Calculer les volumes d’un forage

À quoi sert le calcul des volumes d’un forage ?

Le calculateur estime plusieurs volumes utiles à la préparation et à l’évaluation d’un forage : le volume du trou, celui des déblais foisonnés, le gravier filtrant nécessaire autour du tubage, le volume d’un bouchon d’étanchéité en tête et l’eau contenue dans le tubage au repos. Il s’appuie sur les diamètres, la profondeur totale, la hauteur du massif filtrant et le niveau statique que vous renseignez.

Ces résultats sont des estimations géométriques obtenues avec les formules indiquées ci‑dessous. Ils ne décrivent pas à eux seuls l’état réel du forage et ne remplacent ni un relevé de chantier ni une vérification adaptée aux conditions du terrain.

Méthode de calcul

Sections circulaires et volume du trou

La section d’un cercle est calculée selon la formule π × diamètre² / 4. Pour le trou, le volume correspond à cette section multipliée par la profondeur totale. Le diamètre du trou doit donc être distingué des diamètres du tubage, qui interviennent dans les autres calculs.

Les longueurs utilisées dans une même opération doivent être exprimées dans des unités compatibles. Par exemple, les diamètres renseignés en millimètres sont convertis en mètres pour calculer un volume en mètres cubes. Une conversion incorrecte peut multiplier ou réduire fortement le résultat sans que la formule soit en cause.

Déblais foisonnés et espace annulaire

Le volume des déblais foisonnés est estimé en multipliant le volume du trou par 1,3. Ce coefficient est celui retenu par le calculateur. L’espace annulaire est la différence entre la section du trou et la section extérieure du tubage. Cette surface est ensuite utilisée pour estimer les volumes de gravier et de matériau d’étanchéité.

Gravier filtrant, bouchon et eau dans le tubage

Le volume de gravier filtrant est obtenu en multipliant l’espace annulaire par la hauteur du massif filtrant. Sa masse est estimée à 1,6 kg par litre. La quantité à prévoir est augmentée de 10 à 20 % par rapport au volume calculé. Le calcul du bouchon d’étanchéité en tête utilise le même espace annulaire, multiplié par une hauteur de 3 m.

Pour l’eau contenue dans le tubage au repos, le calculateur multiplie la section intérieure du tubage par la différence entre la profondeur totale et le niveau statique. Ce résultat correspond à un volume d’eau dans le tubage selon la méthode retenue. Il ne représente pas le débit du forage : seul un essai de pompage permet de mesurer ce débit.

Exemple avec les valeurs par défaut

Pour illustrer les formules, prenons une profondeur totale de 30 m, un trou de 160 mm, un tubage de 125 mm de diamètre extérieur et de 114 mm de diamètre intérieur, un massif filtrant de 8 m et un niveau statique à 12 m. Les calculs ci‑dessous utilisent ces valeurs, avec les sections circulaires définies plus haut.

Les valeurs du tableau sont arrondies pour faciliter la lecture. Le calcul est effectué à partir des formules et des données indiquées ; un affichage arrondi peut donc légèrement différer d’un résultat conservé avec davantage de décimales.

Erreurs fréquentes à éviter

• Confondre les diamètres. Le diamètre du trou sert à calculer son volume. Le diamètre extérieur du tubage sert à calculer l’espace annulaire, tandis que son diamètre intérieur sert au volume d’eau.
• Mélanger les unités. Vérifiez que les diamètres et les hauteurs sont convertis dans des unités compatibles avant de comparer ou d’interpréter les résultats.
• Utiliser une hauteur incorrecte pour le massif filtrant. Le volume de gravier dépend de la hauteur du massif renseignée, et non automatiquement de toute la profondeur du forage.
• Prendre le volume d’eau pour un débit. Le volume calculé décrit l’eau contenue dans le tubage au repos selon la formule. Il ne renseigne pas sur la quantité d’eau que le forage peut fournir dans le temps.
• Oublier la marge de gravier. Le volume géométrique calculé ne comprend pas la réserve de 10 à 20 % recommandée par la méthode.

Limites du calcul et avis professionnel

Les formules considèrent des sections circulaires et calculent des volumes à partir des dimensions saisies. Elles ne mesurent pas la géométrie réelle du trou et ne tiennent pas compte d’éventuelles variations de diamètre sur la profondeur. Le volume des déblais est une estimation obtenue par le coefficient de foisonnement retenu ; la masse du gravier repose sur la valeur de 1,6 kg par litre indiquée par la méthode.

Le résultat relatif à l’eau ne permet pas de conclure sur le débit disponible, la capacité de production ou le comportement du forage lors d’un pompage. Si vous devez choisir ou mettre en œuvre un dispositif de filtration ou d’étanchéité, ou si les dimensions nécessaires au calcul sont incertaines, demandez l’avis d’un professionnel du forage. Pour connaître le débit, faites réaliser un essai de pompage adapté.