Forages à Faibles Coûts

collection Etudes et Travaux � Editions du Gret � Ministère de la Coopération � Centre technique de coopération agricole et rurale

Les forages à faibles coûtsExpériences et procédés.

Ce manuel explique des techniques de forage conçues à partir de matériels simples. Elles permettentd’obtenir un ouvrage de captage d’eau à un prix modéré.Les performances de ces forages sont proches de ceuxréalisés avec des moyens mécanisés et coûteux.

Les systèmes de forage à faibles coûts décritsdans ce livre sont particulièrement adaptés au contexte actuel de nombreux pays africains. Ils permettentde multiplier les points d’eau, de façon fiable et peu onéreuse. Ils reposent sur l'utilisation des matièrespremières et équipements locaux. Ces forages peuvent êtreréalisés par des petites entreprises locales.

Ce manuel présente les contextes spécifiques favorables àl’utilisation de telles techniques, ainsi qu’une sélection desoutillages et des équipements les mieux adaptés auxsituations décrites.

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Groupe de recherche et d’échanges technologiques213, rue La Fayette 75010 Paris (France)

Tél : (33-1) 40 05 61 61. Fax : (33-1) 40 05 61 10

Etienne Lefort, Jean Marchal

Les forages à faibles coûtsTechniques et procédés

ISBN

: 2

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844

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COOPÉRATIONFRANÇAISE

Les forages à faiblescoûtsTechniques et procédés

Editions du GretMinistère de la CoopérationCentre technique de coopération agricole et rurale ACP-UE (CTA)

Etienne Lefort, Jean Marchal

collection Etudes et travaux

Cet ouvrage fait suite à une demande du Comité interafricain d’études hydrauliques (CIEH, M. Gadelle), à Ouagadougou, de disposer d’un livre technique simple qui permette de promouvoir des procédés de « forage à faibles coûts » utilisant des engins manuels ou faiblement mécanisés. Les techniques, assez répandues dans d’autres pays d’Afrique, le sont en effet très peu dans les pays couverts par le CIEH.

Ce livre a été rédigé à titre bénévole par Jean Marchal et Etienne Lefort (ingénieurshydrogéologues) adhérents de l’Ecti, à l’issue d’une tournée en Afrique organisée par le CIEH.

Suivi éditorial : Bernard Gay et Elisabeth Paquot, Gret.

Mise en forme : Nathalie Dugout et Elisabeth Paquot, Gret.

Illustration : André Lefèvre, Ecti. Maquette : Solange Münzer, Gret.

SSoommmmaaiirree

5. Introduction

Chapitre 1

Caractéristiques et contextes d’utilisation des foragesà faibles coûts

7. Principes techniques du forage à faibles coûts

7. Principaux avantages du forage à faibles coûts

8. Caractéristiques des forages à faibles coûts : dimensions et performances

10. Le prix de revient des forages à faibles coûts

11. Contextes spécifiques d’utilisation du forage à faibles coûts :terrains et aquifères favorables

Chapitre 2Techniques de forages à faibles coûts

15. I. Techniques de réalisation d’un forage à faibles coûts

15. � Les étapes techniques

16. � Le matériel à prévoir et son utilisation16. Le matériel de perforation22. Les matériaux d’équipement24. Le matériel de développement

25. � L’enchaînement des opérations25. La préparation26. Le forage27. L’installation du tubage et le soupapage30. La poursuite du forage à l’intérieur du tubage30. La perforation des terrains difficiles32. L’équipement du forage34. Le « développement » de l’ouvrage et les essais de pompage

36. � Tableau récapitulatif des opérations

37. II. Les variantes techniques37. Le forage maraîcher de type LWR40. Le forage par lançage (washbore)43. Les forages manuels à la boue47. La création de points d’eau par pointes filtrantes

52. III. Tableau récapitulatif des différentes techniques de captagedes eaux souterraines utilisables en milieu rural

58. IV. Les forages à faibles coûts en images

Chapitre 3Contextes socio-économiques d’utilisation des forages à faibles coûtset dynamiques de développement local

65. Une technique particulièrement pertinente pour les zones rurales isolées,les petits villages et les zones d'habitat dispersé

67. Une technique favorable aux dynamiques économiques locales

67. L’importance de la formation

68. Deux exemples de réalisation et d’utilisation de forages à faibles coûts68. Exemple d'une entreprise spécialisée dans la réalisation de forages

à faibles coûts : la Cofomaya70. Un programme hydro-agricole basé sur les forages

manuels à faibles coûts

72. Liste d'utilisateurs de forages à faibles coûts

Annexes

77. Annexe 1. Différents types de terrains aquifères favorables aux foragesà faibles coûts

81. Annexe 2. Zones d’Afrique de l’Ouest et du Centre où les conditionsgéologiques et hydrogéologiques paraissent favorablesaux forages à faibles coûts

88. Cartes au 1/5 000 000e des formations géologiques pouvant contenir des nappes exploitables par forages à faibles coûts

92. Annexe 3. Possibilités de diversifier l’utilisation du matériel, des atelierset des équipes de forages manuels et à faibles coûts

93. Annexe 4. Bibliographie

94. Annexe 5. Fabricants de matériels de forage : quelques adresses

95. Annexe 6. Organismes ressources

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Ce manuel explique des techniques de forageconçues à partir de matériels simples. Ces

techniques permettent d’obtenir un ouvrage decaptage d’eau à un prix modéré mais aux per-formances proches des forages réalisés avec desmoyens mécanisés et coûteux.

Ce manuel présente les contextes spécifiquesfavorables à l’utilisation de telles techniques. Uneliste de fabricants et organismes de conseil estproposée en annexe.

Les systèmes alternatifs de forage à faiblescoûts évitent le gaspillage de matières premièressouvent importées et le recours à un équipementmécanisé, gros consommateur de carburant. Ilsprivilégient le recours à la main-d’œuvre localeet s’avèrent donc créateurs d’emplois et d’acti-vités économiques associées.

Les techniques décrites ici sont connuesdepuis longtemps. Elles font essentiellementappel à l’énergie humaine (forage manuel) et dece fait, sont tombées en désuétude dans les paysà haut potentiel économique. Cependant, ellessont basées sur les mêmes principes de fonçageet de captage que les forages mécanisés et seconforment aux lois incontournables de l’hydrau-lique souterraine. De pratique encore courantedans certains pays du Sud, elles sont ignoréesdans des régions voisines alors que prévalentdes conditions naturelles et un contexte socio-économique tout aussi favorables.

Ces techniques de forage à faibles coûts sontparticulièrement adaptées au contexte actuel denombreux pays africains ; elles permettent demultiplier les points d’eau, de façon fiable et peuonéreuse. Elles sont maîtrisables et en grandepartie finançables par les associations de pro-ducteurs, avantage essentiel dans le contexteactuel de désengagement des Etats.

Les matériels et techniques présentés dans cemanuel sont inspirés en grande partie de l’ouvra-

ge de Bob Blankwaart « Hand Drilled Wells »publié par Rwegarulila Water Resources Institute,Dar Es Salaam, Tanzanie (1984), ainsi que dela publication du Lutheran World Relief (LWR) àNiamey, Niger (mars 1991). Le catalogue desfabrications de la société Bonne Espérance(Bischwiller, France) a permis de sélectionner desoutillages et équipements adaptés, utilisés enpar t icul ier dans le nord du Burkina-Faso(Cofomaya et Gary). Des ouvrages comme« Wells Construction » (Richard E. Brush) et « SelfHelp Wells » (R.G. Koegel) ont également étéutilisés. Les auteurs se sont aussi appuyés pourrédiger ce livre sur leur longue expérience enmatière de forage d’eau, tant en France qu’enAfrique.

Cet ouvrage s’adresse à un large public :– les techniciens et ingénieurs intervenant

dans des programmes d’hydraulique rurale ;– les ONG nationales ou étrangères ;– les petites entreprises et les artisans désirant

se lancer dans une activité relevant du domainede l’hydraulique ou diversifier leurs activités dansce domaine (puisatiers par exemple) ;

– les fabricants, réparateurs de matériels deforage et d’hydraulique (outils et matériels utilisésdans le forage manuel, tubages, crépines,pompes à main) ;

– les collectivités, groupements d’exploitants,centres de formation professionnelle désirant s’é-quiper en moyens permettant la réalisation deforages à faibles coûts ;

– les bénéficiaires de points d’eau : groupe-ments villageois, exploitants maraîchers ou parti-culiers ;

– les décideurs en charge de la conceptionde programmes d’hydraulique rurale, au Nord etau Sud...

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Introduction

ECTI. Echanges et ConsultationsTechniques Internationaux

L’Ecti est une association à but non lucratif créée en 1974, avec le soutien des entreprises françaises.Son but : coopérer au progrès technique parl’utilisation de la compétence et l’expérience d’un large éventail de cadres et de dirigeants français en fin de carrière qui offrent leur aide sansrémunération personnelle.

� En quoi... Echanges ?A tous les pays du monde, Ecti apporte généreusementl’expérience et souhaite créer en retour un renfor-cement de l’image et de la présence françaises.Aux entreprises françaises, il offre la même richesse de compétences au service de leur développement.

� En quoi... Consultations ?Parce qu’il s’agit de “conseils” donnés aveccompétence et indépendance.

� En quoi... Techniques ?Parce que maîtriser une profession, c’est en détenir la compétence et l’expérience quelle que soitla technique en cause.

� En quoi... Internationaux ?150 pays sont déjà actuellement concernés.

ECTI7, rue de Madrid 75008 ParisTél. 01 53 42 37Fax. 05 56 84 82 21

Ouvrages parus dans cette collection

� Irrigation privée et petites motopompesau Burkina Faso et au Niger

� La gestion du service de l’eau dans les centressecondaires du bassin du fleuve Sénégal

� Développement local urbain en Afrique.Histoire de projets

� Les systèmes financiers pour le développement rural

� Quelle politique d’épargne dans les systèmesd’épargne-crédit ?

� Ville et nature dans les agglomérations d’Afriqueet d’Asie (à paraître)

Caractéristiques et contextes d’utilisation des forages à faibles coûts

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Le forage à faibles coûts est une méthode decaptage des eaux souterraines similaire au fora-ge classique pour ses caractéristiques principales(diamètre, profondeur, débit) mais différente pourses techniques de réalisation car il fait essentielle-ment appel à l’énergie humaine.

Le matériel de perforation se constitue d’unjeu de tarières, soupapes, trépans et tiges-allonges, manipulés soit par rotation (grâce à un“tourne à gauche”) soit verticalement par battage(grâce à un système de treuil).

Le soutènement du forage durant le fonçage,

s’il est nécessaire, se constitue d’un tubage enacier descendu graduellement puis retiré par lasuite.

L’équipement se constitue d’une colonne àl’extrémité crépinée, d’une pompe d’exhaureclassique et d’un massif de gravier.

Un certain nombre de variantes existent sui-vant la nature des terrains rencontrés. Elles per-mettent soit de supprimer certaines étapes, soitde les exécuter différemment, comme parexemple le forage par lançage d’eau ou de ben-tonite, ou encore par percussion hydraulique.

L’avantage principal du forage à faibles coûtssur le forage classique est son prix (de 1 000 FFà 30 000 FF contre 50 000 à 100 000 FFpour un forage Rotary/MFT - marteau fond detrou).

Par rapport au puits, il présente l'avantage decapter l'eau sur une épaisseur plus grande. Il metles points d'eau à l'abri des variations saison-

nières ou cycliques de la surface des eaux souter-raines. Son inconvénient majeur réside dans seslimites de profondeur (pas plus de 50 mètres engénéral) et de terrain (terrains meubles oufriables, ou bien terrains durs sur une faibleépaisseur).

La main-d’œuvre non qualifiée employée estrémunérée au tarif pratiqué en milieu rural dans

Caractéristiques et contextes d’utilisationdes forages à faibles coûts

1 - Principes techniques du forage à faibles coûts

2 - Principaux avantages du forage à faibles coûts

le pays. Une partie de la main-d’œuvre nécessai-re peut être fournie au titre de la participation vil-lageoise au coût de l’ouvrage.

Le matériel de forage est simple, léger, rus-tique mais robuste et d’entretien limité. Il est faci-lement réparable. Une partie du matériel doitéventuellement être importée. Il durera longtempset pourra servir de modèle pour sa reproductionsur place. Une économie importante peut résulterde la fabrication locale par des artisans ou petitsindustriels d’une autre partie du matériel, ce quisemble souvent possible.

� Le matériel tubulaire de travail ou de soutè-nement provisoire ou définitif, lorsqu’il est métal-lique, peut être importé ou bien fabriqué surplace, éventuellement avec du matériel derécupération. Les tubages et crépines en PVC,

très souvent utilisés pour l’équipement desforages, sont disponibles partout et souvent fabri-qués sur place, ou susceptibles de l’être. Cestubages sont légers et faciles à mettre en placesans matériel de levage important.

� Le transport du matériel de forage et de l’é-quipement tubulaire, compte tenu de sa légèretéet de son peu d’encombrement, ne nécessite pasl’utilisation de véhicules de grande capacité,gros consommateurs de carburant. Parfois, desvéhicules à traction animale peuvent suffire.

� La réalisation des forages à faibles coûtsnécessite des techniques simples, facilement assi-milables par des opérateurs locaux, sans avoirbesoin d’une formation longue et élaborée. Ellene nécessite pas la présence de techniciens hau-tement spécialisés percevant des salaires élevés.

Diamètres de forage

Une large gamme de diamètres de forage estpossible en forage à faibles coûts. Elles vont de50 mm pour les diamètres les plus réduits (recon-naissance, enfoncement de pointes filtrantes) jus-qu’à 300 mm pour l’avant-trou ou pour defaibles profondeurs.

Les diamètres usuels de départ sont voisins de180 mm, parfois un peu plus : 200 à 230 mm.Ces diamètres peuvent être maintenus jusqu’aufond ou être réduits si nécessaire. L’adoption deces dimensions permet l’utilisation d’un tubagede soutènement.

Ces dimensions de fonçage ou defonçage/tubage aboutissent à la mise en placede tubes d’exploitation (en acier ou en PVC) dediamètre le plus courant 125/140 mm ou112/125 mm, mais pouvant descendre jusqu’à2 pouces (2”), soit 50 mm.

Lorsqu’on utilise des pompes, ces dernièresdisposent, au niveau du cylindre d’aspiration, de

diamètres de 2 à 4” (50 à 100 mm). Le pluspetit diamètre de pompe est de 1” 11/16. Ilpeut passer dans du tubage de diamètre intérieurde 2” (50 mm).

Profondeurs

Deux catégories de profondeurs peuvent êtredistinguées, suivant les conditions du terrain etl’usage prévu du forage.

� Nappe à faible profondeur sous le sol (2 à6 mètres) dans des terrains sableux et meubles

Cette situation permet l’utilisation de pompesde surface (manuelles ou motopompes) avec unniveau dynamique ne descendant pas au des-sous de 6 à 7 mètres.

Dans ce cas, la profondeur de l’ouvragedépasse rarement 12 à 15 mètres. Ce type deforage est particulièrement utilisé pour la petiteirrigation de périmètres maraîchers privés. Déli-

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Premier chapitre

3. Caractéristiques des forages à faibles coûts :dimensions et performances

vrant de l’eau potable, il peut aussi servir à l’ali-mentation humaine.

� Nappe à plus grande profondeur dans desterrains de nature variée

En général, on utilise dans ce cas un systèmed’exhaure par puisette ou pompe à motricitégénéralement humaine, située dans le forage.Ce type de forage est principalement destiné àl’alimentation humaine.

Il paraît difficile que ce type de foragedépasse des profondeurs de 40 à 50 mètres.Au-delà, se posent des problèmes de disponibi-lité de tubage casing de longueurs suffisantes, demanipulation, de poids des tubages et des outilsde forage. Pour réaliser des forages plus pro-fonds, il faudrait motoriser certaines opérations(telles que le battage à la curette ou au trépan)ce qui ferait considérablement monter les coûts.

Cependant, on signale dans la bibliographieune méthode de forage qui, dans les terrainsmeubles, permet d’atteindre des profondeurs de60 à 80 mètres (battage d’un tube/soupapeavec circulation de fluide, entièrement manuel -Wells construction - Peace Corps).

Débits

Les débits qui peuvent être obtenus à partirdes forages à faibles coûts dépendent del’aquifère, des caractéristiques du captage misen place et des moyens d’exhaure utilisés. Lesdiamètres de tubages d’exploitation pratiquéspermettent la mise en place de pompes à motri-cité humaine ou à moteur (pompe immergée sinécessaire).

Les débits des forages à faibles coûts sontidentiques à ceux de forages réalisés avec desateliers de forage motorisés. Le forage à faiblescoûts offre ainsi une large possibilité de débitsallant de :

– quelques centaines de litres à l’heure(autour de 200 à 1 000 litres/heure pour desforages destinés à l’alimentation humaine etexploités par pompe manuelle ou puisette) ;

– à plusieurs mètres cubes à l’heure pour desforages destinés généralement à l’irrigation.

Dans ce dernier cas, si l’aquifère le permet,des débits supérieurs à 10 m3/h peuvent êtreexploités au moyen de motopompes ou depompes électriques immergées, dans la mesureoù le diamètre de tubage permet généralementleur utilisation.

Durée de vie des forages à faibles coûts

Un forage à faibles coûts, comme tout fora-ge, doit être fiable sur une longue période.

Tout forage, quelle que soit sa méthoded’exécution, répond à un certain nombre derègles pour sa réalisation. Les caractéristiquesdes captages sont déterminées en fonction desparticularités de la nappe ou de l’aquifère quel’on se propose d’exploiter, des besoins des utili-sateurs et des moyens d’exhaure envisagés.

Si la réalisation du forage à faibles coûts res-pecte les règles de base en matière de forage,sa durée de vie sera comparable à celle d’unforage réalisé avec des ateliers mécanisés. Elledépassera donc 10 ans et atteindra fréquem-ment plusieurs dizaines d’années. Cette similitudeest d’autant plus normale que, dans les deuxcas, c’est le même type d’équipement expéri-menté et sûr qui peut être mis en place (équipe-ment tubulaire, moyens d’exhaure).

On peut volontairement privilégier une gran-de rapidité de réalisation et un prix de revientparticulièrement bas, à une longue durée de vie.Cette solution, fréquemment appliquée pour lespoints d’eau destinés à la petite irrigation (cf. lesforages maraîchers p. 37), peut être acceptabledans au moins deux cas (il s’agit toujours dezone alluviale, avec aquifère peu profond, degranulométrie moyenne à grossière, peu ou pasargileux), à savoir :

� 1er cas. Le débit de pompage est faible,l’eau est extraite au moyen de puisettes ou depompes à motricité humaine. L’entraînement restefaible et le colmatage peut être assez long à seproduire, de telle façon que le coût de l’ouvrageest amorti lorsqu’il ne peut plus être utilisé.

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� 2e cas. Le débit de pompage est important(pompe à moteur), le colmatage est rapide.Souvent, l’ouvrage ne peut servir que pendant 3à 4 ans. Pour les forages peu profonds (10 à 12mètres au maximum), le coût principal corres-pond au tubage et à la crépine. La mise en

place ne coûte presque rien. Il est possible, avecune dépense minime, d’extraire l’équipementtubulaire, de reforer à un autre emplacement etde remettre en place tube et crépine après rem-placement du tissu.

Les enquêtes menées dans le cadre de larédaction de ce manuel ont montré de grandesvariations des prix de revient des forages àfaibles coûts. Ils peuvent aller de moins de1000 FF dans les conditions les plus favorables(forage ne dépassant pas 10 à 12 mètres dansdes terrains sableux, avec une surface des eauxsouterraines à moins de 6 mètres de profondeur)à des coûts atteignant 10 000 à 20 000 FF uni-quement pour le forage et l’équipement tubulaire,dans les cas les plus difficiles : par exemplelorsque les profondeurs atteignent 40 à 50mètres ou lorsqu’il faut utiliser du matériel permet-tant de forer dans tous types de terrains.

En général, l’acquisition du matériel de fora-ge est à la portée d’opérateurs locaux sans queceux-ci aient besoin d’un appui financier impor-tant. Si nécessaire, cet appui, sous forme de prêtou de crédit, doit pouvoir être obtenu auprès desorganismes spécialisés (banques, organisationsinternationales, ONG...).

Les forages à faibles coûts sont économique-ment avantageux pour deux raisons : le coût dumatériel est faible ; le prix de revient du fonction-nement est peu important, puisqu’il s’agit essen-tiellement de techniques manuelles où les coûtssont beaucoup plus faibles que ceux qu’entraî-nent la consommation de carburant et l’amortisse-ment des ateliers de forage mécanisés.

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Premier chapitre

4. Le prix de revient des forages à faibles coûts

Tableau récapitulatif et comparatifdes caractéristiques des forages à faibles coûts

Forage à faibles coûts Puits rustique Forage motorisé

Terrain Meuble Meuble Rotary MFTPossible sur terrains Impossible sur terrains Tous terrainsdurs de moins d'un mètre sableux, durs ou boulants

Profondeur 8 à 20 mètres 6 à 15 mètres De 50 à 100 mètres40 à 50 mètres

Débit 200 à 10 000 l/h idem 5 à 20 m3/hsuivant le système de puisage

Diamètre 50 à 300 mm > 1m50 100 à 300 mm

Temps d'exécution 1 jour à 3 semaines Quelques jours Quelques jours

Coût < 2 000 FF < 1500 FF 50 000 à 100 000 FF10 000 à 30 000 FF

D’autre part, la participation bénévole demain-d’œuvre villageoise peut être assez fré-quemment acquise, de telle façon que les mon-tants des devis proposés aux clients bénéficiairespeuvent être allégés. Le tableau de la page 10présente quelques caractéristiques principales duforage à faibles coûts en les comparant avecd'autres types d'ouvrages hydrauliques. Ces élé-ments sont repris de manière plus exhaustive dela page 52 à 57.

Le forage à faibles coûts doit respecter cer-taines règles. Néanmoins de nombreusesvariantes restent envisageables, en fonction desconditions locales d’approvisionnement en équi-pement, de la nature des terrains, etc., ainsi quedes moyens financiers disponibles. Toutefois, lesprincipes de base de ces techniques doivent tou-jours être respectés. Quelle que soit l’importancede l’ouvrage, la réalisation d’un forage est une

entreprise délicate et pleine d’aléas. Toute modi-fication, transformation ou innovation, tant dansle domaine du matériel que dans celui des tech-niques doit faire l’objet d’essais prudents avantd’être adoptée définitivement.

Dans tous les cas, l’évolution doit tendre versune amélioration du rendement et des conditionsde travail, par conséquent de l’efficacité et de larentabilité, tous ces critères étant intimement liés.

L’équipe de forage doit être formée et enca-drée par un chef de chantier expérimenté. Il estsouhaitable d’organiser à cet effet des stages deformation au métier de foreur dans des entre-prises déjà opérationnelles et possédant des réfé-rences sérieuses. Chaque région nécessite l’ap-plication de techniques adaptées aux conditionslocales. Le choix de l’entreprise formatrice doitêtre fait en fonction des débouchés futurs quepourront trouver les candidats foreurs.

Nous ne donnerons ici que les éléments prin-cipaux permettant de déterminer si un lieu estfavorable ou non à la réalisation d’un forage àfaibles coûts. Pour une analyse plus précise entermes géologiques et géographiques, on sereportera aux annexes 1, 2 et 3.

Epaisseur de l’aquifère

L’épaisseur de la tranche captée, au niveaude laquelle on place la partie crépinée (ou lapartie lanternée du tubage d’exploitation), doitêtre d’autant plus grande que les caractéristiqueshydrauliques de l’aquifère (perméabilité et poro-sité) sont moins bonnes.

La profondeur recommandée du forage àfaibles coûts ne devrait pas dépasser 40 à 50mètres. Dans les cas les plus médiocres, l’exploi-tation d’une tranche mouillée d’une dizaine de

mètres d’épaisseur devrait suffire pour satisfaireles besoins du point d’eau. Dans certains typesde terrains très perméables, tels que les sablesmoyens et grossiers, les épaisseurs de terrainstraversés peuvent être bien moindres (1 à 3mètres par exemple) sans nuire à l’obtention dedébits suffisants pour satisfaire les besoins.

D’une façon générale, le forage à faiblescoûts s’adresse particulièrement aux nappes dites“superficielles”.

Dureté des terrains

Le domaine d’utilisation des forages à faiblescoûts se limite :

– aux terrains meubles ou peu consolidés ;– aux terrains consolidés, mais relativement

tendres, ou friables ;– aux terrains durs sur une faible épaisseur.

– 11 –


5. Contextes spécifiques d’utilisation du forage à faibles coûts :terrains et aquifères favorables

Les terrains durs ne peuvent être abordés enforage à faibles coûts que s’il s’agit de couchesindurées peu épaisses (comme les latérites ou lescroûtes calcaires), au dessous desquelles on estassuré de trouver une nappe exploitable, ou bienpour vérifier que le forage a bien atteint la rochedure sous-jacente (socle inaltéré par exemple). Eneffet, il existe parfois des blocs isolés de rochesdures. C’est la lenteur d’avancement, l’usure dumatériel et le poids des outils qui rendentinadapté le forage à faibles coûts en terrain dur.Dans tous les cas, l’épaisseur de terrain dur qu’ilest envisageable de traverser est de l’ordre dumètre, exceptionnellement plusieurs mètres (casdes calcaires fissurés par exemple).

S’il existe des techniques et des matériels deforage manuel qui permettent de traverser toutescatégories de terrains, elles restent rarement à“faibles coûts”.

Nature des terrains à traverser etdes aquifères à capter

Le forage à faibles coûts s’adresse plus parti-culièrement :

� aux terrains meubles constitués :

– de silts, sables fins, moyens et grossiers,non consolidés ou boulants, ou partiellementconsolidés ;

– de ces mêmes éléments partiellement argi-leux (ce qui provoque leur consolidation) ou d’ar-giles sableuses.

Remarques : les argiles sableuses, bien quesusceptibles de retenir une grande quantitéd’eau, ne constituent pas des aquifères. Descouches peu épaisses peuvent cependant êtretraversées si nécessaire ;

� aux grès friables (tels que certains niveauxdu continental terminal) ;

� aux calcaires et roches carbonatées tendresou très fissurées ;

� aux roches désagrégées ou résultant del’altération chimique, en particulier aux roches du

socle cristallin (massifs éruptifs de type granite etroches métamorphiques). Il s’agit plus particuliè-rement des terrains résultant de l’altération latéri-tique (altérites).

