISO/WD 22476-X
6.2.1
Classe MWD 1
La classe MWD 1 est destinée à l'évaluation précise de profils de sols stratifiés mixtes ayant des couches
molles à denses, en termes de définition du profil et d'identification des matériaux. Une interprétation
indicative des propriétés des paramètres composés est possible, avec une restriction d'utilisation indicative
des couches molles.
NOTE
Les profils de sol stratifiés font référence aux conditions de sol contenant des sols généralement denses et
compacts, mais peuvent aussi inclure des couches molles.
La confirmation métrologique applicable aux mesures MWD doit être conforme à l'ISO 10012. Des exemples
de procédures d'étalonnage sont donnés à l'Annexe A.
6.2.2
Classe MWD 2
La classe MWD 2 est destinée à l'évaluation des profils de sols et roches durs, en termes de définition du
profil et d'identification des matériaux. Il est possible de caractériser les cavités à l'aide de paramètres
individuels.
6.2.3
Classe MWD 3
La MWD Classe 3 est destinée à la détection de la profondeur du substratum ou de blocs rocheux
correspondant à l’apparition d'un fort contraste de résistance à la pénétration.
Les équipements et les procédures doivent être sélectionnés conformément à la classe MWD exigée, comme
indiqué dans le Tableau 2.
12
ISO/WD 22476-X
Tableau 2 — Classes MWD
MWD
Longueur maximale
entre
Catégorie
Outil de forage recommandé
(voir Annexe C de l'EN 22475-1)
type
taille
(mm)
taillant en croix
C
B
A
a
Utilisateur
l'enregistrement
des mesures
type de sol et de
roche a
-
AàE
3
200 mm
50 mm
25 mm
classes MWD
taillant à boutons
-
EàF
outil à molettes,
taillant en croix ou
taillant à boutons
> 50
taillant à boutons
50< Do <80
outil à molettes,
taillant à boutons
50< Do <80
C
outil à molettes,
taillant à boutons
50< Do <80
D
outil à lame
diamanté, outil à
molettes avec dents
de broyage au
carbure de
tungstène
50< Do <80
E
outil à lame
diamanté, outil à
molettes avec dents
de broyage au
carbure de
tungstène
50< Do <80
F
CàF
2à3
B
1à3
Conformément à l'EN ISO 14688-2 et l'EN 1997-2 :
A Sols à stratification homogène avec argile molle à raide et limon
B Sols stratifié mixtes avec des argiles molles à raides et des sables moyennement denses
C Sols stratifié mixtes avec des argiles raides et des sables très denses
D Argiles très fermes à dures et sols grossiers très denses
E Roche altérée à molle
F Roche dure
13
ISO/WD 22476-X
6.3
Facteurs d'influence sur les résultats MWD
6.3.1
Influence de l'outil
Le type d'outil détermine l'efficacité de la méthode de forage choisie pour les conditions géologiques sur site.
C'est pour cela que le type d'outil doit être enregistré. Le même type d'outil doit être conservé tout au long du
forage afin d'interpréter l'enregistrement.
NOTE
Le prélèvement ou les essais en forage peuvent exiger un changement d'outils de forage en raison des
conditions géologiques. Dans ce cas, l'interprétation de l'enregistrement MWD peut s'avérer difficile. Si l'outil de forage est
conservé, la qualité du prélèvement ou de l'essai peut être altérée.
L'usure ou le changement d'outil doit être documenté dans la feuille d’essai sur site avant et après la mesure
MWD (voir Article 8).
6.3.2
Influence de la machine de forage
Les caractéristiques de la machine de forage, telles que sa puissance et sa conception hydraulique, ont une
influence sur les résultats MWD. Une attention particulière doit être portée lors de la comparaison des
résultats MWD obtenus par différents appareils de forage sur un même site. Par conséquent, les
caractéristiques de la machine de forage doivent être enregistrées (voir Article 8).
6.3.3
Influence de l'opérateur
Il convient que l'opérateur soit qualifié conformément à la CEN/TS ISO 22475-2 et dispose de connaissances
sur la mesure au cours du forage. Il convient qu'un changement d'opérateur n'affecte en rien l'enregistrement
MWD. Par conséquent, il convient d'éviter de changer de foreur si des séries d'essais seront interprétées
ensemble. Dans tous les autres cas, l'opérateur prenant le relai doit avoir reçu des instructions claires et
complètes. Tout changement d'opérateur doit être consigné dans le rapport d’essai.
7
7.1
Procédures d'essai
Généralités
Avant d'utiliser un nouvel équipement de forage ou lorsque des changements ont été apportés à l'équipement
de forage, il convient de toujours réaliser un forage d'étalonnage. Il convient de réaliser ce forage
d'étalonnage avant le début de chaque projet important. Avant d'effectuer le forage d'étalonnage, il convient
d'étalonner l'équipement comme indiqué dans l'Annexe A.
7.2
Position et niveau de la machine de forage
Il convient que la distance entre l'emplacement de l'essai et l'emplacement des précédents points de
reconnaissance soit suffisante pour éviter des effets d'interaction.
Pendant les essais de forage, une distance de 2 m est normalement suffisante entre les mesures. Une
distance depuis un ancien trou de forage 20 fois supérieure au diamètre du trou est normalement suffisante.
Certaines techniques de sondage, notamment le forage à air comprimé, peuvent exiger des distances plus
élevées. Il convient d'éviter les excavations à proximité.
La machine de forage doit pousser les tiges de forage de manière à obtenir un axe de la force de poussée le
plus vertical possible. Il convient que l'écart par rapport à l'axe prévu soit inférieur à 2° ou 35 mm par m. L'axe
de l'outil de forage doit correspondre à l'axe de chargement au début de la pénétration.
7.3
Préparation de la mesure
Les performances de la machine de forage doivent être contrôlées (voir Annexe B).
14
ISO/WD 22476-X
La sélection et la préparation d'un fluide de forage adapté doivent être réalisées à l'aide des informations
fournies lors des précédentes reconnaissances sur site ou à l'aide des données géologiques et
hydrogéologiques pertinentes. L'opérateur doit contrôler que les canaux de nettoyage du trépan et des tiges
de forage sont ouverts.
Dans un premier temps, le réglage manuel des paramètres de la machine, par exemple la pression maximale
du fluide de forage, la pression de poussée et la vitesse d’avance minimale, doit être défini sur les valeurs
prédéterminées proposées par l'expert en charge ou l'utilisateur.
Ensuite, le forage d'étalonnage doit être réalisé dans une masse rocheuse ou de sol homogène à l'aide d'une
machine démarrée au préalable afin de régler la pression de poussée, la vitesse de rotation et d'autres
paramètres de forage pour que le paramètre menant choisi devienne une valeur constante. Le réglage des
paramètres de forage à partir du forage d'étalonnage doit ensuite être conservé pour les sondages ultérieurs.
La sélection de valeurs trop élevées affectera la qualité des mesures. Il est important d'exploiter correctement
la machine de forage et les outils associés en dessous de leur capacité maximale pour garantir la réussite de
la reconnaissance.
En outre, il convient que ce forage d'étalonnage inclut plusieurs ramonages de l'outil sélectionné dans le trou
de forage afin de mesurer le frottement de l'outil et la colonne de tiges sur la paroi du trou de forage (voir
9.1.5). Ces valeurs de pCR0 seront utilisées pour corriger le couple.
7.4
Procédure de forage
Pour valider une procédure de forage, il convient que la planification du programme de forage inclut plusieurs
trous pour l'étalonnage des résultats. Au cours de l'essai de forage de référence, le(s) « paramètre(s) d'essai
sélectionné(s) » doi(ven)t être compris dans certaines limites définies conjointement par l'expert en charge et
l'utilisateur des résultats d'essai. Cet objectif est atteint en ajustant les paramètres de la machine et le type et
la taille de l’ outil (voir Tableau 2). Il convient que la pression de retenue soit réglée de manière à détecter les
variations entre deux zones géologiques de consistance différente.
Il convient que les résultats du premier forage soient au minimum utilisés pour contrôler les paramètres de
forage sélectionnés.
Les mêmes machine, outils de forage et fluide doivent être conservés tout au long du projet.

