Brevet FR2077921A1 — publié le 19711105

La présente invention se rapporte à un filtre pour sondage de prise d'eau, du type dont l'enveloppe comprend de multiples bossages extérieurs percés d'orifices pour le passage de l'eau. Cette invention peut etre utilisée quand l'eau est prélevée par sondage des cOuches aquifères de sables à grains fins, petits grains et grains variés pour l'alimentation en eau, l'asséchage préliminaire et les prospections hydrogéologiques. Généralement de tels filtres sont montés dans les sondages sur un tubage dans la couche aquifère. Comme on le sait, des filtres de différentes constructions sont utilisés pour la prise d'eau par sondage des sables aquifères. Dans certains cas on utilise, pour la prise d'eau dans les sables à gros grains et grains moyens, des filtres ayant sur leur enveloppe des bossages (ponts) extérieurs (obtenus par enfoncement) avec des orifices latéraux sous forme de fentes pour le passage de l'eau. Dans d'autres cas, cette enveloppe se présente sous forme de crépine, de céramique poreuse ou d'un fil enroulé en spirale comportant des intervalles entre les spires pour le passage de l'eau. Pour la prise d'eau dans les sables à petits grains et grains fins on se sert de filtres connus de ce même type, mais le filtre dans le sondage est enrobé de gravier dans la zone de la couche aquifare. ans cet enrobage de gravier les filtres connus ne fonctionnent pratiquement pas dans les sables à petits grains et grains fins, car certains d'entre eux (crépines, céramiques poreuse) sont vite colmatés par le sable, alors que les autres (à fentes) laissent passer continuellement le sable dans le sondage. Toutefois, l'enrobage de gravier n'est possible que dans les sondages d'exploitation de grand diamètre à des profondeurs relativement faibles et pour etre réalisé exige une main d'oeuvre et des frais importants. Par conséquent, les filtres connus ne sont pas adaptés pour la prise d'eau dans des sondages de faible diamètre. En outre, les filtres connus ne fonctionnent pas d'une manière fiable dans les sables à petits grains et grains fins, meme lorsqu'ils sont enrobés de gravier, car le sable passe dans le sondage à certains endroits de l'enrobage de gravier, ces endroits étant très diffi ciles à dépister et à réparer. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés. On s'est donc proposé de créer un filtre dans lequel la forme des bossages sur l'enveloppe et la disposition des orifices sur les bossages seraient telles que le filtre pourrait etre utilisé pour la prise d'eau par sondage dans les sables à petits grains et grains fins, sans nécessiter un enrobage de gravier et avec une productivité plus élevée. Conformément à l'invention, les bossages sur l'enveloppe s'élargissent à leur base et les orifices pour le passage de l'eau sont disposés au sommet de ces bossages. Il est préférable que les bossages aient une forme conique ou pyramidale et une hauteur d'au moins 3mm mesurée depuis la surface extérieure de l'enveloppe. Grâce à la présence de tels bossages, il se forme près de chaque orifice, lors du pompage de l'eau, des cavernes ou enceintes relativement stables d'entraînement du sable, qui sont isolées les unes des autres ; le sable cesse alors d'etre entraîné lorsque la somme des surfaces de telles cavernes (surface de prise d'eau) atteint une valeur proche de la surface totale du filtre. C'est alors qu'a lieu l'équilibre hydrodynamique des forces entraînant le sable et des forces de pression hydrostatique de la colonne d'eau dans le sondage. Il est préférable également que l'orifice de chaque bossage ait des bords irréguliers aigus ou à pointes, et que la distance entre les orifices de deux bossages voisins soit d'au moins 1Omm. Les bords irréguliers des orifices contribuent à augmenter la stabilité de la caverne formée à sa sortie. L'avantage de l'invention réside avant tout dans le fait que le filtre proposé assure une augmentation du débit du sondage et exclut l'entraînement du sable. Un autre avantage de l'invention est la possibilité d'utiliser le filtre proposé dans les sondages de faible diamètre et de profondeur considérable. Encore un avantage de l'invention consiste en ce que le filtre en question est simple à fabriquer et d'un prix de revient peu élevé. Enfin, encore un avantage de 1' invention réside dans la stabilité de fonctionnement du filtre dans ies sables à petits grains et grains fins sans qu'il soit colmaté par le sable, ainsi que dans la possibilité d'utiliser le filtre dans les sondages forés avec emploi d'un mortier d'argile, sans que l'argile soit au préalable éliminé des parois du sondage. L'invention est expliquée dans ce qui suit par la description d'un exemple de réalisation donné à titre non