PROCÉDÉS DE SONDAGE
Toutes les sondes peuvent être assimilées à une tarière ordinaire, dans laipielh^ on distingue trois parties : la tête, la tige, et Toutil; la seule dilïérence est que, ces diverses parties étant ellesmêmes composées de plusieurs pièces plus ou moins pesantes, il faut y ajouter une chèvre et des appareils pour la manœuvre.
Les tctns de sonde doivent satisfaire à deux conditions :
1" Pouvoir être tournées et transmettre à Toutil ce mouvement de rotation ou rodaf/e sans le transmettre à la corde ou chaîne qui sert k relever la sonde et à laquelle elle reste suspendue ;
2" rN)Uvoir être saisies par des leviers à l'aide desquels le mouvenu Mit giratoire est imprimé par les ouvriers sondeurs.
On a satisfait à ces conditions en plaçant à la partie supérieure un anneau de suspension et divers assemblages qui permettent de saisir la sonde avec des leviers. Quelquefois la tête de sonde se conipos(^ siini)lement d'une portion de tige terminée par un étrier, le inouvenient giratoire étant imprimé par des clefs en fer, ou par des leviers entaillés qui saisissent le carré de la tige.
Les tiges de sonde se composent de deux parties : les tiges proprement dites et les emmanchements qui servent à les assembler entre elles
Les tiges sont ordinairement en fer carré dont les angles sont légèrement émoussés et dont la dimension varie de 0"025 à 0™050 de côté, suivant la force de la sonde ; elles doivent être en fer doux, corroyé et éprouvé. Leur longueurvarie de 5 à 10 mètres, suivant la hauteur de la chèvre destinée à les manœuvrer. Pour maintenir la tête de la sonde toujours à la hauteur la plus convenable pour la manœuvre, on doit avoir des rallonges de 0"*50 , 1 mètre , 2 mètres, 4 mètres, toutes les diverses
parties des tiges étant réunies entre elles par des emmanchements
idcrili(|uos.
Les tiges en fer ont une supériorité incontestable sur les autres,
jnsfiu'à une profondeur qu'on peut fixera 100 mètres, parce qu'elles
seides pcirmettent de roder, c'est-à-dire de tourner les outils dans
en
4ii TRAVAUX DE RECHERCHE
le trou (le sonde i)oijr le régulariser et rapproFondir par raction d« tarières. Le poids de ces tiges étant rélément principal du pnii« totdl d'une sonde, il est essentiel de ne leur donner qu'une dimeo* sion proportionnée au diamèti e et à la profondeur du trou qui doit être foré. Les grandes sondes artésiennes ont des ti|çes qui pèsent de 19 à 20 kilogrammes par mètre courant, poids auquel il faut ajouter celui des emmanchements, do la tête de sonde et de Foulfl. Dans la petite sonde du constructeur, le poids est seulement de 5 kilogrammes ]>ar mètre courant de tige. La sonde du minev, ])Our descendre à 200 mètres, pèse environ 12 kilogi'ammes.
Le poids s*accroît donc rapidement à mesure qneli sonde allonge, et toutes les parties supérieures veniil A ])eser sur celles du Ims lorsqu^on manœuvre II sonde, les chances de nipturo augmentent dans me j)ropoi'tion rapide.
A une grande profondeur, non-seulement le poids des tiges devient trop considérable et tend à écraser les parties inférieures, mais, lorsqu'on vient à battir, c'est-à-dire à soulever la sonde et à la laisser reton* ber pour défoncer le sol, ces tiges dégradent kléral(Mnent le forage par leur fouettement et leurs vibrations, et amènent des éboulements par-dessus les outils. On a cherché à remédier à ce grave inconvénient par remploi de tiges plus légères et surtout plus volumineuses. Les trous de sonde étant généralement pleins (reau, les tiges y perdent une partie de leur poids égale au volume d*eau déplacé; il est par conséquent avantageux d'augmenter ce volume.
M. Degousée est arrivé à ce but par Temploi des tiges (Ml bois armées de fer ou de tiges en fer creux qui pèsent autant <iue les tiges en fer, mais qui perdent dans Teao (Mivirnn la moitié de l(>ur poids et qui, par suite de leur volume, sont suj(*ttesu beaucoup moins de vibrations. Les tiges en bois (tlg. 115) portent des emmanche- TiKo (M) iM)i«. nients en fer sendjiables à ceux des tiges ordinaires en 1\t. Os ennnanehement>^ s'amincissent en forme de coins et pénètrent dans les tiges entaillées, auxquelles on les flxeaveo des rivets
PROCÉDÉS DE SOiNDAGE 4J3
et des manchons mis à chaud. Ces tiges sont en outre armées, dans toute leur longueur, de bandes de fer ou platines rivées entre elles. Leur diamètre est de 10 à 12 centimètres.