Localisation des terrains aquifèresfavorables aux forages à faibles coûts

Les terrains aquifères se présentent dans lessituations suivantes :

� formations sédimentaires actuelles ourécentes :

– zones alluvionnaires : on les trouve dans lesvallées des rivières et des fleuves, dans lesvallées anciennes (fossiles) de la zone sahélienne(nappes permanentes à faible profondeur), dansles deltas des cours d’eau (attention à la contami-nation à l’embouchure d’eaux salées) ;

– formations côtières, dans le cas de côtesbasses et de dépôts sableux (attention à la pré-sence éventuelle d’eau salée) ;

– accumulations éoliennes dans les zonessahariennes ;

– zones colluvionnaires : dépôts granuleux,sableux, argilo-sableux, limoneux, correspondantaux résidus de l’altération de reliefs (souvent à labase de falaises ou escarpements).

� formations sédimentaires anciennes :

– formations du Continental Terminal (CT) :formations détritiques constituées de sable plusou moins argileux ou de grès tendres alternantavec des bancs d’argile. Elles concernent delarges surfaces de l’Afrique Occidentale etcontiennent la nappe la plus exploitée pour l’ali-mentation en eau des villages. Sa surface sesitue à plus de 15/20 mètres en général et sonépaisseur est de plusieurs dizaines de mètres ;

– formations sédimentaires plus anciennesque le CT : assez aquifères, leur consolidationles rend souvent trop compactes pour être tra-versées par des forages à faibles coûts, saufdans les cas de motorisation partielle des ateliersde fonçage ;

– 12 –

Premier chapitre

– altérites du socle cristallin : caractéristiquesd’un climat chaud et humide, ces altérations sontdues à une infiltration des eaux de pluie en pro-fondeur venant dissoudre la silice des minérauxde roche. Elles sont généralement aquifères àleur base.

� cas particulier : les bords des retenues natu-relles artificielles et les rives des cours d’eau peu-vent engendrer des nappes peu profondesrécupérables par les forages à faibles coûts alorsque l’eau de surface est souvent polluée.

– 13 –


Deuxième chapitre

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Une équipe de trois spécialistes et de 4 à 6manoeuvres du village est nécessaire.

L’emplacement du forage est aplani et net-toyé, ainsi qu’une aire de 100 m2 alentours ausein de laquelle est prévu un entrepôt.

Un trépied muni d’un treuil doit être érigé audessus du point exact de forage afin de per-mettre la manipulation du matériel.

La technique de fonçage est la suivante :

– avancement à la tarière hélicoïdale pour lesterrains meubles, manipulée par deux hommesau moyen d’un “tourne-à-gauche” ;

– avancement au trépan dans les terrainsconsolidés ou durs (pas plus d’un mètre dans cedernier cas), manipulé par battage grâce à unesérie de tractions et relâchements sur le câbled’attache au treuil ;

– enfoncement simultané d’un tube de soutè-nement en acier de diamètre légèrement inférieur

au forage. Descente par son propre poids puispar louvoiement quand les frottements sont tropintenses ;

– remontée des déblais par extraction destarières et curage de l’hélice et/ou par soupapesà clapet.

Une fois la profondeur recherchée atteinte, leforage est équipé au moyen d’un tube de PVCplein, à l’extrémité crépinée. L’espace annulaireest garni par un massif de gravier au fur et àmesure de l’extraction du tubage de soutène-ment.

Avant la mise en place de la pompe d’exhau-re définitive, l’ouvrage doit être développé parpompages intensifs afin d’extraire les matériauxfins de l’aquifère autour du crépinage.

Il faut compter une à plusieurs semaines pourla réalisation d’un tel ouvrage, suivant la profon-deur et la nature des terrains.

Techniques de forages à faibles coûts

I – Techniques de réalisation d’un forage à faibles coûts

1. Les étapes techniques

�� Le matériel de perforation

La perforation des terrains pour forage defaible et moyenne profondeur (jusqu’à 30 à 40mètres) peut être effectuée manuellement dansdes sols durs ou non consolidés avec l’équipe-ment décrit ci-dessous :

– trépied équipé d’un treuil et d’un systèmede poulies ;

– outils de perforation de 180, 230 et300 mm ;

– tiges d’extension avec accessoires ;

– tubages de soutènement de 200 et 250 mm de diamètre ;

– divers outils, courants et spécifiques.

Le trépied et ses accessoires

Les trois “jambes” du trépied, qui sont réa-lisées avec du tube acier de 2” (50/60 mm),ont une longueur de 6 mètres chacune. Une deces jambes comporte deux montants reliés par

des entretoises tubulaires utilisées comme éche-lons pour monter en haut du trépied lorsqu’il estérigé. Cette double jambe permet de fixer letreuil (figure 1) sur lequel est enroulé un câble enacier. Celui-ci passe sur la poulie en haut du tré-pied. Un crochet est fixé à son extrémité. Unmontage avec une seconde poulie permet unmouflage qui double, voire triple les possibilitésde traction. Dans ce dernier cas, une doublepoulie doit être prévue en haut du trépied.

Le trépied avec son treuil, placé à l’aplombdu trou, sert à manoeuvrer la garniture de forageainsi que les colonnes de tubage. Sa capacitéde traction peut atteindre une tonne.

Les outils de perforation

Les outils d’attaque et d’extraction des terrainsutilisés sont les suivants :

– les tarières ;

– les soupapes ;

– les trépans et masses-tiges ;

– les tiges-allonges.

� Les tarières

Les tarières sont en général les premiers outilsutilisés en début de perforation. Suivant la naturedes terrains à traverser, les tarières peuvent avoirdifférentes formes. Elles sont entraînées en rota-tion par deux hommes à l’aide d’un “tourne-à-gauche” fixé sur la tige d’extension (cf. "les tiges-allonges" page 19).

– La tarière hélicoïdale est composée delames formées et fixées par soudure sur une âmeen tube acier de 2” (figure 2 page 17). La partiede la lame qui attaque les terrains est renforcée

Deuxième chapitre

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2. Le matériel à prévoir et son utilisation

Figure 1 : treuil de manoeuvre

par un métal d’apport dur, afin de prévenir l’usu-re. Ce type de tarière est particulièrement utilisépour la traversée d’argiles humides, de sables etégalement de graviers.

– La tarière hélicoïdale conique. Les lames decette tarière sont formées de façon conique (figu-re 3), la partie la plus étroite commençant vers lebas en forme de “langue d’aspic” de 80 mm delargeur. La lame supérieure atteint le diamètre dutrou (180 ou 230 mm).

Cet outil sert principalement à traverser lesbancs indurés. La langue d’aspic aiguiséepénètre dans le banc dur et le concasse. Lorsquele terrain est ainsi démantelé, il peut être extrait àl’aide d’une tarière hélicoïdale normale. Son utili-sation peut également être combinée avec latarière continue à ailes décrite ci-après.

– La tarière continue à ailes. Cette tarièreconsiste en un tube de 2” sur lequel est soudéeune lame en forme de spirale. Une aile de 6 à8 cm de largeur est soudée tout autour de cettelame (figure 4). Un connecteur mâle est fixé à lapartie supérieure et un connecteur femelle à lapartie inférieure. La hauteur totale est d’environ 1mètre. Cet outil est toujours utilisé en combinai-son avec une tarière normale ou conique. Il aug-mente la capacité de stockage des déblais etaide à conserver la verticalité du trou. Certainesprécautions doivent cependant être observéeslors de son utilisation.

– La tarière fermée est un long tube en acierépais avec des cuillères tranchantes soudées surle fond (figure 5). Ces cuillères coupent le terrainqui est recueilli à l’intérieur du tube. Une ouvertu-re est pratiquée sur le tube pour permettre l’extra-ction du terrain. Elle est fermée par une porteamovible verrouillable.

Cette tarière est utilisée dans des terrainssemi-cimentés tels que latérites, calcaires etroches altérées, mais peut également être effica-ce dans des argiles dures et sèches ainsi qu’ensol graveleux. L’avancement est faible dans cesconditions.


Figure 2 : tarière hélicoïdale

Figure 4 : tarière continue à ailes

Figure 3 : tarière hélicoïdale conique

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Figure 5 : tarière fermée

� Les soupapes

La soupape sert à curer le trou des déblaisaccumulés lors de la perforation à l’aide du tré-pan en terrains durs. Elle sert également à forerdans les sables et graviers aquifères, sous cou-vert d’une colonne de tubage de soutènementdescendue simultanément.

Une soupape est un tube en acier comportantune trousse coupante à sa base, d’une longueurcomprise entre 1 et 1,50 mètre et équipée d’unclapet à charnière (figures 6 et 7). Un oeil estsoudé à sa partie supérieure. On y fixe le câbleà l’aide d’une manille. Le diamètre extérieur dutube dépend du diamètre du trou ou du tubage àl’intérieur duquel la soupape est introduite. Cediamètre doit être suffisamment petit pour éviterl’effet de piston lors de la remontée ainsi que lerisque de coincement avec les déblais.

La soupape s'utilise vertica-lement avec le t reui l .Lorsqu'elle frappe le fond, leclapet s’ouvre et le sablepénètre à l’ intérieur. A laremontée, le clapet se fermeet le sable est piégé. Lorsqueles sables sont particulièrementfins, tels que les silts, le clapetà charnière est remplacé parun boulet (figure 8) assurantune meilleure étanchéité.

A noter également les sou-papes à piston, à articulationou à clapet libre (figures 9 et10), utilisées pour le foragedans les sables fins mélangésde graviers et également pourle curage.

� Les trépans et les masses-tiges

– Les trépans dits “casse-pierres” sont utiliséspar battage : ils sont soulevés à une certainehauteur (entre 0,50 et 1 mètre) et ensuite laisséstomber en chute libre. Afin d’augmenter l’effica-cité de l’impact, une tige lourde (masse-tige) estvissée sur le trépan (figure 11). L’action ainsi

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Figure 6 :soupape

Figure 7 : soupape à clapet

Figure 8 : soupape à boulet

Figure 9 : soupape à articulation

Figure 10 : soupape à clapet libre

obtenue permet de perforer les roches dures enles concassant. Après chaque chute, le trépantourne légèrement afin d’obtenir un trou cylin-drique. Au fur et à mesure de l’avancement, lesdéblais accumulés au fond du trou freinent lachute et réduisent l’efficacité du battage. Il estalors nécessaire de remonter l’outil et de curer leforage avec une soupape. Le curage terminé, onredescend le trépan et ainsi de suite.

Figure 11 :masse-tige

Figure 12 :tréplan plat

Figure 13 :trépan à joues

– Le trépan plat (figure 12) sert pour forer aubattage en terrains moyennement durs (grès,roches tendres, marnes).

– Le trépan à joues (figure 13) sert pour foreren terrains durs, les joues alésant le trou.

– Le trépan excentré (figure 14) comporte unelame guide placée dans le prolongement ducorps fileté et, en retrait, une lame excentrée. Cetrépan permet de forer en terrain dur ou moyen-nement dur, des trous d’un diamètre supérieur àcelui du tubage dans lequel il est introduit. Ladescente de ce dernier s’en trouve grandementfacilitée.

– Le trépan en croix (figure 15) s’utilise surdes terrains hétérogènes ou fissurés qui risquentd’empêcher la rotation régulière du trépan et dele guider à chaque chute dans une positionunique.

� Les tiges-allonges

Avec l’augmentation de la profondeur dutrou, des tiges-allonges doivent être ajoutées auxoutils de forage.

Il existe différents types de tiges-allonges,depuis la tige carrée avec raccords filetés mâleet femelle à chaque extrémité type BonneEspérance (figure 16), à la tige confectionnée entube acier de 2”1/2, utilisée en Tanzanie (figure17), en passant par la tige légère type LWR(figure 18).

La longueur de chaque élément est en géné-ral de 3 mètres. Il existe toutefois des longueurs

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Figure 14 :trépan excentré

Figure 15 :trépan en croix

Figure 17 : différents types de tigesallonges utilisées en Tanzanie

Figure 16 : tige-allonge Bonne Espérance

Figure 19 : tourne-à-gauche Bonne Espérance Figure 20 : tourne-à-gauche LWR

Figure 18 : tige légère type LWR

intermédiaires (0,50, 1, 1,50, et 2 mètres) per-mettant de composer différentes hauteurs.

Ces tiges permettent d’entraîner en rotationles tarières. Un collier tourne-à-gauche est bou-lonné ou fixé par clavetage à hauteur conve-nable pour être manoeuvré par deux hommes,ou plus si nécessaire (figures 19 et 20 p.19).

Le tubage de soutènement

Le tubage de soutènement est destiné à main-tenir les parois du trou lors de sa réalisation. Ilpeut être descendu au fur et à mesure du creuse-ment dans les terrains boulants (argiles fluentes,sables et graviers aquifères, etc.) ou, au contrai-re, après la réalisation du trou, si la tenue desterrains le permet.

Il est fabriqué en éléments de longueurs com-prises entre 1 et 1,50 mètre, pris dans du tubeacier de 200/220 mm (8”) ou 250/275 mm(10”) de diamètre. Pour les grandes profondeurs,alors que le télescopage des colonnes s’avèreindispensable, une colonne de 150/170 mm(6”) peut compléter l’équipement.

Chaque dimension de tubage a son jeu d’ou-tils adaptés tels que tarières, soupapes, trépans,colliers de retenue, etc.

Les tubes comportent des filetages à chaque

extrémité, mâle en haut, femelle en bas, permet-tant de les assembler entre eux (figure 21). Desprotections (bagues filetées) sont placées dansles filetages pour éviter leur dégradation au coursdes transports et manutentions. Bien entendu, cesprotections sont retirées lors de l’utilisation et soi-gneusement replacées ensuite.

Le premier élément de tubage descendu dansle trou est muni d’un sabot (figure 22) comportantune trousse coupante à sa base. Cette troussecoupante a un diamètre légèrement supérieur àcelui du tube de façon à aléser le trou lors de ladescente, diminuant de la sorte les frottementslatéraux.

Une tête de levage (figure 23), percée dedeux trous face à face dans lesquels une tige enacier est introduite, sert à suspendre la colonneau crochet pour le vissage et le dévissage, ainsique pour la descente et l’extraction. Si cette têtede levage est renforcée, elle peut servir au mou-tonnage de la colonne pour la faire descendre.

Les accessoires

Au fur et à mesure de l’approfondissement duforage, il est nécessaire d’ajouter des tiges-allonges à la garniture, ainsi que des éléments àla colonne de tubage. Ces manoeuvres nécessi-tent de maintenir momentanément en suspens lagarniture ou la colonne placées dans le foragependant l’ajout d’éléments supplémentaires. Il enest de même lors de la remontée.

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Figure 21 : assemblage de tubespar filetage mâle et femelle

Figure 22 :sabot de tubage

Figure 23 : tête delevage de tubage

On utilise pour cela des tables et des colliersde retenue. Les tables de retenue (figure 24) sontconstituées d’une plaque métallique dans laquel-le une échancrure est ménagée. Cette échancru-re a la largeur du corps de la tige-allonge. Lemanchon d’extrémité de tige qui vient buter sur laplaque est d’un diamètre supérieur.

La plaque a des dimensions extérieures sensi-blement supérieures au diamètre du tubage qu’el-le obture une fois en place, empêchant ainsi lachute fortuite d’objets dans le forage.

Les colliers de retenue sont en acier forgé(figure 25) ou en bois découpé dans de gros

madriers (figure 26) assemblés par de gros bou-lons en acier. Ces colliers servent à maintenir lacolonne de tubage en suspens au niveau du sol.De plus, lorsque le sabot de la colonne porte surle fond du forage, le collier peut être positionnéau dessus du sol et servir à louvoyer le tubagepour le faire descendre. On doit pour cela yfixer un fer en U de 2 ou 3 mètres de longueur.

La garniture de sonde est manoeuvrée, poursa montée et sa descente, avec une chaise d’en-levage ou pied de biche (figure 27) suspendueau crochet.

Divers outils annexes sont indispensables surle chantier de forage : clés à chaîne, clés àgriffes, clés à molette, jeu de clés plates, mar-teau et masse, petit outillage (pince universelle,tenaille, burette d’huile, pot de graisse consistan-te, etc.).

Les outils de sauvetage

Il arrive que l’on soit amené à extraire dufond du forage une partie de l’outillage qui yserait tombé, à la suite d’une rupture de tige lorsdu battage en terrain dur ou pour toute autre rai-son (dévissage, maladresse, oubli, malveillance,etc.). Cette opération s’appelle la “pêche” et lapièce à attraper le “poisson”. Les outils les pluscourants sont :

– la caracole (figure 28) pour tiges ou tubesayant un manchon de plus gros diamètre ;

– la cloche filetée (figure 29) pour tiges outubes lisses à leur extrémité supérieure ;

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Figure 24 : table de retenue

Figure 26 : collier bois

Figure 25 : collier acier forgé

Figure 27 :pied de biche

Figure 28 : caracole Figure 29 : cloche filetée

– le taraud (figure 30) s’emboîte à l’intérieurd’un tube ;

– l’araignée (figure 31) permet de saisir despièces de faible hauteur tombées au fond dutrou. C’est un tube d’acier doux dont la partiesupérieure s’adapte sur les tiges. La partie infé-rieure est munie de longues dents. L’araignée estdescendue sur le poisson qui y pénètre. Un mou-vement de rotation et, simultanément, une pres-sion vers le bas ferment les dents qui emprison-nent le poisson. Il n’y a plus qu’à remonter letout ;

– le harpon (figure 32) sert à la pêche decâbles et cordages.

Dans les cas extrêmes, on peut être amené àfabriquer ou à faire fabriquer un outil de repê-chage spécialement adapté pour saisir un pois-son de forme particulière, si aucun des outilsconventionnels ne convient. On se trouve alorsdevant un problème de rentabilité. Il peut êtreplus judicieux, si le trou n’est pas trop profond,d’abandonner purement et simplement le forageen récupérant les colonnes placées et recommen-cer un nouveau trou à proximité.

�� Les matériaux d'équipement

Après avoir terminé le trou, la constructiondéfinitive du forage peut commencer par la miseen place du tube crépiné et du massif de gra-vier, qui constituent l’équipement du forage.

La fonction du tube crépiné est d’offrir uncuvelage de protection pour le cylindre depompe et l’ensemble élévatoire. La partie placéeau droit de l’aquifère comprend d’étroites ouver-tures par lesquelles l’eau de la nappe peut péné-trer. L’espace compris entre la crépine et la paroidu trou est garni avec un matériau relativementgrossier hautement perméable : le massif degravier.

Le gravier

Le gravier sert à maintenir les parois du fora-ge après les opérations de fonçage et à filtrerl'eau à l'endroit de la crépine. Il doit avoir lescaractéristiques suivantes :

– il doit être assez gros pour laisser passer lesfines particules de l’aquifère lorsque le forage estdéveloppé ;

– il doit être suffisamment fin pour retenir lereste du matériau aquifère ;

– il doit présenter une certaine homogénéité,ce qui lui confère une haute perméabilité ;

– il doit être exempt d’éléments calcaires ouargileux ;

– les grains doivent être les plus sphériquespossibles (le gravier concassé ne convient abso-lument pas).

L’expérience démontre que la granulométriecomprise entre 1 et 5 mm de diamètre retientenviron 60 % du matériau constituant générale-ment les aquifères composés de sable fin, moyenet grossier.

Quel que soit le gravier recueilli dans lesgisements naturels tels que lits de rivière, gra-vières, cours d’eau, plages, etc., l’éventail desdimensions est très important. Le gravier doit être

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Figure 30 :taraud

Figure 31 araignée

Figure 32 : harpon

tamisé pour obtenir la granulométrie désirée. Ilest très important de le laver soigneusement lors-qu’il est tamisé, faute de quoi des éléments finsresteraient collés aux plus gros et on obtiendraitun gravier de mauvaise qualité.

Le tube crépiné

Le tube crépiné qui constitue la colonne défi-nitive du forage est en PVC (chlorure de polyviny-le). Les principaux avantages de ce matériausont la résistance à la corrosion, la légèreté,favorisant le transport et la manutention, la faci-lité de découpage aux longueurs désirées, le basprix. Les tubes crépinés doivent être stockés enposition verticale ou horizontale sur un sol niveléet ombragé. Ils risquent d’être gauchis en casd’exposition au soleil.

� Dimensions

Le diamètre de la colonne de forage doittenir compte :

– du diamètre du tubage du forage. L’espaceannulaire compris entre les deux tubes doit êtresuffisant pour la mise en place du massif degravier ;

– du diamètre du système de pompage quisera placé à l’intérieur. Le plus couramment utiliséest la combinaison entre un tubage de forage de200/220 mm et une colonne d’équipement dediamètre 103/110 mm. Un cylindre de 3” (envi-ron 80 mm) est facilement placé à l’intérieur et lemassif de gravier aura une épaisseur de 55 mm,ce qui est correct. Si on utilise un tubage de250/275 mm, une colonne d’équipement de117/125 mm est recommandée.

Les tubes crépinés et pleins se trouvent en lon-gueurs de 3 mètres. De plus grandes longueursprovoqueraient des difficultés pour leur transport,leur stockage et leur manutention.

Leur assemblage peut s’effectuer par vissage.Dans ce cas, chaque élément comporte un fileta-ge mâle et femelle à chaque extrémité, soit paremboîtement, l’une des deux extrémités étant“tulipée”, c’est-à-dire évasée à chaud. Le collage

n’est pas nécessaire. Toutefois, si l’on prévoit larécupération éventuelle de la colonne, il estpréférable de coller les éléments entre eux. Larécupération nécessitant le coupage à la sciedes éléments, leur réuti l isation devra êtreprécédée d’un reformage des tulipes.

� Les fentes

Il est de règle que la largeur des ouverturesde la crépine soit 1,5 fois inférieure au diamètredu plus petit gravier du massif, afin d’éviter quele gravier ne passe au travers. Par exemple, pourun gravier dont la granulométrie varie de 1 à5 mm de diamètre, la largeur des fentes doit êtrede 1/1,5 = 0,7 mm. Le gravier doit permettre lepassage des particules inférieures à 0,2 mm pro-venant de l’aquifère. Une largeur de 0,7 mm estdonc suffisante.

La longueur des fentes est déterminée princi-palement par la résistance à l’écrasement de lacrépine. Le nombre d’ouvertures doit être suffisantpour permettre une vitesse d’entrée faible del’eau.

Quand l’eau de la nappe est d’une composi-tion chimique particulière ou lorsque certainesbactéries sont présentes, un dépôt, dur outendre, peut se former sur la surface de la crépi-ne et dans le massif de gravier. Ce dépôt peutcolmater le forage très rapidement. Ce proces-sus, appelé “incrustation”, est accéléré avecl’augmentation de la vitesse de circulation del’eau. La vitesse d’entrée de l’eau dans la crépi-ne pendant le pompage doit par conséquent êtrela plus basse possible. L’expérience montre qu’el-le doit être inférieure à 3 cm/seconde, vitesseoù le taux d’incrustation est minimal.

La vitesse d’entrée de l’eau est calculée endivisant le débit pompé par la surface totale desouvertures de la crépine. Plus il y a d’ouvertures,plus la vitesse est réduite.

Compte tenu de la surface totale d’ouverturesdes crépines trouvées dans le commerce et dudébit maximal d’une pompe à main (environ3 000 litres à l’heure), une hauteur de captagede 3 mètres est en général largement suffisante.

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La pompe

La façon dont le forage est équipé dépendde l’épaisseur de l’aquifère et du type de pomped’exhaure imposé par la position du niveaudynamique de l’eau par rapport au sol. Si cetteposition ne dépasse pas 6,50 à 7 m de profon-deur, l’exploitation du forage peut se faire avecune pompe de surface. Une profondeur plusimportante exige une pompe pour puits profond(dans laquelle le corps de pompe est placé, au-dessous du niveau de l’eau).

�� Le matériel de développement

Une fois les opérations de forage terminées,et avant de garnir complètement l’annulaire degravier et de procéder à l’extraction totale de lacolonne de soutènement, l’ouvrage doit être“développé” et faire l’objet d’un essai de pom-page. Deux méthodes sont mises en oeuvre : lesurpompage et l’agitation.

Le surpompage

Il consiste simplement à extraire l’eau du fora-ge à un débit supérieur à celui prévu pour l’ex-ploitation. L’eau extraite étant par définitionchargée en particules sableuses, donc abrasives,on utilise, lorsque la profondeur de l’eau le per-met (moins de 7 mètres sous le sol), une pompeà membrane (figure 33), très robuste et qui n’estpas endommagée par le pompage du sable. Sile niveau de l’eau est plus profond, on utilise unepompe à piston pour grande profondeur, au plusgrand débit possible.

Le piston plongeur pour l’agitation

On provoque un mouvement de va-et-vient del’eau au droit du crépinage. On utilise pour celaun piston plongeur. Ce piston a un diamètreextérieur correspondant au diamètre intérieur du

tube crépiné. Il est composé de deux disques encuir placés entre deux plaques circulaires enmétal avec un disque en caoutchouc souple audessus formant clapet, le tout assemblé par unboulon central (figure 34). Il est fixé sur des tiges-allonges pour être descendu et manoeuvré ma-nuellement.

Quatre trous sont percés au travers desplaques métalliques et des disques en cuir avecun arrangement spécial de ces trous dans la

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Figure 33 :pompe à membrane pour développement

Figure 34 :piston plongeur

Figure 35 :en tournant la plaqueinférieure du pistonplongeur, on modifie le passage de l’eau au travers du piston.

plaque inférieure (figure 35, page 24). De cettefaçon, en tournant la plaque inférieure, lenombre d’ouvertures actives peut être ajusté de 0à 4. Le disque supérieur en caoutchouc agitcomme une soupape. Pendant la descente du

piston, lorsque ce dernier est immergé, l’eau peuttraverser le piston lorsque les trous sont face àface. A la remontée du piston, la soupape seferme et aspire avec force, entraînant les finesparticules à l’intérieur du crépinage.

�� La préparation

La main-d’oeuvre et l’équipement

L’expérience acquise en ce domaine a mon-tré que le personnel nécessaire comprend aumoins t rois spécial is tes et quatre à s ixmanoeuvres choisis dans le village.

Le chef d’équipe est responsable de la bonnemarche du chantier et de la qualité de l’ouvrage.Il est également responsable de l’organisation dutravail et de la sécurité du personnel, ainsi quedes relations avec les autorités villageoises.

