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By ETE - Posted on 18 janvier 2011

Système de sondage par enfoncement et rotopercussion

Ce système est utilisé pour des travaux de caractérisation géologique, hydrogéologique et géotechnique, notamment pour l’étude des ressources en eau souterraine et la compréhension de sites contaminés.

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Personnes-ressources

René Lefebvre
Responsable scientifique
Téléphone : 418 654-2651
Télécopie : 418 654-2600
rene.lefebvre@ete.inrs.ca

Carole Parent
Agente de valorisation
Téléphone : 418 654-2531
Télécopie : 418 654-2600
carole.parent@ete.inrs.ca

 

Le système de sondage par enfoncement et rotopercussion a été acquis grâce à une subvention de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) et du ministère de l’Éducation du Québec.

La foreuse géotechnique Geotech 605D et les équipements de sondage permettent la réalisation de sondages par enfoncement dans les sols, tels que des essais de pénétration au cône (CPTu), de même que de sondages par rotopercussion dans les sols ou les massifs rocheux. Le système peut être utilisé pour l’échantillonnage de sol et d’eau, de même que pour la réalisation d’essais de perméabilité sans nécessiter l’installation de puits d’observation permanents. À noter que des piézomètres légers peuvent tout de même être installés grâce à ce système.

 

Infrastructure

 

Foreuse Geotech 605D
 - Deux têtes de forage interchangeables :

  1. Tête de forage par percussion. Capacités maximales : torque 2.5 kN, force enfoncement 72 kN, force retrait 132 kN, rotation à 80 rpm;
  2. Tête de forage par rotation. Capacités maximales : torque 2.5 kN, rotation à 80 rpm.

 - Compresseur à l’air pour les sondages par rotopercussion ou le forage Odex;
 - Senseurs pour la charge, la rotation et la profondeur d’enfoncement;
 - Système de sondage par rotopercussion (RPSS) avec marteau hydraulique;
 - Enregistrement de fréquence de percussion, pression du marteau, pression de rotation;
 - Système d’ancrage pour sondages par enfoncement (CPT).

Note : Le système peut être utilisé pour faire des installations de puits d’observation par enfoncement (sans forage) avec des crépines pré-installées avec sable filtre (prepack) ou avec des installations faites en tubage.

 

Systèmes de sondage Vertek
 - Système d’acquisition pour RPSS et CPT;
 - Senseurs pour améliorer les mesures en RPSS;
 - CPT avec inclinaison et SMR (résistivité et teneur en eau);
 - Conesipper pour l’échantillonnage d’air ou d’eau (autres échantillonneurs d’eau disponibles);
 - Pompe à vessie;
 - Système équivalent au Profiler de Geoprobe.

Note : Autres senseurs disponibles pour mesures par enfoncement (gamma naturel pour l’identification des formations, video cone pour l’identification des matériaux et aussi la présence des NAPL, FID pour la détection des hydrocarbures dissous par fluorescence).

 

Systèmes Geoprobe
 - Profiler (pointe avec crépine) pour l’échantillonnage d’eau ou les essais de perméabilité par enfoncement;
 - Système pour la réalisation d’essais de perméabilité pneumatiques par enfoncement;
 - Système de cimentation des trous.

 

CPT/SMR (Cone Penetration Test/Soil Moisture Resistivity)
Paramètres mesurés lors enfoncement :

  1. CPT : friction, résistance en pointe, pression d’eau, inclinaison;
  2. SMR : résistivité, teneur en eau (en zone non saturée).

 

Lors de l’arrêt de l’enfoncement il y a dissipation de la pression d’eau qui revient à la pression normale de l’eau dans le matériel. Ceci permet de mesurer la pression d’eau statique et de déterminer la charge hydraulique. Dans les matériaux fins (silt, argile), ceci permet de faire des essais de dissipation permettant d’estimer la conductivité hydraulique du matériel.