Les tiges en fer creux présentent les mêmes avantages. Elles sont composées des tubes étirés les plus longs que puisse fournir le commerce, réunis entre eux par des manchons taraudés. Les emmanchements pénètrent dans le vide intérieur et y sont fixés à la fois par dos clavettes et par une partie taraudée. Ces tiges, par la résistance de l'eau qu'elles déplacent, ne pèsent dans un trou de sonde (juc moitié de leur poids réel. Elles ont sur les tiges en bois Tavantage de permettre le rodage.
Dans un forage profond, on a quelquefois composé la tige totale de fortes liges en fer dans la partie inférieure, et, dans la partie supérieure, de tiges plus légères ou du moins qui déplacent un grand volume d'eau. Cette disposition était motivée par la nécessité de n'opérer le battage, c'est-à-dire le défoncement du sol, que par un poids déterminé et mis en rapport avec les parties inférieures des tiges en fer, qui, sans cette précaution, seraient brisées. Il arrive souvent que les sondeurs procèdent sans calculer ces éléments essentiels et attribuent à une force majeure les nombreux accidents qui surviennent dans le forage. Celui du puits de Grenelle, qui a duré sept ans, fut souvent arrêté par des accidents semblables.
C'est qu'en effet, la faculté de faire des tiges composées, ne suffit pas encore pour rendre maître de ce poids, lorsque le forage est arrivé à de grandes profondeurs, par exemple au delà de trois cents mètres.
*0n doit à M. d'Œynhausen, ingénieur en Prusse, un procédé qui a permis d'atleindre des profondeurs très-considérables en évitant les accidents qui étaient avant lui un obstacle presque insurmontable.
On divise la tige en deux parties : la partie supérieure est considérée connue devant être équilibrée par un contre-poids, la partie inférieure devant seule agir dans la percussion. On ne laisse pas à celte parlie, destinée à défoncer le sol par le battage, plus de 6 à 800 kilogrammes, et la partie supérieure est équilibrée au moyen d'un levier-romaine dont la disposition est indiquée planche XXIV.
C'est entre ces deux portions de la tige qu'on place la coulisse
ttO TRAVAUX DE RECHEltCUE
menl employés (^(,^ 118 et 119) pour inonlrcrlcs inodillcntions qu'on
])ciit encore leur faire subir. Ces modilications ont d'ailleurs betu-
H-- coup moins d'importance que lea IH ' ouvriers ne semblent y en alta- M cher ; des trous do sonde ont été ^H, souvent pi'Hliqués dans des tà- ^M\ l'Dins très-divers avec des tré- HF I jHins de forme constante.
V y La pnniiièro forme, qui coa- ^V vient unx terrains les plus durs, vV est un ciseau simple , nyant pour H ) largeur le diinnètrc du trou à 16- ^U rcr, et terminé par un biseM Ml tranchiiiit; la seconde forme, dite IJ trépan clurgisseur, parce qu'elk V divise l'aclion, convient mieux ^ aux roches tenaces : cette tonoe ^ est représentée figure 118. Quant aux ti'é|iaris ronds et cannelés, à [Hiinte de diinnant ou à laillnnts croisés, leur utilité est tellement bornée et contestable, qitc la plu]iiU't des é<|uipages de sonde a'ea ont \mn : nous en exceptons le tréimn ruliané (fig. 119), souvent utile pour désagréger et pénétrer les roclics argileuses.
Trl^liia rulMDf.
Les outils penr extraire du trou de sonde les roches désagrè* {jiées par l'actinn di'S trépans, sont les tarières.
La [)ln|iarl des fiiri'''iTs ressi-niblent ]iour la fonne à celles qui sont employées pour Ifli-er le biiis. Kilos se composent d'unv mèche ijiii entame par le rodage, d'un meulomiet ipii soutient les matières i-ntaméi's, et dn cerjis île tarière ([ni les eiiuiia;msine on mémo lenijis qu'il itlèac le Inm furitié (lig. 120), 11 est évident cpic l'emploi des tiiniVcs est liurné à rexlmetiun des minières (eudres ou dêsagréfiécs ]mv riiclion des tré])iins; leur enipkii direct œ produirait aiiritn i-lfet dans nu Icrrain dur.