L’emplacement nécessaire

L’emplacement doit permettre la mise enplace du matériel de forage et des annexescomme les tubages, les tiges, l’outillage, etc., defaçon à travailler sans aucune gêne. Une aired’au moins 10 x 10 mètres autour du forage estnettoyée et nivelée (figure 36).

Le montage du trépied

Afin de manoeuvrer les différents élémentsnécessaires à la réalisation du forage, le trépiedest placé au dessus de ce dernier. Un maximumde force, de stabilité et de possibilité de travailest obtenu lorsque les jambes du trépied sontpositionnées sur trois points formant un triangle

équilatéral de 5,50 mètres de côté. La hauteurdu trépied est de 5 mètres. L’emplacement detravail dans les directions horizontale et verticaledoit être suffisant.

Les efforts supportés par les jambes sontconsidérables, en particulier quand le tubage desoutènement est extrait hors du forage. Par consé-quent, les extrémités inférieures doivent être

placées sur de larges pieds en acier, afin d’évi-ter leur enfoncement dans le sol. Ces pieds, surlesquels sont soudés de petits morceaux de tubed’un diamètre légèrement supérieur à celui desjambes, sont placés sur le sol en position inclinéeafin d’obtenir un maximum de stabilité (figure 37page 26).

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3. L’enchaînement des opérations

Figure 36 :emplacement nécessaire et disposition du matériel

entrepôt

forage

trépied

10 m

10 m

tubage etoutillage

tiges deforage

Le trépied est assemblé à plat sur le site. Lesjambes sont positionnées selon le modèle pré-senté sur la figure 38. Après serrage des boulonsdu haut, le trépied est élevé doucement (deuxhommes à chaque jambe simple et trois à quatrehommes à la jambe double) et placé dans lespieds. On place ensuite la poulie et le câble.

�� Le forage

En général, le forage est commencé à l’aidede tarières au diamètre de 230 mm. On utiliseune combinaison de différents types de tarières,selon la nature ou la résistance des terrains.

La tarière, sur laquelle on a adapté la premiè-re tige d’extension, est suspendue au crochet dela poulie. Le point exact du forage est donné parl’endroit où la tarière touche le sol lorsqu’elle estdescendue. Le tourne-à-gauche est placé et cla-veté à une hauteur permettant à deux hommes dele manoeuvrer (figure 39). Le forage peut alorscommencer.

Dès le début du forage, il est très importantde maintenir la tarière le plus verticalement pos-sible. En effet, un forage incliné peut poser denombreux problèmes, en particulier au momentde la pose de la colonne filtrante et du massif degravier, ou bien lors de la mise en place de lapompe (figure 40 page 27).

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Figure 37 : pied support Figure 38 : trépied positionné sur le sol prêtà être assemblé et redressé

Si la colonne filtrante est placée verticalementdans un forage incliné, le massif de gravier n’en-toure pas la crépine de façon régulière et unepartie de cette dernière est en contact avec lesterrains aquifères. Si la colonne filtrante estplacée suivant l’inclinaison du forage, la pompeet sa tuyauterie sont placées également de façoninclinée. Une usure prématurée peut s’ensuivre.

Figure 39

La tarière est maintenue en position verticale

forage jambedouble

piedssupport

jambessimples

Quand les 2 ou 3 premiers mètres du trou ontété forés bien verticalement, le reste du forage sepoursuit en conservant la verticalité sans problè-me. En revanche, si la première partie estinclinée, il est très difficile, sinon impossible, derattraper la verticalité.

Après avoir enfoncé la tarière dans le sold’environ 0,50 mètre, celle-ci est extraite à l’aidedu treuil. Pendant l’opération d’enfoncement dela tarière, on doit relâcher le câble au fur et àmesure (“donner du mou”).

Lorsque la tarière est relevée au niveau du solet maintenue suspendue, elle est poussée sur lecôté et vidée de la terre qu’elle contient, à l’aided’une curette ou d’un gros tournevis.

Un échantillon de terre est recueilli, au moinsà chaque mètre et, impérativement, à chaquechangement de terrain. Il est placé dans depetites poches en plastique et sa profondeurnotée sur la poche de manière indélébile. Cetteprécaution permet de connaître la coupe des ter-rains traversés lorsque le forage est terminé, etde choisir les caractéristiques de la colonne cré-pinée et du gravier à placer autour.

La tarière est ensuite redescendue dans le trouet le forage se poursuit. Lorsque la profondeurl’exige, une tige d’extension est ajoutée, afin defixer un tourne-à-gauche à une hauteur conve-nable (entre 0,75 et 1,50 mètre au-dessus dusol).

Si le forage est profond ou si le sol est dur,l’équipe doit être renforcée. Si le sol est particu-lièrement dur et n’est pas attaquable avec latar ière (présence de pierres ou niveauxcimentés), d’autres moyens de perforation doi-vent être mis en oeuvre ; ces derniers sont décritsultérieurement (cf. pages 30 et 31).

�� L’installation du tubage et le soupapage

Lorsque le niveau d'une première nappeaquifère est atteint et dépassé, le trou commenceà s’ébouler et à caver. On doit alors placer untubage de soutènement. Le cavage se produit engénéral dans les niveaux sableux qui ne peuventêtre forés efficacement avec la tarière. La perfo-ration doit alors se poursuivre transitoirementavec une soupape.

La manoeuvre de la soupape à l’intérieur dutubage doit être faite avec précaution et avec leminimum de dépense d’énergie. Une petiteerreur de manoeuvre peut entraîner des consé-quences désastreuses. La remise en état ultérieurede l’ouvrage peut être très difficile. Mis à part lecas où le forage est arrêté avant d’atteindre labase de l’aquifère, le soupapage est stoppé dèsque le banc dur est atteint. Le forage peut alorsêtre poursuivi avec une tarière de plus petitdiamètre ou un trépan à percussion.

La mise en place du tubage

Le premier élément de tubage muni de sonsabot est descendu dans le trou, l’extrémité supé-rieure dépassant de 30 cm environ le niveau dusol. Il est supporté par un collier de retenue serréà cette hauteur et qui prend appui sur le sol. Cecollier de retenue est aménagé au préalableavec des planches ou des traverses pour éviterl’effondrement (figure 41 page 28).

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Figure 40A : si le trou n’est pas vertical, le massif de gravier

ne peut être mis correctement.B : ou la pompe ne peut être placée verticalement.

A B

Puis on additionne des éléments de tubagejusqu’à ce que la colonne atteigne le fond.

La préparation du soupapage

Après avoir démonté le moufle, le câble estdétaché de la poulie supérieure et connecté à lasoupape avec une manille. La longueur totale dutubage, y compris le sabot et la partie hors sol,est reportée sur le câble en partant du fond de lasoupape. Le point obtenu est marqué par un petitmorceau de corde serrée sur le câble.

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Figure 41 : un élément de tubageprêt à être vissé sur le précédent

Après avoir contrôlé que le clapet de piedfonctionne correctement, la soupape est descen-due à l’intérieur du tubage jusqu’au fond. Letreuil est bloqué de façon à éviter l’enfoncementde la soupape dans le sable mouvant, en atten-dant que l’équipe de soupapage soit en place.

Durant le soupapage, un homme actionne letreuil, un ou deux hommes agissent sur le câbleet les autres, simultanément, sur le tubage (figures42 et 43).

Les techniques de soupapage

La méthode de soupapage dépend de lagrosseur des grains de sable. Pour le sable fin etmoyen, cette méthode diffère de celle utilisée

pour le sable grossier. Quelle quesoit la méthode utilisée, la soupapene doit pas descendre en principeen dessous du sabot du tubage.Cela pourrait causer un « extra-cavage » et provoquer un coince-ment de la soupape. Par consé-quent, la marque sur le câble doitêtre maintenue à proximité du som-met du tubage, plutôt un peu endessus.

Dans le sable fin ou moyen, lasoupape est manoeuvrée de haut enbas, rapidement, sur une hauteur de10 cm environ au dessus du sable.

Figure 42 : battage dans le sable fin(noter la marque sur le câble, juste au-dessus

du tubage)

Figure 43 : soupapage dans du sable grossier ; l’ouvrier placéau treuil suit exactement les instructions de celui qui soupape

Cela a pour effet de mettre le sable en mouve-ment par effet de pistonnage, et de le rendremouvant en faisant flotter les particules dansl’eau.

Un homme est placé entre le forage et letreuil (figure 43 page 28) et tient à bout de brasle câble. Il le tire vers lui et le relâche de façon àdonner à la soupape un mouvement de haut enbas. Ainsi, un mouvement de 10 cm environd’amplitude est donnéavec peu d’effort. Après10 à 20 mouvements, lasoupape est retenue parle câble tendu. Ce der-nier est alors relâchélégèrement par l’hommeplacé au treuil et le sou-papage continue. La sou-pape descendue dans lesable en mouvement estretirée hors du foragepour être vidée au boutd’un avancement de 20à 30 cm. Puis, les opéra-tions recommencent.

Pour le sable grossierqui peut être mélangéavec du gravier, la méthode ci-dessus peut nepas être très efficace. Les éléments sont alors troplourds pour être mis en mouvement. Dans le casoù l’on rencontre de tels niveaux, une techniquelégèrement différente est appliquée : un ou deuxhommes saisissent le câble le plus haut possibleet le tirent vers le bas. La soupape est soulevéede 50 cm environ puis relâchée en libérant lecâble. Cette opération est répétée au fur et àmesure que la soupape s’enfonce. Du mou estalors donné au câble par l’homme au treuil.Quand la soupape est approximativement garnieà moitié de sable, elle est remontée et vidée.

La descente du tubage

Au début du soupapage, quand les frotte-ments latéraux des terrains sur le tubage sontfaibles, ce dernier descend par son propre

poids. Puis, progressivement, la descente estfreinée par les frottements. Il est alors nécessairede louvoyer1 la colonne au fur et à mesure dusoupapage, en évitant de la bourrer et de créerun bouchon de sable tassé qui remonte à l’inté-rieur, au-dessus du sabot de tubage. Pour cela, ilfaut louvoyer et soupaper simultanément (figure44), en prenant soin de maintenir la marque surle câble légèrement au-dessus du haut du tu-bage.

Le meilleur moment pour faire descendre letubage est celui où le sable est en mouvement,c’est-à-dire au moment de la montée de la sou-pape.

Le louvoiement s’effectue en plaçant le collierdu tubage à une certaine hauteur (environ 1,20mètre du sol). Ce collier est muni de deux ral-longes formant levier. Un ou plusieurs hommesagissent sur ces leviers pour imprimer à la colon-ne une rotation dans un seul sens qui évite ledévissage.

Il peut arriver que la descente du tubage soitstoppée par la présence de pierres ou d’un bancargileux. On peut alors s’aider en descendantune petite tarière et en forant un peu au-delà dusabot.

1 Appliquer un mouvement rotatif de gauche à droite et vice-versa.

– 29 –


Figure 44 : lorsque la soupape est remontée,le tubage est descendu par louvoiement

�� La poursuite du forage à l’intérieurdu tubage

Souvent, le forage est prévu pour capter unsecond ou éventuellement un troisième aquifère.Des niveaux de terrains plus durs sont alors tra-versés. Si ces niveaux ne sont pas trop épais,par exemple 2 ou 3 mètres, le tubage peut faci-lement les traverser pour atteindre le prochainaquifère. La perforation est continuée à l’intérieurdu tubage avec des outils d’un diamètre légère-ment inférieur à celui du tubage (par exemple180 mm pour un tubage de 200/220 mm).

Lorsque la tarière est utilisée à l’intérieur d’untubage dont les éléments sont assemblés par file-tages, les forces de frottement peuvent provoquerle dévissage des tubes inférieurs. Il est doncindispensable d’entraîner la tarière dans le sensinverse de celui qui a servi au vissage des tubes.

� Attention : pour cette raison, la sociétéBonne Espérance fabrique des tubes assembléspar filetage “à gauche”, alors que la tarière etles tiges-allonges sont équipées de raccordsfiletés “à droite”. Bien entendu, la conception dela tarière doit tenir compte du sens dans lequelelle est entraînée.

La pression horizontale du sol sur le tubage,et par conséquent les forces de frottement, aug-mente avec le temps. Il faut donc procéder rapi-dement à l’équipement du forage, sinon le tuba-ge peut rapidement être bloqué. Cette rapiditéde mise en route de la phase d’équipement estindispensable pour les forages profonds. Le tra-vail doit être organisé pour ne pas laisser letubage trop longtemps dans le trou, par exemplele week-end.

Si l’aquifère est peu épais et repose parexemple sur une couche argileuse, la méthode laplus simple est d’arrêter le forage lorsque le tuba-ge a pénétré d’au moins 20 à 30 cm dans cettecouche argileuse afin de prévenir un éventuelcavage. Si l’aquifère repose directement sur uneroche dure, le tubage est bien évidemment posésur celle-ci, car il ne peut y pénétrer.

Si l’aquifère est très épais et si le niveau del’eau, compte tenu des variations saisonnières,est favorable, on peut terminer le forage avantd’atteindre sa base. Dans ce cas, le creusementpeut être arrêté de différentes façons.

Le soupapage est poursuivi 50 ou 70 cm au-delà de la profondeur choisie et le tubage estégalement descendu plus profond. Les 50 à 70cm sont garnis de couches de sable grossier etde gravier de dimensions croissantes, avec lesplus gros éléments en haut (figure 45).

Le trou est maintenant prêt à être équipé.

�� La perforation des terrains difficiles

Le forage au trépan à percussion pourles terrains durs

Lorsque le terrain présente une dureté telleque la soupape ou la tarière sont totalement inef-ficaces, on doit se servir d’un trépan casse-pierres sur lequel on visse une masse-tige. Cetéquipement est fixé, par l’intermédiaire d’un éme-rillon, à l’extrémité d’un câble de cordage quipasse par la poulie en haut du trépied et qui estdescendu au fond du trou (figure 46 page 31).

Deuxième chapitre

– 30 –

Figure 45 : si le trou est arrêté avant la fin del’aquifère, un filtre adapté empêchera l’introduction

du sable lors du tubage PVC

Cailloux

Gravier grossier

Gravier fin

Sable

Le forage télescopique pour des terrainsconsistants ou collants (argile)

Si les couches intermédiaires entre deuxaquifères sont très épaisses et le terrain consistantou collant (par exemple, les argiles gonflantes), ilpeut être difficile, sinon impossible, de des-cendre le tubage plus profondément. Dans cecas, un forage télescopique peut être adoptépour résoudre ce problème.

Un second tubage de diamètre réduit estplacé à l’intérieur du premier, après que lacouche intermédiaire ait été forée au-delà dusabot. La figure 48 montre les étapes successivesd’un forage télescopique :

1) le profil du sol montre une épaisse couched’argile entre deux aquifères. L’équipement duforage est prévu pour capter l’aquifère inférieur ;

2) la première couche d’argile est forée avecdes outils de 300 mm ;

3) un tubage de 250/275 mm est placé etdescendu à l’aide d’une soupape au travers dupremier aquifère, puis descendu dans la secon-de couche argileuse afin d’isoler complètementle premier aquifère ;

4) l’eau est pompée avec une pompe à mem-brane ;

5) la perforation est continuée avec un outilde 230 mm sur toute l’épaisseur de la couched’argile ;

Le battage est assuré par deux hommes, oudavantage si le poids à soulever l’exige. Cetteéquipe tire sur le câble pour soulever le trépande 0,50 à 1 m et le laisser chuter en relâchantbrusquement le câble. C’est une opérationpénible qui peut-être sensiblement allégée enprocédant à un mouflage du câble à l’aided’une poulie (figure 47). Le choix du trépandépend de la nature du terrain.

– 31 –


Figure 47 : battage avec moufflage du câble

Figure 46 : forage au trépan

Figure 48 : différentes étapes d’un forage télescopique

6) un tubage de 200/230 mm de diamètreest placé dans le trou et descendu par soupapa-ge au travers du second aquifère, puis enfoncédans la couche inférieure d’argile en utilisant unoutil de 180 mm de diamètre.

�� L’équipement du forage

Le tube crépiné et le massif de gravier repré-sentent l'équipement du forage.

La mise en place de la crépine et du massifde gravier

Le gravier utilisé a les fonctions suivantes :

– il joue le rôle de filtre entre l’aquifère et lacrépine ; les grains du massif de gravier formentune barrière physique empêchant le transport desparticules sableuses de l’aquifère ;

– il augmente la perméabilité aux alentoursimmédiats de la crépine, contribuant ainsi àcréer un meilleur rendement du forage.

En même temps que le gravier est placéautour de la crépine, le tubage est remonté pourêtre extrait totalement.

En théorie, le massif de gravier nécessite uneépaisseur de 2 à 3 fois la dimension de la plusgrosse particule du gravier, ce qui suppose uneépaisseur de 1 à 1,5 cm. Cela est suffisant pourgarantir une bonne filtration. Toutefois, en pra-tique, il n’est pas possible de réaliser une aussimince épaisseur.

D’un autre côté, le massif ne doit pas êtretrop épais, car cela poserait de sérieux pro-blèmes lors du développement. Les fines parti-cules provenant de l’aquifère ne pourraient pas-ser au travers du gravier et il en résulterait un trèsmauvais rendement.

L’épaisseur optimale du massif qui peut êtredéveloppée par des moyens manuels (pompe àmain et piston plongeur) est comprise entre 5 et8 cm.

La mise en place du tube crépiné

Lorsque la profondeur du forage est faible (6à 7 mètres au maximum), l’ensemble du tube cré-piné est assemblé sur le sol et introduit dans letrou ensuite. Dans le cas où la profondeur estplus importante, les éléments de tube sont des-cendus dans le trou un à un, en utilisant un collierde retenue et une tête de levage. Le procédé estle même que celui utilisé pour la descente descolonnes de soutènement, lors du creusement dutrou.

Tout d’abord, on obture le fond de la crépinepar un bouchon en bois (figure 49) afin d’empê-cher le sable de pénétrer dans le forage. Descales en bois (figure 50) sont fixées avec du filde fer en bas et en haut du tube crépiné afin dele centrer dans le trou. Si le tube est très long, untroisième centrage peut être placé entre les deuxextrêmes. Ces cales ne doivent pas être trèsencombrantes pour permettre le passage du gra-vier lors de sa mise en place.

La mise en place du massif de gravier

Immédiatement après la pose du tube cré-piné, un petit volume de gravier est introduit dansl’espace annulaire afin de stabiliser le pied dutube. La performance finale du forage dépend

Deuxième chapitre

– 32 –

Figure 49 : bouchonde fond de crépine

Figure 50 : trois centreursfixés avec du fil de fer

du soin apporté à la construction du massif degravier. La mise en place du gravier et laremontée du tubage de soutènement doivent sefaire avec beaucoup de précautions.

Si la totalité du gravier est introduite en uneseule fois, il y a de gros risques pour que le tubecrépiné se trouve coincé, et remonté avec letubage de soutènement lors de son extraction.

Il faut donc procéder pas à pas, introduire legravier dans l’annulaire jusqu’à une hauteur de0,50 à 0,70 mètre, attendre que tout le graviersoit en place, remonter le tubage de moins de0,50 m, puis ajouter du gravier, cette fois surune hauteur supplémentaire de 1 mètre environ,relever le tubage et ainsi de suite, jusqu’à ce quela partie crépinée soit entourée par le gravier. Ilfaut en outre garder une marge de sécurité de0,50 mètre au moins.

Pendant ces opérations, il est très importantque le sabot du tubage ne soit pas remonté audessus du niveau du gravier en place, faute dequoi le sable de l’aquifère envahirait la cavitéainsi formée (figure 51) et serait entraîné sans finlors du pompage.

Lorsque le massif de gravier est ainsi formé,sans extraire encore la totalité du tubage desoutènement, il est indispensable de poser unbouchon d’argile à la partie supérieure du massifde gravier sur une certaine hauteur. Ce bouchon

doit être confectionné avec de l’argile plastiqueet tassé avec un mouton de petit encombrementfixé sur les tiges-allonges (figure 52).

Ce bouchon crée un écran étancheimperméable aux infiltrations d’eau polluée pro-venant de la surface (figure 53). Le reste de l’es-pace annulaire est comblé avec du tout venant,au fur et à mesure de l’extraction totale du tuba-ge de soutènement afin d’éviter l’effondrement dusol aux alentours immédiats du forage.

Un second bouchon d’argile compactée estensuite placé au niveau du sol afin de compléterl’étanchéité (figure 54).

– 33 –


Figure 51 : le tubage ne doit pas êtreremonté trop vite pour éviter l’envahissement

de l’annulaire par le sable de l’aquifère

Figure 54 :un second bouchon d’argile

compacte complètera l’étanchéité

Figure 53 : position d’un bouchon d’agile

étanche

Figure 52 : petit mouton fixésur tige allonge

tubage

sable

gravier

grosgaletstu

bage

bouchond'argile

massif degravier

�� Le « développement » de l’ouvrageet les essais de pompage

Avant la pose du premier bouchon d’argile,et donc avant de garnir complètement l’annulaireet de procéder à l’extraction totale de la colonnede soutènement, l’ouvrage doit être “développé”et faire l’objet d’un essai de pompage. Durantces opérations, le massif de gravier autour de lacrépine prend sa place définitive et se tasse. Ilest donc indispensable de faire le complémentde gravier pour conserver constamment une hau-teur suffisante au-dessus des fentes supérieures dela crépine.

Si le débit obtenu est jugé insuffisant pour êtreexploité, il est alors possible d’extraire la totalitéde l’équipement placé, ce qui serait impossiblesi l’espace annulaire était complètement comblé.

Les objectifs du développement

Le principal objectif du développement estd’extraire les matériaux fins de l’aquifère autourdu crépinage. Durant cette opération, ces élé-ments fins traversent le massif de gravier pourpénétrer à l’intérieur de la crépine d’où ils sontextraits par pompage. Le résultat final est uneamélioration de la porosité, par conséquent dela circulation de l’eau, et donc du rendement del’ouvrage (figure 55).

Le second effet obtenu après l’élimination desfines est la stabilisation de l’aquifère. Lors de l’ex-ploitation, l’eau pompée sera claire et sanssable. Quand le tubage de soutènement est des-cendu au travers de l’aquifère, il entraîne souventavec lui des particules argileuses. Lorsque letubage est remonté, il laisse sur les parois un filmargileux entre l’aquifère et le gravier (figure 56).Ce film freine la circulation. Il doit donc êtredétruit et extrait.

Les méthodes de développement

Deux méthodes simples et économiques sontmises en oeuvre pour développer un forage : le

surpompage et l’agitation. Ces deux méthodesdoivent être appliquées conjointement et alternati-vement, jusqu’à obtenir le résultat recherché.

Le surpompage s’effectue tout d’abord àdébit progressif. Au début, l’eau est très chargéeen particules sableuses et limoneuses, puis s’é-claircit peu à peu. C’est alors que l’on procèdeà l’agitation, après avoir démonté le système depompage. Cette opération consiste à provoquerun mouvement de va-et-vient de l’eau au droit ducrépinage. Cet effet d’aller et retour brise le filmargileux et met en mouvement les fines particulesbloquées dans le massi f de gravier.Parallèlement, les grains du gravier se mettent enplace et s’arrangent, ce qui provoque le tasse-ment du massif.

La mise en oeuvre

Le piston est descendu dans le tube crépinéde quelques mètres en dessous du niveau d’eau.Il doit rester au-dessus de la partie supérieure desfentes de la crépine. L’agitation débute douce-

Deuxième chapitre

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Figure 55 :massif de gravier après développement

Figure 56 : film argileux

aquifère massif degravier

ment, avec les quatre trous du piston ouverts.Graduellement, la cadence est augmentée. Lenombre d’ouvertures actives du piston est réduitjusqu’à obtenir une résistance importante.

Après 5 à 10 minutes d’agitation, le pistonest retiré du forage. Le sable fin accumulé dansla crépine est extrait par pompage. Ces opéra-tions successives sont poursuivies jusqu’à ce quel’eau pompée soit claire et exempte de sable.

Les essais de pompage

Quand le forage est développé et que l’eauest claire, on procède à un essai de pompage.Le matériel nécessaire à la réalisation de cetessai est le suivant :

– pompe à membra-ne ou pompe à pistonpour grande profondeurqui, en général, sont lesmêmes que celles quiont servi au développe-ment ;

– sonde de mesuredu niveau de l’eau (fi-gure 57). Il s’agit d’uninstrument que l’on peutfaci lement fabriquer.C’est un morceau detube en acier, fermé àsa partie supérieure, et

suspendu à un fin câble en nylon. Il émet un sonlorsqu’il frappe la surface de l’eau ;

– décamètre à ruban ;

– seau ou récipient de contenance mesu-rable ;

– montre indiquant les secondes, ou mieux,chronomètre.

Le but de l’essai de pompage est de tester defaçon précise les possibilités du forage réalisé.Les renseignements recueillis permettent de choi-sir le type de pompe adéquat : débit, profondeurdu plan d’eau pendant le pompage. En casd’altération dans le temps des caractéristiques duforage, ces essais serviront à établir un diagnos-tic sur les raisons de cette dégradation (abaisse-ment du niveau de la nappe, colmatage, etc.).

L’essai de pompage doit être réalisé avecbeaucoup de soin. Il doit porter sur les observa-tions suivantes qui sont consignées :

– la date de l’essai ;

– le niveau établi après un temps assez longaprès la fin du dernier pompage (au moins 24heures) ;

– l’heure précise du début de pompage ;

– le débit du pompage qui doit être régulieret sans interruption ;

– le niveau dynamique établi avec la sondede mesure pendant le pompage tous les quartsd’heure ;

– l’heure de la fin du pompage qui doit êtreprécédée d’une dernière mesure de niveau et dedébit.

– 35 –


Figure 57 : sonde de mesure

du niveau de l’eau

Deuxième chapitre

– 36 –

Opérations

1) La perforationdes terrains

2) L’équipementdu forage

3) Le développementdu forage

Les étapes

� Perforation par rotation de la tarièreavec un tourne-à-gauche.� Manoeuvre de la tarière à l’aide dutreuil pour extraire les déblais.� Utilisation du trépan quand le terrain est dur.� Mise en place d’un tubage desoutènement lorsque le trou s’ébouleet cave.� Soupapage pour évacuer lesmatériaux fins.