Dans la classe MWD 1, l'essai est démarré en rotation avec circulation de fluide. La frappe est démarrée
une fois que la couche dure est atteinte et que la vitesse d’avance est trop faible. L'utilisation d'air comme
fluide de forage doit être exclue.

Dans la classe MWD 2, l'essai est démarré en rotation avec circulation de fluide. La frappe est démarrée
une fois que la couche dure est atteinte et que la vitesse d’avance est trop faible. L'utilisation de liquide
comme fluide de forage est recommandée.

Dans la classe MWD 3, la frappe est toujours activée.
Si des changements doivent s'opérer ou si les outils sont réparés ou remplacés, il convient de noter ces
informations dans la feuille d’essai sur site et de les prendre en compte lors de l'interprétation des paramètres
enregistrés. En outre, il convient de faire appel au même foreur tout au long du projet car chaque opérateur
peut influencer considérablement les résultats.
Le forage doit être arrêté lorsqu'un des événements suivants se produit :

La longueur ou la profondeur de pénétration exigée a été atteinte. Par exemple, une pénétration minimale
de 3 m est généralement exigée dans les couches dures;

La poussée sur outil maximale ou la capacité maximale de la machine ou des systèmes de mesure est
atteinte ;
15
ISO/WD 22476-X

Des dommages potentiels de l'équipement peuvent être une raison valable de mettre fin à l'essai.
Lors de l'essai MWD, il convient d'enregistrer les circonstances ou les déviations de la présente norme qui
peuvent affecter les résultats des mesures et la longueur de pénétration correspondante.
7.5
Fréquence d’enregistrement des paramètres
L'enregistrement doit être réalisé en se basant sur la profondeur de pénétration. Le pas d’enregistrement
maximal doit être conforme au Tableau 2. L’enregistrement doit inclure le temps pour les classes MWD 1 et 2
comme indiqué dans le Tableau 2.
La méthode de détermination des valeurs enregistrées à partir des valeurs mesurées doit être indiquée dans
le manuel de fonctionnement fourni avec l'enregistreur.
L'intervalle d’enregistrement pour les différentes valeurs mesurées peut aussi être sélectionné en fonction des
détails requis dans le profil, par exemple la détection des couches minces. Généralement, le même intervalle
de lecture est utilisé pour l'enregistrement de tous les paramètres.
Si les valeurs sont mesurées plus fréquemment qu'aux intervalles de consignation exigés, conformément au
Tableau 2, la valeur moyenne calculée peut être consignée. D'autres méthodes peuvent toutefois être
appliquées. La méthode utilisée doit être indiquée.
7.6
Enregistrement de la longueur de pénétration
Le niveau de l'outil de forage doit être déterminé conformément aux exigences fournies en Annexe B, selon le
niveau du sol ou un autre système de référence fixé (pas la machine de poussée). La longueur de pénétration
doit également être contrôlée et enregistrée au moins tous les 5 m pour les essais conformes à la classe
MWD 1 du Tableau 2. Pour les autres classes MWD, la longueur de pénétration doit être contrôlée et
enregistrée à la fin de l'essai. La longueur de pénétration doit être contrôlée à l'aide du capteur de profondeur.
7.7
Achèvement de l'essai
Une fois l'essai achevé, les tiges doivent être comptées lors de leur extraction et le résultat doit être comparé
à la longueur de pénétration atteinte.
Lorsque l'essai est achevé et une fois l'équipement et les outils nettoyés, L'outil de forage doit être contrôlé
pour détecter toute obstruction et toute usure excessive ou tout dommage produits au cours de l'essai MWD ;
ceux-ci doivent être notés.
Un relevé des paramètres mesurés doit être enregistré après extraction du sol des tiges de forage et, si
nécessaire, après nettoyage de la tige de forage. Si la dérive des paramètres mesurés est supérieure à la
précision minimale autorisée conformément à la classe MWD du Tableau 2, alors il convient d'omettre les
résultats ou l'essai peut être répertorié dans une classe inférieure.
NOTE
La dérive de zéro déterminée à partir du relevé sous charge nulle avant l'essai et celui après le nettoyage est
une mesure du fonctionnement correct de l'équipement et est utilisée pour évaluer si les exigences du Tableau 1 peuvent
être respectées. Les relevés sous charge nulle avec la tige de forage non nettoyée sont importantes lors de l'interprétation
des résultats d'essai.
Pour identifier l'influence de l'usure de l'outil sur les paramètres de forage mesurés, il est nécessaire de
contrôler le statut d'usure initial et final de l'outil sur la feuille d’essai (comme présenté à l'Annexe D). Pour ce
faire, il convient de mesurer la hauteur des dents de coupe, du bouton ou de la lame en début et en fin de
forage, et un pourcentage d'usure doit être calculé (Figure 3).
Si un outil est utilisé et l'usure comparée aux dimensions nominales est supérieure à 50 %, l'outil doit être
