cours de sondage dans les industries miniere: le forage

COURS DE SONDAGES
PLAN
I. GENERALITES
II. APPAREILS & OUTILS DE SONDAGE
II.1. APPAREILS DESTRUCTIFS
II.2. SONDEUSES CAROTTIERES
III. SONDAGES DESTRUCTIFS
III.1. TARIERE
III.2. RAB
III.3. RC
III.4. AIR CORE
IV. SONDAGES CAROTTES
V. REALISATION DE SONDAGES
VI. SONDAGES PETROLIERS
Présenté par M. Badini Emmanuel

I - GENERALITES
❑Depuis l’avènement de l’humanité, l’importance
des substances minérales n’a cessé de croître. Car
les produits finis issus de leurs transformations se
trouvent dans tous les aspects de la vie
quotidienne de l’homme.
❑Pendant plusieurs siècles, la recherche minière
reposait sur le flair et l’expérience du
prospecteur.
❑Au cours du temps, la recherche minière est
passée de la simple observation des indices de
surface à l’utilisation de l’image satellitaire.

❑Les méthodes de la recherche minière se sont
donc développées dans le temps avec des
techniques qui sont sans cesse innovées.
❑Parmi ces nouvelles techniques, les
sondages occupent une place de choix et
constituent un outil indispensable pour la
recherche des gisements mais aussi pour une
meilleure connaissance du socle rocheux en
général.
I - GENERALITES

❑DEFINITION
▪ Le sondage est l'opération qui consiste à forer le sol
pour déterminer la nature, l’épaisseur et la pente des
couches qui le constituent.
▪ Un sondage est un ouvrage d’exploitation d’une
ressource minérale. Il est appliqué aux mines
(sondages miniers), à l’eau (forages d’eau), au pétrole
(sondages pétroliers).
▪ C’est aussi un outil de reconnaissance et
d’échantillonnage appliqué à la recherche d’extension
de gisement, de reconnaissance géologique profonde
et d’exploration minière et pétrolière.
I - GENERALITES

▪ La profondeur de sondage varie en fonction de
l’équipement utilisé. Le sondage ou forage
peut atteindre des profondeurs allant de
quelques mètres à plusieurs milliers de mètres.
▪ Pour mémoire, le sondage le plus profond
jamais réalisé à but scientifique de traverser la
croûte terrestre et de mieux comprendre la
composition et les mécanismes internes de la
Terre, a atteint la profondeur surprenante de
12 262 m (« sondage SG3 » ou « sondage
profond de Kola » foré entre 1970 et 1989 en
Russie, dans la péninsule de Kola).
I - GENERALITES

Sondage profond de Kola ou encore forage de Zapoliarnye; il fut stoppé lors
de la fin de la Guerre froide en 1989.
Plusieurs problèmes techniques motivèrent aussi cet arrêt: trop forte
pression, températures plus élevées que prévues (180 °C au lieu des 100 °C
attendus), difficulté d'extraction des matériaux excavés, et torsions de l'axe
de forage dû à son large diamètre (23 cm).
Le forage lui-même a été soudé et boulonné en août 2012.
I - GENERALITES

❑DOMAINES D’APPLICATION DU SONDAGE OU FORAGE
Les principaux domaines sont :
▪ L’installation d’ouvrages de récupération d’énergie
géothermique pour les activités industrielles ou les
maisons individuelles
▪ La recherche et l’estimation des réserves de
matières utiles: minerais, charbon, eau, pétrole,
matériaux de carrières, granulats
▪ La reconnaissance des caractéristiques des sols et
roches dans le cadre d’études géologiques,
géotechniques, hydrogéologiques ou pédologiques
I - GENERALITES

▪ La préparation de sols en vue de la réalisation
d’ouvrages de génie civil : pieux forés, injections
(ex. bâtiments, tunnels, ouvrages d’art).
▪ Forage pour dynamitage (Blast Hole), consistant
à creuser des cavités dans les parois rocheuses
afin d’y insérer la dynamite, et permettant ainsi
aux dynamiteurs d'effectuer leur travail avec
précision dans l'exploitation des mines.
I - GENERALITES

▪ Spécifiquement en prospection minière, une fois une
anomalie géochimique et/ou géophysique définie en
surface, on cherche à contrôler par des sondages si
cette image de surface correspond bien à celle de la
roche en dessous.
▪ Les sondages permettent d’étudier l’évolution de la
minéralisation à grande profondeur.
▪ Les sondages sont la phase des opérations
ponctuelles et c’est la phase la plus longue et la plus
couteuse.
▪ La phase de sondages vise à définir l’enveloppe du
gîte et elle comporte une phase économique qui
devra déterminer si le gîte est vraiment un gisement.
I - GENERALITES

