Brevet FR3162784A1 — publié le 20251205

L’invention concerne une tête de forage (1) pour outil de forage, ladite tête de forage (1) s’étendant selon un axe longitudinal (Z) et comportant une extrémité de forage (10) et une extrémité de fixation (11), ladite extrémité de fixation (11) étant configurée pour être montée sur ledit outil de forage, ladite extrémité de forage (10) comprenant un centre (10-A) et au moins une paire d’électrodes (100), ladite au moins une paire d’électrodes (100) comprenant une électrode haute-tension (100-1) et une électrode de masse (100-2), ladite électrode haute-tension (100-1) et ladite électrode de masse (100-2) étant alignées radialement avec le centre (10-A) de l’extrémité de forage (10), ladite extrémité de forage (10) comprenant au moins une électrode intermédiaire (102) montée entre l’électrode haute-tension (100-1) et l’électrode de masse (100-2), ladite électrode intermédiaire (102) étant montée sur un support isolant (104). Figure pour l’abrégé : Figure 1 Tête de forage à électrode intermédiaire La présente invention se rapporte au domaine de la fracturation des roches et concerne plus particulièrement une tête de forage à électrode intermédiaire. Dans le domaine du forage, il est connu d’utiliser des outils de forage rotatifs pour creuser la roche. Dans une solution connue, ce type d’outil comporte un trépan, comportant des dents, qui creuse la terre ou la roche par rotation. Pour les forages profonds, l’outil de forage est configuré de telle sorte qu’un liquide de forage, qui peut être à base d’eau ou d’huile, puisse s’écouler à travers le trépan pour assurer l’évacuation des débris de roche. Un tel forage rotatif purement mécanique peut s’avérer particulièrement chronophage et coûteux, en particulier pour les roches dures, et d’autant plus à des fortes profondeurs. Une autre solution connue consiste à utiliser un outil de hautes puissances pulsées qui déclenche des arcs électriques dans la roche à partir d’une électrode haute-tension et d’une électrode de masse soumises à une différence de potentiel élevé, par exemple de l’ordre de quelques dizaines de kilovolts à quelques centaines de kilovolts. Cependant, cette solution s’avère limitée en termes de vitesse de forage et contraignante pour la durée de vie des composants soumis à la haute tension. Le document US8172006B2 concerne un outil de forage dont le trépan comporte des électrodes d’électro-broyage. Dans une forme de réalisation décrite à la figure 5 de ce document, le trépan comporte à la fois des dents et une électrode haute-tension entourée par une électrode de masse annulaire. Les impulsions électriques ne sont donc concentrées qu’au centre de la tête de l’outil, ce qui peut en limiter l’efficacité et présente donc un inconvénient. En outre, les électrodes peuvent être endommagées car elles sont directement exposées à la roche lors de la rotation du trépan. Dans une forme de réalisation décrite à la figure 6 de ce document, le trépan comporte des rangées de dents, une électrode haute-tension et une électrode déportée disposée à la place d’une rangée de dents. En outre, il n’est pas certain que les impulsions électriques soient générées efficacement, car cela dépend de la distance entre les électrodes haute-tension et les électrodes de masse qui doit être maximisée pour une tension donnée afin de maximiser l’efficacité de la décharge. Il existe donc un besoin pour une solution simple et efficace permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients. Dans ce but, l’invention a tout d’abord pour objet une tête de forage pour outil de forage, ladite tête de forage s’étendant selon un axe longitudinal et comportant une extrémité de forage et une extrémité de fixation, ladite extrémité de fixation étant configurée pour être montée sur ledit outil de forage, ladite extrémité de forage comprenant un centre et au moins une paire d’électrodes, ladite au moins une paire d’électrodes comprenant une électrode haute-tension et une électrode de masse, ladite électrode haute-tension et ladite électrode de masse étant alignées radialement avec le centre de l’extrémité de forage, ladite extrémité de forage comprenant au moins une électrode intermédiaire montée entre l’électrode haute-tension et l’électrode de masse, ladite électrode intermédiaire étant montée sur un support isolant, ledit support isolant pouvant être rattaché soit à l’électrode de masse, soit à l’électrode haute-tension, soit à la fois à l'électrode de masse et à l'électrode haute-tension. Le support