changé ou affuté.
16
ISO/WD 22476-X
1 Usure = 0 %
3 Auto-affûtage par usure de l’outil
2 Usure = 100 %
4 Bord plat du à l'usure de l’outil
Figure 3 — Exemple d'usure sur un outil à molettes
7.8
Contrôles et étalonnages de l'équipement
Voir l'Annexe A.
8
Résultats d'essai
8.1
Généralités
Les données brutes doivent être sauvegardées sans aucun traitement du signal : lissage ou filtrage. Le format
de sortie des données doit être ASCII, souvent référencé comme format texte.
NOTE
8.2
Un format binaire peut être utilisé en supplément pour garantir l'achèvement du forage.
Paramètres calculés
Les données brutes mesurées doivent être converties en paramètres de forage dans les classes MWD 1 et 2.
8.2.1
Vitesse d’avance
La vitesse d’avance VA est obtenu à partir de la mesure de la longueur de pénétration A et de l'intervalle de
temps dt entre les mesures.
VA =
At + dt − At
dt
VA représente une valeur moyenne de la vitesse sur la plage de profondeur prise en compte ; la vitesse
instantanée peut être largement supérieure, notamment pour le forage rotatif à percussions. La vitesse
maximale pouvant être atteinte par la machine est Vmax.
NOTE
8.2.2
Dans certains systèmes automatiques, la vitesse d’avance peut être considérée comme une donnée brute.
Pression de poussée
La mesure de la pression de poussée PO correspond à la pression hydraulique mesurée à proximité du piston
de vérin ou du moteur hydraulique p. Cette mesure est mise à l’échelle avec la force de poussée maximale
Fmax évaluée lors de l’étalonnage tête en butée basse à laquelle on ajoute le poids de la tête de forage W H et
le nombre de tiges n de poids unitaire W R. Le système de mouflage doit être pris en compte s'il est utilisé en
complément au vérin hydraulique.
17
ISO/WD 22476-X
SO .PO =
p
Fmax + WH + n.WR
pmax
NOTE 1
compte.
Pour les trous de forage profonds, la poussée d’Archimède appliquée aux tiges de forage peut être prise en
NOTE 2
force.
Dans certains systèmes, la poussée est directement mesurée comme donnée brute et a la dimension d'une
8.2.3
Pression nette de poussée
La poussée nette PE est fonction de la poussée-retenue, du poids des tiges de forage et du poids de la tête
rotative.
PE = PO − PH
PH est évalué à partir de l'étalonnage en chargeant la tête à la valeur Hmax jusqu'à ce que le mouvement
indique que la pression de retenue est dépassée.
S O .PH =
pH
p H max
H max
NOTE
Dans certains systèmes, un capteur de pression différentielle ou de force est utilisé pour permettre la mesure
directe de la pression nette de poussée .
8.2.4
Pression du fluide de forage
En cas d'aquifère, la valeur mesurée PF doit être corrigée avec la hauteur de fluide de forage (densité γM)
présente dans les tiges de forage moins la hauteur de la nappe phréatique mesurée à partir de l’outil. La
pression du fluide PI à la sortie de l’outil (voir définition de zw à la Figure 2) est ensuite calculée comme suit :
PI = PF + zw .γ M
Dans le cas où le débit d'injection et sa pression sont mesurés au niveau du touret d’injection et non au
niveau de la pompe ou du compresseur (mobile et interchangeable...), l'altitude du touret d’injection doit être
prise en considération.
Les pertes de charge affectent particulièrement la pression d'injection du fluide de forage en raison des divers
tuyaux et valves. Pour un système conventionnel, cela peut représenter près d'1 bar. Les pertes de charge
dans le train de tiges peuvent être négligées.
8.2.5
Couple de rotation de la tête de forage
Le couple CR appliqué à l'outil de forage est proportionnel à la pression hydraulique pCR que le moteur reçoit
et au couple maximal Cmax évalué au cours du processus d'étalonnage.
CR =
pCR − pCR 0
CR max
pCR max
Pour les mesures de précision, il peut être utile de mesurer la pression de rotation du moteur à vide pCRo, tel
que décrit en 6.3.
Pour les mesures plus exactes, les mesures du débit et de la pression à la sortie du moteur hydraulique
seraient nécessaires.
18
ISO/WD 22476-X
NOTE
Dans certains systèmes, un capteur de pression différentielle est utilisé.
En outre, des distributeurs manuels sont souvent utilisés pour faire varier la cylindrée du moteur et/ou de la
pompe ; de ce fait, le couple est modifié sans possibilité d'enregistrement. L'utilisation d'un tel appareil doit
être consignée dans le rapport d'essai.
Une unité hydrostatique à cylindrée variable ne doit pas être utilisée pour l'essai d'enregistrement des
paramètres de forage.
9
Rapport
9.1
Généralités
Sur le site du projet, une feuille d’essai doit être renseignée. Cette feuille d’essai doit être composée des
éléments suivants :
a) une coupe sommaire conforme à l'EN ISO 22475-1 ;
b) l'enregistrement des valeurs mesurées et des résultats d'essai ;
c) les informations indiquées en 8.2.
Le rapport d'essai doit comprendre les éléments suivants :