� Descente du tube dans le tubage desoutènement.� Obturation du fond du tube par unbouchon en bois.� Stabilisation du tube par la mise enplace d’un petit volume de gravier.� Mise en place progressive du gravier(0,5 à 0,7 mètre, puis 1 mètre) etextraction progressive du tubage desoutènement jusqu’au-dessus de lacrépine.� Pose d’un bouchon d’argile au-dessusdu gravier.� Comblement de l'espace annulaireavec du tout-venant au fur et à mesurede l'extraction du tubage.� Pose d’un 2e bouchon d’argile à lasurface.

� Surpompage à débit progressif pourextraire les matériaux fins autour ducrépinage.� Mouvement de va-et-vient de l’eau audroit du crépinage grâce à l’immersionet la manipulation manuelle d’un pistonpour stabiliser l’aquifère.� Essai de pompage avec la pompe àmembrane ou à piston à grandeprofondeur et recueil des performancesdu forage (débit, profondeur du pland’eau pendant le pompage).

Tube crépiné PVC

Gravier

Pompe à membraneou à piston pour grandeprofondeur

Piston plongeur

Sonde de mesure del’eau

Décamètre à ruban

Seau

Chronomètre

� Centrage du tube crépiné par lapose de petites cales en bois, enhaut, au milieu et en bas.� Nécessité absolue de ne pasremonter le tubage de soutènementau-dessus du gravier lors de sonextraction à cause des risquesd’entrées de sable.� Nécessité d’une bonne qualité de gravier.� Nécessité de procéder audéveloppement avant de poser le bouchon d’argile

� A faire avant la pose du premierbouchon d’argile afin de garder lapossibilité d'extraire l'équipementplacé si le débit obtenu est jugéinsuffisant.

Tableau récapitulatif des opérations

Matériel et outillage

Matériel

TrépiedTarièresSoupapesTiges-allongesTourne-à-gaucheTrépans et masse-tiges

Outillage

Tubage de soutènementColliers de retenueJeux de clésOutils de sauvetage

Précautions particulières

� Placement vertical de la tarière.� Recueil des échantillons de terrain.� Quand la descente du tubage estarrêtée par la présence de banc depierres, il est possible de descendreune petite tarière.� Ne pas descendre la soupape endessous du sabot de tubage.� Entraînement de la tarière dans lesens inverse du système de vissagedu tube de soutènement.� Possibilité de faire un tubagetélescopique si le terrain est collant.� Eviter de laisser le tubage enplace trop longtemps car les forcesde frottement augmentent avec letemps.

Lutheran World Relief travaille au Niger avecdes maraîchers depuis 1978 et a construit denombreux puits maraîchers en béton. Malgré desefforts énormes de construction, la demande enpuits reste plus élevée que les possibilités de lesconstruire. Les sites maraîchers souffrent demanque d’eau alors qu’elle se trouve à des pro-fondeurs inférieures à 10 mètres. LWR a cherchéune technique applicable à peu de frais au cap-tage d’eau dans ces conditions spécifiques.

�� Description du système

La technique est dérivée des méthodes deforage décrites dans cet ouvrage. La différenceessentielle entre le système LWR et les autressystèmes réside dans la légèreté du matériel, utili-sable uniquement pour des forages peu profondsréalisés manuellement dans des sols peu cohé-rents et meubles (alluvions sableuses et aquifèresen particulier).

Le système LWR, qui utilise la technique deforage manuel à la tarière, a mis au point unprocédé qui évite le tubage de soutènement. Letube crépiné est descendu directement dans lessables aquifères. Dans ces conditions, la créa-tion d’un massif de gravier étant rendue impos-sible, la partie crépinée est recouverte au préa-lable d’un tissu filtre en nylon ou polyester. Cettecombinaison offre la possibilité de construire trèsrapidement un forage maraîcher de 6 à 12mètres peu coûteux (en moins de 6 heures).Toutefois, ce type d’ouvrage ne convient en prin-cipe qu’aux zones de “Koris” où le sol est com-posé de sable et de gravier très perméables. Les

aquifères qui ont une teneur en argile ou enlimon élevée ne peuvent être exploités avec cesystème, qui donnerait un mauvais résultat et uncolmatage rapide.

Le système LWR, quoique limité dans ses pos-sibilités d’application, offre un excellent moyende remplacer des puits de grand diamètre, à uncoût bien inférieur dans les zones favorables.

Les avantages que présente ce type deforages maraîchers sont multiples et concernent :

– la facilité de construction ;

– le coût très faible du forage ;

– le coût très bas de l’équipement nécessaireà la construction ;

– la possibilité de fabriquer l’équipementlocalement. Une fois acquis, cet équipement peutservir pratiquement indéfiniment, moyennant unentretien facile et peu onéreux ;

– la facilité de récupération du tube filtre encas d’échec ou, à terme, en cas de colmatageou de détérioration du tissu filtre ;

– la faiblesse de l’espace requis, facteurimportant dans les zones où l’espace est limité.

�� La méthode de construction

La méthode de construction est extrêmementsimple. Ce type de forage peut être fabriqué parune petite équipe non spécialisée, après quel-ques jours d’apprentissage.

La construction commence par le forage del’avant-trou à l’aide d’une tarière de 18 cm dediamètre. Le choix de la tarière dépend du type

– 37 –


II – Les variantes techniques

1. Le forage maraîcher de type LWR

de sol. Dans les sols sableux, on utilise une tariè-re conique. Dans les sols plus durs, on se sertd’une tarière à glaise. Si l’on rencontre des diffi-cultés, on fait un avant-trou avec une tarière depetit diamètre. Il est ensuite élargi au diamètre

de 180 mm, soit à l’aide d’une tarière conique,soit avec une tarière à glaise. Souvent, onobtient de meilleurs résultats avec l’utilisation deplusieurs types de tarière en combinaison.

La tarière est tournée à la main par deuxhommes (figure 58). Elle est fixée sur une tige-allonge et est entraînée par une poignée fixéesur le raccord d’adaptation de la tige-allonge.Lorsque la tarière a pénétré de quelques dizainesde centimètres dans le sol, il faut la retirer du troupour la vider, et poursuivre l’opération de creuse-ment.

Lorsque la nappe aquifère est atteinte, lessables mouillés ne présentent plus de cohésion etle fond du trou commence à s’ébouler. A cestade, la colonne de tube est mise en place.

Le tube crépiné de 140 mm de diamètre estassemblé et descendu en utilisant des sections

filetées de 1,50 à 3 mètres de longueur jusqu’àce qu’il dépasse le niveau du sol de 1 à 1,50mètre. Les trois premiers mètres du tube sont cré-pinés par fentes à la scie et recouverts d’un tissufiltrant en nylon ou polyester qui maintient etempêche le sable de l’aquifère de pénétrer dansle forage par le côté. L’extrémité inférieure dutube est ouverte pour permettre la poursuite duforage.

La tarière de 180 mm est alors mise de côtéet le creusement se poursuit à l’intérieur du tube àl’aide d’une tarière de 110 mm. Le choix de latarière dépend de la consistance du terrain etsurtout de sa cohésion. Lorsque le sable del’aquifère est très fluide, ce qui est le plus souventle cas, on utilisera une tarière conique ferméepar une cloche coulissante qui emprisonne lesdéblais et permet ainsi de les extraire du forage.

Un collier de serrage est fixé autour du tubeafin de pouvoir exercer une pression vers le bassur ce dernier et de provoquer ainsi sa descenteau fur et à mesure du creusement (figure 59).Cette pression est obtenue par le poids de deuxhommes assis ou debout sur le collier de serrage.

Deuxième chapitre

– 38 –

Figure 58 avant-trou foré sans cuvelage

Figure 59 : les tubes sont installésune fois la nappe phréatique atteinte

sol arable 0-2 mètres

1-10 mètres

> 3 mètres

0-2 mètres

1-10 mètres

> 3 mètres

sous-sol

aquifère

sol arable

sous-sol

aquifère

Les manoeuvres de descente et de remontéede la tarière se font en ajoutant ou en enlevantdes tiges-allonges à la demande. Des colliers deretenue servent au maintien en suspens de la gar-niture pendant la mise en place ou le retrait destiges-allonges. Au cours de cette phase, lesforeurs travaillent soit au niveau du sol, soit surdeux tonneaux vides de 200 litres. Ces tonneauxfournissent une plate-forme élevée qui permet detravailler plus facilement, surtout après le rajoutd’un élément de tubage. Lorsque l’extrémité supé-rieure du tubage atteint le niveau du sol, un élé-ment de 1 mètre ou 1,50 mètre de longueur estajouté. Les opérations se poursuivent jusqu’à cequ’il y ait au moins 3 mètres de tubage enfoncésdans la nappe aquifère, c’est-à-dire la hauteurde la partie crépinée.

L’idéal est d’arrêter le forage après avoir tra-versé la totalité de la nappe aquifère sableuse etde faire pénétrer légèrement le tubage dans lacouche d’argile imperméable placée générale-ment en dessous. Cette solution n’est pas toujourspossible parce que la profondeur de pénétrationdu tubage est limitée par les frottements latérauxdes terrains sur celui-ci. Dans ce cas, on obturele fond par un petit sac fabriqué avec le mêmetissu que celui du filtre et rempli de gravier. Cetteopération, assez délicate, doit permettre d’éviter,lors du pompage, l’envahissement du forage parle sable.

�� L’exploitation

Le forage est terminé (figure 60). Il estexploité en principe avec une puisette. Toutefois,si les performances du forage le permettent, ilpeut être équipé d’une pompe à main, voired’un groupe motopompe de débit plus élevé. Laméthode la plus simple est la puisette quiconvient pour l’arrosage de petites parcelles. Sacapacité est de 7,5 litres. Dans un forage de 6à 8 mètres de profondeur, 5 à 6 cycles parminute sont possibles, ce qui correspond à undébit de 40 litres par minute ou 2,4 mètres

cubes à l’heure. La plupart des forages de cetype construits à ce jour fournissent ce débit.

L’avantage de la puisette est qu’elle estsimple, facile à fabriquer et à entretenir auniveau du village. Cependant, dès que la super-ficie du jardin dépasse 1500 m2, cela s’avèreinsuffisant.

Une pompe à main fabriquée localement aété utilisée dans certains forages, avec de bonsrésultats. Des débits de 3,5 à 4 m3/heure ontété obtenus. Cependant, à cause de nombreuxproblèmes de maintenance rencontrés dans leszones rurales du Niger, LWR est peu disposé àpoursuivre cette option pour la plupart desforages construits pour les jardins d’autoconsom-mation.

Des essais récents d’utilisation de moto-pompes ont démontré que des débits de 14 m3

à l'heure sont possibles à partir d’un forage de7 mètres de profondeur. Toutefois, ces perfor-mances sont limitées aux seules zones de hauteperméabilité de l’aquifère.

– 39 –


Figure 60 : forage achevé

0-2 mètres

1-10 mètres

> 3 mètres

sol arable

sous-sol

aquifère

�� Les difficultés particulières

L’utilisation d’une colonne de soutènementprovisoire

Les terrains argileux recouvrant les sablesaquifères contiennent parfois des passagessableux mouillés. Dans ce cas, le trou s’effondreaprès le passage de la tarière et son approfon-dissement n’est plus possible. Un tubage desoutènement doit alors être réalisé. Ce tubage aun diamètre de 200 mm. Il permet l’utilisation detarière de 180 mm. Le tubage est descendu enmême temps que le creusement s’effectue, jus-

qu’à ce que les niveaux d’éboulement soientmasqués. Le forage peut alors être repris suivantle processus décrit plus haut. Après terminaison,le tubage provisoire est extrait et récupéré.

Traversée de sols durs

Les couches de sols durs à base d’argile oude latérite peuvent ralentir considérablementl’avancement, voire le stopper totalement. Unedes solutions consiste à abandonner et à dépla-cer le forage. LWR tente d’expérimenter le batta-ge manuel au trépan pour résoudre ce problème.

Le forage par lançage est une façon simple etrapide d’obtenir un point d’eau exploitable parpompe à main ou groupe motopompe de surfa-ce, dans les zones alluvionnaires sableuses où lanappe se trouve très près du sol. Elle consiste àfouiller le sol grâce à un puissant jet d’eau ou debentonite (boue).

Cette technique a été surtout développéedans le Nord Nigeria, dans les lits de rivièredurant la saison sèche, par BSADP et Knarda1.BSADP et Knarda utilisent quatre techniques.Trois sont des variantes du lançage au jet d’eau.La quatrième met en oeuvre un petit matériel deforage au rotary monté sur camion léger.

Dans tous les cas, un minimum d’équipementest nécessaire. Le groupe de pompage doit êtreassez puissant pour provoquer un jet d’eau àl’extrémité inférieure du tube de lançage.

Le lançage à l’eau claire

Cette technique (figure 61, page 41) permetde descendre seulement à de faibles profondeurs

(8 mètres maximum). Les frottements latérauxdeviennent trop importants à partir de cette pro-fondeur et ne permettent pas de descendre plusbas. Le tube de lançage est utilisé à l’intérieurd’une colonne de soutènement provisoire. Lesdeux sont descendus simultanément (figure 61-3).L’équipement et l’exploitation se font ensuite defaçon classique.

� Des précautions particulières

– Le recyclage de l’eau de lançage n’est paspossible, aussi une réserve d’eau importante estnécessaire au niveau du sol. On utilise en géné-ral une citerne de stockage transportable.

– La traversée des couches argileuses peutposer des problèmes. Lorsqu’on se trouve en pré-sence d’argile dès le niveau du sol, on la traver-se par un avant-trou creusé manuellement à lapelle et à la pioche si l’épaisseur n’est pas tropimportante. Dans le cas contraire, on se sertd’une tarière à main pour atteindre l’aquifèresableux (figure 61-1). Mais on peut rencontrerde petits niveaux argileux intercalés dans lessables aquifères. Leur traversée n’est pas aiséeavec cette technique. De bons résultats peuventêtre obtenus en modulant la descente de la

Deuxième chapitre

– 40 –

2. Le forage par lançage (washbore)

1 Pour en savoir plus, consulter le document suivant : BanchiState Agricultural Development Programme, Northern Zone,Second Fatama Seminar, 6th-8th March 1984.

lance, de façon à éviter la formation d’un bou-chon d’argile à la base qui boucherait la circula-tion de l’eau. On peut également retirer la lanceet utiliser une tarière de petit diamètre pour tra-verser la couche d’argile, puis reprendre ensuitele lançage.

– En cas de rencontre de sables fins, il peutêtre avantageux de poursuivre plus profond dansl’espoir de rencontrer des matériaux plus gros-siers, par définition plus perméables. Le niveaustatique de la nappe reste inchangé, mais le ren-dement du forage est amélioré.

Le lançage avec bentonite

Cette technique (figure 62), plus complexe,permet de descendre plus profondément (jusqu’à12 mètres) que le lançage à l’eau claire.

On utilise un tube de forage en acier de 2”(50/60 mm) et de la boue de forage à base debentonite. La bentonite permet que les parois dutrou soient maintenues par la boue et ne s’ébou-lent pas. L’utilisation d’un tubage de soutènementest donc inutile. Le tubage crépiné est placé faci-lement lorsque le trou est achevé.

– 41 –


Figure 61 : forage par lançage avec pose de tubage provisoire

Figure 62 : forage par lançage à la bétonite

1. Forage à latarière d'unavant-troujusqu'auniveau d'eau

1. Forage à la tarière à main jusqu'au niveaud'eau statique

2. Injection de bouerecyclée

3. Mise en place dutubage PVC Ø 3"crépine et gravier

4. Lavage du forage par jetd'eau claire

5. Pompage d'essai et développement du forage

2. Mise en place du tubeprovisoire

4. Mise en place dutube Ø 3" PVC et de la crépine à l'intérieur dutubage provisoire

5. Mise en place dumassif de gravieret extraction dutube provisoire.

6. Test de pompageetdéveloppement

3. Descente par jet d'eau etlouvoiement dutube provisoire.

tubage provisoireØ 4"

tube d'injectionØ 2" acier galvanisé

tube PVCØ 3"

avant-trouØ 4"

niveau d'eaustatique

sablegrossieraquifère

argile

argile

réservoir

bentonite

réservoir

pompeØ 2"

réservoir

pompeØ 2"

pompeØ 2"

crépinePVC

bouchon

tube PVC

crépinePVC

tarière à main Ø 4"

tube d'injection Ø 1 1/2"acier galvanisé

bouchon

massif degravier

massif degravier

sablemaintenuen placepar la

bentonite

avecfermetureamovible

aménagement dela tête de forage

avecfermetureamovible

aménagement dela tête de forage

argile

argile

niveau d'eau statique

sablegrossieraquifère

Deuxième chapitre

Toutefois, ce procédé présente d’importantsinconvénients. Le premier en est le coût. Lesecond est le colmatage de l’aquifère qui réduitle rendement du forage.

Il a été suggéré de remplacer la bentonitepar des polymères biodégradables. C’est unepratique courante dans le forage Rotary. Cesproduits, à base d’amidon, s’autodétruisent, cequi réduit considérablement les problèmes dus aucolmatage et facilite donc le développement. Làencore, l’inconvénient est le prix élevé. Desessais devaient être faits avec de la farine de“cowpea” (pois à vache) que l’on trouve couram-ment en régions tropicales. Cette farine est uti-lisée dans le sud des Etats-Unis pour la boue deforage et comme engrais vert. Les résultats obte-nus n’ont pas, à notre connaissance, été publiés.

L’usage de la boue de forage à base de ben-tonite ou d’amidon est probablement nécessairedans beaucoup de circonstances, si des pro-blèmes d’éboulement se produisent dans l’appli-cation des techniques de lançage à l’eau claire.

Le lançage avec un double tube

Cette technique (figure 63) repose sur undouble lançage et l’utilisation de deux pompes.La première pompe est raccordée à un tube delançage classique. La seconde à une crépine à

pointe de faible longueur (entre 0,50 et 1 m), dutype Johnson en acier inoxydable, placée à l’ex-t rémité d’un tube PVC de 2”. Ce dernierensemble est laissé définitivement en place dansle trou. Il sert d’équipement du forage.

Ce procédé est rapide et relativement simplepuisqu’il permet la réalisation simultanée de deuxétapes. Il a été employé uniquement pour lacréation de points d’eau dans des lits sableux derivières. Il ne convient pas en bordure de lits quicomportent une couverture argileuse indurée.

Le forage à la rotation mécanique

Depuis décembre 1983, Knarda utilise deuxpetites foreuses montées sur camion léger. Cesmachines, de marque américaine, peuvent forerdes trous de 60 mètres de profondeur audiamètre 7”7/8 (200 mm) pouvant être équipésde tubes de diamètre 5”7/8 (149 mm) permet-tant de tuber au diamètre de 4” (102 mm). Lecoût d’un équipement semblable était, en 1983,de 40 000 US dollars, y compris les accessoireset pièces de rechange.

Ces machines sont rapides et efficaces.Toutefois, elles demandent une maintenance trèscoûteuse et le prix de revient des forages n’a riende comparable avec celui des forages manuels.

– 42 –

Figure 63 : lançage avec un double tube dans lits sableux de rivières

1. Lançage à l'aide de 2 pompesdans le lit sableux de la rivière.Une petite excavation à proxi-mité fournit l'eau nécessaire.

2. Fin de l'injection 3. Retrait de lalance et débutdu pompagede nettoyage

4. La crépine est développée parun pompage vigoureux.

lanceØ 1 1/2"

aspirationØ 2"

bordureargileuse

réservoir

nive

austa

tique

lit s

able

ux

de r

iviè

re

pompesØ 2"

crépinePVCØ 3"

La technique

Cette technique de perforation du sol a étéutilisée presque simultanément en Inde et auPakistan. Elle est appelée “méthode à la boue”(Sludger Method). C’est une adaptation de latechnique “Hollow Rod” que l’on peut traduirepar “tube de creusement”, mais elle fait plutôtréférence à la méthode dite de “percussionhydraulique” : hydraulique parce qu’un fluide de

circulation est employé, per-cussion parce que le mouve-ment de l’outil est de bas enhaut et frappe le fond dutrou.

L’outillage de creusementconsiste en un embout tubu-laire aiguisé, une soupape etdes allonges du tube de fora-ge. La boue, dans ce cas,sert simplement à maintenirles parois du forage au fur età mesure de l’affouillementdu terrain. Elle est descen-due dans l’espace annulaire qui sépare lesparois du forage du tube de creusement et estremontée à l’intérieur de celui-ci à chaque coupporté par un mouvement naturel d’aspiration versle haut.

Le clapet à la base du tube de forage permetà la boue, dans laquelle les déblais de terrainsont en suspension, de pénétrer à l’intérieur dutube lorsque ce dernier frappe vers le bas. A laremontée, la soupape se ferme et la boue et lesdéblais ne peuvent revenir dans le trou (figure64).

Avec le coup vers le bas suivant, la soupapes’ouvre pour laisser entrer à nouveau de la boueet des déblais, lesquels chassent alors vers lehaut à l’intérieur du tube ce qui y était déjà rete-nu. Les mouvements de frappe successifs provo-quent donc un pompage par inertie. Ils permet-tent ainsi l’extraction hors du trou des déblais.

L’embout placé à la partie inférieure du tubede forage peut être un simple manchon de rac-cordement fileté que l’on aura aiguisé comme lemontre la figure 65. L’embout frappe le fond dutrou et désagrège le terrain qui est mis en sus-pension dans la boue pour être remonté hors dutrou.

Certaines variantes de cette technique ont étéutilisées avec succès. Des puits ont été forés en

– 43 –


3. Les forages manuels à la boue

Figure 64 :

A : lorsque le tube est soulevé, la boue descend dansl’espace annulaire.

B : la descente de boue soulève le clapet et la boue etles déblais pénètrent à l’intérieur du tube. Aprèsquelques coups, la boue sort du tube par le haut.

C : lorsque le tube frappe le fond du trou, le clapet seferme, empêchant la boue à l’intérieur du tube deredescendre.

A B C

Figure 65 :manchon aiguisé

utilisant de simples tubes standard filetés et man-chonnés. Le rôle de la soupape est assuré par lamain d’une personne placée à plat sur le haut dutube à la montée et retirée à la descente. On aégalement utilisé un joint tournant fixé à la partiesupérieure du tube de forage (figure 66).

Lorsqu’on ne dispose pas de moyen de leva-ge motorisé, des efforts physiques importants sontnécessaires pour manoeuvrer la garniture deforage au fur et à mesure de l’approfondisse-ment.

Les avantages et les inconvénients

Les principaux avantages de cette méthodesont les suivants :

– très peu d’outillage est nécessaire ;

– la réalisation est très rapide ;

– l’appréciation de la nature des terrains tra-versés est facilement déterminée par :

1) la remontée des échantillons de terrain parla boue au fur et à mesure de la perforation ;

2) le taux de descente du tube de forage.

Les principaux inconvénients sont :

– la nécessité d’un volume d’eau à piedd’oeuvre assez important ;

– les éléments de terrain de dimensions supé-rieures à celles des graviers moyens ne peuventêtre remontés et par conséquent empêchent lapoursuite de la perforation.

L’équipement

� Embout d’attaque des terrains. Un manchond’accouplement des tubes peut faire office d’outild’attaque si ses bords ont été appointés (voirfigure 65, page précédente).

� Soupape anti-retour. La soupape, placée àla base du tube de forage, laisse s’introduire laboue dans le tube mais en interdit le retour versle bas. Des balles en caoutchouc lesté sont habi-tuellement utilisées. Lorsque ce matériau est rareet difficile à se procurer, un bon foreur peut utili-ser sa main pour couvrir le haut du tube de fora-ge lorsque celui-ci est soulevé et la retirer à ladescente.

� Tube de forage. Des tubes d’acier que l’ontrouve facilement dans le commerce, assembléspar filetage et manchonnage, d’une longueurcumulée de l’ordre de la profondeur à atteindre,sont conditionnés en longueurs utilisables.

� Joint tournant. Il est connecté à la partiesupérieure du tube de forage. Cette pièce n’estpas absolument indispensable, bien qu’elle per-mette de canaliser, à l’aide d’un tuyau flexible,la boue sortant du tube de forage vers le bassinà boue (figure 66) au lieu de la laisser chuterdirectement hors du tube. Ce système présenteun inconvénient : les mouvements continuels deva-et-vient entraînent souvent une rapide détério-ration du tuyau flexible.

� Matériel de levage. Il peut être fabriquéavec les moyens locaux. Ce matériel comporteessentiellement un trépied tubulaire avec poulie

Deuxième chapitre

– 44 –

Figure 66 : joint tournant

et câble ainsi que les accessoires nécessairespermettant de soulever et de relâcher la garniturede forage.

� Petit outillage. Un assortiment d’outils àmain doit être disponible sur le chantier. Il doitcomprendre en particulier des clés à griffes pourles tubes d’acier.

Le procédé de perforation

� L’emplacement doit être nettoyé et débar-rassé au préalable de tout ce qui n’est pas indis-pensable. Le matériel et l’outillage doivent êtredisposés à proximité.

� Le système de levage doit être placé àl’aplomb du forage à réaliser. Le trépied doitavoir sa poulie placée exactement à la verticaledu trou.

� On fait un avant-trou dans les terrains super-ficiels à l’aide d’une pelle ou d’une tarière, jus-qu’au terrain aquifère non consolidé. Si les ter-rains superficiels sont boulants et non consolidés,on place un morceau de tube de plus grosdiamètre que le tube de forage de façon à soute-nir les parois du sol sur une profondeur de 0,50à 1 mètre. Le haut de ce tube de soutènementdoit se trouver légèrement en dessous du niveaudu sol.

� On creuse un bassin à boue à une distancerelativement faible du forage, ainsi qu’un canal

reliant les deux dans le sens bassin-forage. Letuyau de décharge, si on en utilise un, doit avoirune longueur suffisante pour rejoindre ce bassin.Si on n’en utilise pas, la seule alternative est defaire un bassin à boue circulaire autour du fora-ge. Le problème est alors de trouver le moyend’éviter le retour des déblais extraits vers le puits.

� On remplit le bassin d’eau (figure 67).

� On assemble le premier élément de lacolonne de forage avec, à la base, le manchonaménagé en embout d’attaque, la soupape anti-retour et le système de décharge supérieur si onl’utilise. On place ensuite la colonne verticale-ment dans l’avant-trou et on y fixe le système debattage.

� On commence la perforation en soulevantet en relâchant la colonne de forage. Selon larésistance du terrain, les coups peuvent être plusou moins forts. En général, les meilleurs résultatssont obtenus avec des coups courts et rapides.Plus de 120 coups par minute peuvent êtrenécessaires pour les grès et les calcaires. Lesmatériaux plus tendres comme le sable, les gra-viers et les argiles demandent des coups moinsrapides (entre 30 et 60 coups par minute). Dansles matériaux extrêmement mous, il ne faut paslaisser la colonne poser au fond du forage sansmouvement car on risquerait d’avoir de sérieusesdifficultés pour l’extraire.