isolant permet le montage de l’électrode intermédiaire de manière simple et efficace. Cette configuration de la tête de forage permet de créer deux arcs électriques successifs en série entre l’électrode intermédiaire placée entre les deux électrodes et la paire d’électrodes, en s’assurant que ces arcs électriques se propagent dans le matériau rocheux de façon à générer deux ondes de pression dynamique qui fracturent la roche. La conception du support isolant permet d’éviter que la décharge s’effectue dans la tête de forage plutôt que dans la zone du matériau rocheux, du granite par exemple, et assure que la fracturation soit renforcée par la double décharge et soit efficace en passant effectivement dans la roche. De préférence, l'extrémité de fixation comportant un bord périphérique, l’électrode haute-tension est montée au niveau dudit bord périphérique et l’électrode de masse est montée radialement entre l’électrode haute-tension et le centre de l’extrémité de forage ou au centre de l'extrémité de forage. Cette configuration permet d’éloigner l’électrode haute-tension d’éléments reliés à la masse électrique qui pourraient créer des décharges ailleurs que dans le matériau rocheux. En variante, l'extrémité de fixation comportant un bord périphérique, l’électrode de masse est montée au niveau dudit bord périphérique et l’électrode haute-tension est montée radialement entre l’électrode de masse et le centre de l’extrémité de forage ou au centre de l'extrémité de forage. De préférence, l’extrémité de forage délimite une cavité interne débouchant sur l’extérieur entre l’électrode haute-tension et l’électrode de masse et le support isolant est disposé dans ladite cavité interne. La cavité interne permet, lors du forage, le passage du liquide de forage qui permet l’évacuation des débris de coupe et évite que les arcs électriques entre les électrodes ne se développent ailleurs que dans le matériau rocheux à fracturer. Avantageusement, la tête de forage est configurée pour que des liquides de forage, notamment à base d’eau, s’écoulent à travers ladite tête de forage entre son extrémité de forage et son extrémité de fixation. Le liquide de forage s’écoule autour du support isolant, ce dernier permettant, dans le cas d’un liquide à base d’eau, d’augmenter la résistance de la chambre en diminuant les surfaces des électrodes en regard. L’efficacité du système est alors augmentée en permettant d’utiliser des distances inter-électrodes plus importantes. Dans le cas d’un liquide de forage à base d’huile, sa résistance étant grande, la conception de l’électrode intermédiaire, de son support isolant et de la cavité interne doit être telle que la capacité parasite entre l’électrode intermédiaire et la masse soit supérieure à celle entre l’électrode haute tension et l’électrode intermédiaire, par exemple au moins deux fois supérieure, afin de conserver la majorité de la tension aux bornes de l’électrode haute tension et de l’électrode intermédiaire avant le claquage et maximiser ainsi la distance inter-électrode et donc l’efficacité du dispositif. Avantageusement, l’au moins une électrode intermédiaire comporte une extrémité externe, orientée vers l’extérieur de l’extrémité de forage et s’étendant entre l’électrode haute-tension et l’électrode de masse, et une extrémité interne, opposée à l’extrémité externe et qui s’étend dans la cavité interne. Au niveau de l’extrémité externe, qui est la portion de l’électrode intermédiaire destinée à venir près ou contre le matériau rocheux, la distance entre l’électrode haute-tension et l’électrode intermédiaire et la distance entre l’électrode intermédiaire et l’électrode de masse, sont inférieures aux distances entre ces mêmes éléments et l’extrémité interne. De préférence, l’extrémité externe possède des formes saillantes afin de renforcer le champ électrique, assurant ainsi que l’arc électrique entre l’électrode haute-tension et l’électrode intermédiaire et l’arc électrique entre l’électrode intermédiaire et l’électrode de masse se développent bien dans le matériau rocheux à fracturer et non à l’intérieur de la tête de forage, ce qui réduirait notablement l’efficacité du dispositif. Avantageusement encore, l’électrode intermédiaire comportant une partie médiane entre son extrémité externe et son extrémité interne, l’extrémité interne est reliée au support isolant au niveau de ladite partie médiane. Le support isolant est ainsi simple à usiner et l’électrode intermédiaire peut être ainsi réalisée en deux parties qui sont montées lors