Brevet FR2270394A1 — publié le 19751205

La présente invention est relative aux puits filtrants pour terrains aqui fères de structure calcaire. Dans ces puits2 le cuvelage est pourvu de barbacanes destinées à permettre l'accès, a ltintérieur du puits2 de l'eau de la nappe au sein de laquelle il se trouve placé. Ces barbacanes peuvent être ménagées au moment de la coulée du béton du cuvelage, ou, au contraire, être perforées en place. Dans ce dernier cas, la perforation est poursuivie sur une courte distance au-delà de la traversée du béton, jusqu'à ce que la venue d'eau en rende la poursuite impossible. Dans tous les cas, ces barbacanes sont très sujettes à obstruction par des morceaux du terrain qui viennent former clapet au niveau de l'ouverture2 empêchant ainsi l'arrivée de l'eau dans le puits. C'est pourquoi on a cherché depuis longtemps à améliorer l'entretien de ces puits2 par exemple par la technique de débouchage -des barbacanes décrite dans le brevet français 983. 562. La demanderesse a cherché à réalises des puits en terrains aquifères de nature calcaire qui soient totalement affranchis de ces sujétions. Elle a donc mis au point, à cet effet, un procédé d'amélioration et de maintien des propriétés filtrantes des puits à barbacanes-caractérisé en ce que les barbacanes sont prolongées par un drain faisant saillie sur la surface du cuvelage, et en ce que ce drain est poussé progressivement derrière une tete foreuse qui est enfoncée par rotation à partir du puits central, puis laissée en place à l'extrémité du drain lorsqu'est retirée la tige de commande de la tête foreuse. De préférence, la rotation de la tête foreuse se fait alternativement, dans un sens puis dans l'autre. T 'invention apporte également un dispositif pour lamie en oeuvre de ce procédé. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte - une tête foreuse constituée d'un manchon cylindrique dans lequel vient s'encastrer une lame d'attaque coaxiale au drain - le drain, constitué d'un tube perforé coaxial à la reste foreuse et qui est coiffé par cette dernière, la partie antérieure de ce drain venant s' encas- trer sur la partie postérieure de la lame d'attaque;; - un mandrin de guidage et d'entralnement, coaxial au drain et stenfi- lant dans ce dernier, et dont l'extrémité antérieure s'encastre dans la partie postérieure de la lame d'attaque, ce mandrin étant prolongé, à sa partie ar rière, par une prise adaptée en vue de son entraînement en rotation, laquelle rotation entraîne ensuite celle de la tête, qui fore ainsi progressivement l'em- placement du drain; et, - un manchon de blocage, coaxial au drain et au mandrin d'entraînement et qui solidarise ces deux éléments par leurs parties postérieures. Selon une caractéristique de ce dispositif, la lame d'attaque comporte une pointe triangulaire, et elle est encastrée, à sa partie postérieure, dans deux fentes diamétralement opposées prévues à cet effet dans ledit manchon cylindrique. Suivant une autre caractéristique de cette invention, le drain et le mandrin de guidage et d'entraînement sont respectivement pourvus, dans leur partie avant, d'encoches diamétralement opposées venant s'engager sur l'arrière de la lame d'attaque. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, non limitatif. Sur les dessins - la Figure 1 est une vue éclatée du dispositif utilisé pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention - la Figure 2 est une coupe schématique d'un puits à barbacaneSéquipé de drains mis en place derrière une tête foreuse rotative suivant l'invention. Ainsi qu'on l'a vu dans ce qui précède, ce dispositif comprend essen tiellement : le drain proprement dit 1, comportant à son extrémité antérieure la tette foreuse désignée en son ensemble par la référence 2, et à son extrémité postérieure le mandrin de guidage et d'entraînement 3 et le manchon de blocage 4. Le drain proprement dit 1 est constitué, par exemple, d'un tube perforé de PVC ou autre matière plastique, ou encore d'un tube métallique perforé, convenant pour le drainage. A sa partie antérieure, ce drain est entaillé, sur deux génératrices diamétralement opposées, d'encoches 5-5a s'engageant dans la partie arrière d'une lame d'attaque portée par la tête foreuse, comme décrit ci-après. La tête foreuse 2 comprend principalement : un manchon cylindrique 9 portant une lame d'attaque 6 plate, constituée d'une partie postérieure rec