� On ajoute des éléments de tubage au fur età mesure de l’approfondissement. Avec la pro-

– 45 –


Figure 67 : le niveau de l’eau doit être maintenu suffisamment haut pour permettreune circulation continue entre le bassin et le forage

tube de forage

fluide de forage

bassin à boue

canal de communication

surface du sol

fondeur, la garniture de forage devient de plusen plus lourde et sa manoeuvre demande deplus en plus d’énergie.

� Il est également nécessaire d’ajouter del’eau dans le bassin à boue afin que le niveaureste constant. Le bassin doit être débarrassé desdéblais qui s’y accumulent pour éviter leur retourdans le forage.

� Lorsqu’un niveau aquifère est atteint, leniveau du fluide de forage baisse sensiblement.La poursuite du va-et-vient de la garniture crée unpompage de l’eau de la nappe. Si la quantitéd’eau obtenue est suffisante, le forage peut êtrearrêté. La boue peut être absorbée par les ter-rains aquifères (parfois également par les terrainssecs sableux et graveleux). Dans ce cas, il estnécessaire d’ajouter de l’argile dans la boue afinde maintenir les parois du forage et de réduireles pertes par absorption. De plus, la pose d’untubage de soutènement peut s’avérer indispen-sable. La boue peut être également additionnéepar de la pulpe de riz, de la paille de blé, voirede la bouse de vache ou autres matériaux qui enaugmentent la viscosité. L’inconvénient majeurintervient plus tard, lors de la mise en productionet du développement du crépinage.

Le tubage

Comme dans la plupart des autres méthodesde forage, le tubage peut être placé après leforage du trou, une fois atteint le toit de lanappe.

Après avoir retiré la colonne de forage, onplace un tubage d’un diamètre légèrement supé-rieur à celle-ci, à la base duquel on visse unmanchon de protection aiguisé. Une fois que letubage a atteint le fond du trou, il est nécessairede le curer avec une soupape afin d’en extraireles déblais qui s’y sont accumulés.

Le tubage du trou durant les opérations deforage est également nécessaire lorsque lesparois s’éboulent malgré la présence de boue.Le pied du tubage doit pour cela être placé au

même niveau que l’outil de forage. Le sommet dutubage se situe presque toujours au dessus duniveau du sol. Il empêche ainsi le retour de laboue dans le forage. La boue doit alors êtreintroduite avec des seaux afin de maintenir leniveau intérieur voisin de celui du sol.

Le trou est foré et tubé le plus profond pos-sible, jusqu’à la base de l’aquifère si possible,au moins jusqu’à pénétration dans celui-ci d’uneprofondeur suffisante pour produire le débitrecherché.

L’équipement définitif

L’équipement définitif de l’ouvrage peut êtreconçu de différentes manières.

� On peut mettre en place une crépine téles-copique (figure 68) préfabriquée et descendue

au fond du trou. Il faut d’abord nettoyer le trouen retirant à l’aide d’une soupape les déblais quis’y sont accumulés par décantation. Puis le tuba-ge est remonté à une hauteur qui permette dedécouvrir la partie crépinée. Cette crépine com-porte à sa partie supérieure une bague exten-sible qui peut être dilatée par les chocs d’une

Deuxième chapitre

– 46 –

A B

Figure 68A : la crépine est descendue à l’intérieur du tubage.B : position finale de la crépine après remontée du

tube et sertissage de la bague d’étanchéité.

pièce conique descendue à l’extrémité d’une corde.Cette solution a l’inconvénient d’être délicate et, deplus, d’imposer de laisser en place le tubage acierqui, en principe, est considéré comme un outillage etdoit donc être récupéré.

� On peut descendre à l’intérieur du tubage unecolonne PVC à l’extrémité inférieure de laquelle estfixée la partie crépinée de même diamètre. Puis letubage est totalement extrait et récupéré pour servir ànouveau pour la réalisation des forages suivants.

� Si, pour diverses raisons, le forage avec sontubage n’a pu être descendu au sein de l’aquifère,on peut alors placer une pointe filtrante par percus-sion. Cette pointe filtrante doit comporter, à sa partiesupérieure, deux joints toriques pour en assurer l’é-tanchéité dans le tubage (figure 69). Dans ce cas,on retrouve les inconvénients mentionnés ci-dessus.

L’exploitation par pointes filtrantes de nappespeu profondes est une formule qui permet, danscertaines conditions bien précises, d’obtenir del’eau à peu de frais et rapidement.

Principe et description

Le principe de base de ce procédé consisteà enfoncer dans l’aquifère une crépine de petitdiamètre, directement fixée à l’extrémité d’untube. On branche ensuite l’aspiration de lapompe d’exhaure sur ce même tube qui sert alorsde canalisation.

La mise en place de pointes filtrantes restelimitée à des terrains meubles et aquifères. Ellene peut être envisagée qu’à partir du moment oùle forage ou l’avant-trou a atteint le toit de lanappe, ou lorsque les terrains situés au-dessus dede la nappe sont constitués de sables ou de ter-rains particulièrement meubles et très peu épais.

La pointe filtrante elle-même peut être fabri-quée localement. Elle est constituée d’un tube en

acier d’une longueur totale de 1,50 mètre envi-ron. Celui-ci est muni d’une pointe en aciersoudée à sa base et comportant un filetage àl’autre extrémité. Sur une hauteur d’environ 1mètre à partir de la pointe, des ouvertures sontpratiquées dans le tube. Des trous peuvent êtrefaits à la perceuse ou des fentes réalisées à lascie. Cette partie ajourée du tube est recouverted’un matériau filtrant qui peut être un fil d’acier,inoxydable de préférence (figure 70) ou d’untissu métallique (figure 71).

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Figure 69 : mise en place d’une pointe filtranteau-delà du pied du tube

4. La création de points d’eau par pointes filtrantes

Figure 70 Figure 71

jointsd'étanchéité

tube acier

fil enroulé

pointe acier

mouton

Ce montage doit être solide et résistant à lafois aux chocs et aux frottements latéraux inévi-tables lors de sa mise en place.

Le tube que l’on visse sur la pointe filtrantedoit être en acier fileté et manchonné. Pour lafacilité de l’enfoncement, on doit disposer de lon-gueurs relativement courtes (1,50 mètre au maxi-mum).

Cet équipement peut être fabriqué locale-ment, à condition de disposer d’un minimumd’outillage. En particulier, un poste de soudure àl’arc et autogène, établi avec étau à tubes, unefilière à tubes, une scie à métaux, etc.

Les tubes, en acier galvanisé de préférence,se trouvent en général facilement chez les dépo-sitaires de produits métallurgiques et de maté-riaux de construction dans les grandes villes. Lesdimensions utilisées sont en général comprises

entre 1”1/4 (33/42 mm) et 2” (50/60 mm).Ces tubes sont commercialisés en longueurs cou-rantes voisines de 6 mètres. Il sera nécessaire deles couper en 4 longueurs égales, ce qui donnedes éléments de 1,50 à 1,60 mètre. Il faut parconséquent les fileter et les munir de manchonsque l’on peut se procurer chez les mêmes fournis-seurs.

Les étapes de réalisation

La mise en place est normalement faite enfrappant le haut du tube maintenu verticalementavec un mouton. Afin de ne pas détériorer le file-tage supérieur, on doit disposer d’un manchonrenforcé. La figure 72 montre les différents typesde moutonnage utilisables.

Deuxième chapitre

– 48 –

Figure 72 : différents types de moutonnage

Sur ce schéma (en a), le bouchon vissé sur lehaut du tube est borgne, et le mouton est guidépar un tube extérieur. En (b), le bouchon estpercé et le mouton est guidé à l’intérieur du tube.En (c), un collier est fixé solidement sur le tube etle mouton vient frapper le collier. Enfin, en (d),on utilise un mouton, de petit diamètre et degrande longueur, qui vient frapper la pointe àl’intérieur et à la base de la pointe filtrante.

Dans cer tains cas,lorsque la pointe filtranten’est pas enfoncée très pro-fondément ou bien lorsquele terrain est particulièrementmeuble, on peut simplifier leprocédé en frappant le hautdu tube, qui reste toujoursprotégé par un bouchonrenforcé, à l’aide d’unemasse ou d’un gros marteau(figure 73). Cette formulen’est toutefois pas recom-mandée si la personnechargée de frapper n’estpas bien entraînée. Une frappe de travers peutprovoquer une torsion du tube et le détériorerainsi que la pointe filtrante.

Lorsque le haut du tube est amené ainsi auniveau du sol, il suffit de démonter le système defrappe, d’ajouter un élément de tube supplémen-taire et de poursuivre l’opération.

La fabrication locale de pointes filtrantes

Une pointe filtrante peut être fabriquée locale-ment (figure 74 page 50) de la façon suivante :

1) Aplatir l’extrémité du tube pour lui donnerla forme d’un tournevis ou d’un burin.

2) Faire une entaille en “V” partant des coinsinférieurs et rejoignant le milieu du tube à unehauteur où finit la partie aplatie (12 à 15 cm).

3) Rapprocher les deux pointes résultantes demanière à les plaquer l’une sur l’autre.

4) Souder les deux côtés de la pointe ainsiformée.

5) Limer ou meuler les irrégularités pour obte-nir une pointe bien concentrique et lisse.

6) Souder une collerette, juste au-dessus de lapointe, pour augmenter le diamètre du trou lorsde la mise en place dans les terrains. Lediamètre extérieur de cette collerette doit êtrelégèrement plus fort que le diamètre des man-chons de raccordement des tubes.

Il est cependant souhaitable que la pointe,qui subit de fortes pressions, soit exécutée enacier forgé, emboîtée et soudée à l’extrémitéinférieure du tube crépiné (figure 74-c page 50).

Les perforations d’un diamètre de l’ordre de 4à 6 mm (figure 74-a) peuvent être faites à la per-ceuse, ou en taillant une série de fentes en dia-gonale à la scie à métaux (figure 74-b). Dans cedernier cas, il faut prendre la précaution de lais-ser les alignements dans le tube sans y faire detraits de scie afin de constituer des renforts néces-saires pour éviter l’écrase-ment de celui-ci lors de samise en place par mouton-nage.

Le captage s’effectueen général dans dessables relativement fins.Aussi il est nécessaire derecouvrir la partie crépinéed’une toile filtrante, métal-lique ou en nylon (figures70 et 71, page 47). Cettetoile peut être maintenueen position par un fil de ferenroulé soigneusement pardessus.

La solution idéale estde recouvrir la toile filtranted’une feuil le métalliquesoudée comportant degros trous (figure 75).

Dans tous les cas, lacollerette de la pointe doitêtre d’un diamètre légère-ment supérieur à l’encombrement total du monta-ge, afin d’assurer sa protection lors du fonçage.

L’utilisation de tubes et de manchons de fabri-

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Figure 73 :enfoncement d’une

pointe filtranteà la masse

Figure 75 :détail d’une pointe

filtrante avecprotection de la toile

filtrante

Deuxième chapitre

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Figure 74 : fabrication d’une pointe filtrante

Atrous percés

fentes à la scie

différentesperforations

collerette

pointe solide en acier forgé

B

C

cation courante ne permet pas de faire supporterà ces matériaux des efforts trop importants. Si lescoups de frappe sont trop violents, on risque unarrachement des filetages ou une rupture desmanchons.

Lors du fonçage, si on se trouve devant desdifficultés de descente en utilisant la frappe enhaut du tube, on peut essayer la frappe de fond

(figure 72-d, p. 48) qui a l’avantage de moinssolliciter les filetages. Cependant, à partir d’unecertaine profondeur, ce procédé présente luiaussi un inconvénient majeur. Les forces de frotte-ment latéral du terrain freinent la descente dutube. La frappe sur la pointe peut alors entraînerun arrachement par rupture de sa soudure sur letube.

– 51 –


III. Tableau comparatif de différentes techniques de captagedes eaux souterraines utilisables en milieu rural

Voir pages suivantes.

Forage à faible coût (manuel ou faiblement motorisé)

Tableau comparatif de différentes techniques de captage

– 52 –

Tube de lançage,pompe d’injection.Tube de soulèvementPVC pour forage à l’eauclaire.

Très réduits

Petit véhicule à moteur ouà traction animale

< 10 000 FF

En partie possible, saufpompes à moteur

Non pratiquée

Chef d’équipeexpérimenté

Peu utile

Moins d’un jour

Modérée (pour la pomped’injection)

Nulle

Tube de forage métal àclapet de pied.Trépied, poulie.

Très réduits

Petit véhicule à moteurou à traction animale

< 5 000 FF

En partie possible

Non pratiquée

Chef d’équipeexpérimenté

Peu utile

Moins d’un jour

Nulle

Nulle

Tarières, soupapes. Tubede soutènement métal ouPVC. Trépied et treuilnon obligatoires.

Très réduits

Petit véhicule à moteur ouà traction animale

< 5 000 FF

Règle générale

Parfois utile

Agent technique ou chefd’équipe expérimenté

Peu utile

Moins d’un jour àquelques jours

Nulle

Nulle

Trépied, treuil. Tubecasing métal. Tarière,trépan, soupape.

Réduits

Véhicule type pick-up oucamionnette

100 000 FF à 150 000 FF

Possible

Souvent utile

Agent technique

Possible, utile pour lebattage

Une à plusieurs semaines

Nulle, sauf simotorisation partielle(treuil)

Faible ou nulle

Domainesdecomparaison

Equipement complettous terrains, types

Cofomaya ou Tanzanie

Equipement simplifiéterrains meubles, types

LWR ou PBVT

Lançage(washbore)

Percussionhydraulique

(Sludger method)

Techniques

A – MATÉRIEL

A1. Type de matérielmis en oeuvre

A2. Volume et poids du matériel

A3.Transport du matériel

A4. Coût du matériel(ordre de grandeur)

A5. Utilisation dematériel fabriqué surplace

B – RÉALISATIONDE L’OUVRAGE

B1. Reconnaissancehydrologique

B2. Personnel qualifiéde chantier

B3. Utilisation de main-d’oeuvre bénévole

B4. Temps d’exécutiondes ouvrages

B5. Consommation de carburant pour laforce motrice (trans-port non compris)

B6. Consommation de ciment (aménagementde surface noncompris)

B. RÉALISATION DE L'OUVRAGE

A. MATÉRIEL

des eaux souterraines utilisables en milieu rural

– 53 –

Tube, crépine à pointe,tête de frappe, mouton

Très réduits

Petit véhicule à moteurou à traction animale

< 5 000 FF

En partie possible

Non pratiquée

Agent techniqueou chef d’équipeexpérimenté

Peu utile

Moins d’un jour à unjour

Nulle

Nulle

Moules et coffrages,buses, compresseur,matériel de perforation.Pompe, trépied avectreuil.

Assez importants

Camion

100 000 FF à 200 000 FF

Règle générale pourcoffrages. Non pourmatériel motorisé

Souvent utile

Agent technique

Couramment pratiquée

Plusieurs semaines àplusieurs mois

Assez importante pourpompage et compresseur

Très importante

Machine de forage avecpompe à boue

Très importants

Véhicule gros porteur

Petit atelier souvent <500 000 FF. Grosatelier généralement > 1 000 000 FF

Non pratiquée

Souvent utile, parfoisindispensable

Technicien spécialiste,ingénieur

Non pratiquée

Une à plusieurs semaines

Très importante

Modérée

Machine de forageavec compresseur

Très importants

Véhicule gros porteur

> 1 000 000 FF

Non pratiquée

Souvent utile afind’obtenir un meilleurpourcentage deforages positifs

Technicien spécialiste,ingénieur

Non pratiquée

Un à quelques jours

Très importante

Modérée

Pelles, pioches, seaux,cordes, poulies

Réduits

Traditionnel

< 1 000 FF

Règle générale saufpompes à moteur

Non pratiquée

Artisan, puisatiertraditionnel

Couramment pratiquée

Quelques jours

Nulle

Importante

Pointefiltrante

Puits moderne"hydraulique"

Puitsrustique

Rotaryà la boue

Marteau fondde trou (MFT)

à l'air

Puits Forage motorisé

B7. Consommation de produits à boue

B8. Consommationd’eau

B9. Influence de lanature des terrains surle fonçage/captage

Silts, sables très fins

Sables à graviersmoyens peu ou pasargileux

Graviers grossiers,galets

Passages d’argile(traversée)

Altérites du soclecristallin, meubles

Cuirasses passagesindurés

Grès friables typeContinental Terminal

Roches dures fissurées(grès, calcaires, socleancien)

Comportementsparticuliers. Terrainsboulants ou fluents

B10. Méthode etsystème de captage



– 54 –

Nulle ou modérée en casde lançage à la boue

Modérée à importante

Captage difficile mêmeavec dispositif decrépine entourée de tissu

Captage possible sansmassif de gravier

Impossible à foncer

Possible si petit niveau

Impossible

Impossible

Impossible

Impossible

Possible, casing ou boueobligatoire

Crépine-massif degravier rarement prévu– développement saufavec crépine entouréede tissu

Nulle ou modérée

Modérée

Captage difficile

Pas de difficulté


Difficile

Impossible

Impossible

Impossible

Impossible

En principe possible

Crépine -développement enprincipe possible

Nulle

Nulle

Captage difficile mêmeavec dispositif decrépine entourée de tissu

Pas de difficulté.Captage possible aveccrépine plus tissu

Difficile si éléments tropgros

Possible si petit niveau

Inadapté

Inadapté

Inadapté

Impossible

Possible, casingobligatoire

Crépine, massif degravier ou crépineentourée de tissu,développementimpossible dans ce cas

Nulle

Nulle

Pas de difficulté (casinget massif de graviernécessaire)

Pas de difficulté

Pas de difficulté

Pas de difficulté

Pas de difficulté

Possible, utilisationéventuelle dubattage/trépan

Pas de difficulté

Possible sur épaisseurréduite (battage outrépan)

Possible, casingobligatoire

Crépine, massif degravier, développement

Domainesde comparaison




LWR ou PBVT

Lançage(washbore)


(Sludger method)

Techniques



– 55 –

Modérée ou nulle

Nulle

Inadéquat

Convient bien



Impossible

Impossible

Impossible

Impossible

Possible

La pointe filtranteconstitue la crépine –pas de massif degravier – dévelop-pement possible

Nulle

Nulle

Difficile à impossible

Pas de difficulté

Pas de difficulté

Pas de difficulté

Pas de difficulté

Possible, utilisationmarteau-piqueuréventuelle

Pas de difficulté

Possible avec utilisationd’explosifs

Fonçage : cuvelage endescendant obligatoire.Captage sans pompagerecommandé

Colonne de busesperforées entourée degraviers. N’est pasnécessaire en terrainsrocheux

Importante

Importante

Pas de difficultéparticulière



Pas de difficulté,avancement lent

Pas de difficulté

Pas de difficulté

Pas de difficulté

Possible sauf soclecristallin

Possible

Crépines – massif degraviers –développement

Nulle

Nulle

Parfois difficile



Avancement lent àproblématique

Pas de difficulté

Pas de difficulté

Pas de difficulté

Possible, bien adapté

Difficile, utilisation demousse pour lefonçage

Crépines – massif degraviers – brefdéveloppement

Nulle

Nulle

Impossible

Possible

Possible

Possible

Possible

Possible à difficile

Possible

Inadapté

Impossible

Entrée d’eau par le fond.Parfois perforationslatérales

Pointefiltrante


Puitsrustique

Rotaryà la boue


à l'air

20 à 30 m

40 à 50 m (100 m avecbattage motorisé)

6 à 35 m

3 à 6 m

10 m

Faible

Puisette à main : 200 à400 l/h.Pompe à main : 600 à1500 l/h

Plus de 10 ans

Avec puisette : modéré.Avec pompe : nul oufaible

De 300 à 600 FF/m

10 à 20 m

15 m

3 à 6 m

3 à 4 m

4 à 6 m

Faible

Pompe à moteur : 8 000à 15 000 l/h

4 à 10 ans suivantéquipement

Avec pompe : nul

Inférieur à 100 FF/m

B11. Profondeur usuelle

Profondeur pouvantêtre atteinte

C CARACTÉRISTIQUESET CAPACITÉ

C1. Profondeur dela surface de la nappeou de la surfacepiézométrique

C2. Longueur dudispositif de captage

Hauteur d’eau dansl’ouvrage

C3. Volume d’eaudans l’ouvrage

C4. Système depuisage et débit

C5. Durée de vie desouvrages

C6. Risque depollution de l’eaulors du pompage

D – COÛT DES

Coût au m de forage + tubage ou defonçage et cuvelage

10 à 20 m

60 à 80 m

3 à 6 mparfois plus

Variable

Variable

Faible

Pompe à main :600 à 1 500 l/h

Variable suivantéquipement

Variable suivant lesystème de puisage


8 à 12 m

20 m

4 à 15 m

3 à 4,5 m

3 à 10 m

Faible

Puisette à main : 400 à 1 000 l/h.Pompe à main : 600 à 1 500 l/h.Pompe à moteur : 8 000 à 15 000 l/h.Pompe électriqueimmergée : 15 à 20 m3/h

Avec crépine + massifde gravier : 10 ans ou +Avec crépine + tissu :moins de 4 ans

Avec puisette : modéré.Avec pompe : nul oufaible




– 56 –

Domainesde comparaison




LWR ou PBVT

Lançage(washbore)


(Sludger method)

Techniques

C. CARACTÉRISTIQUES ET CAPACITÉ

D. COÛT DES OUVRAGES RÉALISÉS (ORDRE DE GRANDEUR)



– 57 –

6 à 8 m

10 à 12 m

2 à 6 m

1 à 2 m

4 à 6 m

Faible

Pompe à moteur : 1 àquelques m3/h

Variable suivant lanature du terrain

Nul


30 à 50 m

80 m

6 à 45 m, parfois plus

4 à 5 m, rarement plus

3 à 5 m

Important, peut permettreun débit de puisagemomentanémentsupérieur au débit decaptage

Puisage à la main : 1 à 2 m3/h.Pompe manuelle : 600 à1200 l/h

Plusieurs dizainesd’années

Puits ouvert, puisage àmain : important. Puitsfermé avec pompe :modéré

Plus de 1 000 FF/m

Plus de 100 m

Plusieurs centaines demètres

Plusieurs dizaines demètres

10 à 50 m

Plusieurs dizaines demètres

Assez faible

Pompes à motricitéhumaine : jusqu’à1200 h/l plusieurs m3/h

Plus de 10 ans

Avec pompe : nul

Plus de 1 000 FF/m saufpour très petite machine

60 à 80 m

120 m

10 à 50 m

6 à 12 m

10 à 20 m

Faible

Pompe à motricitéhumaine : jusqu’à 1500 h/l. Pompeimmergée : 10 m3/h

Plus de 10 ans

Avec pompe : nul

Plus de 600 FF/m

6 à 8 m

10 à 15 m

6 à 10 m

Absent

1 à 3 m

Assez important

Puisage à la main :quelques centaines delitres à l’heure

Ouvrage temporaire

Important


Pointefiltrante


Puitsrustique

Rotaryà la boue


à l'air

Les forages à faibles coûts en images

� Matériels, techniques et réalisations de la Cofomaya

� Matériels et réalisations du Gary

� Matériels et réalisations du PBVT

� Techniques de pompage non motoriséutilisées sur des forages à faibles coûts

– 59 –


Matériels, techniques et réalisations de la Cofomaya

1. Lot de matériel de forage à la base de la Cofomaya :tubage, casing, tarière hélicoïdale, tubes-allonges.

2. Installation de surface sur un puits en coursd'approfondissement : trépied (ou chèvre) avec treuilmanuel, poulie pour le battage de la curette (soupape à sable ou cuillère).

3. Plateforme installée dans le puit en coursd'approfondissement par forage.

5. Forage à partir du sol : tarière hélicoïdalepour la perforation en terrain meuble, à labase du tube casing. Enfoncement du tubecasing aidé par vérins prenant appui sur deuxfers IPN fixés sur des blocs de béton ancrésau sol.

4. Descente d'un trépan pour forage enterrain dur.


– 60 –

6. Recours à la main-d'oeuvre villageoise pour lebattage au cable du trépan. Noter le mouflagede la corde.

7. Points d'eau entièrement équipés de forages àfaibles coûts. Puits approfondi par forage,fermeture par dalle de béton, mise en placed'une pompe à motricité humaine, trottoir, muretde protection, bancs d'attente.

8. Lot de matériel de forage manuelà la base du Gary : équipement complet pour

deux équipes. Tubes casing, tarières de plusieurstypes, tubes-allonges, etc.

9. Diversification d'activité : constructionde pompes à motricité humaine. Noter

les roulements à billes, de récupération,équipant les paliers des axes de balanciers.

Matériels et réalisations du Gary

– 61 –


10. Fonçage de l'avant-trou à la tarière conique.

11. Vidange de la tarière conique.

12. Préparation du prétubage (casing)métallique.

13. Transport du prétubage : noter la légèretédu tube d'acier fabriqué localement, permettant

de se passer de chèvre et de treuil.

Matériels, techniques et réalisations du PBVT


– 62 –

15. Introduction dans le prétubagede la tarière cylindrique (soupape à sable),pour la poursuite du forage à la base duprétubage.

14. Mise en place du prétubage.

17. Pompage à la motopompe et irrigation deparcelles privées, à partir de forage à faiblescoûts réalisés à la main.

16. Battage de la soupape à sable au moyende tiges rigides, et enfoncement simultané duprétubage sous le poids de deux personnes.Noter l'inutilité de la chèvre et du treuil.

– 63 –


18 et 19. Pompage avec motopompe

20. Utilisation d'une petite puisette en tubePVC pour tirer l'eau d'un forage réalisépar le Gary. Vidange par retournement.Capacité de 5 à 6 litres.

21. Atelier de fabrication de puisettesen tube PVC et démonstration d'utilisation(base du LWR à Niamey). Puisette à vidangepar la base, fixation renforcée. Capacitéde 7 à 8 litres.

Techniques de pompage non motorisé utiliséessur des forages à faibles coûts


– 64 –

22. Puisette de grande capacité (18 à20 litres), avec vidange par la base.Manipulation au moyen d'un petit treuil etd'une poulie. Utilisation pour l'irrigation.Centre expérimental du LWR au Niger.