de la fabrication de part et d’autre de l’isolant, par exemple par vissage ou soudage. De préférence, l’extrémité interne de l’électrode intermédiaire présente une forme arrondie, de préférence sphérique. L’absence d’angle saillant qui résulte de la forme sphérique permet de limiter le champ électrique dans l’extrémité interne de l’électrode intermédiaire qui pourrait déclencher une décharge dans la tête de forage plutôt que dans la roche, ce qui réduirait notablement l’efficacité au dispositif. Selon un aspect de l’invention, le support isolant est disposé dans la cavité interne à une distance prédéterminée non nulle de l’extrémité de forage, de préférence au moins 3 mm, de préférence encore 4 mm, de façon à créer un espace entre ladite extrémité de forage et le support isolant. L’espace entre le support isolant et l’extrémité de forage permet lors du forage un passage suffisant du liquide de forage pour permettre d’éviter que les arcs électriques entre les électrodes se développent ailleurs que dans la roche à fracturer. En variante ou en complément, le support isolant présente un renfoncement, de préférence de forme arrondie ou sphérique, qui s’étend depuis l’extrémité de forage entre l’électrode intermédiaire et l’électrode haute-tension. Ce renfoncement permet d’assurer que l’arc électrique entre l’électrode haute-tension et l’électrode intermédiaire se développe dans le matériau rocheux à fracturer et non le long du support isolant, en créant un espace isolant, rempli de la boue constituée par le liquide de forage et les éclats de roche. Avantageusement, l’extrémité de forage telle que présentée comprend une pluralité de paires d’électrodes, et une pluralité d’électrodes intermédiaires, de préférence le même nombre. La fracturation électrique de la roche est donc plus efficace car les électrodes, donc les arcs électriques, sont réparties sur toute l’aire de l’extrémité de forage. De préférence, l’extrémité de forage comporte une pluralité d’organes de forage, chaque organe de forage comprenant une lame, s’étendant en saillie depuis la surface externe de l’extrémité de forage, et une pluralité de dents de forage s’étendant depuis ladite lame, par exemple en étant disposées côte-à-côte entre une première dent de forage située dans la partie centrale de l’extrémité de forage et une dernière dent de forage située à la périphérie de l’extrémité de forage. Le forage du matériau rocheux est donc d’autant plus efficace que les organes de forage permettent une coupe mécanique qui est facilitée par la fracturation électrique. Dans une forme de réalisation préférentielle, la tête de forage telle que présentée est un trépan, ledit trépan comprenant un corps de trépan présentant d’une part l’extrémité de forage et d’autre part l’extrémité de fixation du trépan à un ensemble de rotor de l’outil de forage. L’invention concerne également un procédé de fracturation de roche mis en œuvre par une tête de forage telle que présentée, ladite tête de forage étant reliée à un générateur de hautes puissances pulsées configuré pour alimenter en tension l’électrode haute-tension, et étant au contact ou à proximité immédiate, par exemple moins de 20 cm, d’un matériau rocheux, ledit procédé comprenant les étapes de : - génération, par le générateur de hautes puissances pulsées, d’une tension entre l’électrode haute-tension et l’électrode intermédiaire, - génération dans le matériau rocheux d’un premier arc électrique contournant le support isolant entre l’électrode haute-tension et l’électrode intermédiaire, dû à la différence de potentiel électrique entre l’électrode haute-tension et l’électrode intermédiaire, - transfert du potentiel de l’électrode haute-tension vers l’électrode intermédiaire via le premier arc électrique, - génération dans le matériau rocheux d’un deuxième arc électrique contournant le support isolant entre l’électrode intermédiaire et l’électrode de masse, dû à la différence de potentiel entre l’électrode intermédiaire et l’électrode de masse, - augmentation, par le générateur de hautes puissances pulsées, du courant circulant dans le premier arc électrique et le deuxième arc électrique, - fracturation du matériau rocheux par l’expansion du plasma du premier arc électrique et du deuxième arc électrique générés et la propagation des ondes de pression dynamique qui en résultent. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 La FIG. 1 illustre schématiquement une vue en coupe radiale d’une forme de réalisation de la tête de forage selon l’invention. FIG. 2 La FIG. 2 illustre schématiquement une électrode intermédiaire telle qu’utilisée dans la tête de formage selon l’invention. FIG. 3 La FIG. 3 illustre schématiquement un organe de forage tel que présent sur la tête de forage selon l’invention. FIG. 4 La FIG. 4 représente schématiquement le procédé de fracturation de roche réalisé par la tête de forage selon l’invention. La FIG. 1 illustre schématiquement un exemple de tête de forage 1 selon l’invention au contact ou très proche d’un matériau rocheux 2 à forer. Tête de forage 1 La tête de forage 1 comprend une extrémité de forage 10 et une extrémité de fixation 11. La tête de forage 1 est configurée pour tourner autour d’un axe longitudinal Z lors des opérations de forage. De façon connue en soi, la tête de forage 1 est configurée pour laisser s’écouler un liquide de forage destiné à évacuer les débris du matériau rocheux 2 foré. Pour des raisons de clarté, les conduites de liquide de forage ne sont pas représentées sur les figures. Extrémité de forage 10 En référence à la FIG. 1 , l’extrémité de forage 10 comprend un centre 10-A, une paire d’électrodes 100, une électrode intermédiaire 102, un support isolant 104, une cavité interne 106 et un organe de forage 108. La FIG. 1 représente une coupe radiale de la tête de forage 1 s’étendant depuis son axe longitudinal Z. De préférence, la tête de forage 1 entière comprend une pluralité de paires d’électrodes 100 et d’électrodes intermédiaires 102, avec une électrode intermédiaire 102 pour chaque paire d’électrodes 100. Paire d’électrodes 100 Chaque paire d’électrodes 100 comprend une électrode haute-tension 100-1 et une électrode de masse 100-2. Comme représenté sur la FIG. 1 , l’électrode haute-tension 100-1 est située sur à proximité du bord de l’extrémité forage 10 de la tête de forage 1. L’électrode de masse 100-2 est située à l’intérieur de l’extrémité de forage 10 de la tête de forage 1 de façon à être alignée radialement avec l’électrode haute-tension 100-1 correspondante de la paire d’électrodes 100. L’électrode haute-tension 100-1 présente un angle saillant au contact ou très proche du matériau rocheux 2 et dirigé vers l’électrode de masse 100-2. L’électrode de masse 100-2 présente un angle saillant au contact ou très proche du matériau rocheux 2 et dirigé vers l’électrode haute-tension 100-1. L’électrode haute-tension 100-1 et l’électrode de masse 100-2 sont reliées à un générateur de hautes puissances pulsées 110 par un circuit électrique 111, qui permet de faire circuler une charge électrique entre la paire d’électrode 100 et le générateur de hautes puissances pulsées 110. Electrode intermédiaire 102 Comme représenté sur la FIG. 1 , l’électrode intermédiaire 102 est située à l’intérieur de l’extrémité de forage 10 entre l’électrode haute-tension 100-1 et l’électrode de masse 100-2 de la paire d’électrodes 100 correspondante. Comme représenté sur la FIG. 2 , l’électrode intermédiaire 102 comprend une extrémité externe 102-1, une extrémité interne 102-2 et une partie médiane 102-3. L’électrode intermédiaire 102 est réalisée dans un matériau électriquement conducteur, un matériau métallique par exemple. L’extrémité externe 102-1 présente des angles saillants, dirigés dans la direction de l’électrode haute-tension 100-1 et de l’électrode de masse 100-2 comme représenté sur la FIG. 1 . L’extrémité interne 102-2 présente une forme arrondie sans angle saillants, par exemple une forme sphérique comme représenté sur les figures 1 et 2. De préférence, l’électrode intermédiaire 102 est en deux parties, une correspondante à l’extrémité externe 102-1 et la partie médiane 102-3, et l’autre correspondant à l’extrémité interne 102-2. Ces deux parties sont montées de part et d’autre du support isolant 104 de façon à fixer l’électrode intermédiaire 102 dessus, par exemple en vissant les deux parties à travers. Dans cette configuration, la partie médiane 102-3 est enfilée dans le support isolant 104. Support isolant 104 Comme représenté sur la FIG. 1 , le support isolant 104 est fixé dans le corps de la tête de forage 1 et s’étend dans la cavité interne 106. Le support isolant 104 est réalisé en un matériau électriquement isolant, par exemple un matériau plastique. Le support isolant 104 s’étend de façon à être au contact ou très proche de l’électrode haute-tension 100-1 et de l’électrode intermédiaire 102 de façon à isoler électriquement l’électrode intermédiaire 102 de l’électrode haute-tension 100-1. En variante ou en complément, le support isolant 104 peut être au contact