Brevet FR2669461A1 — publié le 19920522

va présence invention a pour objet un procédé d'obturation d'un puits minier cylindrique à l'aide d'un bouchon vissé, en vue de réaliser sa fermeture sûre et inviolable. On sait l'importance attachée à l'obturation de certains puits, notamment de ceux où sont entreposés des déchets radioactifs, et les difficultés rencontrées pour réaliser une fermeture offrant toutes les garanties d'étancheité et d'inviolabilité. En effet il est impossible d'avoir recours à des moyens d'obturation en béton, ce matériau n'offrant pas une résistance suffisante dans le temps, et d'autre part il est souhaitable de mettre en oeuvre un matériau de composition identique à celle du terrain, en vue d'éviter des réactions chimiques qui conduiraient à la dégradation progressive du système d'obturation. La présente invention vise à apporter une solution à ce problème en proposant un procédé d'obturation par bouchon vissé qui réponde aux exigences en ce domaine. La présente invention a ainsi pour objet un procédé d'obturation d'un puits minier cylindrique, qui se caractérise essentiellement en ce que le filetage femelle est confectionné directement dans la roche en place, tandis que le bouchon mâle, fileté au même pas, est taillé dans une roche de même nature, par exemple dans la carotte d'un forage voisin, l'étanchéité étant assurée en fond du filetage femelle par le contact d'un tronc de cône terminant le bouchon mâle avec une surface adaptée de la partie femelle servant d'appui, par exemple un épaulement arrondi. Conformément à l'invention, la partie femelle de l'assemblage est réalisée par creusement, à l'aide d'une sondeuse et d'un gros carottier, d'une tête de puits cylindrique dont le diamètre est sensiblement supérieur à celui de la suite de l'ouvrage, ce diamètre pouvant être par exemple de 700 mm pour un puits dont le diamètre est de 500 mm. Après creusement de la tête de puits cylindrique, le creusement du filetage femelle peut être réalisé selon un procédé de fraisage dérivé de l'usinage des métaux, à l'aide d'une fraise dont la forme est celle du profil choisi pour le filetage et dont les éléments actifs sont adaptés à la nature de la roche (produits ultra-durs et produits diamantés). Toutefois le filetage femelle peut être également réalisé selon un procédé nouveau, dans lequel les portées des filetages sont créées par sciage de la roche à l'aide d'une scie diamantée: le fond du filet étant ensuite creusé en détruisant la roche entre les deux traits de scie choisis pour délimiter la gorge. Cette destruction peut se faire à partir de nouveaux sciages intermédiaires ou au moyen d'un outil percutant muni de pions ou de plaquettes de carbure, ou par toute autre méthode. Enfin un autre procédé également nouveau peut être mis en oeuvre pour réaliser le filetage femelle, ce procédé utilisant intégralement la technique de percussion ou de roto-percussion pour le creusement de la gorge et des portées du filet. Le filetage femelle réalisé conformément au procédé selon l'invention comprend de préférence des pas de 2 à 6 filets au mètre, qui semblent bien adaptés à des diamètres allant de 0,5 m à 1,50 m, les profondeurs de filet étant de préférence comprises entre 50 mm et 150 mm. Le profil des filets dudit filetage femelle peut être de toute forme connue, toutefois, afin d'éviter les amorces de rupture, les fonds de filet sont de préférence arrondis. D'autre part, si l'on réalise les portées des filets par sciage, il est nécessaire que ces portées soient parallèles. Enfin on réalisera de préférence des filetages cylindriques car ils ne requièrent une bonne précision d'usinage que sur la portée d'étanchéité, contrairement aux filetages coniques qui, eux, nécessitent un usinage de précision dans leur intégralité. Conformément à l'invention, le raccordement entre le fond de la partie filetée femelle et la suite de l'ouvrage présente une forme arrondie convexe et un bon état de surface pour servir d'appui à l'extrémité tronconique du bouchon et assurer ainsi l'étanchéité de l'assemblage. Ce raccordement peut être usiné à l'aide de la sondeuse et d'outils de forme, de manière connue en soi. Toujours conformément à l'invention le tête de puits et son filetage femelle sont protégés par un tubage fileté mâle pendant toute la durée du creusement de la suite de l'ouvrage, avant la mise en place du bouchon. Ce tubage de protection peut être réalisé en n'importe quel métal approprié comme l'aluminium, et il peut être avantageusement utilisé comme gabarit pour contrôler la bonne exécution du filetage de tête de puits. Au-delà de la tête de puits filetée conformément au procédé selon l'invention, la poursuite du creusement de l'ouvrage pourra être réalisée selon la technique la mieux adaptée à la nature de la roche, aux conditions géologiques et à la profondeur requise. Conformément à l'invention, la partie mâle de l'assemblage présente la forme d'un bouchon dont le filetage peut être réalisé par tournage d'une carotte de diamètre approprié, avec un outil de coupe sur un tour pour gros diamètre, ou par découpe à la fraise de forme. Toutefois ledit filetage mâle peut être également réalisé, selon un procédé nouveau, par sciage des portées des filets à l'aide d'une scie diamantée, de la même manière que pour le filetage femelle, les fonds de filets étant de préférence arrondis afin d'éviter des amorces de rupture. Enfin le filetage mâle peut être réalisé, comme le filetage femelle, selon un autre procédé également nouveau utilisant intégralement la technique de percussion ou de rotopercussion pour le creusement de la gorge et des portées du filet. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre dans n'importe quel type de roche dure, mais préférentiellement dans le granit. Il peut d'autre part être mis en oeuvre pour obturer n importe quel type de puits, forage ou galerie cylindriques. Enfin, pour parfaire l'étanchéité de l'assemblage réalisé selon le procédé de l'invention, du sable peut être déversé dans la tête de puits au fur et à mesure du vissage du bouchon, lequel peut être effectué au moyen d'une machine appropriée. Dans ce cas, le sable mis en oeuvre est de préférence de la poudre de la roche dans laquelle la tête de puits est creusée. Les caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un de ses modes de mise en oeuvre illustré par le dessin annexé, étant bien entendu que cette description ne présente aucun caractère limitatif vis-à-vis de l'invention. Dans le dessin annexé - la figure 1 représente une vue en coupe d'une tête de puits réalisée conformément au procédé d'obturation selon l'invention, avec son bouchon mis en place. - la Eigure 2 représente une vue en perspective de ce iilême bouchon. Si l'on se réfère d'abord à la figure 1, on voit que la tête de puits 1 est creusée cylindriquement, son diamètre D1 étant sensiblement supérieur à celui, dl, de la suite 3 de l'ouvrage. Un filetage femelle 11, cylindrique, est creusé dans la roche selon l'un ou l'autre des procédés exposés ci-dessus, par exemple par fraisage, les fonds de filet 12 étant arrondis. Le filetage femelle 11 est raccordé à la suite 3 de l'ouvrage au moyen d'un épaulement arrondi 13, de forme convexe. Le bouchon fileté 2, réalisé dans une roche de même nature, comprend une tête 21 de diamètre d2 légèrement inférieur à celui, D2, de l'ouverture 15 du puits, ce dernier étant égal à la largeur, en fond des filets 11, de la tête de puits 1. Le bouchon 2 comporte un filetage mâle 22 réalisé de la même manière que le filetage femelle 11 de la tête de puits 1, et de dimensions adaptées à ce dernier, les fonds de filets 23 étant arrondis. A son extrémité inférieure, le bouchon 2 est terminé par un élément tronconique 25 adapté à prendre appui sur l'épaulement convexe 13 qui termine la tête de puits 1. L'usinage des filetages mâle et femelle des parties 1 et 2 est réalisé avec une bonne précision sur les portées en contact 14 et 24, de manière à assurer l'étanchéité de l'assemblage, laquelle est complétée par le contact entre l'extrémité tronconique 25 du bouchon 2 et l'épaulement 13 de la tête de puits 1. Si on se réfère maintenant à la figure 2, on voit sur cette figure le bouchon 2 de la figure 1 avec sa tête 21, son filetage mâle 22 et les fonds de filets arrondis 23, ainsi que son extrémité tronconique 25. Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède d'un de ses modes de réalisation, susceptible de subir un certain nombre de modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Notamment, le creusement de la suite de l'ouvrage peut intervenir préalablement à la réalisation du filetage femelle de la tête de puits. REVENDICATIONS Procédé d'obturation, notamment d'un puits cylindrique creusé dans une roche dure, à l'aide d'un bouchon fileté mâle, caractérisé en ce que dans un premier temps on creuse une tête de puits cylindrique (1) dont le diamètre D1 est supérieur à celui dl de la suite (3) de l'ouvrage ; que dans un deuxième temps on creuse dans ladite tête de puits (1) un filetage femelle (11) dont les fonds de filets (12) sont arrondis ; que dans un troisième temps on réalise l'usinage du raccordement entre le fond de la tête de puits (1) et la suite (3) de l'ouvrage, en vue d'obtenir un raccordement (13) arrondi et convexe ; et que dans un quatrième temps on réalise un filetage mâle (22) correspondant au filetage femelle (11) dans un bouchon (2) formé d'un bloc cylindrique du même matériau naturel que celui de la tête de puits (1), surmonté d'une tête (21) dont le diamètre d2 est légèrement inférieur à celui, D2, de l'ouverture de la tête de puits (1), le diamètre D2 étant égal à la largeur en fonds de filets (12) de la tête de puits (1), ledit bouchon fileté (2) se terminant par une partie tronconique (25) destinée à venir en appui sur le raccordement convexe (13) entre la tête de puits (1) et la suite (3) de 1' ouvrage. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de puits (1) est protégée, durant toute la durée du creusement de la suite (3) de l'ouvrage, par un tubage fileté mâle susceptible d'être utilisé comme gabarit pour contrôler la bonne exécution du filetage (11) de ladite tête de puits (1). 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filetages tant de la tête de puits (1) que du bouchon (2) sont réalisés par fraisage à l'aide d'une fraise de forme ayant le profil du filetage choisi et dont les éléments actifs sont adaptés à la nature de la roche. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filetages de la tête de puits (1) et du bouchon (2) sont réalisés par sciage de la roche à l'aide d'une scie diamantée, suivi d'un creusement des fonds de filets (12, 23) par destruction de la roche entre les deux traits de scie choisis pour délimiter la gorge. 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la destruction de la roche est opérée à partir de nouveaux sciages intermédiaires ou à l'aide d'un outil percutant muni de pions ou de plaquettes de carbure. 6) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filetages de la tête de puits (1) et du bouchon (2) sont réalisés en utilisant intégralement la technique de percussion ou de roto-percussion pour le creusement de la gorge et des portées (14, 24) des filets (11, 22). 7) Procédé selon l'un quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pas des filetages de la tête de puits (1) et du bouchon (2) sont de l'ordre de 2 à 6 filets au mètre pour des diamètres allant de 0,5 m à 1,5 m. 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les profondeurs des filets (11, 22) sont comprises entre 50 mm et 150 mm. 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on parfait l'étanchéité de l'assemblage au moyen de sable déversé dans la tête de puits (1) pendant le vissage du bouchon (2).