- Mât de forage : il supporte la structure et guide les tiges de forage pendant leur descente et leur remontée.
- Câble d'avance : il permet de lever et d'abaisser les outils de forage avec un positionnement précis et contrôlé.
- Tige Kelly : elle transmet le mouvement rotatif et la pression nécessaire pour forer dans le sol ou les matériaux durs.
- Trépan ou outil de forage : il découpe ou désagrège le sol selon le type de matériau à forer.
- Table de forage : elle stabilise les tiges et transmet la rotation du moteur vers l'outil pour une progression régulière.
Sommaire
- Quels sont les principaux types de foreuses et leurs usages ?
- Comment fonctionne une foreuse pour micropieux ?
- Quels sont les composants d'une foreuse et leur rĂ´le ?
- Comment se déroule le processus de forage sur chantier ?
- Comment les innovations optimisent-elles le fonctionnement des foreuses ?
- FAQ
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Sommaire
- Quels sont les principaux types de foreuses et leurs usages ?
- Comment fonctionne une foreuse pour micropieux ?
- Quels sont les composants d'une foreuse et leur rĂ´le ?
- Comment se déroule le processus de forage sur chantier ?
- Comment les innovations optimisent-elles le fonctionnement des foreuses ?
- FAQ
Temps de lecture estimé : 7min
đź’ˇ L'essentiel Ă retenir :
- Une foreuse professionnelle transmet une rotation, des impacts ou les deux à un outil pour désagréger le sol ou la roche.
- Le principe de forage, la configuration de la machine et son application constituent des critères distincts.
- L’évacuation des déblais s’effectue par extraction mécanique ou par circulation d’air, d’eau ou de boue, selon le procédé.
- Les composants et équipements varient selon la machine : tête de rotation, mât, système d’avance, train de tiges, outils et dispositifs de circulation.
- Les étapes du forage dépendent de l’application : micropieux, pieux forés, réseaux enterrés ou travaux miniers.
- Les performances dépendent du terrain, du diamètre, de la profondeur, de l’outillage et des paramètres de fonctionnement.
Le fonctionnement d’une foreuse repose sur la transmission d’une rotation, de frappes ou de ces deux mouvements à un outil qui désagrège le sol ou la roche. Un système d’avance applique l’effort nécessaire à sa progression. Selon le procédé, les déblais sont extraits mécaniquement ou évacués à l’aide d’air, d’eau ou de boue de forage. Les foreuses de fondation utilisent des configurations adaptées aux micropieux, aux pieux forés et aux ancrages. Le mécanisme retenu dépend du terrain, du diamètre, de la profondeur et de l’outillage.
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Quels sont les principaux types de foreuses et leurs usages ?
Les foreuses peuvent être décrites par leur principe de forage, leur configuration ou leur application. La rotation et la roto-percussion décrivent l’action de l’outil. Le forage horizontal dirigé décrit un procédé de réalisation, tandis que le jumbo désigne une architecture de machine pour les travaux souterrains.
Rotation et avancement des foreuses rotatives
Les foreuses rotatives entraînent une tarière, un tricône, un outil de coupe ou un carottier. La rotation et l’effort d’avance permettent la progression dans le terrain. Les outils et le mode d’évacuation des déblais dépendent du procédé : extraction par les spires d’une tarière, remontée discontinue avec un outil de forage Kelly ou circulation d’un fluide. La boue de forage peut contribuer au refroidissement de l’outil, à l’évacuation des déblais et à la tenue des parois. Son utilisation dépend du terrain et de la technique retenue. La rotation intervient notamment pour les fondations, la géotechnique et le forage de puits d’eau.
Percussion et rotation des foreuses roto-percutantes
Les foreuses roto-percutantes associent des frappes qui fragmentent la roche et une rotation qui renouvelle les points de contact de l’outil. Le mécanisme diffère selon la position du marteau :
- Marteau hors trou : le mécanisme de frappe est placé en amont du train de tiges, qui transmet les impacts jusqu’au taillant.
- Marteau fond de trou, ou DTH : le mécanisme de frappe se trouve dans le forage, à proximité du taillant ; il est généralement alimenté par de l’air comprimé.
