Un besoin de projet de niveau 1500 mètres est souvent réduit, au niveau de l'équipement, à une seule phrase : il faut des paramètres plus grands. L'ordre de sélection devient alors : d'abord la profondeur de forage, puis la force de levage et le couple, et l'on privilégie celui dont les chiffres sont les plus élevés. Le problème de cette approche ne réside pas dans la comparaison des paramètres, mais dans le fait de comparer séparément un ensemble de conditions interdépendantes et de croire à tort que les valeurs sont substituables entre elles. Dans les données publiques du WR1500S de ce site, les valeurs 1500 m, 105–1000 mm, 80 T, 31000/15500 N·m, 9,6 m, 28 T, 1,65–8 MPa, 16–120 m³/min coexistent, ce qui permet justement d'illustrer ce que chacune contraint.
La profondeur de forage décrit la limite supérieure de capacité d'un équipement
Les données du WR1500S indiquent une profondeur maximale de forage de 1500 m. « Niveau 1500 mètres » signifie que la plage de profondeur couverte par la conception de l'équipement atteint ce palier, et non la profondeur finale d'un projet donné. La profondeur réelle du puits doit également être déterminée conjointement par l'hydrogéologie, le diamètre de forage, les tiges, le compresseur d'air et la conception de complétion du puits. Les mêmes données précisent également que les formations applicables sont les formations meubles et les formations rocheuses, ce qui signifie que la limite de 1500 m n'est pas également exploitable dans toutes les formations. Les données elles-mêmes ne fournissent pas de profondeur finale ventilée par formation ; cette partie doit être confirmée au cas par cas selon le projet.
La limite supérieure du diamètre de forage contraint en retour la profondeur
La plage de diamètres de forage du WR1500S est de 105–1000 mm. Le diamètre et la profondeur de forage ne sont pas deux indicateurs indépendants : plus le diamètre est grand, plus le volume de déblais à évacuer, le couple de rotation et la marge de levage nécessaires par segment de trou sont importants. Les données indiquent que « plus le diamètre est grand, plus les exigences vis-à-vis du compresseur d'air, des outils de forage, du tubage, du couple de rotation et de la capacité de levage sont élevées », mais elles ne fournissent pas de tableau des profondeurs atteignables en fonction d'un diamètre donné. Par conséquent, on ne peut pas déduire directement de « profondeur maximale 1500 m » et « diamètre maximal 1000 mm » que « l'on peut aussi forer jusqu'à 1500 m avec un diamètre de 1000 mm ».
La force de levage résout le problème du poids du train de tiges dans le trou
Les données indiquent pour le WR1500S une force de levage de 80 T, une pression axiale de 16 T, une vitesse de levage rapide de 28 m/min et une vitesse d'avance rapide de 44 m/min. Ces valeurs correspondent aux opérations de remontée/descente et d'avance. Lorsque la profondeur augmente, le poids propre du train de tiges, le frottement sur les parois, le poids du tubage et les coincements locaux s'additionnent ; la capacité de levage constitue donc une limite pratique de la profondeur. Mais les données précisent aussi qu'en cas de résistance anormale, il faut d'abord nettoyer le trou, remonter doucement et évaluer l'état du trou, ce qui montre que la force de levage n'est pas un moyen de forcer le dégagement d'un coincement.
Le couple de rotation et la vitesse doivent être compris par paire
Le couple de rotation maximal du WR1500S est de 31000/15500 N·m, correspondant à une vitesse de rotation maximale de 70/140 tr/min. Les données expliquent ces deux groupes de valeurs ainsi : un couple élevé à basse vitesse convient mieux aux grands diamètres, aux roches dures et aux conditions à frottement élevé ; une vitesse plus élevée convient aux sections stables à résistance relativement faible ; en cours de forage, il convient d'ajuster dynamiquement selon la charge du train de tiges, le retour des déblais et l'état des outils. Cela ne constitue pas une formulation de « deux vitesses au choix », et n'indique pas non plus comment s'effectue la transition continue entre les deux groupes de valeurs ; ce point n'est pas couvert par les données.