limitatif, et par les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente le filtre proposé, avec coupe longitudinale partielle - la figure 2 est une vue partielle, à échelle agrandie, de l'enveloppe (en coupe) du filtre, et des cavernes formées près des oeifices des bossages. Comme indiqué sur la figure 1, le filtre proposé comprend une enveloppe 1 comportant des bossages extérieurs 2 de forme conique ou pyramidale de préférence d'au moins 3 m de haut par rapport à la surface extérieure de l'enveloppe, et des orifices 3 aux sommets desdits bossages.les arifices ont,de préférence, une 2 aire de section transversale allant jusqu'à 1,5 - 2 mm et sont destinés au passage de l'eau ; la distance entre les orifices 3 de deux bossages 2 voisins est de préférence d'au moins 10mm. Quand le filtre est utilisé sur des tubages longs et dans des sondages profonds, l'enveloppe 1 est fixée à une ossature 4 constituée par un tube métallique ou en amiante - ciment percé d'ouvertures 5 pour le passage de l'eau. L'enveloppe 1 est fixée à l'ossature 4 à l'aide de colliers 6 dtun diamètre supérieur à celui du filtre de ltépaisseur des bossages 2, afin que ces derniers ne soient pas endommagés quand lefiltre est abaissé dans le sondage. L'ossature 4 se termine par des filetages 7 pour le raccordement des éléments dans le tubage et le vissage à la colonne de tubes (non représentés) sur lesquels le filtre est descendu dans le sondage. Comme représenté sur la figure 2, des cavernes 8 isolées les unes des autres se forment dans le sable prèX des sommets des bossages 2 quand l'eau est pompée Les bords des orifices 7 des saillies ont des aspérités ou pointes irrégulières (de hauteurs différentes! qui contribuent à consolider la base de la caverne 8, tout comme les racines d'une plante lient le sol. Par son principe,le fonctionnement du filtre proposé peut et-re comparé à celui des sondages sans filtres dont les parois sont stables et ne s'écroulent pas quand l'eau coule. En fait, quand le filtre proposé est en service, le sable ne pénètre dans le sondage que durant la durée de son prépompage jusqu'au moment où l'eau s'éclaircit, ce qui a pour résultat la formation des cavernes dont il est question. Ensuite, le sable cesse de pénétrer dans le sondage. Le filtre est assemblé dans le tubage à l'aide d'éléments de raccordement ordinaires (filetés, à brides) quand il est placé dans le sondage. Essayés dans l'industrie, les filtres en question ont fonctionné sans défaillances dans les sondages forés avec emploi de mortier d'argile, sans que l'argile soit au préalable éliminé des parois de sondage. Le débit d'eau obtenu avec un filtre exploité dans des ccuches aquifères constituées par un sable d'une granulométrie de 0,25 à 0,001 mm à raison de 85 - 98 %, le diamètre du sondage étant de 108 - 146 mm; était de 50 à 100 m3h, ce qui est supérieur de 5 à 7 fois au débit des sondages équipés de filtres connus. Le filtre a été utilisé également pour la prise d'eaux minérales dans des sables à petits grains au moyen de sondages allant jusqu'à 1000mm, le débit obtenu étant également élevé (jusqu'à 50m5/h), le filtre ayant 89 - 108 mm de diamètre. Dans l'ensemble des cas, le sable cessait rapidement d'etre entraîne', ce qui permettait de réduire la durée de pompage du sondage. En outre, le filtre proposé a pu etre utilisé à plusieurs reprises, quand cela était nécessaire. La fabrication de tels filtres est pratiquement à la portée des ateliers desservant les entreprises de forage et ne possédant pas un matériel compliqué. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui @'a été d@@né q'a titre d'exemple. En partieulier, elle comprend tous les mo@ens constituant des équi@alents techniques des mo@ens dé@rits, ainsi que leurs combinaisons, si @elles-ci sont ex@@@@ées @elon l'esprit de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Filtre pour sondages de prise d'eau, du type comportant une enveloppe sur laquelle sont exHcu+ s de nombreux bossages g orifices pour le passage de l'eau, aractérisé en ne que lesdits bossages s'élargissent vers leur base et que lesdits orifices pour le passage de l'eau sont situés à leur sommet. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits bossages ont une forme conique ou pyramidale. 3.. Filtre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits bossages ont une hauteur d'au moins 3 mm par rapport à la surface extérieure de l'enveloppe. 4. Filtre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les orifices pour le passage de l'eau dans chaque bossage ont des bords irréguliers aigus ou à pointes. 5. Filtre selon l'une des revendications 1 à 4 caractériséen ce que la distance entre les orifices de deux bossages voisins est égale à au moins 10 mm.