La pression, le débit d’air, la vitesse de rotation et l’effort d’avance dépendent du marteau, du diamètre et du terrain. Les réglages sont déterminés à partir des caractéristiques du matériel et des recommandations du constructeur.
Guidage et alésage des foreuses horizontales dirigées
Une foreuse horizontale dirigée réalise un forage pilote suivant une trajectoire définie. Un système de localisation ou de mesure permet de suivre la position et l’orientation de la tête. La méthode de pilotage dépend du système utilisé. Le passage est ensuite élargi par un ou plusieurs alésages selon le diamètre nécessaire, avant la mise en place de la canalisation. Le fluide de forage participe notamment à l’évacuation des déblais et à la gestion des conditions dans le trou. Ce procédé est utilisé pour la pose de réseaux sous des routes, des cours d’eau ou des infrastructures.
Bras de forage et applications souterraines des jumbos
Les jumbos de forage sont des machines souterraines équipées de bras portant les ensembles de foration. Ils servent notamment à réaliser les trous nécessaires à l’avancement de galeries dans les mines et les tunnels. Leur couverture de travail, leur nombre de bras et leurs capacités dépendent du modèle. Une foreuse minière doit être sélectionnée selon l’opération à réaliser et les dimensions des galeries.
Le principe de forage et l’application doivent être distingués pour comparer les machines.
| Configuration ou application | Usage principal | Critères de comparaison |
|---|---|---|
| Foreuse pour micropieux | Microfondations et reprise en sous-œuvre | Accès, diamètre, profondeur, outillage |
| Foreuse horizontale dirigée | Pose de réseaux sans tranchée | Trajectoire, diamètre, poussée et traction |
| Jumbo souterrain | Foration pour l’avancement des galeries | Couverture, gabarit, bras de forage |
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Comment fonctionne une foreuse pour micropieux ?
Une foreuse pour micropieux réalise les trous nécessaires aux microfondations et aux reprises en sous-œuvre. Sur les machines hydrauliques, le circuit alimente notamment la tête de rotation et le système d’avance. Le chariot déplace la tête le long du mât pour entraîner et faire progresser le train de tiges. Des mors assurent son maintien pendant certaines opérations, selon l’équipement de la machine.
La méthode dépend du terrain : rotation avec un outil adapté, roto-percussion ou forage avec tubage à l’avancement. L’armature et l’injection nécessaires à la réalisation du micropieu relèvent ensuite du procédé d’exécution retenu.
Pour les chantiers en cave, sous-sol ou accès réduit, les points à comparer comprennent :
- la largeur et la hauteur de la machine en transport et en fonctionnement ;
- la course du mât et la longueur des éléments manipulés ;
- le couple, la poussée et la traction disponibles ;
- la motorisation et les Ă©quipements auxiliaires, selon les contraintes du chantier.
Le prix d’une foreuse pour micropieux dépend de cette configuration et du périmètre des équipements compris.
Quels sont les composants d'une foreuse et leur rĂ´le ?
Une foreuse est composée de plusieurs sous-ensembles interconnectés. Ils assurent la production d'énergie, la rotation ou la percussion, la transmission du mouvement, le levage des tiges, l'évacuation des déblais, la stabilité et le contrôle. Chaque élément remplit une fonction précise dans la chaîne de forage.
- Treuil d'avance : il contrôle la profondeur et la précision des outils lors de leur insertion dans le sol.
- Vérin de portée : il ajuste la position horizontale de la foreuse pour atteindre l'emplacement exact.
- Vérin de verticalité : il garantit l'alignement du forage pour une progression droite et efficace.
- Tourelle : elle offre une rotation flexible de la foreuse pour changer d'angle ou d'emplacement sans déplacer le châssis.
- Châssis : il assure la stabilité de l'équipement et sa mobilité grâce à des chenilles sur les terrains difficiles.