25. Pompe importée, montée surun forage, pour l'alimentation en eau

villageoise au Burkina Faso.

23. Pompe à balancier, avec cylindre dans l'ouvrage.Fabrication locale. Utilisation pour l'arrosage, dans le centreexpérimental du LWR au Niger.

24. Pompe à pédale, pour arrosage sous pression. Centreexpérimental du LWR au Niger.

– 65 –

Troisième chapitre

Le forage à faibles coûts permet demultiplier les points d’eau

La plupart des pays ont pour objectif demettre à la disposition des populations ruralesdes points d’eau assurant, pour les besoinsdomestiques, un volume de 10 à 20 litres d’eaupotable par jour (suivant les ressources dispo-nibles) et par personne. Ces objectifs restent tou-tefois couverts de façon inégale suivant les payset les zones géographiques (taux de couverturede 20 à 70 %).

Le souci actuel est de rapprocher les pointsd’eau des utilisateurs, et donc de multiplier lespoints d’eau tout en attachant plus d’importanceà la qualité de l’eau (surtout à sa qualité bacté-riologique).

Le forage à faibles coûts répond mieuxà ces objectifs que le puits ou le forageclassique

Il permet de réaliser des forages pour despopulations peu denses, traditionnellement ex-

clues des points d’eau modernes. Ceux-ci sont eneffet prévus pour des groupes de bénéficiairesd’environ 400 personnes (400 x 20 litres/jour =8 000 litres/jour). Ce chiffre ne peut être beau-coup abaissé tant pour des raisons de rentabilitécoût/utilisateur que pour des raisons de péren-nité du forage : les enquêtes montrent qu’en des-sous de 250 personnes, les bénéficiaires ne peu-vent plus suppor ter seuls la gest ion del’aménagement.

Le forage à faibles coûts fait descendre ceseuil, à la fois par le faible prix de revient de saconstruction, mais aussi par la possibilité d’utiliserle forage au moyen de puisettes à main confec-tionnées avec un morceau de tube PVC d’un prixde revient très bas. Avec un volume d’eauremonté à la main de 5 à 7 litres à chaquemanœuvre, il est possible d’extraire de 150 à200 litres d’eau à l’heure, soit 1 à 2 m3 d’eaupar jour, ce qui suffit à l’alimentation en eaupotable de 50 à 200 personnes.

I l permet donc d’alimenter en eau deshameaux isolés et des petits villages, ou bienencore d’exploiter des ressources en eau de

Contextes socio-économiquesd’utilisation des forages à faibles coûts et

dynamiques de développement local

1. Une technique particulièrement pertinente pour les zonesrurales isolées, les petits villages et les zones d’habitat dispersé

façon discontinue, c’est-à-dire de faire face àdes besoins spécifiques en eau à certainespériodes de l’année. Il permet enfin de réaliserdes points d’eau dans des zones inaccessiblesaux véhicules utilisés pour le transport d’ateliersde forage mécanisés. Le matériel nécessairepour un forage à faibles coûts peut être trans-porté par des véhicules légers ou par desmoyens traditionnels : transport par charrette, àdos d’animaux ou même à dos d’homme.

Le forage à faibles coûts offre une bonnequalité bactériologique de l’eau, puisqu’il permetd’exploiter des nappes plus profondes. Son han-dicap, par rapport au puits, est la nécessité d’é-quiper le forage d’une pompe. Ce handicaps’est grandement amenuisé. Il existe désormaissur le marché des pompes fiables pour une utili-sation intense, de plus en plus souvent fabriquéesdans le pays d’utilisation ou dans un pays voisin.Il est possible d’obtenir une garantie du vendeuret des pièces de rechange pour ce matériel. Lesbénéficiaires prennent de plus en plus souvent encharge la gestion du point d’eau, souvent avantsa réalisation. Ils participent au coût de sa réali-sation et s’engagent à entretenir les moyens d’ex-haure et les aménagements de surface.

Le forage à faibles coûtspeut favoriser le développement de petites entreprises privées

Dans le secteur hydraulique, les réalisationsimportantes sont principalement confiées auxstructures étatiques, aux organismes para-éta-tiques, ou encore aux entreprises importantes,généralement étrangères, ou à leurs filialeslocales.

Cette situation s’explique par l’importancedes investissements à mettre en place pour l’ac-quisition de matériel de fonçage mécanisé, parles frais de fonctionnement élevés et enfin par lahaute technicité que réclame leur mise en œuvre.

La prise en charge par l’Etat des investisse-ments nécessaires aux aménagements hydrau-

liques constitue une lourde charge financière,même si le matériel est souvent fourni dans lecadre de projets soutenus par les coopérationsétrangères.

Le désengagement de certains Etats d’unepartie des investissements en hydraulique ruraleet les politiques actuelles de décentralisationouvrent de nouveaux marchés pour des entre-prises privées.

Jusqu’ici, les petites entreprises n’étaient pasfavorisées par la législation et rencontraient desdifficultés d’accès au crédit bancaire. Il existaitsurtout des artisans puisatiers indépendants, maisdont le métier, le puits, ne suffit pas à assurer lesbesoins en points d’eau.

Dans le domaine du puits moderne, un cer-tain nombre de petites entreprises privées se sontinstallées et essayent de maintenir une activitérémunératrice. Cet objectif n’est pas facile àatteindre car l’investissement initial en matériel estimportant : moules à cuvelages et à buses,treuils, pompes, compresseurs, éventuellementbennes preneuses, camions, etc ). Pour être ren-tables, ces entreprises ont besoin d´un volumeimportant et régulier de puits à réaliser. Le forageà faible coût atténue ce handicap sans le fairedisparaître toutefois.

Les organismes étatiques peuvent contribuerau développement de la technologie des foragesà faibles coûts de plusieurs façons :

– la création de brigades de forages àfaibles coûts travaillant en régie ;

– la formation de personnel aux techniquesde forage à faible coût, soit par la pratique, soitdans le cadre d’organismes d’enseignement pro-fessionnel ;

– le partage des tâches, les plus faciles nenécessitant pas un matériel lourd étant laisséesaux forages à faibles coûts (fractionnement desmarchés, sous-traitance) ;

– la diffusion de la technique alternativereprésentée par les forages à faibles coûtsauprès des opérateurs et bailleurs de fonds.

– 66 –

Troisième chapitre

Les forages à faibles coûts sont réalisés parune entreprise de petite dimension, un groupe-ment d’artisans, ou même un artisan de village.Ils peuvent éventuellement être effectués par uneéquipe d’un service technique local intervenantdans le domaine de l’hydraulique rurale.L’exécutant est donc généralement basé à proxi-mité du client ou du bénéficiaire. Ce dernierconnaît le réalisateur potentiel. Il peut s’informersur son activité et ses réalisations, en discuter,demander des devis et donc choisir ce type depoint d’eau s’il lui convient.

Le coût de l’ouvrage, dans sa totalité, oupour la part à la charge du bénéficiaire dans lecas d’un recours à un partenaire financier, resteà la mesure des moyens du client/bénéficiaire.Le forage à faibles coûts est réalisé à la main, lebénéficiaire peut donc fournir une partie de sacontribution en participant aux tâches les plussimples. L’ensemble de ces éléments permet aubénéficiaire (même si sa contribution au coût de

l’ouvrage n’est que partielle) de se sentir large-ment propriétaire du point d’eau et, de ce fait,d’accepter plus facilement sa gestion et les dé-penses se rapportant aux moyens d’exhaure.

Le faible prix de revient des ouvrages facilitel’obtention d’aides financières et de crédits éven-tuels pour la réalisation des travaux. L’exempledu Niger montre que lorsque les nouveaux pointsd’eau permettent de développer des activitésagricoles rémunératrices (maraîchage parexemple), les exploitants agricoles rentabilisentsans difficultés l’investissement nécessaire à laréalisation des forages à faibles coûts.

Ces techniques permettent donc à la fois :

– de satisfaire à moindre coût les besoins descommunautés rurales en points d’eau ;

– de stimuler la création de petites entreprisesrentables (les réalisateurs des forages) ;

– de développer la production agricole et les res-sources des communautés rurales.

Les forages à faibles coûts, avec leurs tech-niques et leurs matériels très variés, s’adaptent àde nombreux contextes géographiques et socio-économiques des pays des zones arides et semi-arides de l’Afrique.

Les techniciens, les personnels, les respon-sables des équipes actuellement opérationnellesont été formés par des ONG du Nord commeOXFAM, LWR, l’AFVP, CARE ou PEACE CORPS.Dans certains pays, des brigades ont été forméeset organisées dans le cadre de services tech-niques nationaux (le génie rural au Niger s’inspi-re, par exemple, de la technique divulguée parLWR).

Quelques bailleurs de fonds, comme l’Unioneuropéenne ou l’USAID, ont initié des projets

d’hydraulique qui reposent sur ces techniques etsur la formation de professionnels compétents.Nous présentons dans la suite de ce chapitredeux cas, l’un d’une entreprise privée qui s’estspécialisée dans la réalisation de forages àfaibles coûts, l’autre d’un projet d’hydraulique vil-lageoise qui repose sur la promotion de ces tech-niques. Les deux exemples témoignent de l’intérêtéconomique de ces techniques. Néanmoins, letableau des utilisateurs de ces techniques enAfrique que nous avons pu recenser, montre éga-lement qu’elles sont manifestement beaucoupmoins développées qu’elles devraient l’être.

La promotion des techniques de forages àfaibles coûts, et notamment la réalisation de

– 67 –

Contextes socio-économiques d’utilisation et dynamiques de développement local

2. Une technique favorable aux dynamiques économiques locales

3. L’importance de la formation

forages par des artisans et des petites entreprisesprivées (ou par des équipes d’organismes gou-vernementaux, officiels ou parapublics) passentpar la formation de personnels et techniciens.

Actuellement, des organismes comme le Garyou Cofomaya au Burkina Faso, le LWR (LutheranWorld Relief) et le génie rural au Niger, formentdes stagiaires pour leur apprendre les techniquesde forages à faibles coûts. Mais cette formation

reste très limitée et se réalise au coup par coup,à la suite d’initiatives individuelles plutôt queselon un programme d’ensemble conséquent etimportant.

Il paraît nécessaire de renforcer les formationsà ces techniques dans des cadres adéquatscomme les centres de perfectionnement d’arti-sans ruraux, les écoles de formation de techni-ciens du génie rural, etc.

�� Exemple d’une entreprise spécialiséedans la réalisation de forages à faiblescoûts : la Cofomaya

La Cofomaya, coopérative de forage manueldu Yatenga, est basée à Séguénéga, dans laprovince du Yatenga au Burkina Faso. La coopé-rative regroupe une dizaine de coopérateurs.Elle a été fondée en 1982 à l’initiative de l’AFVP(Association française des volontaires du pro-grès). L’entreprise est inscrite au registre du com-merce depuis 1985. Elle est un organisme indé-pendant, libre de conclure des marchés à lademande de tous clients éventuels.

La Cofomaya intervient principalement dansla Province du Yatenga, au nord-ouest duBurkina Faso. Elle peut se déplacer, à la deman-de, sur l’ensemble du territoire burkinabé. Lacoopérative a participé, par exemple, à un pro-gramme de forages dans le sud-ouest du territoire(bassin de la rivière Comoé).

Domaines d’activités et clients

L’activité permanente de la Cofomaya sesitue dans le domaine de l’hydraulique villageoi-se. Elle agit dans le cadre de projets ou de pro-grammes de points d’eau bénéficiant d’aides definancement de la part d’organismes internatio-

naux (FED, Mission française de coopération) oud’ONG étrangères. La coopérative assure, enparticulier, la réalisation d’un programme d’hy-draulique pour des villages qui bénéficie de l’ap-pui de l’ONG “Eau Vive”.

Les techniques et les matériels

La Cofomaya dispose de plusieurs équipesde forage (trois actuellement) disposant chacuned’un lot complet de matériel de forage à lamain, permettant de travailler sur tous les terrainsjusqu’à une profondeur d’une quarantaine demètres. Aucune opération n’est mécanisée.

Compte tenu de son implantation géogra-phique, les forages réalisés par la Cofomayapermettent de capter des ressources en eausituées dans les niveaux de base des altérites dusocle cristallin (latérites au sens large). LaCofomaya s’est spécialisée dans l’approfondisse-ment de puits qui ont tari, par forage à l’intérieurdu puits. Mais elle réalise aussi des forages àpartir du niveau du sol. De plus, la Cofomayas’est dotée de deux équipes de fonçage de puitsmodernes en grand diamètre.

La Cofomaya est équipée de matériel deforage pour tous terrains principalement fabriquéen France par la société Bonne Espérance. L’uti-lisation de ce matériel conduit à adopter la tech-nique de fonçage suivante :

– 68 –

Troisième chapitre

4. Deux exemples de réalisation et d’utilisationde forages à faibles coûts

– avancement à la tarière hélicoïdale dansles terrains meubles, ou battage au trépan dansles terrains compacts ou durs ;

– enfoncement simultané d’un tube de travailprovisoire (casing) en acier de diamètre180 mm, aidé par cric ou vérin ;

– remontée des déblais au moyen d’une sou-pape à clapet.

Une fois la profondeur recherchée atteinte, leforage est équipé au moyen d’un tube PVC plein(diamètre 112/125 mm) et de crépinesentourées d’un massif filtrant mis en place simul-tanément à l’arrachage du tube provisoire. Onprocède alors au développement, à l’aide d’unesoupape et d’une pompe manuelle.

Ces ouvrages sont équipés de pompes àmotricité humaine. Les puits sont fermés par unedalle en béton. Un ensemble d’équipement desurface (dalle anti-bourbier, muret de protection,etc.) complète l’ouvrage.

Les ressources humaines

Un petit nombre de foreurs ont été, à l’origi-ne, initiés par l’AFVP aux techniques de foragesmanuels pratiquées par le Gary (groupementd’artisans implantés dans le même secteur)1. Parla suite, ce noyau initial a formé les autrescoopérateurs. Actuellement, grâce à l’expérienceacquise par la pratique, l’ensemble du personnelmaîtrise bien les opérations entreprises.

La Cofomaya a également bénéficié de l’as-sistance de l’AFVP pour se former à la gestiond’entreprise. Au niveau du matériel, la Cofo-maya a bénéficié dans sa phase de démarragede dotations extérieures, et notamment de l’aidede l’ONG Eau Vive. Son dernier investissementa été entièrement autofinancé (4 300 000 Fcfa,avant dévaluation).

Evolutions et perspectives

Le chiffre d’affaires de l’entreprise a aug-menté régulièrement au cours des dernièresannées et dépasse 200 000 FF par an. Pourassurer son développement, l’entreprise diversifieses activités, notamment en ouvrant des chantiersde puits et en intervenant pour l’installation et lamaintenance des pompes équipant les foragesqu’elle réalise.

L’entreprise n’a pas de concurrents pour l’ap-profondissement de puits, domaine où il restebeaucoup à faire. Compte tenu de la créationde nouvelles activités, de la réputation qu’elle aacquise auprès de différents bailleurs de fonds etpartenaires financiers, de la sensibilisation desbénéficiaires aux avantages du forage, l’entrepri-se devrait poursuivre sa croissance économique.

Coût des forages réalisés

Actuellement, la Cofomaya propose des prixpour des ouvrages livrés équipés (pompesmanuel les et aménagements de sur face).L’implantation est précédée d’une animation villa-geoise et de la formation du comité de gestionet, si nécessaire, d’une étude hydrogéologique.

Pour les puits approfondis par forage, deuxcas peuvent se produire :

– l’approfondissement par forage sans réfec-tion du cuvelage ;

– l’approfondissement du puits avec réfectiondu cuvelage.

Dans le premier cas, pour des puits approfon-dis de 15 à 30 mètres, les prix atteignent1 500 000 à 1 800 000 Fcfa2. Dans ledeuxième cas, à titre d’exemple, pour un ouvra-ge nécessitant 15 m de réfection et 20 m defonçage, le prix atteint environ 2 350 000 Fcfa,dont 750 000 Fcfa de cuvelage2.

Enfin, pour un forage commencé à partir dusol et atteignant environ 40 mètres de profon-deur, il faut compter sur un coût d’environ2 000 000 Fcfa2.

– 69 –


1 Gary a la même implantation géographique que la Cofo-maya. Créée en 1976, elle est à l’origine de l’utilisation de la technique de forage manuel dans le Yatenga(Ouahigouya). Elle dispose de plusieurs ateliers de forageséquipés de la même façon que la Cofomaya et pratique les mêmes techniques dans les mêmes terrains. Toutefois, le Gary dépend d’Ong étrangères (Oxfam, et Asi – deSeine-et-Marne). Elle n’a pas un statut juridique d’entreprise. 2 Ces prix, approximatifs, ont été calculés en 1994.

Tous ces forages captent la nappe contenuedans les altérites du socle cristallin et nécessitentl’utilisation du battage au câble au moins surquelques mètres.

Coût du matériel

Le prix de revient au Burkina Faso de l’équi-pement complet d’une unité de forage de typeCofomaya, comprenant du matériel importé(tubage et outils de forage) et du matériel d’origi-ne locale (trépied, treuil, etc.) était estimé à150 000 FF en 1994.1

�� Un programme hydro-agricole basésur les forages manuels à faibles coûts

Le projet Basse vallée de la Tarka (PBVT) estbasé à Madaoua, dans le département deTahoua, au Niger. Le projet associe le ministèrede l’Agriculture et de l’élevage et l’Unioneuropéenne qui finance les réalisations. Le projetencadre et aide les paysans privés locaux àaménager des terrains dont ils sont propriétairespour obtenir une production agricole rémunéra-trice.

Secteurs géographiques d’intervention

La basse vallée de la Tarka se situe dans lesarrondissements de Madaoua et de Bouza, àenviron 450 km à l’est de Niamey, au nord dela frontière du Nigeria. C’est une dépressionallongée en arc de cercle, qui s’étend sur plusde 300 km depuis les hauteurs du Damergou jus-qu’à la frontière du Nigeria et au-delà vers lesud. Elle correspond à une vallée fossile de 5 à10 km de largeur, creusée au cours duQuaternaire ancien. Aucun écoulement de surfa-ce ne se produit actuellement mais, dans lesbiefs où la vallée est comblée par des alluvionssableuses perméables, il existe une nappe per-manente à faible profondeur, bien alimentée par

les apports des pluies et des bassins versantslatéraux.

C’est cette situation favorable qui déterminel’implantation du projet de petite irrigation surune section de 75 km de longueur, à fond plat,large de 6,5 km en moyenne et délimitée sur sesdeux rives par un talus de 15 à 20 mètres dehauteur.

La méthode de captage adoptée

La surface de la nappe exploitée se situe àune profondeur de 3 à 5 mètres sous le sol,dans des alluvions sableuses de granulométriemoyenne à grossière, avec peu d’éléments finsou argileux. La hauteur mouillée est souvent supé-rieure à 10 mètres. En surface, il existe unecouche limoneuse de 1 à 2 mètres d’épaisseur,favorable aux cultures.

Après des essais de divers systèmes de cap-tage des eaux souterraines (puits Ofedes, puitsgénie rural, forage Rotary, Washbore), le foragemanuel a été retenu dans le cadre du projet.

Deux méthodes sont utilisées :

– le système conçu par le LWR (voir descrip-tion en page 37) pour des forages de 8 à 10mètres de profondeur gérés individuellement ;

– le système de forage LWR, amélioré par legénie rural pour des forages de 15 à 18 mètresde profondeur, gérés collectivement. Ce systèmeest voisin du précédent, la seule différence estl’utilisation d’un “pré-tubage” (tubage provisoireou casing) en acier fabriqué au Niger suivant unprocédé permettant d’obtenir un tube léger de200 mm de diamètre environ.

Dans les deux cas, le forage est équipé entuyau PVC de 125/140 mm muni à sa partieinférieure de crépines de même diamètre sur unelongueur de 4,50 mètres. Ces crépines sontenveloppées dans un tissu filtrant. La mise enplace d’un massif de gravier n’est pas prévue.

Le forage est exploité par motopompes de 3à 5 ch débitant 2 à 5 litres/seconde (7 à18 m3/h) pour les forages individuels. Lesforages collectifs peuvent être exploités par

– 70 –

Troisième chapitre

pompes électriques immergées et fournir un débitsupérieur à 20 m3/h.

Les équipes de réalisation

Les forages sont réalisés par des équipes dugénie rural. Dans le cas de la première tech-nique de forage, une équipe de quatre per-sonnes réalise en moyenne un à deux foragespar jour. Dans le deuxième cas, une brigade dequatre manœuvres et un chef d’équipe réalise unforage en moyenne par semaine.

L’équipement de forage a été amélioré parrapport au matériel LWR. Il est fabriqué par lesartisans de Madaoua.

Le génie rural souhaite soutenir la création depetites entreprises privées d’hydraulique rurale.En 1995, une seule entreprise s’est lancée dansle forage manuel, en complément de son activitéde plomberie et de pose de canalisations d’irri-gation. Trois brigades de forage ont été entière-ment équipées avec les moyens financiers del’entreprise. Le coût de l’équipement de base estrevenu à 65 000 Fcfa par équipe (soi t195 000 Fcfa pour trois équipes). Il faut y ajou-ter environ 165 000 Fcfa d’équipement communaux trois équipes. Au total, un investissement del’ordre de 360 000 Fcfa a été déboursé1.Chaque équipe comprend un technicien et troismanœuvres. L’entreprise ne dispose pas de véhi-cules en permanence. Elle a recours à la loca-tion de véhicules de type “Pick up” ou de char-rettes.

L’entrepreneur estime que le forage manuelpratiqué dans les conditions décrites ci-dessus estune activité rentable.

Le coût des ouvrages et le systèmede financement

Le forage et le dispositif de pompage sont àla charge de l’exploitant agricole. Dans la mesu-re où il est propriétaire d’un terrain de 0,4 hecta-

re au minimum, il peut postuler auprès du projetpour un crédit d’équipement-irrigation de 4 anspour l’ensemble forage et motopompe. Unapport personnel de 10 % est exigé. Le tauxd’intérêt est de 5 %. Les remboursements sonteffectués sur des échéances semestrielles.

En 1995, le coût moyen d’un aménagementrevient à environ 290 000 Fcfa (forage :90 000 Fcfa, motopompe : 200 000 Fcfa) pourune surface de 0,4 hectare (725 000 Fcfa/ha).

Le procédé adopté pour la réalisation desforages ne permet pas de garantir leur durée devie au-delà de quatre ans. Toutefois, un contratest passé entre les responsables du projet et l’ex-ploitant agricole pour que leur réfection soitassurée par les équipes techniques à toutmoment, si nécessaire, pour une somme forfaitai-re de 10 000 Fcfa. L’opération consiste essen-tiellement en l’extraction du tubage, l’échange dutissu enveloppant la crépine, puis la réalisationd’un nouveau forage à un emplacement voisin,en réutilisant le même équipement tubulaire.

Rentabilité du forage au niveaude l’exploitant agricole

Les techniciens du projet ont calculé que laproduction agricole permise par la mise en placedu forage et son exploitation (essentiellement laculture d’oignons) fournissait des revenus suffi-sants pour le remboursement du prêt et laissait unbénéfice qui rendait l’opération rentable pourl’agriculteur. En effet, les demandes d’accès auxcrédits sont nombreuses.

Le projet continue à évaluer l’importanceexacte des ressources en eau disponibles afin defaciliter l’intensification de la production agricole.Au cours d’une première phase (1988-1993)320 hectares ont été aménagés pour l’irrigationà partir de 800 forages individuels réalisésmanuellement. Il est prévu dans une deuxièmephase d’aménager 1 200 hectares de péri-mètres individuels à partir de 3 000 forages réa-lisés manuellement. L’importance des résultats etdes perspectives confirme l’intérêt des forages àfaibles coûts dans ce type de contexte.