tangulaire se terminant à l'avant par un triangle isocèle dont les deux cotés égaux 7 et 8 sont affûtés pour faciliter la progression dans le terrain. La base du triangle isocèle constituant la partie arrière de la lame d'attaque est un peu plus large que le diamètre du drain I de façon à favoriser l'introduction dans le terrain du manchon porte-lame 9. Ce dernier est d'un diamètre légèrement supérieur a' celui du drain 1, dont il coiffe l'extrémité antérieure. I1 porte en outre, sur deux génératrices opposées, deux fentes 10 et 11 dans lesquelles s'encastre la partie arrière de la lame d'attaque.Pour garder à ce manchon un minimum de solidité2 la partie diamétrale arrière I2 de la lame d'attaque s'arrente à une distance2 par rapport à l'arrière du manchon, de l'ordre du diamètre de celui-ci. Le mandrin de guidage et d'entraînement 3 est constitué d'un tube dla- cier d'un diamètre légèrement inférieur à celui du drain 1 dans lequel il s'enfile. il présente à l'avant, comme le drain 1 lui-meme, deux entailles diamétralement opposées 13-13a qui s'engagent, elles aussi, sur la partie arrière 12 de la lame d'attaque 6. A sa partie arrière, ce mandrin est terminé par une pièce d'entrainement (non représentée) adaptée à une foreuse, par exemple pneumatique ou hydraulique, avec possibilité d'inversion du sens de marche. La pièce de blocage 4, en,fin, est un manchon cylindrique presentant à ses extrémités deux diamètres intérieurs distincts. A l'avant, le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur du drain 1. A l'arrière, le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur du mandrin 3, donc légèrement plus petit. Cette différence dans les diamètres intérieurs est obtenue, par exemple, en garnissant d'une chemise interne 14 la partie arrière d'un manchon cylindrique 15 ayant, sur toute sa longueur, un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur du drain 1. Sur trois génératrices équidistantes, deux trous radiaux, l'un avant, l'autre arrière, sont équipés de deux écrous, 16 à l'avant, 17 à l'arrière. Le trou sous l'écrou 16 traverse le manchon 15 ; le trou sous l'écrou 17 traverse à la fois le manchon 15 et la chemise interne 14. Des boulons vissés dans ces six écrous, après montage télescopique de l'ensemble, permettent de solidariser l'arrière du drain 1 et du mandrin 3 de façon à éviter toute torsion du drain2 malgré le frottement de celui-ci contre le terrain qui l'entoure, pendant la rotation du mandrin 3 qui est entraîné par la foreuse. Pendant le forage du drain en vue de sa mise en place, grâce à la tête foreuse, les déblais sont entraînés par l'eau qui les pousse vers le puits, où ils sont évacués à travers le mandrin de guidage et d'entrainement 3 grâce à l'équipement de la queue de ce dernier à l'aide d'un joint tournant. Quand le drain a été introduit dans le terrain à la profondeur voulue, le mandrin est retiré et le drain est muni provisoirement, au niveau du puits, d'un coude qui protège le puisatier contre la venue d'eau par ce drain. Ces drains sont utilisés, par exemple, en conjugaison avec un cuvelage monolithique 18, en béton armé, descendu dans la craie aquifère par havage, jusqu'à la profondeur voulue, grâce à la trousse coupante 19 qui équipe sa tranche inférieure. Pour enfoncer les drains, le béton peut être percé aux endroits voulus quand le cuvelage monolithique a été descendu à la profondeur voulue ; on peut, au contraire, préalablement percer le cuvelage d'un certain nombre de trous radiaux, qui sont simplement obturés pendant la descente. Les deux formules sont possibles, mais la première est plus généralement adoptée, car elle permet de sélectionner les niveaux aquifères repérés pendant la descente du cuvelage. Les drains sont forés radialement et mis en place par couronnes super- posées. Les éléments du drain sont conditionnés par le diamètre du puits, car la longueur du drain doit ventre inférieure au diamètre du puits, compte tenu de la place occupée par la foreuse, Pour réaliser de tels puits, nettement améliorés en ce qui concerne leurs propriétés filtrantes, il est particulièrement économique d'utiliser des drains plastiques,malgré leur faible résistance et la dureté du terrain; en effet, le mandrin de guidage et d'entraînement 3 en acier leur donne, pendant la mise en place, la rigidité voulue. Par ailleurs, cette amélioration spécifique des caractéristiques filtrantes ne s'oppose en rien aux opérations communément appliquées dans ce genre de captage, en particulier l'emploi d'acide chlorhydrique pour le nettoyage des fissures, lequel devient encore plus efficace grâce à la présente invention, car l'action de l'acide pourra se faire sentir à une distance du puits beaucoup plus importante que dans les puits classiques simplement percés de barbacanes. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée a' l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATION S 1 - Procédé d'amélioration et de maintien des propriétés filtrantes d'un puits à barbacanes, caractérisé en ce que les barbacanes sont prolongées par un drain faisant saillie sur la surface du cuvelage, et en ce que ce drain est poussé progressivement derrière une tête foreuse qui est enfoncée par rotation à partir du puits central puis laissée en place à l'extrémité du drain lorsqu'est retirée la tige de commande de la tête foreuse. Z - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rotation de la tête foreuse se fait alternativement dans un sens puis dans l'autre. 3 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte: une tête foreuse (2) constituée d'un manchon cylindrique (9) dans lequel vient s'encastrer une lame d'attaque (6) coaxiale au drain ; le drain (1), constitué d'un tube perforé coaxial à la tête foreuse et coiffé par cette dernière, la partie antérieure de ce drain venant s'encastrer sur la partie postérieure de la lame d'attaque (6) un mandrin de guidage et d'entraînement (3), coaxial au drain et s'enfilant dans ce dernier, et dont l'extrémité antérieure s'encastre dans la partie postérieure de la lame d'attaque, ce mandrin étant prolongé, à sa partie arrière, par une prise adaptée en vue de son entraînement en rotation, cette rotation entraînant ensuite celle de la tête, qui fore ainsi progressivement l'emplace- ment du drain; et, un mandrin de blocage (4), coaxial au drain (1) et au mandrin d'entraînement (3), et qui solidarise ces deux éléments par leurs parties postérieures. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la lame d'attaque (6) comporte une pointe triangulaire, et elle est encastrée, à sa partie postérieure, dans deux fentes diamétralement opposées (10-11) prévues à cet effet dans le manchon cylindrique (9). 5 - Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le drain (1) et le mandrin de guidage et d'entraînement (3) sont respectivement pourvus, dans leur partie avant, d'encoches (5-5a ; I3-13a) diamétralement opposées, venant s'engager sur l'arrière de la lame d'attaque (6). 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la lame d'attaque (6) déborde latéralement le manchon cylindrique (9). 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la lame d'attaque (6) comporte, de l'avant vers l'arrière, un r triangle isocèle, puis un rectangle, le triangle isocèle s1 étendant quelque peu au-defa de la tranche avant du manchon cylindrique (9). 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 72 caractérisé en ce que les côtés (7-8) de la pointe de la lame d'attaque (6) sont affûtées. 9 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon de blocage (4)présente à ses extrémités deux diamètres intérieurs distincts à l'avant, le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur du drain (1), et à l'arrière, le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur du mandrin d'entraînement (3). 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la différence de diamètres intérieurs du manchon de blocage (4) est obtenue en garnissant d'une chemise interne (14) la partie postérieure d'un manchon cylindrique (15) ayant, sur toute sa longueur, un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur du drain (1). 1 1 - Dispositif selon l'une des revendications 8 à I0, caractérisé en ce que ledit manchon de blocage (4) est pourvu d'écrous dans lesquels se vissent des boulons après montage télescopique de l'ensemble, afin de solidariser l'arrière du drain (1) et du mandrin (3) pour éviter toute torsion du drain. 12 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, mettant en oeuvre un dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que les drains faisant saillie au-delà des barbacanes du puits sont utilisés en association avec un cuvelage monolithique (18), descendu dans le terrain par havage, équipé sur sa tranche inférieure dlune trousse coupante (19).