 

Applications : détermination des propriétés mécaniques (résistance) des matériaux, reconnaissance des matériaux (stratigraphie) avec une très bonne résolution verticale, mesure de la pression d’eau du sol, détermination de la conductivité hydraulique des matériaux fins lors d’essais de dissipation, identification des fluides ayant une salinité (résistivité) distinctive.

RPSS (Rotary Percussion Sounding System)
Les paramètres mesurés lors du sondage permettent de déterminer l’énergie requise en fonction de la vitesse de pénétration et d’identifier les formations géologiques rencontrées. Ce mode de sondage a surtout été appliqué à la caractérisation des massifs rocheux, mais il pourrait s’appliquer à la reconnaissance des unités dans les dépôts meubles, particulièrement dans les formations difficiles à forer (graviers avec blocs, tills, etc.).

 

Le RPSS peut aussi être utilisé en tubage pour faire des pré-trous dans la zone non saturée à l’intérieur desquels les sondages par enfoncement peuvent ensuite être faits.

Profiler Geoprobe avec système d’essais de perméabilité
Le Profiler de Geoprobe peut être utilisé pour enfoncer une section crépinée à différentes profondeurs auxquelles on désire réaliser des essais de perméabilité. Le système d’essais de perméabilité pneumatique de Geoprobe permet de faire les essais de perméabilité une fois que l’intervalle dans lequel se trouve le Profiler a été développé.

Échantillonnage d’eau
L’échantillonnage d’eau peut être fait dans la zone saturée avec le Conesipper de Vertek en combinaison avec la réalisation de sondages par CPT ou seul. L’échantillonnage d’eau peut aussi être fait avec le Profiler de Geoprobe.

 

Services

 

Objectifs des sondages par enfoncement :

  1. Échantillonnage d’eau;
  2. Détermination des propriétés hydrauliques (gradient et conductivité hydraulique);
  3. Stratigraphie par CPT.


Voir les options possibles du système

 

Notes:

 - La détermination de la stratigraphie avec le CPT et le RPSS nécessite que la réponse de ces sondages soit d’abord vérifiée par rapport à des forages conventionnels avec échantillonnage de sol (au moins à deux endroits) pour identifier la signature des différentes formations.
 - Le traitement des mesures CPT, RPSS et d’essais de perméabilité avec le Profiler exige du temps d'un professionnel.
 - Plusieurs contraintes peuvent empêcher l’enfoncement (roc, till, gravier avec blocs, etc.).

Le système de sondage par enfoncement et rotopercussion est à la disposition des professeurs, étudiants et professionnels du Centre Eau Terre Environnement de l’INRS, du Centre géoscientifique de Québec ou d’autres établissements de recherche pour leurs projets. Il est également possible d’utiliser nos ressources et notre expertise dans le cadre de collaborations externes ou de contrats de R&D. Contactez-nous pour en savoir plus. 

 

 

Quelques publications

 

Paradis, D., Lefebvre, R., Gloaguen, E. et Rivera, A. (2015). Predicting hydrofacies and hydraulic conductivity from direct-push data using a data-driven relevance vector machine approach: Motivations, algorithms and application. Water Resour. Res., 51 (1) : 481-205.
DOI : 10.1002/2014WR015452

 

Paradis, D., Tremblay, L., Lefebvre, R., Gloaguen, E., Rivera, A., Parent, M., Ballard, J. M., Michaud, Y. et Brunet, P. (2014). Field characterization and data integration to define the hydraulic heterogeneity of a shallow granular aquifer at a sub-watershed scale. Environ. Earth Sci., 72(5): 1325-1348.
DOI : 10.1007/s12665-014-3318-2

 

Tremblay, L., Lefebvre, R., Paradis, D. et Gloaguen, E. (2014). Conceptual model of leachate migration in a granular aquifer derived from the integration of multi-source characterization data (St-Lambert, Canada). Hydrogeol. J., 22 (3) : 587-608.
DOI : 10.1007/s10040-013-1065-1