Les détails ilc T'irine des tarières viirienl siiivanl In nature du li-irain ilans loipiel un epère. Ainsi le corps des tarièn>s est ouvert et cylindriipie juair les ti'rrains argileux eu cnleiiii'es dont Ic^ èlèiiiciits la-incs présenti ut enciire de lu ooliésion ; il est Terme
PHOCI-iDI^S DE SUNDAGE M9
et quelquefois coni([ue pour les terrains sablonneux mouvants et
les artîilcs roulantes. Dnns ce pas on est même obligé d'employer des tarières fermées au moyen de soupapes (Hg. iU) ou d'un boulet mobile {ftg. 122) : de teUe sorte que les malières accumulées ne puissent retomber lorsqu'on vient à relever la sonde.
Quelques outils tiennent à la fois trépans et des tarières ; tels I sont le trépan rubané, et divers tire- I
bourres dont i'usajre est abandonné.
Kn général, les taiièi-es poi'Usnt des cnuiianche-
luents et sont descendues avec la sonde; on ne peut 1
qu'à cette condition les employer pour égaliser le ■
triiu ou |)nur agir sur le fond pa oda^e Ma s lort.
ipril s'agit seulement de relirt 1 s sables ou dus
détritus broyés, et que le trou de soni assez |
}.'raud diamètre, on a souvent pi s
d'avimtago à descendre des lar ret. '^° » '
à corde. Ces tarières sont de
pies tuyaux pourvus d'une soup pe I
à boulet li leur partie inl'éneure ]
(lig. 122); une auso de suspen
«ei't à atlaclier uue corde à la i
lie liiquello on les descend nu f nd (
du ti-ou. Une tiii'ii'rc de cette lu i
ét'int supposée descendue, on la ' « t. * ^^ ^ d» avec .oup.pe
soulèvo et on la laisse retomber par
son poids ; ce mouvement alternatif, comparable à celui du piston
430 TRAVAUX DE RECHEHCHE
d'une pompe, a bienlôt fait passer les sables ou déli'ilus dans le corps de tarière, et lorsqu'on ju^^e qu'il est plein on remonte, la tarière pour la vider et la redescendre autant de fuis que cela est nécessaire.
Pour élargir un trou on se sert , dans les terrains durs , du tré^ pan déjà indiqué, et de tarières ouvertes d'un diamètre croissant. Eniîn, pour égaliser un trou de sonde, lorsqu'on veut y descendre des tuyaux, l'éciuarrissoir de M. Degousée est le meilleur outil qu'on puisse choisir par la simplicité de sa construction. Cet é([uarrissoir est conq^osé de deux plateaux ronds en fer, uyant un diamètre un peu inférieur à celui du trou de sonde ; ces plateaux, placés à une distance de 1"'50 à 2 mètres, sont réunis entre eux par des barres en fer carré, un pou cintrées, et disposées de telle sorte que, par le rodage, elles agissent sur les parois et les égalisent. 11 sullit, pour calibrer le forage, de faire agir successivement cet outil dans toute sa hauteur. Si l'on veut ensuite réparer les barres, lorsque leurs angles sont émoussés ou lorsqu'elles sont faussées, le démontage de cet outil est simple ei facile. .
Les outils destinés à retirer les sondes brisées sont au nombre de trois : la caracole, la cloche d'accrocheur et la souricière.
La carucola représentée ilg. 123 s'emploie lorsque
la fracture est faite dans un enunaiichement ou im-
6 H médiatement au-dessus, de telle soite qu'on puisse
saisir la sonde par l'épaulement qui se trouve au-
2 ^^L dessous du riMillement. C\*st une biirre de fer, fa-
çoimée en clef lioriztmtale, quelquefois en hélice^ ^ U^^^^ mais faisant seuh»ment un tour de spire. Après s'être
assuré de la position d(? la tigo restée dans le trou,
(*n des(*en(lant dessus la .sonde mimie d'une pelote
Jl^^ (Targile qui prend renq)reiute de la partie brisét*, on
w^^B di'S(!(Mid la caracole en la maintenant dans une posi-
^^^^ tinii convenable pour saisir la tige au-dessous de
rennuiinchement.
La rlttr/ir finrrrifrliriir (Ilg. llsJi) convient lorscpie c*est la tigt? elle-même (jui est cassée. (Vest im entonnoir taraudé à Tintérieur
PROCÉDÉS DE SOKDAGE 451
et présentant ainsi une filière conique qui, après avoir coiffé l'extrémité de la tige, s'y incruste par le rodage, et y creuse un
pas de vis au moyen duquel on retire la sonde après l'avoir saisie.