▪ Les sondages sont un moyen de prospection
détaillée (tactique) permettant de:-
➢ prélever des échantillons à des profondeurs
plus ou moins importantes
➢ obtenir des informations sur les teneurs
effectives
➢ connaitre la puissance, la minéralogie, les
structures et les processus d’altération
➢ avoir des données réelles quantitatives des
corps minéralisés
I - GENERALITES

❑ IMPLANTATION DES POINTS DE SONDAGE
▪ Avant le début de tout sondage, différents
travaux sont exécutés et entrent dans le cadre
de la préparation des plateformes de sondage.
▪ On procède tout d'abord à l’implantation des
points de forage et cela peut se faire soit au GPS
soit avec les coordonnées de grille.
▪ Ensuite les points doivent être nettoyés de
sorte à laisser un espace suffisant pour le
positionnement de la machine.
▪ En fonction du relief des nivellements sont
exécutés par un bulldozer ou par des ouvriers.
I - GENERALITES

❑ ALIGNEMENT DE LA SONDEUSE
▪ Si le trou est incliné (sondage oblique), il faut
indiquer l'axe de forage à l'aide de deux ou trois
piquets et déterminer la position du collet et l'angle
de forage pour atteindre la cible visée.
➢ L’azimut d’un sondage oblique est la direction
horizontale.
➢ L’inclinaison est l’angle que fait l’horizontal et le
sens du forage.
▪ En fonction des ces paramètres planifiés du sondage,
le technicien procède à l’alignement des piquets et au
tracé du trait de référence, et ce tracé du trait de
référence est aussi fonction de la machine (foreuse)
utilisée.
I - GENERALITES

▪ NB : sous terre, les visées avants et arrière sont
peintes sur les murs.
▪ Détermination de l'orientation du trou - alignement
des piquets
100 m
30 m 15 m 15 m
I - GENERALITES

Vérification de l’azimut
et de l’inclinaison
▪ La direction (azimut) du trou est mesurée à la
boussole et l'inclinaison peut être faite avec précision
sur la tête de la foreuse à l'aide du clinomètre d'une
boussole.
I - GENERALITES

❑Les sondages sont réalisés à l’aide d’un dispositif
particulier appelé sondeuse ou foreuse.
❑Une sondeuse est un dispositif qui permet de
faire un trou cylindrique vertical, incliné ou
horizontal de diamètre variable selon les
objectifs à savoir hydrauliques, miniers ou
géotechniques. L’action de faire le trou est
appelée « foration ».
II - APPAREILS ET OUTILS
DE SONDAGE

❑Une sondeuse est en général constituée d’un
système de suspension et de levage (mât qui
porte une tête de rotation avec un axe
entrainant des tiges), un outil de percement,
un organe moteur actionnant l’outil et des
distributeurs hydrauliques tels que le
distributeur de rotation, translation et mise en
station.
DE SONDAGE

DE SONDAGE

❑Dans le domaine minier, les sondages ont pour
but de fournir une indication sur l’organisation et
la composition du sous-sol et d’en échantillonner
différentes sections.
❑De nombreuses techniques de foration existent,
elles sont adaptées aux différents types de
terrain et aux différentes étapes du projet minier.
Les principales techniques sont de deux types:-
▪Les appareils dits destructifs
▪Les sondeuses carottières
DE SONDAGE

❑Ce sont des machines à outils percutants
désagrégeant la roche qu’ils réduisent en morceaux
(cuttings) qui sont remontés à la surface, par une
injection d’air ou d’eau, ou récupérés.
II.1- LES APPAREILS DESTRUCTIFS

II.1.1- Les Tarières
❑Adaptée aux terrains tendres seulement, la tarière
est une vis sans fin qui peut être manuelle ou
mécanique, et utilisée pour percer des trous dans le
sol. Les échantillons sont remontés à la surface et
récupérés
❑Outillage:
Train de tige
Tourne à gauche
Cuillère/vis hélicoïdale
(60-250mm)

❑Le RAB (Rotary Air Blast), RC (circulation inverse)
et Air Core sont des sondages percutants utilisant
un marteau fond de trou, un tricône ou un trilame
en rotation et en percussion.
❑Technique destructive où la roche est ainsi broyée
et ramenée à la surface sous forme de débris
appelés « cuttings » à l’aide d’une circulation d’air
comprimé qui permet le fonctionnement de l’outil.
II.1.2- Les sondeuses RAB, RC, Air Core