Les tiges de 9,6 m influent sur la fréquence de raccordement et l'organisation du site
Les données indiquent la prise en charge de tiges de 9,6 m, avec un diamètre recommandé de 114/127 mm. Des tiges longues réduisent le nombre de raccordements et déraccordements pour les forages ultra-profonds, mais exigent en même temps un espace d'opération suffisant sur site et une organisation plus rigoureuse de la manutention des tiges. Les données signalent également que les tiges de 9,6 m nécessitent généralement un transport séparé. Autrement dit, les spécifications des tiges influent simultanément sur l'efficacité, le site et le transport ; on ne peut pas se limiter au nombre de raccordements.
La pression d'air et la consommation d'air doivent être satisfaites simultanément
Lors du forage au marteau fond de trou DTH, le WR1500S recommande une pression de service de 1,65–8 MPa et une consommation d'air de 16–120 m³/min. Les données précisent que la pression et le débit doivent satisfaire simultanément les besoins du marteau fond de trou et l'évacuation des déblais au fond, sinon il y a risque d'impact insuffisant, d'évacuation difficile et d'accumulation de déblais au fond. Les projets de niveau 1500 mètres et à grand diamètre exigent un débit de compresseur très élevé, mais les données ne fournissent pas de tableau de sélection du compresseur en fonction d'une combinaison donnée de profondeur et de diamètre.
Le transport et le site font aussi partie des contraintes simplifiées
Le WR1500S a une masse totale d'environ 28 T, des dimensions hors tout d'environ 11,5 × 2,6 × 3,5 m, et adopte une structure de mât télescopique. Les données indiquent que le mât télescopique aide à réduire les difficultés de transport liées à un long mât fixe, mais qu'un équipement de classe 28 T nécessite encore une planification préalable pour le passage routier, le chargement, les virages sur site et les déplacements internes au chantier. Le transport interrégional nécessite de vérifier la charge utile du porte-char, la limitation de hauteur, la capacité portante des ponts et l'espace de virage. Ces conditions n'ont rien à voir avec la profondeur de forage, mais elles peuvent tout autant déterminer si l'équipement peut être mis en place.
Ce que les données peuvent étayer et ce qu'elles ne peuvent pas étayer
- Peuvent étayer : l'équipement appartient au niveau 1500 mètres ; plage de diamètres 105–1000 mm ; force de levage 80 T, pression axiale 16 T ; couple en double régime 31000/15500 N·m et 70/140 tr/min ; prise en charge de tiges de 9,6 m, diamètre recommandé 114/127 mm ; plages de pression et de consommation d'air ; masse totale et dimensions hors tout ; double treuil auxiliaire 5 T et 2,5 T.
- Ne peuvent pas étayer : la profondeur réellement atteignable pour un diamètre et une formation donnés ; la relation de conversion entre force de levage et couple ; le modèle et le nombre précis de compresseurs ; les variations complètes de dimensions hors tout du mât télescopique en position déployée et repliée ; la vitesse de forage réelle dans une formation donnée.
- À confirmer : la coupe géologique du projet et la position des aquifères ; le diamètre final et la structure de complétion du puits ; la combinaison précise des outils de forage et du tubage ; le schéma d'association des compresseurs ; les conditions d'accès routier et d'organisation du site.
Réduire la construction de forages ultra-profonds à « augmenter les paramètres » masque précisément l'interdépendance de ces paramètres. Pour le choix du matériel, il est plus utile de commencer par lister la profondeur, le diamètre, la formation, le train de tiges et la structure de complétion comme un ensemble de conditions, puis de vérifier point par point jusqu'où les données de l'équipement peuvent les étayer, en réservant explicitement les éléments non couverts pour confirmation auprès du fabricant.