La souricière se compose d'une cloche dans la- ({uelle la tige peut entrer, mais dont elle ne peut sortir, parce qu'elle est arrêtée par des crans en acier, I ^1 disposés angulairement et pressés par des ressorte.
L'acier s'incruste dans la tige et la saisit solidement.
Lorsque ces moyens n'ont pas permis de retirer
un outil brisé, il ne reste plus d'autre ressource que
o u ta
c3 ^ de chercher à l'incruster dans les parois du trou, ■^ afin de passer à côté et de pouvoir continuer le sondage
et
au delà du point qu'il occupe.
L'outillage dont se compose une sonde une fois établi , il est facile de se rendre compte des condi* lions principales de la manœuvre et de la conduite d'un forage.
Sur le i)oint où Ton veut forer, on commence par creuser un puits de (pielciues mètres do profondeur et l'on y place bien verticalement une buse en bois ({ui a le diamètre maximum des outils, en la soutenant par un cadre en bois placé à fleur du sol, et remblayant ensuite le puits. Sur cette amorce du forage, on place la chèvre qui peut être à deux, trois ou quatre montants. L'important est que cette chèvre soit solidement établie ; qu'elle ait assez de hauteur pour (lu'on puisse retirer à la fois une tige et un outil placé à son extrémité; enfin qu'elle soit munie d'un treuil pour relever ou descendre la sonde et d'un levier pour battre. La planche XXIV indique une disposition adoptée par M. Degousée.
Descendre la sonde, battre avec des trépans, roder avec des tarières et relever la sonde : toiles sont les manœuvres qui doivent être constamment répétées pendant la durée du sondage, et pour lesquelles une instaUntion bien calculée est indispensable afin d'éviter les pertes de temps et d'efforts.
La remonte et la descente de Ja sonde se font avec un treuil à doux vitesses, alinque quatre, six ou huit hommes puissent remonter toute la sonde, et accélérer la vitesse lorsque la sonde est de-
45â TRAVAUX DE RECHERCHE
venue plus légère pai* la suppression d*une partie des tiges. Pour taire remmanchement, on a disposé à l'entrée du trou de sonde un cadre en bois armé de fer, qui s'ouvre à charnière et ne laisse passer que la tige. Sur ce cadre on place iiorizontalement la clef de retenue, ol Ton appuie l'emmanchement à vis sur cette clef, au moyen des épaulements inférieurs. On coiffe la vis avec la boîte» et on tourne avec des clefs dites tourne-à-gauche. Les épaulements du méplat servent à saisir la tige avec la clef de relevée lorsqu'on doit remonter la sonde après avoir enlevé une des tiges supérieures.
Le battage s'exécute au moyen d'un levier spécial. Dans la plupart des cas, on fait agir ce levier au moyen de cames placées sur le treuil. Si la sonde est devenue trop pesante, on y place la coulisse d'Œynhausen , à la hauteur convenable , et Ton équilibre h partie supérieure au moyen d'un levier.
Lorsqu'on doit traverser des terrains cbouleux, il faut maintenir les parois du trou de sonde ; on emploie, dans ce but, des tuyaux ordinairement en tôle, quelcpiefois en bois ou en fonte. Ces tuyaux assemblés, forment une colonne ({ue l'on descend avec la chèvre, après que le trou de sonde a été bien calibré. On réunit successivement les divers tuyaux qui composent la colonne au moyen d'assemblages à recouvrement fixés par des boulons. Ces boulons, descendus à Tintéricur au moyen d'unlil, sont ramenés dans le trou d'assemblage par l'ouvrier, qui saisit le 111 avec un crochet; Técrou, en goutte de suif, est mis ensuite avec une clef spéciale, et Textrémité (lu boulon est coupée et rivée.
Lu descente d'une colonne de tuyaux oblige à diminuer le diamètre du trou de sonde. Ainsi l'épaisseur des tuyaux en tâle varie progi'ossivemcnt de 0'"00r> à 0"002, pour des tuyaux ayant depuis 0*"30 de diamètre jusqu'à U"*10. Ci's tuyaux doivent en outre être sensiblement plus petits (|ue le diamètre du trou, de telle sorte (pi'oii est oi)ligé, à chaque descente de tuyaux, do diminuer le diamètre du l'orage et par conséquent celui des outils.
Dans eertaius cas, on peut desct^ndre une colonne de tuyaux et forer encore au-dessous au meniez diamètre à Taide d'outils à ressorts qu*oii introduit dans la eoUmne en les forçant. Ces outils, après avoir dé|»assè la colonne, s'ouvrent et continuent le forage. On fait, au besoin, descendre la colonne de tuyaux à mesui*o que
