Détermination de la lithologie de terrain
La lithologie de terrain a été déterminée pendant le forage, durant le processus même du forage des mesures sont réalisées dont le résultat est fonction de la profondeur de l’outil de forage.
Le suivi des paramètres de forage dans une "cabine géologique" concernait uniquement la vitesse d’avancement qui permettait au géologue de faire des corrélations et positionner ainsi les tops des formations traversées. Elle est assimilée à la rotation d’une organe mécanique en supposant un lien direct entre l’outil et le mouvement observé en surface, d’où le terme de "surveillance géologique" attribué à l’activité qui est exercée dans ces cabines.
Le reste de cette activité est en effet, purement géologique et se résumes en :
l’échantillonnage (prélèvement des échantillons tous les 5m en début de forage, 2 ou 3m dans les terrains inconnus et tous les mètres dans le réservoir).
la description des cuttings (nature, constituants, couleur, forme, dureté,
différentiation des retombées avec les réels) et des carottes (présence d’indices importants ou carottage stratigraphique pour datation).
la calcimétrie et la fluorescence.
Le forage de puits STE-1 a traversé une série de dépôt représentée par :
De 3246 à 3344m: Argile noir à noire, indurée, silteuse avec traces de Grès gris-blanc et gris-sombre, très fin à fin, argileux. Traces de Calcite gris-blanche,
microcristalline, moyennement dure.
De 3352 à 3370 m: Grès blanc à gris-blanc, fin à moyen, parfois grossier,
subanguleux à subarrondi, siliceux à silico-quartzitique, compact, dur, avec de fin films d'Argile noire à gris-noire, indurée, micacée.
De 3370 à 3400 m : Grés blanc à gris-blanc, translucide, fin à moyen, parfois grossier, subanguleux à subarrondi, siliceux à silico-quartzitique, compact, dur, localement très fin, friable, avec passées d'Argile noire à gris-noire, indurée, silteuses.
De 3400 à 3415 m : Grès gris claire à blanc, translucide,très fin à fin, subanguleux à subarrondi, silico-quartzitique à siliceux, pyriteux, compact, dur, avec rares passées millimétriques à centimétriques d'Argile noir à gris-noir, indurée, silteuse, présence de quelque fissures subverticales fermées à semi-ouvertes
De 3415 à 3433m: Grès gris claire à blanc, translucide,très fin à fin, subanguleux à subarrondi, siliceux à silico-quartzitique, compact, dur, avec rares passées
millimétriques à centimétriques d'Argile noir à gris-noir, indurée, micacées, localement silteuse, traces de pyrite.
De 3433 à 3510 m : Argile gris-noir à noir, indurée, silteuse avec passées de Grés blanc, translucide, très fin à fin, subanguleux à subarrondi, siliceux, compact, dur, localement moyen, friable.
De 3510 à 3570 m : Grès blanc à gris-blanc, translucide, très fin à fin, localement moyen à grossier, subanguleux à subarrondi, siliceux à silico-quartzitique, compact, dur avec fine opassées d'Argile noir à gris sombre, indurée, silteuse, micacée.
De 3578 à 3590 m : Argile grise à gris-noir, tendre à indurée, silteuse avec rares fines passées de Grés blanc à gris-clair, fin à moyen, siliceux à silico-quartzitique,
moyennement dur à dur. traces de Pyrite.
De 3592 à 3650 m : Complexe argilo-gréseux, composé d’Argile noire, indurée, silteuse, rarement pyriteuse et de Grés gris clair à gris-blanc et translucide, fin à très fin, subarrondi, siliceux à silico-quartzitique, moyennement dur.
De 3650 à 3680 m : Roche métamorphique grise à gris sombre rarement gris verdâtre avec inclusion de minéraux leucocrates, du blanc au blanc laiteux, jaunes, rosâtres, verts et noirs. Présence de Quartz blanc, translucide, moyen à aplatit, de texture grenue, de Calcite et des minéraux ferrugineux de teinte brune et riche en micas noirs.