a) le procès verbal établi sur site (exemplaire original et/ou formulaire informatique) ;
b) présentation graphique des résultats d'essai ;
c) les informations indiquées en 8.2.
Les résultats d'essai doivent être consignés de manière à ce que des tiers puissent contrôler et comprendre
ces résultats. Dans la présentation des résultats d'essai, les informations doivent être au format d'archive
numérique standard.
9.2
Rapport général des résultats d'essai
9.2.1
Informations générales
Rapport
d'essai
chaque
tracé
1.a. Référence à la présente norme
x
x
1.b. Entreprise en charge de l'exécution de l'essai
x
x
1.c. Nom et signature de l'opérateur exécutant l'essai avec l'appareillage
Procès
verbal
établi sur
site
x
1.d. Nom et signature du responsable du projet sur le site
x
1.e. Profondeur jusqu'à la nappe phréatique (si enregistrée) et date/heure de
l'enregistrement
x
x
x
1.f. Profondeur du préforage ou profondeur de tranchée
x
x
x
1.g. Si possible, également la présence de pierres et cailloux, de failles et vides, de
bruit provoqué par les tiges de forage, type de débris rencontrés (couleurs, texture)
x
1.h. Profondeur et causes possibles de toute interruption de la pénétration
x
x
1.i. Critères d'arrêt appliqués, par exemple la profondeur cible, la force de poussée
x
x
19
ISO/WD 22476-X
maximale, l'inclinaison, etc.
1.j. Observations relevées durant l'essai, par exemple incidents, tiges tordues,
usure anormale
x
x
NOTE
La valeur fournie est un paramètre qui dépend du traitement du signal (par exemple, lissage) utilisé par le
fabricant (contrairement aux paramètres numériques, notamment la pression). Il convient de noter qu'en cas de vide (par
exemple, karst), cette valeur est nulle ou correspond à la valeur maximale du système.
9.2.2
Emplacement de l'essai
Procès
verbal
établi sur
site
Rapport
d'essai
chaque
tracé
2.a. Identification de l'essai
x
x
x
2.b. Cote altimétrique de l'essai MWD
x
x
x
2.c. Coordonnées locales ou générales
x
x
2.d. Système de référence et tolérances
x
2.e. Cote altimétrique de référence par rapport à un repère précisé
x
x
Procès
verbal
établi sur
site
Rapport
d'essai
chaque
tracé
3.a. Type d'outil de forage
x
x
x
3.b. Géométrie et dimensions de l'outil et des tiges de forage
x
x
x
3.c. Type de machine de forage, capacité de poussée, course d'avance
x
x
9.2.3
Equipement d'essai
3.d. Fabricant de la machine de forage (recommandé)
3.e. Type de système d'acquisition de données MWD utilisé
x
x
3.f. Fabricant du système d'acquisition de données MWD (recommandé)
3.g. Numéro de série du système d'acquisition de données MWD
x
x
3.h. Plages de mesure des capteurs (recommandé)
x
3.i. Date du dernier étalonnage des capteurs
x
9.2.4
Procédure d'essai
Procès
verbal
établi sur
site
Rapport
d'essai
4.a. Classe MWD (Tableau 2)
x
x
4.b. Date de l'essai
x
x
4.c. Heure de début de l'essai (si pertinent)
x
x
4.d. Profondeur du début de la pénétration
x
4.e. Type de fluide de forage
x
x
4.f. Utilisation du marteau
x
x
20
chaque
tracé
x
x
ISO/WD 22476-X
4.g. Usure de l'outil avant essai
x
4.h. Usure de l'outil après essai
x
9.2.5
Procès
verbal
établi sur
site
Rapport
d'essai
5.a. Relevés de zéro et/ou de référence des paramètres de forage avant et après
l'essai et dérive du zéro (dans les unités mécaniques)
x
x
5.b. Relevés des paramètres de forage conformes à la classe MWD
x
x
5.c. Temps relevé pendant l'essai
x
Paramètres mesurés
5.d. Corrections appliquées pendant le traitement des données
chaque
tracé
x
Les rapports d'essai doivent inclure une copie du procès verbal MWD signé, comme indiqué à l'Annexe D.
La présentation graphique des résultats d'essai doit être uniforme pour l'ensemble du projet et doit suivre les
recommandations fournies à l'Annexe D.
Les données mesurées peuvent être ultérieurement traitées. La déduction des paramètres composés à partir
de ces données doit être conforme aux informations de l'Annexe C, et aux réglementations, normes et
pratiques courantes du pays.
L'identification et la description préliminaires du sol et de la roche basées sur un examen visuel des débris
collectés au cours du forage doivent être réalisées conformément à l'ISO 14688-1 et l'ISO 14689-1. Ces
informations doivent être consignées (sans correction déduite du MWD) dans la coupe sommaire à l'aide de
la nomenclature de l'ISO 710 et doivent être jointes au procès verbal établi sur site.
Un exemple de rapport des paramètres de forage est repris en Annexe D.
21
ISO/WD 22476-X
Annex A
(normative)
Etalonnages et contrôle du terrain
A.1 Etalonnage
A.1.1 Etalonnage des capteurs
Tous les appareils de contrôle et de mesure doivent être contrôlés et étalonnés périodiquement
conformément aux normes applicables afin de prouver qu'ils fournissent des mesures fiables et précises. Si
une partie du système est réparée ou échangée, l'étalonnage doit être contrôlé.
L'étalonnage de tous les capteurs doit être réalisé aux intervalles suivants :