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1 Ces prix ont été calculés avant la dévaluation (50 Fcfa = 1 FF )

Organisme AquifèrePays, localisation

UtilisationDates Profondeur Fonçage

Niveau statistique (NS)SénégalThiénaba FED, AFVP octobre 89 à 94 sableux tarière cuillère

maraîchage vallées fossilesKhombolé bovins 2 à 10 m

Bakel USAID 1992 à 1994 sableux, alluvions au jetCasamance maraîchage 4 à 5 m

Burkina FasoOuahigouya Gary+ Oxfam 1976 à 1994 altérites du socle tarière, trépan

alimentation humaine cristallin et cuillère10 à 40 m battage au câble

Cofoyama 1982 à 1994 altérites du socle Tarière, trépan+ AFVP + Eau Vive cristallin et cuillère

alimentation humaine 10 à 35 m battage au câble

NigerNiamey LWR 1985 à 1994 sableux tarière cuillèreDallol Bosso AEP et maraîchage alluvions vallées (battage à tiges)Egalement Mali fossileset nord Burkina 5 à 10 m

Madaoua PBVP 1988 à 1991 sableux tarière + cuillère(basse vallée UE + génie rural vallée fossile (battage à tiges)de la Tarka) maraîchage 4 à 5 m

TogoNotsé et région hydraulique 1974 altérites, grès diamètre 5"des savanes villageoise arrêté en 1994 schistes, carottier trépan

prof. : 10 à 15 m battage à tiges

NigeriaVallée de la rivière groupements 1990 à 1994 alluvions I) avant-trou tarière 6"Sokoto et Fadamas maraîchers prof. : 10 à 15 m battage, cuillère

NS : 2 à 3 m (soupape)

idem idem alluvions 2) lançage à l'eauprof. : 6 à 8 m tube ABS 3"NS : 1,6 à 3 m avant-trou tarière

N-E de Bauchi groupements 1984 à 1994 alluvions Type 1Vallées affluentes maraîchers prof. : 12 m lançage à la bentonite,de la Komadougou BSADP NS : 3 à 4 m tube acier 2",

avant-trou tarière 4"

idem idem idem idem Type 2prof. : 8 m Iançage à l'eau claire,NS : 4 m avant-trou tarière 4"

idem idem idem lit sableux de rivière Type 3prof. : 4 m double lançage à l'eauNS : I m tube d'injection 2"

crépine à pointe 3"

Tchadbordure du lac Chari USAID 1986 Terrains tendres sablo- Tarièreardt S-O et S argileux, prof. : 25 m mécanique 4"

NS : 30 m

Kanem CARE récent alluvions fluvio lacustres soupape à sableprof. : 10 m

TanzanieDar Es Salam RWRI 1984 alluvions tarière

prof. : 20 à 25 m diamètre 230 à 180 mmNS : variable soupape

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Liste d’utilisateurs de forages à faibles coûts

Tube MoyenTubage provisoire exploitation d’exhaure Débit Observations

captage

Casing, PVC 125 mm pompe manuelle maximum crépines fabriquéesØ ext. 219 mm crépine 3 m + géotextile Ø 75 mm 2 m3/heure sur le chantier, coût dufabrication locale + gravier basalte et 90 mm forage équipé : 50 FF/m

néant crépine + textile pompe à motricité I 500 l/heure approfondissement de60 mm humaine puits 3 m : 300 FF

Casing PVC 112/125 mm puisette ou 200 à 1000Ø ext. 180 mm lanterné 3 mètres pompe manuelle litres/heure(importé) gravier concassé

Casing : idem PVC 112/125 mm, pompe manuelle 800 à 1000 coût foration + tubage :(importé) crépiné 3 à 6 m, litres/heure 400 à 600 FF/m

gravier concassé

Type I pas de casing PVC Ø 140 mm puisette, pompe 2 à 14 m3/h tube PVC crépinécrépiné + tissu polyester à motricité humaine, en usine coût forage

motopompe équipé: 80 FF/m

Type 2 prétubage PVC Ø 125/140 mm type I : motopompe 7 à 18 m3/h tube PVC crépinéø 170 mm en acier crépine 4 à 5 m + type 2 : pompe 10 à 20 m3/h en usine coût foragefabrication locale tissu filtrant électrique immergée sans pompe

80 à 100 FF/m

Casino 5" tubage galvanisé 2", pompe à main I à 1,2 m3/htube galvanisé crépine à pointe monitor 1"11/16

Johnson I m + gravier

casing Ø 150 mm PVC Ø 4" motopompe 2 à 3" 5 à 10 m3/h tout matériel fabriqué surcrépine idem place, 2 à 3 forages/jour

longueur I,5 à 3 m coût 300 FF /m

néant idem motopompe 15 à 20 m3/h forages/jourcoût 80 FF/m

néant PVC 3" motopompe 2" 5 à 10 m3/h coût du foragecrépine 3" équipé : 80 à

longueur 3 à 6 m 100 FF/m

PVC 4" PVC 3" motopompe 2" idemcrépine 3"

longueur 3 à 6 m

néant crépine à pointe 3 m motopompe 2" idem

néant tube acier galvanisé 2" Pompe manuelle 2" 600 à 1000 absence de massifcrépine Johnson 2", type Sahores tubage pour litres/heure de gravier : ensablement

slot 6 à 12, longueur 1,50 m refoulement par la pompe rapide, coût 300 FF/m

(?) PVC 4", 3", 2" pompe manuelle 600 à 1000rustique litres/heure

Casing acier PVC 103/110, 117/125 pompe manuelle 600 à 2500250/275 mm 147/160 crépines 2" à 4" litres/heure200/220 mm même Ø Iongueur 3 m

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Liste d’utilisateurs de forages à faibles coûts

Annexes

1. Différents types de terrains aquifères favorables aux foragesà faibles coûts

2. Zones d’Afrique de l’Ouest et du Centre où les conditionsgéologiques et hydrogéologiques paraissent favorables aux forages à faibles coûts

3. Cartes au 1/5 000 000e des formations géologiquespouvant contenir des nappes exploitables par foragesà faibles coûts

4. Possibilités de diversifier l’utilisation du matériel, des ateliers et des équipes de forages manuels et à faibles coûts

5. Bibliographie

6. Fabricants de matériels de forage : quelques adresses

7. Organismes ressources

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Annexe 1

Différents types de terrains aquifèresfavorables aux forages à faibles coûts

�� Formations sédimentaires actuellesou récentes

Les alluvions

Transportées et redéposées par les eaux, onles trouve :

• dans les vallées de rivières et fleuves oùelles sont constituées de sables fins ou grossiersavec des possibilités de passages argileux.Lorsqu’il existe un écoulement permanent, les allu-vions contiennent une nappe peu profonde, d’é-paisseur variable suivant la situation du captagepar rapport au lit actuel ou ancien du coursd’eau. Cette nappe alluviale peut persister mêmesi l’écoulement n’est que temporaire ;

• par ailleurs, en zone sahélienne, il existedes nappes permanentes à faible profondeurdans des vallées anciennes (vallées fossiles) oùelles constituent des réserves importantes facile-ment exploitables. Les alluvions forment aussi desdépôts importants dans les zones de deltas, c’est-à-dire au débouché des cours d’eau en mer oudans les lacs et bas-fonds.

Toutefois, les alluvions sableuses peuvent selimiter aux lits actuels et à leurs berges ou à deszones correspondant à d’anciens bras du coursd’eau, tandis que partout ailleurs on rencontredes alluvions fines, argileuses ou limoneuses.Bien qu’étant presque toujours aquifère, ce typede dépôt ne sera pas partout exploitable. Lerepérage des zones favorables, qui se situentparfois en surface, parfois en profondeur, doitfaire l’objet d’une étude préalable (par sondagesde reconnaissance, par examens de surface oupar photos aériennes). Ces dispositions se ren-contrent en particulier dans les vallées desgrands fleuves, à pente très faible.

Les aquifères des deltas situés à l’embouchuredes rivières en mer sont fréquemment contaminéspar des eaux salées : les eaux douces exploi-tables ne se rencontrent pas partout.

Il existe aussi des deltas intérieurs qui corres-pondent à des ruptures de pente dans lesgrandes rivières. Ces zones présentent desnappes à faible profondeur mais dans des ter-rains variables où alternent dépôts sableux etdépôts argileux. L’exploitation de ces nappesn’est donc pas toujours possible. Une reconnais-sance hydrogéologique préalable est souventnécessaire pour délimiter l’implantation desforages.

Les rivières qui aboutissent dans des lacs oudépressions ont pu les combler petit à petit, etformer ainsi des dépôts très importants, générale-ment aquifères avec une nappe à faible profon-deur. Il s’agit en général de sédiments sableuxou sablo-argileux, dits fluvio-lacustres, de granu-lométrie très fine. Leur captage sans dispositionsadéquates (massi f de gravier et crépinesadaptées) peut poser des problèmes d’ensable-ment.

Formations côtières

Les côtes basses, sans relief, sont le siège dedépôts sableux marins, repris par le vent etmodelés sous forme de dunes qui peuvents’avancer loin à l’intérieur des terres en climataride.

Ces formations sont normalement aquifères,au moins au bord de la mer, avec une nappe àfaible profondeur. Toutefois, les eaux douces ysont en équilibre avec les eaux salées qu’ellessurmontent. En général, les captages peu pro-

Annexe 1

fonds de type forage à faibles coûts conviennentbien pour la récupération de ces ressourcesd’eaux douces. Mais il faut prendre des précau-tions pour ne pas extraire de l’eau salée, notam-ment lorsque les nappes d’eau douce ont uneforme lenticulaire.

Plus à l’intérieur, les dépressions interdunairesoù la nappe se trouve à faible profondeur sonten principe des zones favorables pour le capta-ge d’eau par forage à faibles coûts. Toutefois, laprésence d’eau salée, ou fortement minéralisée,n’est pas à exclure et doit être délimitée avantmise en exploitation.

Accumulations éoliennes

Dans les zones sahariennes ou subsaha-riennes, le vent a accumulé d’importants dépôtsde sables, souvent fins, disposés en général endunes. Malgré la faible pluviométrie, la grandeperméabilité des sables permet souvent l’infiltra-tion rapide des eaux de pluie. Si les dispositionsprofondes sont favorables, les eaux de pluie infil-trées permettent la formation de nappes acces-sibles par forage à faibles coûts dans les dépres-sions. Cependant, la présence d’eau salée n’estpas à exclure, compte tenu de la forte évapo-ration.

Colluvions

Ce sont des dépôts granuleux, sableux, argi-lo-sableux, limoneux, qui correspondent aux rési-dus de l’altération des reliefs laissés sur place outransportés à faible distance. Des nappes d’eaulocalisées se forment parfois à la base defalaises ou d’escarpements, et peuvent éventuel-lement être exploitées.

Les pédiments sont des formations de typevoisin mais répandus sur de vastes surfacesautour de reliefs autrefois importants. Ils ne sontsignalés en Afrique que dans les zones non sou-mises à une altération de type latéritique. Ils peu-vent être aquifères, mais de façon discontinue.Leur mise en exploitation par des forages à fai-

bles coûts demande une étude préalable. Eneffet, dans les zones à très forte évaporation, lespédiments ne sont que localement assez épaispour maintenir une nappe pérenne.

�� Formations sédimentaires anciennesmeubles

Continental Terminal (C.T.)

La zone subtropicale et sahélienne ou de tran-sition entre la zone désertique et la zone à climatsoudano-sahélien est recouverte sur de larges sur-faces de l’Afrique Occidentale par des forma-tions détritiques déposées depuis le Tertiairemoyen jusqu’au Quaternaire inférieur.

Lorsqu’elles sont constituées de sables plus oumoins argileux ou de grès tendres, alternant avecdes bancs d’argiles, elles sont aquifères et consti-tuent la nappe phréatique la plus fréquemmentexploitée pour l’alimentation en eau des villages.Cette nappe, dont l’épaisseur peut atteindre plu-sieurs dizaines de mètres, est atteinte et exploitéepar de très nombreux puits.

La profondeur de la surface des eaux souter-raines est très variable, mais souvent supérieure à15/20 mètres. Des profondeurs de 60 à 80mètres sont signalées.

La nappe du C.T. peut parfaitement êtreexploitée par des forages à faibles coûts dansles zones où la profondeur de la surface pié-zométrique ne dépasse pas les profondeursaccessibles indiquées plus haut, soit une quaran-taine de mètres, compte tenu de la hauteur ducaptage qui ne peut être inférieure à 5 mètres etpeut atteindre une dizaine de mètres.

La production de cet aquifère est très va-riable. S’il existe des niveaux de bonne perméa-bilité, celle-ci est généralement médiocre, en rai-son de la présence permanente d’argile enproportion variable.

Toutefois, compte tenu du système manueld’exhaure qui peut être mis en place sur lesforages à faibles coûts, le débit obtenu permet la

– 78 –

Annexe 1

création de points d’eau à usage villageois, sousréserve que la tranche captée soit suffisante.

�� Formations sédimentaires plusanciennes que le Continental Terminal

Leur consolidation les rend en général tropcompactes pour qu’elles puissent être traverséespar des forages à faibles coûts.

Toutefois, étant assez souvent aquifères, enraison notamment de leur fissuration ou de leurschistosité, ou parfois de leur porosité, l’utilisationdes forages à faibles coûts a été tentée dans detelles formations. Cette technique n’a été rentableque dans le cas de motorisation au moins partiel-le des ateliers (il s’agit essentiellement de cal-caires, marnes et schistes, parfois de grès).

Altérites (altérations latéritiques) du soclecristallin

Ce type d’altération est caractéristique d’unclimat chaud et humide. Dans ces conditions cli-matiques, les eaux de pluie s’infiltrant en profon-deur ont la propriété de dissoudre la silice desminéraux constituant ces roches. Il s’agit de lasilice des silicates, la silice massive comme celledes filons de quartz est beaucoup plus résistante.Cette silice dissoute est ensuite évacuée vers lamer par les cours d’eau.

L’altération de la roche suit un processus qu’ilest intéressant de connaître pour déterminer lasituation des points d’eau et la position des cap-tages. Ainsi, de bas en haut, on distingue :

– la roche fissurée, encore trop dure pour êtreabordée en forage à faibles coûts ;

– la roche désagrégée en éléments minéralo-giques élémentaires, c’est-à-dire en grains de ladimension de grains de sable, parmi lesquelspersistent quelques blocs. Ce niveau dont l’épais-seur ne dépasse pas quelques mètres est suffi-samment ameubli pour être foré en forage àfaibles coûts ;

– le passage correspondant à la transforma-tion des silicates originaires en argiles (qui sontaussi des silicates mais avec une teneur moindreen silice). Tous les termes de la transformationexistent. Cette transformation peut aboutir à desniveaux essentiellement argileux.

Plus haut, les argiles perdent leur silice et setransforment en hydroxydes de fer (la latérite ausens strict) ou en hydroxydes d’alumine (la bauxi-te) ou généralement en un mélange des deux.Ces formations peuvent s’indurer et former unecuirasse de quelques mètres d’épaisseur ou plus,affleurante ou masquée par de minces niveauxde formations résiduelles ou terreuses.

Schématiquement, l’altération latéritiqueaboutit à trois niveaux concernant la répartitiondes eaux souterraines exploitables par forages àfaibles coûts, à savoir :

– à la base, la roche désagrégée en élé-ments. Ce niveau est connu sous l’appellationd’arène. Il est généralement aquifère (napped’arène, souvent continue) et permet des cap-tages de qualité assez bonne mais variableselon l’état de désagrégation, la taille, la formedes grains, selon la proportion d’argile qui com-mence à se former, les particules de roches rési-duelles non altérées ;

– au milieu, la tranche argileuse, générale-ment aquifère, mais peu productive, ses caracté-ristiques variant suivant la proportion d’argiles, laprésence de fissures, de canalicules, etc. Ceniveau n’intéresse pas, en principe, les forages àfaibles coûts. De nombreux puits s’arrêtent à ceniveau ;

– au sommet, les latérites, généralement cui-rassées. Il s’agit de concrétions laissant desvides, des cavités, des canaux, des fissures.

Les latérites sont perméables, elles laissentpasser l’eau, mais elles ne sont en principe pasaquifères, car elles sont situées au-dessus de lanappe générale des eaux souterraines. Toutefois,il peut exister des nappes temporaires ou “sus-pendues” à la limite des latérites et des argilessous-jacentes. On observe aussi parfois des laté-rites noyées. Les latérites peuvent être traversées

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Annexe 1

en forage à faibles coûts sous réserve d’utiliserles moyens appropriés (battage au trépan, sinécessaire).

De nombreux puits traditionnels ou artisanaux(ou même modernes) s’arrêtent aux niveaux plusou moins argileux des latérites et captent desarrivées d’eau qui peuvent devenir insuffisanteslorsque les besoins en eau augmentent ou que lasurface de la nappe phréatique s’abaisse parsurexploitation, ou bien encore parce que cesréserves en eau sont très sensibles aux fluctua-tions cycliques ou saisonnières de la pluviomé-trie.

En revanche, les eaux souterraines correspon-dant au niveau de base sont fréquemment encharge sous les latérites argileuses. Ces disposi-tions sont favorables au captage de cet aquifèrepar forage manuel et justifient l’approfondisse-ment de puits pratiqué par des entreprisescomme la Cofomaya.

L’exploitation des nappes dans les altérites dusocle cristallin n’est pas facile et n’est pas tou-jours couronnée de succès. Cela tient à plusieurscauses :

– les conditions variables de formation et dedéveloppement de l’altération, favorisée par lanature de la roche mère et son état de fissu-ration ;

– l’état de démantèlement de la couverturelatéritique.

En effet, les latérites se sont formées à lafaveur d’un climat chaud et humide qui n’existeplus actuellement dans la zone sahélienne et sou-danaise où les latérites se présentent sous formede plateaux entamés par l’érosion, ou de buttesrésiduelles, ne laissant substituer que les couchesinférieures de l’altération, ou laissant apparaîtrepar endroits la roche mère inaltérée.

Cependant, les variations climatiques étantcycliques, des latérites se sont reformées à plu-sieurs époques, notamment sur les glacis entou-rant les plateaux dont les plus anciens datent dudébut de l’ère quaternaire, ou encore dans lesbas-fonds. Fréquemment, l’implantation desforages à faibles coûts dans les zones latéritiquesest précédée de prospections hydrogéologiques

comportant l’étude morphologique (cartes topo-graphiques, photos aériennes), piézométrique(inventaire des points d’eau) et géophysique(repérage des zones fissurées et des grandesfractures où l’altération est la plus profonde).

Il est utile de connaître les règles généralessuivantes :

– sur les plateaux, l’épaisseur d’altération estla plus forte et donc également la tranche aquifè-re, mais sa profondeur peut la rendre inacces-sible ;

– la zone de glacis peut être assez bonnemais, au fur et à mesure que l’on se rapprochedes bas de pentes, l’épaisseur d’altération rési-duelle diminue, la surface de la zone aquifèredevient moins profonde, mais son épaisseur dimi-nue aussi, de telle façon qu’elle n’est pas tou-jours exploitable ;

– enfin, normalement, la nappe phréatique seraccorde au cours d’eau et émerge plus oumoins dans celui-ci s’il existe un écoulement. Lanappe se réduit à presque rien si des affleure-ments rocheux se manifestent ;

– dans d’autres cas, la surface de la nappepasse au-dessous du bas-fond. De nombreux casexistent qui nécessitent une étude d’implantationminutieuse.

Dans le cas où la couverture d’altération laté-ritique a été fortement érodée, ou bien ne s’estpas développée intensément, une dispositioninverse peut se présenter. Elle est caractériséepar la présence d’affleurements rocheux dans leszones hautes ou interfluves. C’est alors dans leszones basses que l’épaisseur des formationsd’altération sera la plus grande et que sera loca-lisée une nappe exploitable par forages à faiblescoûts.

La nature de la roche mère doit aussi êtreprise en compte :

– aux roches de type granitique correspon-dent des altérites plus perméables (prédominan-ce des arènes) mais d’épaisseur parfois limitée ;

– aux roches gneissiques et schisteuses corres-pondent des altérites épaisses mais plus argi-leuses et donc moins perméables.

– 80 –

Annexe 1

�� Mauritanie

Vallée du fleuve Sénégal

La nappe alluviale est généralisée le long dufleuve, entre Rosso et la vallée du Gorgol et,ponctuellement, plus en amont, dans les limons,sables et argi les. El le est localement t rèsperméable. L’eau devient salée à l’aval deRosso.

Au nord du fleuve Sénégal

Sur une dizaine de kilomètres de largeur àpartir de la zone ci-dessus, on trouve la nappedu Continental Terminal (sables et grès plus oumoins argileux), alimentée par le fleuve. La pro-fondeur du niveau statique, d’abord voisine de20 mètres, augmente progressivement en s’éloi-gnant du fleuve.

Partie nord de la dépression de l’Aouker

Il existe une nappe à 20/30 mètres sous lesol, dans des sables éoliens. Il s’agirait d’eaud’épandage issue de la falaise gréseuse duDahr. L’eau peut être saumâtre par endroits.

Dans les zones du socle cristallin anciende la Mauritanie méridionale

Quelques ressources peuvent exister sous leréseau hydrographique à écoulement temporai-re. Il existe également des nappes alluvialesexploitables par endroits dans l’Akjoujt.

�� Sénégal – Gambie

Vallées des fleuves

� Fleuve Sénégal

On trouve une zone aquifère généralisée lelong du fleuve sur 1 à 10 km de largeur, parfoisplus, entre Dagana et une vingtaine de km àl’aval de Bakel. Ces terrains aquifères sontconstitués par des limons, sables, argiles deperméabilité variable. La surface des eaux souter-raines se situe à une dizaine de mètres de pro-fondeur, parfois plus. Elles sont alimentées par lefleuve et par les pluies.

En aval de Richard-Toll, dans la zone dudelta, l’eau de la nappe est salée, sauf dans lesecteur de Rao, où existent des ressources exploi-tables dans des niveaux sableux, à faible profon-deur.

� Fleuves Saloum et Sine

Les eaux souterraines sont peu profondes,généralement saumâtres ou salées, dans la zonedu delta. Il existe quelques lentilles d’eau douce.Il est possible d’exploiter l’eau douce par foragesmanuels dans le réseau des vallées fossiles quise rattachent à ces cours d’eau, notamment entreTataguine, Khombolé et, plus au Nord, en direc-tion de Tivaouane. Le niveau d’eau se situe entre2 et 8 mètres, la perméabilité est bonne, l’épais-seur de la nappe suffisante. L’eau est parfoissaumâtre.

La nappe est alimentée par les pluies. Elle esten équilibre avec la nappe généralisée dans leContinental Terminal.

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Annexe 2

Zones d’Afrique de l’Ouest et du Centreoù les conditions géologiques et hydrogéologiques paraissent

favorables aux forages à faibles coûts

� Fleuve Gambie

On trouve une nappe d’eau dans les allu-vions sablo-argileuses très perméables. Elle estaccessible à faible profondeur. L’eau salée estdans l’estuaire et la basse vallée.

� Fleuve Casamance

On trouve assez peu d’alluvions exploitables.Il existe des risques de trouver de l’eau salée enBasse-Casamance. Il existe quelques possibilitésponctuelles de forage en Moyenne Casamance.

� Vallée du Ferlo

Une nappe phréatique a pu se développeren certains points de la vallée du Ferlo, à partirde remontées d’eau de surface, qui sont laconséquence du barrage de Diama.

Zones côtières

Des ressources en eau douce, exploitables àfaible profondeur, dans les sables côtiers, exis-tent localement un peu partout le long des côtes.

Des formations de sables côtiers bien déve-loppées permettent des aquifères plus généra-lisés, notamment dans la zone qui va de Dakar àSaint-Louis, plus spécialement de Mboro àGandiol, et aussi de façon plus circonscrite dansle secteur de Kayar, au nord de Rufisque et àThiaroye (ressources déjà fortement exploitées).Dans la région côtière dite des Niayes, les eauxsouterraines sont accessibles dans les dépres-sions interdunaires, à une distance de la côte quipeut parfois dépasser une dizaine de kilomètres.

Nappe du Continental Terminal

C’est une nappe généralisée exploitée parpuits (nappe phréatique), dans des formationssablo-argileuses et argilo-sableuses. Théori-quement, la nappe pourrait être exploitée parforage manuel, lorsque la profondeur des eauxsouterraines ne dépasse pas 35 à 40 mètres, ce

qui est souvent le cas, notamment dans le nord-ouest du Sénégal (est de la route Louga-Thiès) etaussi à proximité immédiate des écoulements desurface. Certaines zones du fleuve Sénégal, dulac de Guiers, de la Gambie, du f leuveCasamance constituent des zones d’alimentation,à partir desquelles la surface de la nappe phréa-tique chute assez rapidement pour atteindre descotes négatives inaccessibles aux forages àmain, sauf au sud de la Gambie et en haut de laCasamance.

�� Mali

Vallée du fleuve Niger

Il existe un aquifère généralisé dans le deltaintérieur du Niger et de son affluent le Bani. Il estconstitué par les alluvions du fleuve (sables sou-vent fins ou très fins, sables argileux) et par lesformations du Continental Terminal (sables etgrès plus ou moins argileux, argiles sableuses),sous-jacentes ou affleurant autour de la zone allu-viale. Les deux nappes se confondent. Elles sontalimentées par les pluies et les eaux de surface.

Il est parfois plus facile de capter la nappephréatique dans le Continental Terminal quedans les alluvions (granulométrie très fine). La sur-face des eaux souterraines se situe souvent àfaible profondeur (10 mètres et même moins).Des possibilités très importantes existent parendroi ts dans les al luvions (secteur deKolongotomo dans la zone alluviale au nord dufleuve).

D’autres possibi l i tés intéressantes sontsignalées dans la frange sud de la zone alluvia-le, à Djenné, Mopti/Sévaré et dans la partienord de cette frange : le Macina, Tenenkou,Niafounké.

En s’éloignant de la zone alluviale du delta,la nappe du Continental Terminal s’approfonditrapidement. Les zones où la nappe reste acces-sible aux forages manuels sont celles de Ségou

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Annexe 2

et celle au nord du Macina en direction deNiono et de Dioura.

En aval du delta, les alluvions sont peuexploitables, sauf dans le secteur de Gourma-Rhaous. Ailleurs, la nappe phréatique est tropprofonde.

En amont du delta intérieur, il existe ponctuel-lement de petites zones alluviales le long duNiger, avec des nappes correspondantes peudéveloppées mais pouvant présenter quelquespossibilités.

Autres zones

D’autres zones du Mali présentent des res-sources en eau, discontinues et limitées, maisexploitables par forages à main. Par exemple,en bordure sud de la falaise de Bandiagara etdans quelques dépressions de remplissagesableux du Gourma.

Enfin, le secteur au sud de Bamako, en direc-tion de Bougouni et de la frontière avec la Côted’Ivoire, qui correspond aux formations grani-tiques du socle précambrien, pourrait, dans safrange d’altération latéritique, présenter des res-sources en eau exploitables avec les mêmesméthodes de forage à main que celles qui sontutilisées avec succès, dans des formations com-parables, au Burkina Faso.

�� Burkina Faso

La plus grande partie du substrat géologiquedu Burkina Faso est constitué de roches grani-tiques ou métamorphiques du socle cristallinancien. Ces roches fissurées et altérées (altéra-tion latéritique) sont presque partout aquifères. Lanappe se situe à la fois dans la partie meuble del’altération (aquifère plus ou moins continu) etdans la partie à fissures ouvertes du substratrocheux dur (aquifère discontinu). Ces ressourcesen eau sont exploitables par forage manuel uni-quement dans certaines conditions particulières :

– profondeur de la limite entre les formationsd’altération meubles et les roches dures pas tropimportante : profondeur limite 40 à 50 mètres ;

– épaisseur de la tranche aquifère à l’étiage :au moins 10 mètres, de préférence contenuedans la partie la plus perméable de l’altération(zone d’arène) ;

– profondeur maximum de la nappe phréa-tique : 30 à 35 mètres.

Ces conditions ne sont pas partout réunies. Lasurface piézométrique peut rester dans la rochedure fissurée. L’altération est parfois très argileuseet donc peu productrice.

Au Burkina Faso, l’ensemble du territoirebénéficie de cartes hydrogéologiques au1/500 000e (projet Bilan d’eau). Précises, cescartes permettent de délimiter les zones théori-quement favorables aux puits modernes et doncaussi aux forages manuels qui peuvent être misen oeuvre dans des zones de mêmes caractéris-tiques. Ces cartes ne sont pas d’une lecture faci-le. Elles s’adressent principalement à des spécia-listes et des techniciens avertis.

Des variations de détail, très locales, peuventne pas apparaître à cette échelle et entraîner deséchecs, si bien que l’existence de ces cartesconstitue un guide mais ne supprime pas totale-ment la reconnaissance hydrogéologique préa-lable à l’implantation de nouveaux points d’eau.