Le tableau suivant associe chaque composant à sa fonction dans la chaîne de forage de la machine.
| Composant | Fonction principale |
|---|---|
| Moteur ou groupe hydraulique | Produire l'Ă©nergie pour la rotation, la percussion et le levage |
| TĂŞte motrice ou table de forage | Transmettre la rotation et le couple au train de tiges |
| Tige Kelly ou train de tiges | Transmettre la poussée et la rotation jusqu'à l'outil |
| Trépan, tricône ou taillant | Découper, broyer ou fracturer le sol ou la roche |
| Pompe à boue et circuit de fluide | Injecter le fluide pour refroidir, stabiliser et évacuer les déblais |
| Treuil, câble et mât | Lever, abaisser et guider les tiges et les outils |
| Vérins de portée et de verticalité | Positionner la foreuse et aligner le forage |
| Châssis et tourelle | Assurer la stabilité et la mobilité de la machine |
| Système de commande et capteurs | Surveiller et ajuster la profondeur, la pression et la vitesse |
Comment se déroule le processus de forage sur chantier ?
Le processus de forage dépend de la nature du terrain, du diamètre du trou, de la profondeur recherchée et des contraintes d’accès. Le procédé retenu détermine les outils, les équipements auxiliaires et l’organisation des opérations :
- Installation de la machine : le positionnement, les contrôles préalables et la préparation des équipements suivent les instructions du constructeur et les dispositions prévues pour le chantier.
- Progression de l’outil : la rotation et l’effort d’avance permettent la pénétration dans le terrain. En roto-percussion, les impacts participent à la fragmentation de la roche. Les éléments de forage sont ajoutés selon la configuration et la profondeur recherchée.
- Évacuation des déblais : les matériaux remontent avec l’air ou un fluide, sont transportés par les spires d’une tarière ou sont extraits avec l’outil.
- Suivi des paramètres : l’instrumentation disponible permet de surveiller notamment la profondeur, la rotation, les efforts d’avance et d’extraction ou les paramètres de circulation.
L’enchaînement des opérations varie selon la technique. Le forage horizontal dirigé comprend notamment un forage pilote guidé puis un alésage, tandis que les micropieux, le forage Kelly et les pieux à tarière continue suivent des procédés spécifiques.
Comment les innovations optimisent-elles le fonctionnement des foreuses ?
Les évolutions techniques concernent le guidage, le pilotage des mouvements, l’enregistrement des paramètres et la motorisation. Les fonctions disponibles dépendent de l’équipement installé et du procédé de forage :
- Contrôle de trajectoire : les sondes, gyroscopes et outils de mesure permettent de suivre l’inclinaison, l’orientation ou la trajectoire, notamment en forage horizontal dirigé.
- Pilotage des mouvements : les commandes permettent d’ajuster la rotation, l’avance et les fonctions hydrauliques selon les capacités de la machine.
- Enregistrement des données : l’instrumentation facilite le suivi des paramètres mesurés et leur exploitation pour documenter les travaux.
- Adaptation de la motorisation : les configurations thermiques, électriques ou hybrides répondent à différentes contraintes d’alimentation et d’utilisation sur chantier.
La comparaison des équipements porte sur la puissance disponible, les fonctions entraînées et les performances de la tête de forage, en relation avec les travaux prévus.
FAQ
Quelle foreuse choisir selon la nature du terrain ?
En sol meuble ou sableux, une foreuse rotative avec fluide bentonite stabilise les parois. En roche dure, la roto-percussion avec marteau fond de trou progresse plus vite. Un tricĂ´ne de 152 mm demande 40 Ă 70 kN de charge pour couper la roche.
Quelle vitesse de forage attendre selon la technique utilisée ?
Un marteau fond de trou de 115 mm alimenté à 24 bar avance de 15 à 25 m/h en granite. Un tricône de 200 mm avance de 4 à 8 m/h dans la même roche. La vitesse dépend du diamètre, de la roche et de la capacité de la machine.
Quels paramètres influencent les performances d’une foreuse ?
Les performances dépendent de la combinaison entre l’outil, le couple, la vitesse de rotation, les efforts d’avance et d’extraction et l’évacuation des déblais. L’état des équipements et la maintenance influencent également la régularité du fonctionnement.