tous les ans si les certifications sont réalisées par un tiers (par exemple, le fabricant) à intervalle régulier ;
ou

tous les six mois au moins, en cas de contrôle réalisé en interne.
Il convient d'effectuer la confirmation métrologique et la présentation de l'incertitude applicables à l'essai
d'enregistrement des paramètres de forage conformément à l'ISO 10012-1 et l'ENV 13005. Les valeurs de
précision maximales tolérées pour chaque paramètre sont répertoriées dans le Tableau 1. Il convient de
générer un rapport d'étalonnage ainsi que d'en conserver une copie avec le journal de maintenance. Une
copie du dernier rapport d'essai d'étalonnage doit être disponible sur le site du projet.
A.1.2 Vérification fonctionnelle
Cette opération consiste à vérifier que tous les capteurs fonctionnent sans dérive et ont toujours les valeurs
d'étalonnage appropriées.
Les valeurs maximales pour la machine de forage (pmax, pCRmax, CR max, Fmax, Hmax, Qmax, Vmax,) sont également
déterminées au cours de cette phase.
Les capteurs de mesure des paramètres doivent être étalonnés sur la machine de forage utilisée pour les
mesures MWD. Les procédures d'étalonnage sont répertoriées ci-après pour tous les capteurs appropriés [1].
Pour les écarts supérieurs aux tolérances spécifiées entre les valeurs mesurées et les valeurs enregistrées, il
convient de modifier les constantes des capteurs dans l'enregistreur. Si cette opération ne peut pas être
réalisée directement, les valeurs mesurées peuvent être ajustées dans le rapport des résultats d'essai.
A.1.2.1
Longueur de pénétration
Une distance de 1,00 m est mesurée sur le guide de la tige de forage. Le déplacement s'effectue sur cette
distance et la durée de cette opération est enregistrée. Cette procédure est répétée avec 4 vélocités
différentes, d'environ 0,2, 0,4, 0,6 et 1,0 m/min. En même temps, le relevé apparaît sur l'écran de
l'enregistreur.
22
ISO/WD 22476-X
A.1.2.2
Taux de rotation
L'unité de rotation est réglée sur trois vélocités différentes, par exemple environ 5, 50 et 100 r/min. Le nombre
de tours est relevé à l'aide d'un tachymètre. Il est également possible de compter le nombre de tours sur une
durée définie.
A.1.2.3
Pressions de poussée et de retenue
Le poids du moteur de la tête de forage est appliqué à un capteur de force avec écran d'affichage par unités
de 1 kN.
Si le système hydraulique de la machine de forage permet de modifier la pression de retenue, l'essai est
démarré avec une pression de retenue et une pression de poussée réglées sur zéro. La pression de retenue
est augmentée jusqu'à ce que le poids de la tête de forage soit compensé. Ensuite, la pression de poussée
est augmentée entre le poids du moteur de la tête de forage et le poids du moteur de la tête de forage plus
40 % du poids de la machine.
Sinon, la pression de poussée est augmentée entre le poids du tensionneur de la tête de forage et le poids
du moteur de la tête de forage plus 40 % du poids de la machine.
Le relevé sur l'enregistreur est lu à intervalle de 1 kN et noté. Une série de mesure est réalisée au
chargement et une autre au déchargement.
A.1.2.4
Pressions de frappe et de rotation
L'étalonnage des pressions de frappe et de rotation est effectué de manière à étalonner le capteur de
pression dans le système hydraulique par rapport au capteur de référence. La réponse du capteur de
référence est comparée au relevé sur l'enregistreur.
A.1.2.5
Pression du fluide de forage
L'étalonnage du capteur de pression du fluide de forage est effectué par rapport à un capteur de référence. La
réponse du capteur de référence est comparée au relevé sur l'enregistreur.
La cavité dans laquelle la mesure est réalisée doit être nettoyée avant l'étalonnage et le fluide de forage
utilisé doit être de l'eau. Si un séparateur est utilisé pour protéger le capteur contre le fluide de forage, il doit
être désaéré (Figure B.2).
A.1.2.6
Débit du fluide de forage
Un flux constant d'eau s'écoule dans le débitmètre. Le volume et la durée d'écoulement du fluide sont
mesurés à l'aide par exemple d'un capteur de référence ou d'un réservoir d'un volume connu. Cinq débits
différents sont enregistrés.
A.2 Contrôle de terrain
L'opérateur doit vérifier que tous les capteurs fonctionnent correctement au début et à la fin de chaque projet.
Par exemple, une comparaison peut être faite entre les valeurs affichées sur l'enregistreur et celles indiquées
sur les manomètres de pression, un mètre ruban peut contrôler l'avancement, un réservoir gradué peut être
utilisé pour le débitmètre et un tachymètre peut être utilisé pour la vitesse de rotation. Le contrôle de terrain
couvre uniquement les paramètres de forage pertinents pour la catégorie sélectionnée.
Il convient de consigner dans le procès verbal établi sur site tout dysfonctionnement ou écart détecté par
rapport aux valeurs attendues.
23
ISO/WD 22476-X
Annex B
(informative)
Positionnement des capteurs
B.1 Généralités
La plupart du temps, il convient de placer les capteurs de pression et les débitmètres à proximité des sources
de flux et de pression, et non à l'endroit où des actions sont appliquées, en partie en raison de l'accès limité à
ces emplacements (Figure B.1). L'utilisation de connecteurs rapides pour relier les capteurs au circuit
hydraulique peut potentiellement influencer les mesures si ces connecteurs ne sont pas entièrement saturés.
Si ce type de connecteurs est utilisé, il convient de les placer de manière à permettre la purge de l'air issu des
capteurs.
B.2 Pressions de poussée et pression de couple