Dans les grandes lignes, un ensemble favo-rable et relativement “facile” pour l’implantationet la réalisation de forages à main se dégage del’examen de la carte au 1/500 000e. Danscette zone, la profondeur de la surface de lanappe ou de la surface piézométrique seraitrarement supérieure à 20 mètres. Elle correspondà la partie sud-ouest, centre-ouest et nord-ouestdu Burkina Faso (zone du socle cristallin).

� La région Sud-Ouest favorable s’étend entrela rivière Mouhoun (dans la section où elle coïn-cide avec la frontière du Ghana) et le bassin dela rivière Komoé, limite qui se prolonge au nord,au pied de la falaise de Banfora (contact socle-couverture sédimentaire gréseuse).

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Annexe 2

� Dans la région centrale de l’Ouest, la zonefavorable s’étend depuis la rivière Sissili au nordde la frontière avec le Ghana. La limite se pro-longe vers le nord en passant à une trentaine dekilomètres à l’est de Koudougou et à une vingtai-ne de kilomètres à l’est de Yako. Dans cette par-tie centrale, la limite ouest de l’ensemble “facile”correspond au contact socle/grès qui passe àune vingtaine de kilomètres à l’est de BoboDioulasso, puis se dirige vers le nord-est en sui-vant les branches des rivières Grand Balé etKarouko, orientées de la même façon, passe à20 kilomètres à l’est de Dedougou, puis à 10kilomètres à l’est de Tougan.

� Dans la région Nord-Est, la largeur de lapartie “facile” se réduit. La limite est de la zonepasse depuis l’est de Yako vers Séguénéga, puisvient rejoindre la limite ouest pour se terminer enarrondi au sud-ouest de Djibo (25 kilomètresenviron). La limite ouest de la zone se prolonge,à partir de l’est de Tougan, en direction nord-nord-es t pour passer à une vingtaine dekilomètres au nord-ouest de Ouahigouya et ren-contrer la limite est au sud-ouest de Djibo.

Cela ne veut pas dire qu’il n’existe pas desîlots favorables répartis un peu partout sur le terri-toire. Les cartes en signalent dans le Liptako, versKoutougou, Sikiré, Nord-Oursi, Sud-Gorom-Gorom. Elles signalent aussi que la napperemonte au niveau des cours d’eau Béli etGourouol. Plus au sud, un îlot “facile” existeraitentre Zorgho et Koupela.

Les grès très durs, bien que fissurés, qui occu-pent l’ouest du pays, au-delà de la falaise deBonfora et de Bobo Dioulasso, ne permettent pasde réaliser des forages manuels.

En limite nord-ouest du pays, le long de lafrontière avec le Mali, apparaissent des forma-tions du Continental Terminal (sables et grès plusou moins argileux) où existe une nappe continue,de profondeur éventuellement accessible.

De même, au sud-est, des formations sédi-mentaires anciennes, notamment à proximité dulac Pama et de la frontière avec le Bénin, présen-tent une nappe phréatique à faible profondeur.Ces mêmes aquifères se retrouvent au Togo oùils font l’objet de captages par forages manuels.

Les cours d’eau du Burkina Faso ont despentes très faibles et, de ce fait, ne présententque peu de zones favorables aux captages d’é-ventuelles nappes alluviales. Lorsque les dépôtsalluvionnaires existent, ils sont limoneux ou argilo-sableux. Quelques zones favorables sont cepen-dant signalées dans la zone du bassin duMouhoun, correspondant aux formations gré-seuses, à l’ouest de Bobo Dioulasso. Au sud etau sud-est du pays, les rivières Sissili et Pendjariprésenteraient des dépôts alluviaux plus gros-siers.

Le Burkina Faso possède de très nombreuxbarrages artificiels. Les eaux de ces retenues s’in-filtrent en entraînant sur leur pourtour la présenced’eaux souterraines éventuellement récupérablespar puits et forages manuels, en vue de la créa-tion de points d’eau potable ou pour la petite irri-gation (maraîchage).

En ce qui concerne les quelques retenuesnaturelles, leur plan d’eau libre étant en principeen équilibre avec la nappe phréatique, celle-cidevrait pouvoir être facilement atteinte sur lepourtour, éventuellement par forages manuels.

�� Togo

Des ateliers de forages manuels ont fonc-tionné, avec satisfaction semble-t-il, dans la zonede Notsé, dans la partie sud du pays (régiondes plateaux).

Ces ateliers ont permis d’exploiter une partiede la nappe de la frange altérée du socle cristal-lin (altérites). Le procédé employé, dénommé“Canadien”, est assez particulier puisque toutesles opérations, y compris le battage (carottier,soupape, trépan), sont faites au moyen de tigeset non de câbles.

Le principe de forages à main est envisagépour un programme de points d’eau dans larégion des savanes.

Dans ce secteur, le substrat géologique estdifférent. Il s’agit de formations sédimentaires

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Annexe 2

anciennes, essentiellement des grès et desschistes plus ou moins argileux.

Dans ce type de terrains (certains niveaux degrès représentant en particulier le type d’aquifèrele plus favorable), la perforation demande unefréquente utilisation du battage au trépan. Il fautréaliser des ouvrages assez profonds pour capterla nappe, peu productive, sur sa plus grandeépaisseur. Pour être efficace, la méthode doitfaire appel à la motorisation des opérations debattage. Le projet n’a pas été développé, maisreste sans doute valable, moyennant une motori-sation partielle des ateliers.

�� Niger

Les conditions les plus favorables pour le cap-tage des ressources en eau souterraine sont ras-semblées dans un certain nombre de vallées fos-siles, sans écoulement de surface, où l’aquifèreest constitué d’alluvions sableuses peu argileuses,de granulométrie moyenne, parfois grossière. Lasurface de la nappe souterraine est située àquelques mètres de profondeur. La hauteurmouillée peut atteindre 10 mètres et plus. Lesdébits prélevables sont importants. L’utilisation depompes de surface est généralement possible.Les forages sont réalisés au moyen d’équipe-ments à motricité humaine très simples.

Dans le sens de la longueur, l’ensemble deces vallées ne présentent pas partout ces condi-tions favorables. Celles-ci sont limitées à un cer-tain nombre de biefs qui peuvent toutefois s’é-tendre sur de grandes distances (plusieursdizaines de kilomètres).

Les vallées fossiles très favorables ne se ren-contrent que dans la partie sud du pays, au nordde la frontière avec le Nigeria. Ces vallées por-tent de nom de “dallol “lorsqu’elles sont orientéesnord-sud et aboutissent au fleuve Niger. Ellessont appelées “goulbi” lorsqu’il s’agit de valléesplus ou moins en arc de cercle, ayant leur origi-ne au Nigeria et y retournant après un parcours

d’abord orienté vers le nord, puis vers l’ouest etenfin vers le sud.

D’ouest en est, on rencontre :

– le dallol Bosso entre Niamey et Dosso. Lazone la plus in téressante s’étend depuisBonkoukou au nord, jusqu’en aval de Birni-Ngaouré au sud (120 x 10 km) ;

– le dallol Maouri entre Dosso et la frontièreavec le Nigeria. Sur 200 km, à partir de sonconfluent avec le fleuve Niger (en comptant dusud au nord) et sur une largeur moyenne de8 km ;

– la basse vallée de la Tarka, de part etd’autre de Madaoua, depuis Korohané jusqu’àla frontière avec le Nigeria, sur une longueur de120 km et une largeur de 5 à 10 km ;

– le goulbi de Maradi, de part et d’autre dela localité du même nom (120 km sur 2 à 3 kmde large) ;

– l’amont du goulbi N’kaba situé entreMaradi et Zinder. Le bief intéressant, axé sud-nord depuis la frontière avec le Nigeria, s’étendsur 60 km jusqu’à la localité de Konombakatchisur une largeur de 2 à 5 km.

D’autres zones d’alluvions exploitables,anciennes ou contemporaines, peuvent se ren-contrer localement, notamment dans le Liptako.

Le f leuve Niger coule sur un subst rat rocheux et ne présente pas de berges alluvialesétendues.

Le projet PNUD/DTCD du ministère del’Hydraulique et de l’Environnement a dressé unecarte d’exploitabilité de la nappe la moins pro-fonde.

Les zones où l’accessibilité de la nappe estindiquée comme très facile, c’est-à-dire où la pro-fondeur des ouvrages ne dépasserait pas 30mètres pour une profondeur de niveau de l’eaude 20 mètres, conviennent aux captages par desforages manuels.

Ces zones se délimitent d’est en ouest commedécrit ci-après :

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Annexe 2

� au nord de Niamey et jusqu’à la frontièreavec le Mali, deux îlots, l’un s’étendant jusqu’àOuallam (30 kilomètres de largeur), l’autre immé-diatement au sud de la frontière (85 X 45 km),axé sur la localité de Tiloa ;

� entre Niamey et la partie de la frontièreavec le Nigeria orientée sud-nord (limitée au sudpar le fleuve Niger) :

– le dallol Dosso et ses abords depuis le fleu-ve au sud jusqu’au niveau de Baleyara au nord ;

– la partie aval des dallols Foga et Maouri,zone ayant la forme d’un triangle effilé vers lenord, dont la limite sud est le fleuve, et la limiteest la frontière orientée nord-sud avec le Nigeria,qui se termine en pointe au niveau de Dioun-diou ;

– une petite zone allongée sur une quarantai-ne de kilomètres au sud de la localité de Do-gondoutchi, qui correspond au bief amont dudollol Maouri.

Dans les zones décrites ci-dessus, l’aquifèreest constitué par le Continental Terminal (argilessableuses, sables, latérites) ou par des alluvionssableuses quaternaires. Les moindres profondeursde la surface de la nappe se situent dans lesbas-fonds et vallées sèches ou temporaires, quidécoupent cette zone de plateaux.

� Plus à l’est, mais toujours dans la partie suddu pays, en longeant la frontière avec leNigeria, on trouve :

– une zone de forme grossièrement rectangu-laire de 40 kilomètres de largeur sur une centai-ne de kilomètres de longueur. Le petit côté s’ap-puie au sud sur la frontière, avec la localité deMalbaza au milieu, et s’étend au nord jusqu’auniveau de Keita. L’aquifère correspondrait dansl’ouest de cette zone au Continental Terminal etdans l’est au Crétacé supérieur marin ;

– entre Zinder au nord et la frontière au suds’étend la zone des Koramas, sur plus de 200kilomètres de longueur, pour une largeur d’unecinquantaine de kilomètres. Correspondant à desdépôts alluviaux du Quaternaire ancien, lanappe des Koramas est contenue dans unaquifère à granulométrie parfois très fine, ce quinécessite une adaptation méticuleuse du captage

aux conditions du terrain (en particulier, un mas-sif de gravier est nécessaire) ;

– enfin une très vaste zone s’étend au-delàdes Koramas. De forme approximativement rec-tangulaire, avec un côté sud appuyé à la frontiè-re avec le Nigeria (sur 350 kilomètres) et un côtéest limité par la frontière avec le Tchad sur unedistance de 300 à 400 kilomètres. Cette zonecorrespond à une partie de la nappe du lacTchad. Formé de dépôts fluvio-lacustres plioqua-ternaires, l’aquifère est sablo-argileux. Desniveaux à granulométrie très fine existent là aussi.La facilité d’accès est interrompue par un vasteîlot à surface piézométrique déprimée en formede poire, qui est composé au nord des localitésde Maïne Soroa et Diffa et se termine à plus de200 kilomètres au nord (au-delà de la localité deNguigmi). Au sud, les abords de la vallée deKomadougou sont considérés comme partoutfavorables aux captages peu profonds.

�� Nigeria

Les Etats du Nord Sokoto, Katsina, Kano,Bauchi (zone d’Azaré) sont le siège d’une intenseactivité d’exploitation des ressources en eauxsouterraines contenues à faible profondeur dansdes formations alluviales sableuses au moyen deforages à faibles coûts.

Ces dépôts alluvionnaires peuvent corres-pondre aux parties amont ou aval des goulbissignalés et exploités au Niger. Ils peuvent aussien être totalement indépendants.

Le captage des eaux souterraines, dont la sur-face se situe de 2 à 6 mètres de profondeur, estréalisé au moyen de forages manuels (tarière,battage d’une soupape à sable) ou de foragespartiellement mécanisés (forage au jet dit lança-ge, ou washbore en terminologie anglaise).

Les vallées favorables sont les suivantes(d’ouest en est) :

– la vallée de la rivière Sokoto ou Rima(écoulement temporaire ou discontinu) aboutit en

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Annexe 2

aval au fleuve Niger. En amont, ses branchesfont suite respectivement à la vallée de la Tarkaet au goulbi Nbaka au Niger ;

– dans le secteur de Katsina, ce sont les par-ties amont des goulbis de Maradi et du goulbide Nbaka qui sont exploitées ;

– entre la frontière avec le Niger et les loca-lités de Azaré et Potiskum, il existe toute une sériede vallées orientées ouest-est. Ces vallées abou-tissent à la vallée de Komadougou qui se jettedans le bassin du Tchad. Elles sont le lieu decaptages d’eau pour l’irrigation privée, grâce àune multitude de petits forages à faible coût.Ceux-ci se situent en général en zone alluviale.Cette zone correspond aussi à l’aquifère généra-lisé du lac Tchad (formations argilo-sableusesplioquaternaires). Les vallées jouent sans doute lerôle de drains et permettent d’atteindre la surfacedes eaux souterraines à faible profondeur.

�� Tchad

Le territoire du Tchad recèle sur une très vastezone un aquifère généralisé qui correspond auxdépôts fluviolacustres du lac Tchad plioquater-naire.

La nappe, souvent à faible profondeur (10 à35 mètres), est contenue dans des formationsargilo-sableuses souvent hétérogènes. La présen-ce de niveaux de sables fins ou très fins peutrendre les captages délicats. Leur équipementdevra être adapté aux conditions de terrain pourêtre satisfaisant et devra comporter notamment unmassif de gravier autour des crépines.

Cette zone centrée sur le lac, en arc decercle autour de celui-ci, s’étend au sud jusqu’auniveau de Bongor, à l’est jusqu’à Moussouro. Aunord et au nord-est du lac, la nappe se situe àdes profondeurs de l’ordre de 20 mètres sur 100à 150 kilomètres.

Dans le sud-est du pays, la nappe est en rela-tion directe avec les cours d’eau Logone, Chari,Salamat et leurs multiples branches. A proximité

immédiate de ces cours d’eau, les eaux souter-raines sont accessibles à faible profondeur, dansdes formations alluvionnaires, mais la surface deseaux souterraines s’approfondit très rapidementdans les interfluves (présence de dépressionsfermées dans les formations du ContinentalTerminal).

Au nord-est de la zone ci-dessus, des forma-tions éoliennes recouvrent l’ensemble du Kanem.Là aussi existe une nappe généralisée qui peutêtre facilement atteinte dans les dépressions inter-dunaires (niveau statique de 3 à 5 mètres deprofondeur dans les ouaddis du Kanem).Cependant, la présence d’eau saumâtre n’estpas exclue.

�� Cameroun

Dans l’extrême nord, on retrouve, en borduredu lac Tchad, les mêmes conditions que dans lespays voisins (Nigeria et Tchad). Une nappegénéralisée se situe à faible profondeur (acces-sible par forages à main) dans les formations flu-violacustres du plioquaternaire.

Ces formations se poursuivent dans la plaineinondable du Logone, au nord de Yagoua, avecdes zones sablo-argileuses propices, mais aussiun intense alluvionnement (la nappe a une pro-fondeur de 10 à 20 mètres, elle s’étend sur unelargeur de 20 à 30 kilomètres).

Dans ces zones inondables, des nappessuperficielles correspondent à des cordonssableux en rapport avec d’anciens lits de coursd’eau quaternaires (Tiayos). Ces nappes facile-ment accessibles et productives surmontent unesérie alluvionnaire parfois stérile (en fait il y asuperposition de deux nappes séparées par unniveau semi-imperméable).

Dans le secteur de Yagoua plus au sud, laprofondeur de la surface de la nappe est assezsouvent inférieure à une dizaine de mètres àproximité du Logone. Elle s’approfondit versl’ouest (20 à 30 mètres) dans les formations du

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Annexe 2

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Annexe 2

Continental Terminal, avec quelques dépressionspiézométriques, où la nappe est inaccessible, etdes biseaux secs. En bordure des reliefs du soclegranito-gneissique (secteur Sud et Nord de

Maroua), les eaux souterraines devraient pouvoirse rencontrer à faible profondeur, dans des cou-loirs alluviaux et des formations détritiques depiémont.

Cartes au 1/5 000 000e des formations géologiques pouvant contenir des nappesexploitables par forages à faibles coûts

Légende des cartes des pages 89 à 91

Plaine alluviale des grands cours d'eau, à écoulement permanent : sables, limons, argiles avec nappe généralisée.

Alluvions de bas-fonds ou vallées fossiles ou vallées à écoulement de courte durée : limons,sables, passées argileuses avec nappes permanentes, continues dans les zones non argileuses.

Sables quaternaires d'origine non précisée, de granulométrie fine à très fine (nappe des Koromas, planche p. 85)

Dépots fluvio-lacustres plioquaternaires : sables, argiles sableuses, argiles, avec nappe généralisée.

Altérites latéritiques du socle cristallin avec nappe plus ou moins généralisée :

– exploitabilité variable ou aléatoire ;

Formations continentales néogène ou néogène et quaternaire inférieur (Continental Terminal).Sables plus ou moins argileux, grès peu consolidés, argiles plus ou moins sableuses.Croûtes ferralitiques indurées avec nappe généralisée.

Sables et dunes du quartenaire récent et actuel : – soit formations côtières avec nappe généralisée accessible près du rivage et dans les dépressions interdunaires ;– soit formations continentales avec nappe, en principe généralisée, assessible à partirdes bas-fonds interdunaires.

Alluvions le long de cours d'eau ou de section de cours d'eau à écoulement permanent :sables, graviers avec nappes permanentes, d'importance variable suivant le développement des alluvions.

– zone où la nappe est en principe partout exploitable.

Villes, localités de repérage.

Faciès sableux avec lentilles d'eau douce dans un ensemble aquifère salé.

Cours d'eau ou section de cours d'eau sans alluvions exploitables (alluvions salées ou argileusesou absentes).

�

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Annexe 2

Planche 1 : Mauritanie Sénégal

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Annexe 2

Planche 2 : milieu géologique au Mali et au Burkina-Faso

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Annexe 2

Planche 3 : milieu géologique au Niger et au Nigeria

Annexe 3

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La reconnaissance géologique

Le même matériel que celui qui est utilisé pourles forages d’exploitation ou, suivant le cas, unmatériel simplifié, allégé ou de moindre capacité(travaillant par exemple en diamètre plus réduit),peut êt re ut i l i sé pour la reconnaissancehydrogéologique.

Cette reconnaissance est souvent souhaitable,et même indispensable, dans un certain nombrede cas, pour l’implantation judicieuse des puits etforages définitifs.

Elle porte sur les caractéristiques du ou desaquifère(s) que l’on se propose de capter (naturedes terrains, granulométrie), la délimitation deleur extension, leur épaisseur, la profondeur deseaux souterraines, la qualité de l’eau, la minérali-sation dans les zones à risque d’eau salée.

Autres utilisations sans relations avecl’exploitation des eaux souterraines

Etudes des sols :

– pour définir leurs caractéristiques dans lecadre de programmes agricoles ;

– pour définir leurs caractéristiques dans lecadre de travaux de construction (bâtiments,ouvrages de génie civil, barrages, etc.).

Etudes des sols des bas fonds

Dans le cadre de l’aménagement des bas-fonds et de la création de mares artificielles oude l’augmentation de leur capacité de retenue.Dans ce dernier cas, il est en effet indispensablede connaître l’extension et l’épaisseur de lacouche argileuse qui en colmate le fond.

Recherche de matériaux

Pour la petite industrie, par exemple l’argilepour les briqueteries, les poteries, etc.

Indices miniers

Recherche ou étude des indices miniers, enparticulier prospection des alluvions susceptiblesd’être minéralisés (recherche de minéraux lourdstels que l’or, la cassitérite, l’ilménite, etc.).

Possibilités de diversifier l’utilisation du matériel, des atelierset des équipes de forages à faibles coûts

Annexe 4

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Documents sur les techniques de forages

Forage manuel de puits tuyau en PVC pour le maraîchage. Jonathan Naugle, septembre 1991. LWR(Lutheran World Relief), BP 11624 Niamey, Niger.

Forages manuels à faible profondeur. 7e programme de microréalisations FED. Khombole, départe-ment de Thiès, Sénégal, 1992. Rapport de l’AFVP, SEN 84 063 ou SDO SEN 995.

Hand Drilled Wells. Bob Blankwaard, 1984. Publié par Rwegarurila Water Resources Institute, POBox 35039, Dar es-Salaam, Tanzanie. “A Manual on Siting, Design, Construction andMaintenance”.

Wells Construction. Hand Dug and Hand Drilled. Richard E. Brush, 1980. Publié par Peace Corps,Information Collection and Exchange, 806 Connecticut Avenue, N.W. Washington D.C. 20525.

Self Help Wells. R.G. Koegel, 1977. Publié par la FAO, Via delle Terme di Caracalla, 00100Rome, Italie.

Documents généraux complémentaires

Eaux et terres en fuite. J.L. Chleq et H. Dupriez, 1984. Publié par l’Harmattan, 7 rue de l’EcolePolytechnique 75005 Paris, France, ainsi que par ENDA, BP 3370 Dakar, Sénégal.

Les eaux souterraines de l’Afrique Occidentale. J. Archambault, 1960.

Entrepreneurs puisatiers du Sahel. T. Debris et P. Collignon, 1993. Publié par l’AFVP (Associationfrançaise des volontaires du progrès).

Cartes

Cartes de planification des ressources en eaux souterraines des Etats membres du CIEH de l’Afriquesoudano-sahélienne, CIEH/BRGM, 1976, échelle : 1/5 000 000e.

Carte géologique internationale de l’Afrique au 1/5 000 000e, feuilles 1 et 2, 1986, Unesco.

Bibliographie

Annexe 5

En France

Sté Bonne Espérance11, rue Griès 67240 BischwillerTél : 88 09 82 00. Fax : 88 53 90 19.

Domine 15, rue Emile Zola 86530 NaintreTél : 49 93 76 00. Fax : 49 90 03 33.

Silex InternationalBP 141 - 95022 Cergy Pontoise cedexTél : (1) 30 75 21 22. Fax : (1) 30 75 29 20.

La Matériel de sondage24, place Charles Fillion 75017 ParisTél : (1) 46 27 36 35. Fax : (1) 46 27 49 08.

Stenuick France34, rue Chatelliers 45028 Orléans cedexTél : 38 86 50 46.

Drill France4, rue Minon 33700 MerignacTél : 56 34 39 06. Fax : 56 55 99 96.

Aguila MécaniqueMalleprat 33650 MartillacTél : 56 72 64 94. Fax : 56 72 64 17.

Johnson Filtration systemsZI 86530 Availles-en-ChatelleraultTél : 49 02 16 00. Fax : 49 02 16 16.

Tubafor425, rue Martinoire 59150 WattrelosTél : 20 26 24 32. Fax : 20 27 27 92.

Charente PlastiqueHérisson 17380 Tonnay BoutonneTél : 46 59 70 36. Fax : 46 59 70 31.

En Afrique

� NigerArdetec Tubage métalN’Dounga, Niamey

Proformar (Pnud-Bit)Matériel de perforation, tarières, tiges, etc.) pourforages de type LWRBP 11 207 et 11 388 NiameyTél : (227) 723005.

LWR (Lutheran World Relief)Matériel pour forage maraîcher, puisette entuyau PVCBP 11 624, Niamey

� Burkina FasoAtesta (ex-CEAS : Centre écologique Albert Schweitzer)Matériel de perforation de type LWR pour maraî-chage, Proximité route de Bobo, OuagadougouOuagadougou (Burkina Faso)Tél : (226) 55 02 22 (base de Sequénéga).

� SénégalSismarFiletage et modification de tubage de récupéra-tion, PoutTél : 51 1292 / 51 1396.

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Fabricants de matériels de forage :quelques adresses

Annexe 6

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En France

Jean Marchal46, rue de la République83340 Flassans-sur-IssoleTél : 04 94 59 62 07.

Etienne Lefort14, allée Morava, villa Esquina 33970 LEGE Cap FerretTél : 05 56 60 67 07.

Institut de géodynamiqueAvenue des Facultés 33405 Talence cedexTél : 05 56 84 80 77. Fax : 05 56 84 82 21.

ECTI (M. Aberlen)7, rue de Madrid 75008 ParisTél : 01 53 42 37 10. Fax : 01 42 93 95 21.

AFVP (Association française des volontairesdu progrès)SDO, BP 207 Monthléry cedexTél : 69 01 10 95.

En Afrique

LWR (Lutheran World Relief)Diffuse une brochure sur le forage manuel de puits tuyau en PVC pour le maraîchage(rédaction Jonathan Naugle)BP 11 624 Niamey (Niger).

Génie rural à Madaoua et projet basse valléede la Tarka, programme de petite irrigationBP 42 Madaoua (Niger)Tél : 61 0053.Proformar (Paolo Giglio)Formation des artisansBP 11 207 Niamey (Niger).

Atesta(ex-CEAS : Centre écologique A. Schweitzer)Technique de forage dans les altérités du soclecristallin, proximité route de Bobo,Ouagadougou (Burkina Faso)Tél : (226) 55 02 22 (base de Sequénéga).

GaryBase à Titao, province du YatengaBP 274 Ouahigouya (Burkina Faso)Tél : (226) 55 20 36.

AFVP Sénégal (programme FED-UE)Coordination nationale de microprojetsà Dakar, tél : 22 96 15Marc Vanderlinden, à Thiès, tél : 51 32 77.

Organismes ressources

Le Centre technique de coopérationagricole et rurale (CTA)

Le Centre technique de coopération agricole et rurale aété fondé en 1983 dans le cadre de la Convention de Loméentre les Etats membres de l’Union européenne et les Etats dugroupe ACP (Afrique, Caraïbes, Pacifique).

Le CTA a pour mission de développer et de fournir desservices qui améliorent l'accès des pays ACP à l'informationpour le développement agricole et rural, et de renforcer lescapacités de ces pays à produire, acquérir, échanger etexploiter l'information dans ce domaine. Les programmes duCTA sont articulés sur trois axes principaux : le renforcementdes capacités des pays ACP en information, l'encouragementdes échanges entre les partenaires du Centre, et la fournitured'informations sur demande.

Adresse postale :

CTA, Postbus 380

6700 AJ Wageningen (Pays-Bas)

Forages à Faibles Coûts

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