de l’électrode de masse 100-2. De préférence, le support isolant 104 comprend un perçage pour recevoir la partie médiane 102-3 de l’électrode intermédiaire 102. Cavité interne 106 La cavité interne 106 est formé dans l’extrémité de forage 10 et débouche sur un espace 106-1 formé entre le support isolant 104 et le matériau rocheux 2 lorsque l’extrémité de forage 10 est en appui contre ledit matériau rocheux 2, comme illustré sur la FIG. 1 . De préférence, plusieurs cavités internes 106 sont formées dans l’extrémité de forage 10 (une cavité 106 autour de chaque électrode intermédiaire 102). Alternativement, une unique cavité interne 106 s’étendant intégralement de façon circulaire dans l’extrémité de forage 10 autour de l’axe longitudinal Z peut être formée de façon à englober toutes les électrodes intermédiaires 102 présentes dans la tête de forage 1. L’espace 106-1 permet l’écoulement du mélange de matériau rocheux 2 broyé et du liquide de forage injecté dans l’outil de forage (de l’eau ou des liquides huileux) qui s’écoule lors du forage. Comme représenté sur la FIG. 1 , l’espace 106-1 débouche dans un renfoncement 106-2 formé dans le support isolant 104 au voisinage de l’électrode haute-tension 100-1. De préférence, le renfoncement 106-2 est de forme arrondie ou sphérique. Organe de forage 108 Comme représenté sur la FIG. 3 , chaque organe de forage 108 comprend une lame 108-1 et une pluralité de dents de forage 108-2. La FIG. 3 représente une vue en coupe d’un organe de forage 108, où sont représentés une lame 108-1 et deux dents de forage 108-2. Les organes de forage 108 sont configurés pour broyer mécaniquement le matériau rocheux 2 lors de la rotation de la tête de forage 1 autour de l’axe longitudinal Z. La lame 108-1 s’avance depuis l’extrémité de forage 10 et comprend une pluralité de dents de forage 108-2 (par exemple faites de pastilles de Diamant Compact Polycristallin) qui s’étendent depuis la lame 108-1. Les dents de forage 108-2 broient mécaniquement le matériau rocheux 2 par friction lors de la rotation de la tête de forage 1. Extrémité de fixation 11 L’extrémité de fixation 11 permet de rattacher la tête de forage 1 à un outil de forage. Avantageusement, le générateur de hautes puissances pulsées 110 ainsi que le mécanisme de mise en rotation de la tête de forage 1 se trouvent à l’extérieur de la tête de forage 1 dans l’outil de forage. L’extrémité de fixation 11 est ainsi traversée par le circuit électrique 111 reliant le générateur de hautes puissances pulsées 110 à la paire d’électrodes 100. L’extrémité de fixation 11 est aussi traversée par les conduites qui permettent d’acheminer le liquide de forage au niveau du matériau rocheux 2 à forer. G énérateur de hautes puissances pulsées 1 10 Le générateur de hautes puissances pulsées 110 permet de générer une tension électrique destinée à créer entre la paire d’électrodes 100 et l’électrode intermédiaire 102 correspondante des arcs électriques dans le matériau rocheux 2 afin de le fracturer. De préférence, le générateur de hautes puissances pulsées 110 génère une haute tension, entre quelques dizaines et quelques centaines de kilovolt, de façon impulsionnelle (500 kHz – 25 MHz) afin de créer des arcs électriques à une haute fréquence. Le générateur de hautes puissances pulsées 110 est relié à l’électrode haute-tension 100-1 et à l’électrode de masse 100-2 par le circuit électrique 111. Matériau rocheux 2 Le matériau rocheux 2 est constitué de roches à travers lesquelles la tête de forage 1 fore un puits ou encore une conduite pour différentes applications en géo-ingénierie, comme pour le forage de puits géothermiques, de pétrole ou d’exploration minière, ou encore pour forer des conduites ou des tunnels. Exemple de mise en œuvre Lorsqu’un forage est effectué en utilisant l’outil de forage sur lequel est montée la tête de forage 1, la tête de forage 1 est mise en rotation par l’outil de forage pour forer le matériau rocheux 2 de façon mécanique. Le forage est alors effectué principalement par les organes de forage 108. Du liquide de forage est injecté à travers la tête de forage 1 pour évacuer les débris résultat du broyage du matériau rocheux 2. Pour ajouter la fracturation électrique à la fracturation mécanique, le générateur de hautes puissances pulsées 110 génère, dans une première étape E1, une tension électrique de façon pulsée. L’électrode haute-tension 100-1 étant reliée électriquement au générateur de hautes puissances pulsées 110, le potentiel électrique de l’électrode haute-tension 