Il convient de mesurer les pressions hydrauliques ou pneumatiques envoyées aux moteurs d'alimentation et
de rotation à l'aide d'un capteur de pression placé à l'entrée du moteur ou du vérin.
B.3 Pression de retenue
Il convient de mesurer la pression de retenue au niveau de la sortie du moteur ou du vérin, et non au niveau
du réservoir, pour éviter d'inclure les pertes de charge dans les mesures.
Légende
a chute de pression créée par la valve de contrôle du débit
b pression de retenue créée par la pompe hydraulique
c pression de retenue créée par la soupape de surpression
1 pompe
4 valve de contrôle du débit
2 moteur
5 réservoir
3 soupape de surpression
6 emplacement de mesure de la pression recommandé
Figure B.1 — Différents types de circuit utilisés pour imposer la pression de retenue
24
ISO/WD 22476-X
NOTE
En fonction du type de circuit utilisé pour imposer la pression de retenue, la mesure de la pression est plus ou
moins précise (Figure B.1).
B.4 Pression du fluide de forage
Il convient de mesurer la pression du fluide de forage PF à l'aide d'un capteur de pression placé à proximité de
du touret d’injection reliant les tiges. Il convient de ne pas placer des éléments modifiant la pression entre le
capteur et le touret d’injection.
Légende
1 : capteur de pression
2 : cavité dans laquelle la pression est mesurée
3 : membrane
4 : fluide hydraulique
Figure B.2 — Exemple de disposition pour la mesure du fluide de forage
NOTE
La Figure B.2 fournit trois exemples de systèmes de mesure de la pression du fluide de forage avec insertion
directe du capteur dans le tubage ou connecté à une cavité remplie de fluide.
B.5 Débit du fluide de forage
Il convient de mesurer le flux d'entrée du fluide de forage QI à proximité du touret d’injection. Il convient de ne
pas placer des éléments modifiant le débit entre le débitmètre et le touret d’injection.
B.6 Longueur de pénétration
Il convient de mesurer la longueur de pénétration à l'aide d'un capteur placé à proximité des tiges de forage.
Si une mesure de classe MWD 1 est exigée, il convient d'éviter qu'il y ai du jeu entre la tige et le capteur.
25
ISO/WD 22476-X
Légende
a : tête de rotation
b : tête rotative à percussions
c : tête rotative double
1 : position recommandée
2 : position pouvant entraîner du jeu
3 : jeu
Figure B.3 — Position de la mesure de la profondeur de pénétration en fonction du type de tête
NOTE
Il existe plusieurs techniques permettant de réaliser cette mesure : encodeur monté sur l'axe du moteur
d'alimentation, monté sur la chaîne fixée au câble du mât relié à la rotule, etc.
B.7 Vitesse de rotation de la tête de forage
Pour la vitesse de rotation, un capteur utilise un objet (par exemple : boulon, dents, peinture, etc.) sur la tête
rotative pour déterminer le nombre de tours par minute.
NOTE
Un repositionnement périodique du capteur peut être effectué pour compenser l'usure des composants
mécaniques.
B.8 Vibrations réfléchies
Il convient de placer l'accéléromètre en haut des tiges de forage ou dans le sol à proximité de la machine.
NOTE
26
Cette technique n'est pas couramment utilisée.
ISO/WD 22476-X
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
m
Légende
1 vérin du mât
4 marteau
7 générateur haute tension hydraulique
2 moteur de rotation
5 pompe du fluide
8 chenille
3 moteur d'alimentation
6 accouplements à serrage
9 stabilisateur
Symboles hydrauliques conformes à l'ISO 1219-1 : a : moteur, b : pompe, c : vérin de tige à double effet, d :
réservoir, e : refroidisseur, f : robinet à trois voies, g : manchon à action rapide avec deux soupapes de nonretour, h : soupape de non-retour, i : soupape de surpression à contrôle direct, j : valve de contrôle du débit,
ajustable avec écoulement libre inversé, k : soupape de contrôle directionnel 4/3 contrôlée par un levier, l :
appareil de mesure de la pression (manomètre), m : débitmètre
Figure B.4 — Exemple de schéma hydraulique de la machine de forage et emplacement des capteurs
27
ISO/WD 22476-X
Annex C
(informative)
Application des paramètres de forage
C.1 Interprétation des paramètres de forage
Les paramètres de forage enregistrés peuvent être interprétés pour identifier des transitions entre les couches
de sols et de roches afin d'améliorer le modèle géotechnique associé aux reconnaissances et
échantillonnages classiques réalisés sur le site.
Les mesures MWD sont des paramètres relatifs qui peuvent très rarement être utilisés comme paramètres de
conception.
Les informations ci-dessous fournissent des interprétations généralement attribuées à chacun de ces
paramètres clés [2].
C.1.1 Vitesse d’avance
La vitesse d’avance VA se rapporte à la résistance mécanique de la formation forée.
La vitesse d’avance sera d'autant plus élevée si la dureté de la formation forée est plus faible. L'étude de la
vitesse d’avance peut être réalisée via une analyse en parallèle du couple et de la poussée nette pour
identifier tout changement effectif dans les caractéristiques du sol et le dissocier d’une variation des réglages
de la machine de forage.
Si la poussée est constante pour un forage, la vitesse d'avance instantanée est inférieure dans les matériaux
compacts ou denses, et plus élevée dans les matériaux peu compacts ou meubles. Cette vitesse est lié à
l'équipement utilisé (par exemple, outil de forage ou caractéristiques du marteau), à la dureté de la formation
et à sa sensibilité aux chocs et au lançage.
C.1.2 Poussée nette
Les paramètres de poussée nette fournissent des informations importantes sur le comportement de la
machine de forage. Ils sont également influencés par la nature de la formation géologique forée :