Argile silteuse
Grés quartizitique
Argile
Argile silteuse
Grés quartizitique
Argile
L’interprétation des courbes de module de cisaillement et module de young en fonction de la profondeur présente une variation de ce module lié à la lithologie de terrain, ils augmentent dans le cas des grés quartizitique et les roches métamorphique et cela revient à la rigidité et la dureté de ces roches par contre dans le cas des argiles en remarque une diminution de ces modules et cela revient à la plasticité de cette roche.
Références bibliographiques
1. Chapellier D., Diagraphie aquifères. Cours en ligne de géophysique.
2. Denis A et al., 1999, Traitements et analyse des mesures de diagraphies différées pour la reconnaissance géotechnique, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, volume 58, pp 309-319.
3. Documentations intérieurs de Sonatrach.
4. Lagabrielle R ., Diagraphies et géophysique de forage. Rapports des laboratoires des ponts et chaussées.
5. Mari J.et al., 1998. Géophysique de gisement et de génie civil. Ed. Technip, Paris, 468 pages.
L’implantation des ouvrages d’art nécessite en principe la connaissance détaillée de sous-sol, et la connaissance des propriétés mécaniques des terrains susceptibles de les recevoir.
La caractérisation de ces sols par les méthodes géotechniques traditionnelles est cependant rendue très difficile, voire impossible, par la présence de grandes hétérogénéités.
L’objectif du travail engager dans ce mémoire de fin d’études, est de montrer l’avantage des mesures géophysiques, leur rapidité de mise en œuvre et leur capacité d’investiguer un grand volume de sol dans un temps relativement modéré, constituent une alternative intéressante aux essais géotechniques in-situ.
Les résultats de ce travail ont permis de résoudre un certain problème posé aux géotechniciens :
- La méthode Carottage Vitesse Temps –CVT- utilisée pour effectuer les recherches préliminaire d’un site de construction nous a permis d’avoir la vitesse des ondes de compression, qui nous permis de connaitre la profondeur de la roche saine, identifier la lithologie de terrain et caractériser le degrés de ripabilité des roches…mais on peut aussi avoir la vitesse des ondes de cisaillement pour déterminer les paramètres dynamique de sous-sol et cela en changeant le capteur de signal utilisé en un capteur tridimensionnels.
- Malgré les grands avantages qu’elle apporte la sismique 3D dans la prospection pétrolière mais elle reste très chers pour les projets de génie civil, de mise en œuvre très compliqué et l’interprétation des résultats demande des ingénieurs spécialisé donc elle est peu utilisé dans le domaine de génie civil.
- Le cout élevé des forages carottés a incité les ingénieurs à tirer le plus de parti possible des forages destructifs en s’inspirant des techniques de prospection pétrolière. Ceci les a conduits à adapter à la reconnaissance en génie civil et plus généralement dans tous les domaines d’étude du sous-sol.
Les diagraphies constituent un outil très précieux permettant la caractérisation des matériaux en place, et mesurer directement en place des grandeurs utiles aux ingénieurs (paramètres mécanique de terrain, densité,…).
méthodes que les prospecteurs pétroliers car les problèmes se posent de manière différente. La principale différence est dans la profondeur des trous (quelques kilomètres dans le domaine pétrolier, rarement plus de vingt mètres en génie civil).
Ces résultats permettent de voir la possibilité d’interpréter rapidement un très grand nombre de données recueillir sur le terrain dans un temps relativement modérer, l’enregistrement sous forme numérique des signaux est très rapide, il permet de réaliser un grand nombre de mesures correspondant à des dispositifs variés. Les résultats peuvent être interprétés au laboratoire en faisant rejouer les enregistrements et en utilisant des méthodes d’interprétation sur ordinateur élaborées, ou encore directement sur le terrain avec des méthodes plus simples afin de décider immédiatement s’il convient ou non de réaliser des mesures supplémentaires.
Ceci conduit à une nouvelle manière d’envisager la mise en œuvre des méthodes traditionnelles.
Finalement nous espérons que ce travail de projet de fin d’étude pour l’obtention de diplôme de master en génie civil peut être utile pour d’autres projets dans le proche avenir.