100-1 s’accroît dans une étape E2. Du fait de la forme de l’électrode haute-tension 100-1, le champ électrique s’accumule principalement au niveau de l’angle saillant dirigé vers l’électrode intermédiaire 102. Lorsque le champ électrique entre l’électrode haute-tension 100-1 et l’électrode de masse 100-2 est suffisamment grand, un premier arc électrique se crée dans le matériau rocheux 2 entre l’angle saillant de l’électrode haute-tension 100-1 et l’électrode intermédiaire 102 dans une étape E3. La forme de l’électrode haute-tension 100-1 et de l’électrode intermédiaire 102, avec un angle saillant, permet d’augmenter le champ électrique dans le matériau rocheux 2 et ainsi assurer d’autant plus la création du premier arc électrique dans le matériau rocheux 2. Le support isolant 104 permet d’isoler l’électrode intermédiaire 102 de l’électrode haute-tension 100-1 pour éviter que le premier arc électrique se produise à l’intérieur de la tête de forage 1. Le premier arc électrique génère un mélange d’éclats rocheux et de liquide de forage dans la cavité 106 et l’espace 106-1. Ce mélange a des propriétés isolantes qui assurent et améliorent aussi la création du premier arc électrique de la décharge suivante dans le matériau rocheux 2. Le renfoncement 106-2 permet aussi d’assurer la création du premier arc électrique dans le matériau rocheux 2 plutôt qu’en surface du support isolant 104 en créant un espace rempli du mélange d’éclats rocheux et de liquide qui augmente l’isolation entre le support isolant 104 et l’électrode haute-tension 100-1. Dans une étape E4, le potentiel électrique se transfère dans l’électrode intermédiaire 102 via le premier arc électrique et le potentiel électrique de l’électrode intermédiaire 102 s’accroît. Du fait de la forme en angle saillant de l’extrémité externe 102-1 et de l’électrode de masse 100-2, le champ électrique est amplifié au niveau des angles saillants, notamment celui faisant face à l’électrode de masse 100-2. Du fait de la forme convexe de l’extrémité interne 102-2, le champ électrique est réduit dans l’extrémité interne 102-2, ce qui évite qu’un arc électrique ne soit généré à l’intérieur de la tête de forage 1, ce qui empêcherait la fracturation électrique du matériau rocheux 2. La différence de potentiel électrique entre l’électrode intermédiaire 102 et l’électrode de masse 100-2 et les angles saillants du côté des électrodes en vis-à-vis permettent de créer des champs électriques suffisamment élevés pour générer dans une étape E5 un deuxième arc électrique entre l’électrode intermédiaire 102 et l’électrode de masse 100-2. La forme de l’électrode de masse 100-2, avec un angle saillant très proche du matériau rocheux 2, permet de favoriser la création du deuxième arc électrique dans le matériau rocheux 2. Dans une étape E6, une fois le deuxième arc électrique créé, le générateur de hautes puissances pulsées 110 augmente le courant généré, ce qui accroit la pression dans l’arc. Dans une étape E7, la pression générée dans le premier arc électrique et le deuxième arc électrique, génère une onde de pression dynamique se propageant dans le matériau rocheux 2, permettant de provoquer la fissuration ou la fracturation du matériau rocheux 2 si le niveau de pression et l’énergie dissipée dans les arcs sont suffisamment élevés. Dans une étape E8, le courant décroit du fait de la dissipation de l’énergie électrique dans le circuit 111, par exemple dans des éléments résistifs, et dans les arcs électriques. Le générateur de hautes puissances pulsées 110 génère une tension électrique à une haute fréquence déterminée pour assurer la fracturation électrique du matériau rocheux 2 par hautes puissances pulsées. Les éclats ainsi générés à la fois de façon mécanique par la rotation de la tête de forage 1 et de façon électrique avec les arcs électriques entre la paire d’électrodes 100 et l’électrode intermédiaire 102 sont évacués grâce à l’écoulement du liquide de forage. Tête de forage (1) pour outil de forage, ladite tête de forage (1) s’étendant selon un axe longitudinal (Z) et comportant une extrémité de forage (10) et une extrémité de fixation (11), ladite extrémité de fixation (11) étant configurée pour être montée sur ledit outil de forage, ladite extrémité de forage (10) comprenant un centre (10-A) et au moins une paire d’électrodes (100), ladite au moins une paire d’électrodes (100) comprenant une électrode haute-tension (100-1) et une électrode de masse (100-2), ladite électrode haute-tension (100-1) et ladite électrode de masse (100-2) étant alignées radialement avec le centre (10-A) de l’extrémité de forage (10), ladite extrémité de forage (10) comprenant au moins une électrode intermédiaire (102) montée entre l’électrode haute-tension (100-1) et l’électrode de masse (100-2), ladite électrode intermédiaire (102) étant montée sur un support isolant (104), ledit support isolant (104) pouvant être rattaché soit à l’électrode de masse (100-2), soit à l’électrode haute-tension (100-1), soit à la fois à l'électrode de masse (100-2) et à l'électrode haute-tension (100-1). Tête de forage (1) selon la revendication 1, dans laquelle, l’extrémité de forage (10) délimitant une cavité interne (106) débouchant sur l’extérieur entre l’électrode haute-tension (100-1) et l’électrode de masse (100-2), le support isolant (104) est disposé dans ladite cavité interne (106). Tête de forage (1) selon la revendication précédente, dans laquelle l’au moins une électrode intermédiaire (102) comporte une extrémité externe (102-1), orientée vers l’extérieur de l’extrémité de forage (10) et s’étendant entre l’électrode haute-tension (100-1) et l’électrode de masse (100-2), et une extrémité interne (102-2), opposée à l’extrémité externe (102-1) et qui s’étend dans la cavité interne (106). Tête de forage (1) selon la revendication précédente, dans laquelle, l’électrode intermédiaire (102) comportant une partie médiane (102-3) entre son extrémité externe (102-1) et son extrémité interne (102-2), l’extrémité interne (102-2) est reliée au support isolant (104) au niveau de ladite partie médiane (102-3). Tête de forage (1) selon la revendication précédente, dans laquelle l’extrémité interne (102-2) de l’électrode intermédiaire (102) présente une forme arrondie, de préférence sphérique. Tête de forage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le support isolant (104) est disposé dans la cavité interne (106) à une distance prédéterminée de l’extrémité de forage (10) de façon à créer un espace (106-1) entre ladite extrémité de forage (10) et le support isolant (104). Tête de forage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le support isolant (104) présente un renfoncement (106-2), de préférence de forme arrondie, qui s’étend depuis l’extrémité de forage (10) entre l’électrode intermédiaire (102) et l’électrode haute-tension (100-1). Tête de forage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’extrémité de forage (10) comprend une pluralité de paires d’électrodes (100), et une pluralité d’électrodes intermédiaires (102). Tête de forage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’extrémité de forage (10) comporte une pluralité d’organes de forage (108), chaque organe de forage (108) comprenant une lame (108-1), s’étendant en saillie depuis la surface externe de l’extrémité de forage (10), et une pluralité de dents de forage (108-2) s’étendant depuis ladite lame (108-1). Procédé de fracturation de roche mis en œuvre par une tête de forage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, ladite tête de forage (1) étant reliée à un générateur de hautes puissances pulsées (110) configuré pour alimenter en tension l’électrode haute-tension (100-1), et étant au contact ou à proximité immédiate d’un matériau rocheux (2), ledit procédé comprenant les étapes de : - génération (E1), par le générateur de hautes puissances pulsées (110), d’une tension entre l’électrode haute-tension (100-1) et l’électrode intermédiaire (102), - génération (E3) dans le matériau rocheux (2) d’un premier arc électrique contournant le support isolant (104) entre l’électrode haute-tension (100-1) et l’électrode intermédiaire (102), dû à la différence de potentiel électrique entre l’électrode haute-tension (100-1) et l’électrode intermédiaire (102), - transfert (E4) du potentiel de l’électrode haute-tension (100-1) vers l’électrode intermédiaire (102) via le premier arc électrique, - génération (E5) dans le matériau rocheux (2) d’un deuxième arc électrique contournant le support isolant (104) entre l’électrode intermédiaire (102) et l’électrode de masse (100-2), dû à la différence de potentiel entre l’électrode intermédiaire (102) et l’électrode de masse (100-2), - augmentation (E6), par le générateur de hautes puissances pulsées (110), du courant circulant dans le premier arc électrique et le deuxième arc électrique, - fracturation (E7) du matériau rocheux (2) par l’expansion du plasma du premier arc électrique et du deuxième arc électrique générés et la propagation des ondes de pression dynamique qui en résultent.