transition entre une couche dure et une couche molle, et inversement ;

pénétration dans des vides et cavités rocheuses ;

matériau du sol trop dur ou trop mou pour l'outil.
C.1.3 Pression du fluide de forage
La mesure de la pression du fluide de forage PI fournit des indications sur les conditions de circulation du
fluide dans le trou de forage. Cette dernière est affectée par les particules fines du sol qui peuvent obstruer
l'outil. Elle indique la teneur en limon de la formation et la présence de failles pour les roches altérées. La
pompe établit un circuit hydraulique relativement stable dans le forage et la plupart des pertes de charge se
produisent dans l'outil. Lorsque l'outil traverse une couche plastique, des obstructions tendent à se produire.
Dans le sable et dans l'argile, la pression du fluide de forage peut être un paramètre important. Cette pression
est essentiellement corrélée à la conductivité hydraulique de la couche : très élevée dans l'argile, très faible
dans le sable.
28
ISO/WD 22476-X
C.1.4 Couple
Le couple sur l'outil ne varie que très peu ; il est faible avec un outil à molettes et élevé avec un outil à lames.
Il a tendance à augmenter légèrement dans l'argile par obstruction de l'outil, ou dans le sable en profondeur
par augmentation du frottement et à osciller dans les sols hétérogènes.
C.1.5 Conclusion
La qualité et la définition des évolutions des paramètres seront d'autant meilleures que l'équipement de forage
a été soigneusement choisi et si une procédure d'essai a été établie en fonction des plages de
fonctionnement optimal de l'équipement, du système d'enregistrement des paramètres de forage et de la
réponse du sol attendue.
Les paramètres de forage varient selon la texture du sol : taille des particules, teneur en argile, compacité et
taux d'humidité. Ces contrastes sont plus marqués dans les sols durs. De manière générale, les sols durs et
les roches molles ou fissurées ont tendance à devenir plus résistants et fragiles (contrairement à l'argile
ductile) avec la cimentation et la densité, et dans une moindre mesure avec la cohésion. Sous l'action de
l'outil de forage, un sol dur ou grossier réagit comme un matériau fragile et forme des copeaux qui se
transformeront en grumeaux, tandis qu'un sol cimenté ou une roche dense se désagrège.
Pour la plupart des formations géologiques, un paramètre MWD peut être mis en relation avec la résistance,
mais ce dernier peut être identique pour deux configurations différentes (Tableaux C.1 et C.2).
Tableau C.1 — Plage de variation des paramètres de forage dans différents sols sans frappe
Paramètres
vitesse d’avance
(VA)
couple
(CR)
pression du fluide
(PI)
poussée (PE)
vase et
argile
molle, sol
argileux
mous
argile,
argile raide
élevé
moyen
faible
élevé
moyen
faible
élevé
moyen
faible
élevé
faible
Type
de sol
moyen
Observations
Profil linéaire
o
++
+++
++
o
+
++
++
++
o
+
Variation limitée de CR
+
+++
++
Variation de VA et PE avec
compacité
marne
Valeurs élevées de CR et PI
indiquant un colmatage
sols
sableux
compacité et de PR avec
teneur en fines
o
+
++
++
++
o
++
+
+
+
graviers
cailloux
roches
altérées et
solides
o
+
+
+++
+
++
+++
+
+
+
+
Profils très irréguliers de VA,
PO et CR
et
Augmentation
de
VA
diminution de PE dans les
zones altérées et fissurées,
sauf dans les sols très argileux
Légende : +++ : très pertinent, ++ : relativement pertinent, + : pertinent, o : possible
29
ISO/WD 22476-X
Tableau C.2 — Plage de variation des paramètres de forage dans différents sols avec frappe
Paramètres
vitesse d’avance
(VA)
couple
(CR)
pression du fluide
(PI)
poussée (PE)
vase et
argile
molle, sol
argileux
mous
argile,
argile raide
élevé
moyen
faible
élevé
moyen
faible
élevé
moyen
faible
élevé
faible
Type
de sol
moyen
Observations
compacité
o
o
++
+
+++
+++
+++
+++
++
++
o
o
+++
++
+
++
+
+
o
marne
sols
sableux
roches
altérées et
solides
contenu fin
o
+
++
++
++
o
++
+
+
+
graviers
cailloux
Valeurs élevées de CR et PI
indiquant un colmatage
o
teneur en fines
+++
+
+
++
++
+++
++
+
+
+
Profils très irréguliers de VA,
PO et CR
et
Augmentation
de
VA
diminution de PE dans les
zones altérées et fissurées,
sauf dans les sols très argileux
roches
dures et
solides
+++
+++
+
+
Légende : +++ : très pertinent, ++ : relativement pertinent, + : pertinent, o : possible
Les paramètres de forage correspondent à la réponse du sol face à l'action du processus de forage. Lors de
l'interprétation, il convient d'analyser de près ces paramètres pour discerner l'influence de la machine de
forage (outil de forage, tiges de forage, tête de rotation et opérateur) qui peut être différenciée.
L'analyse de ces paramètres permet une interprétation initiale mais ne suffit pas pour interpréter le journal du
signal. D'autres méthodes sont décrites ci-dessous.
C.2 Paramètres composés
Les paramètres composés combinent des paramètres individuels en expressions d'indices énergétiques ou
empiriques qui reflètent la résistance du matériau géologique au forage. Ils ont été introduits comme moyen
de prendre partiellement en compte l'effet de la méthode de forage ainsi que la variabilité inhérente du massif.
C.2.1 Résistance à la pénétration
La résistance à la pénétration correspond à la durée d'une pénétration de 0,2 m mesurée en secondes [1].
PR = (t ) z =0, 2 m
30
(C.1)
ISO/WD 22476-X
Le paramètre de résistance à la pénétration permet d’évaluer efficacement la profondeur jusqu'à la roche, la
fermeté relative de la roche et la formation de fissures.
Une relation similaire est utilisée pour un autre paramètre composé nommé la résistance sol-roche :
RSR =
PE
VA
(C.2)
L'utilisation de ce paramètre est recommandée lorsque la poussée est mesurée. Il convient de rapporter
toute utilisation du marteau, comme indiqué dans l'Annexe D.
C.2.2 Indice d'altération
Les corrélations basées sur la vitesse d'avancement, la poussée de l'outil de forage et la densité relative des
matériaux non consolidés ou l'indice d'altération IA dans les roches peuvent être utilisés comme suit.
 P
V
I A = 1 + k 0 . E − k1 . A
Vmax
 Pmax



(C.3)
où
Pmax
est la poussée maximale sur outil mesuré dans le terrain ;
Vmax
est la vitesse d’avance théorique maximale mesurée sur terrain permettant de normaliser la vitesse
d’avance réelle ;
ko et k1 sont des paramètres empiriques calés selon les résultats de forage de l'essai d'étalonnage.
Cette relation est bien adaptée pour les sols rocheux et utilisée pour qualifier la ripabilité de la formation
soumise à l'essai.
C.2.3 Indice de Somerton
L'indice de Somerton Sd décrit la résistance au forage dans la roche. Cette relation a été développée en se
basant sur des résultats expérimentaux obtenus au laboratoire [3] :
 P
V A = 1,5.V R .D E 2
 S d .D



2
(C.4)
Pour un site donné et pour chaque formation géologique, il est possible d'étalonner des relations spécifiques
avec des paramètres géotechniques tels que le nombre de coups de l’essai de pénétration au carottier (SPT)
et la pression limite de l’essai au pressiomètre Ménard pl à l'aide de la relation (C.5) :
V 
S d ≈ PE . R 
 VA 
1
2
(C.5)
Pour les appareils de forage géotechniques, même si la vitesse de rotation n'est pas souvent enregistrée, le
foreur a tendance à conserver une vitesse constante tout au long de l'avancement. Par conséquent, l'indice
de Somerton peut être simplifié comme suit :
31
ISO/WD 22476-X
Sd ≈
PE
(C.6)
VA
Un exemple de résultats est comparé à la pression limite de Ménard à la Figure C.1. Notez qu'il est
uniquement valide pour un site et un sol spécifiques.
X
X
Sol sablo-argileux
avec graviers
Graviers avec
matrice argileuse
=
Argile à tendance
sablonneuse
Y
Po
Pi
Cr
VA
1
2
3
Y
Légende
1 : pression limite Ménard
2 : indice de Somerton Sd
3 : résistance sol-roche RSR
X : paramètre de forage calculé ou paramètre composé
Y : profondeur
Figure D.1 — Comparaison de l'indice de Somerton dans des profils de résistance sol-roche par
stratigraphie
C.2.4 Energie
L'estimation de l'énergie utilisée pour forer un trou à l'aide d'un outil spécifique peut être obtenue par
l'équation suivante (c.7) [4] :
32
ISO/WD 22476-X
E=
α .PE .V A + β .C R .2.π .VR + γ .pM .f
VA
(C.7)
où
α, β, γ est le coefficient d'efficacité du forage devant être estimé.
Pour les trous de forage peu profonds, une simplification du paramètre composé d'énergie de forage peut être
utilisée, combinant l'énergie et la profondeur de forage [5,6] :
ES ≈ PE . + CR .
VR
VA
(C.8)
Le terme PE est souvent négligé ce qui revient à utiliser le travail produit par le couple de rotation CR.
L'énergie de rotation par unité de pénétration est obtenue par :
ER =
C R .VR
VA
(C.9)
L'énergie de rotation est utile pour différencier les variations de dureté du sol ; toutefois, seul l'indice
d'altération permet de mieux classifier les matériaux plus souples malgré une variation de seulement 0 à 2.
33
ISO/WD 22476-X
X
X
Sol sablo-argileux
avec graviers
Galets avec
matrice argileuse
Argile à tendance
sablonneuse
Y
Po
Pi
Cr
VA
Y
1
2
Légende
1 : énergie spécifique ES
2 : indice d'altération IA
X : paramètre de forage calculé ou paramètre composé
Y : profondeur
Figure C2 — Exemple de profils à énergie spécifique et indice d'altération
Lorsqu'ils sont utilisés dans des matériaux non cimentés, ces paramètres permettent d'identifier les couches
de consistance variable (Figure C.2).
C.2.5 Interprétation informatisée
L'étude statistique appliquée aux paramètres de forage a pour objectif de déterminer les caractéristiques qui
définissent une zone homogène à des fins d'interprétation informatisée des profils. Il faut prendre en compte
que le forage est un système qui dépend de plusieurs variables de contrôle qui ne sont pas toujours
mesurées (usure, vitesse de rotation, etc.).
Les techniques appliquées sont soit basées sur des variables simples (moyenne, médiane, écart standard,
asymétrie, aplatissage, etc.) soit développées pour des variables spécifiques : indice d'homogénéité ou sur le
variogramme ou l'analyse d'autocorrélation.
34
ISO/WD 22476-X
Ces techniques exigent une certaine expérience sur le site local pour évaluer leur pertinence dans
l'application. Ces techniques ne sont pas traitées dans la présente norme.
35
ISO/WD 22476-X
Annex D
(informative)
Présentation graphique des paramètres de forage
Un exemple de rapport de paramètres de forage avec les informations nécessaires pour présenter les
résultats est donné à la Figure D.1.
D.1 Choix de l'échelle des axes
La présentation graphique des résultats d'essai doit utiliser la même échelle des axes.
Une échelle différente peut être utilisée en supplément pour une étude plus approfondie.
NOTE
Le format de présentation le plus courant est d'utiliser des échelles linéaires.
D.2 Présentation des résultats d'essai
Les résultats d'essai doivent être présentés sous forme de profils continus en fonction de la profondeur de
pénétration et de la longueur de pénétration. Les résultats d'essai devant être présentés sont les suivants :
Pour la classe MWD 1 :

Vitesse d’avance –profondeur/longueur

Poussée nette –profondeur/longueur
VA (m/h) – z (m)
PE (MPa) – z (m)



Pression du fluide de forage –profondeur/longueur

Débit du fluide de forage –profondeur/longueur

Vitesse de rotation de la tête de forage –profondeur/longueur VR (r/mn) – z (m)

Couple de rotation de la tête de forage –profondeur/longueur
VA (m/h) – z (m)
PE (MPa) – z (m)
(MPa) – z (m)
PI
QI (l/mn) – z (m)
CR (N.m) – z (m)



Pression du fluide de forage –profondeur/longueur
VA (m/h) – z (m)
PE (MPa) – z (m)
PI
(MPa) – z (m)
Les unités en kPa peuvent être utilisées en fonction de l'échelle des paramètres mesurés.
La présentation des résultats des essais MWD pour les classes MWD 1 et 2 doivent, si nécessaire, inclure au
moins des données sous forme de tableaux, comme indiqué en 8.1.
36
ISO/WD 22476-X
N° de projet : _______
Enregistrement des paramètres de forage
selon la norme EN/ISO 22476-15
Date : ___/___/___
Nom du client : ___________
Machine
Outil : ____________
Tiges : _______
Fluide de forage
Projet : ____________
Marque : _______
Usure avant forage :
Diamètre : ____
air

Lieu : _____________
Modèle : _______
0-20-40-60-80-100 %
Poids : _______
boue
_____
Identification du trou de forage : _____
N° de série : ______
Usure après forage :
Longueur : _______
mousse 
0-20-40-60-80-100 %
Position (précision)
profondeur /
X : ________(___) m
Méthode de forage :
heure
de : _____ / ___h____
Y : ________ (___) m
Enregistreur

rotation
Inclinaison :
rotation à percussions 
à : _____ / ____h____
Fabricant :
Modèle :
N° de série :
Z : ________m NGF
0-
100-
1-
99-
2-
98-
3-
Sa
Cl
forage
Desc.
VA
PO
PH
PI
CR
unité
unité
unité
unité
unité
trépan à molettes
101-
les couches du sol
Classif.
profondeur (m)
alt. (m)
Informations sur
Calc.
97-
4-
96-
5-
95-
6-
94-
7-
marteau
Cl
Nom du fichier de données : ________________________
Fréquence d'acquisition : _________________ ou étape de mesure : _________________
Date du dernier étalonnage des capteurs : ___/___/___
Date du dernier contrôle des capteurs : ___/___/___
Remarques (interruptions, obstructions, difficultés, etc.) :
Raison de l'arrêt du forage : ________________________
Nom de la société
Adresse
Tél :
Fax :
Personnes qualifiées
Signature :
Opérateur : _____________
Responsable : ____________
Figure D1 —Exemple de rapport de terrain pour l'enregistrement des paramètres de forage
37
ISO/WD 22476-X
38
ISO/WD 22476-X
Bibliographie
[1]
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Méthode d'essais des laboratoires des Ponts et Chaussées N°79, 54 p.
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39

PR NF EN ISO 22476-15 Avant-projet de norme

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