❑Outillage:
Mât
Tète de rotation
Tige
Booster
Tuyau
(conduit d’échantillon)
Sondeuse RC à chenille Sondeuse RC à roues
Cyclone

❑Outillage:
Trilames
Marteau fond de trou
Tricônes

❑Outillage:
Wagon drill (marteau perforateur de mines)

Mines et carrières
❑Outillage:

❑ Carottage ou Diamond drilling (DD), ou «core
drilling» ou DDH (Diamond Drill Hole)
❑ Technique non-destructive qui consiste en la
découpe d’un cylindre de roche (carotte) par
un outil tubulaire diamanté appelé couronne.
❑ Le cylindre de roche ou carotte découpé se
met progressivement en place dans le tube
intérieur du carottier d’une longueur en
général comprise entre 1,5 et 3 m.
II.2- LES SONDEUSES CAROTTIERES

▪ Gauche: Carottier de sondage sur un poste de
travail sécurisé.
▪ Droite: Contrôle et ajustement des métrages de
carottes récupérées sur un poste de travail (Clichés:
Mine d’Ity Cominor 2012, Pol Urien, BRGM).

❑Cette technique de sondage permet de prélever un
cylindre d’échantillon de roche (carotte) continu et
intact des terrains traversés.
❑Les machines les plus couramment utilisées sont des
sondeuses à couronne diamantée, outil qui, par
rotation et pression, découpe la carotte.
Couronnes diamantées

❑ L’équipement nécessaire pour le montage du forage
comprend la sondeuse et sa force (son moteur), une
pompe à eau, Le treuil (Wire-line) pour remonter les
tiges, le tubage (casing) dans le recouvrement
(mort-terrain) et les différents outils diamantés.
Tiges

Mat
Pompe à eau
Piscines d’eau
Vérin hydraulique
Tête de rotation
Le système hydraulique est muni d’une motopompe qui assure l’approvisionnement
permanent et à fort débit de l’eau, qui s’injecte dans la tige et arrive au contact du
matériau, coupant par un mouvement relatif de la Bit (taillant diamanté)..
❑La sondeuse

Echantillon
Air
Tube extérieur
Tube intérieur
Couronne
❑Outillage:
Un bout annulaire
diamanté appliqué à la
fin de la tige rotatoire
spirale, coupant ainsi
des corps solides (roche)
en tube cylindrique
(carotte) qui passe à
l’intérieur du tube
pendant que le taillant
diamanté avance.

❑ La sélection d’une méthode de foration implique
de prendre en compte les paramètres suivants : –
Type d’échantillon – Précision de l’échantillon –
Diamètre du trou – Profondeur du trou – Budget
❑ Il existe une large gamme de foreuses
d’exploration allant des foreuses légères montées
sur Pick Up pour du carottage à faible profondeur
à des foreuses plus puissantes pouvant forer
jusqu’à quelques milliers de mètres de profondeur
en utilisant une méthode de foration spécifique.
❑ Il existe également des foreuses multifonctions
(polyvalentes) capables de réaliser à la fois du
carottage Wire-line et du forage RC.

❑ Les foreuses polyvalentes permettent de passer
d’une méthode à une autre, de travailler en mode
foration destructive (RC ; Rotary à la boue ; MFT
(Marteau Fond de Trou) ou DTH (down-the-hole
drill) ou en Carottage à câble (wire-line) : ces
machines de nouvelle génération sont les meilleurs
alliés pour affronter presque tous types de terrains.
❑ Les foreuses polyvalentes sont montées sur
chenillard ou camion, et peuvent être utilisées
pour les forages d’eau, les forages géothermiques,
la géotechnique, les carottages, et les applications
sismiques.

Foreuses polyvalentes

III - SONDAGES DESTRUCTIFS
Objectifs
❑Les sondages destructifs sont mis en œuvre pour
dégrossir un sujet. Ils sont utilisés aux stades de
reconnaissance d’indices et de l’étude des
gisements.
❑L’examen des échantillons (cuttings) récupérés
permettra d’évaluer :
▪Le profil d’oxydation (oxide, mixte ou
transition, sulfuré) et d'altération
▪Le contexte géologique
▪La nature du minerais
▪La teneur du minerais

III-1 SONDAGE A LA TARRIERE
Description
❑La tarière est un instrument de prélèvement
d’échantillons du sol permettant d’en observer
différents horizons, à différentes profondeurs
sans creuser de fosse. C’est une méthode rapide
et peu coûteuse.
❑Elle permet des forages peu profonds utilisés
pour la recherche et l’étude d’indices de
gisements meubles (gisements alluvionnaires ou
éluvionnaires, formations littorales…) cohérents
ou non.

❑Le sondage est réalisé en rotation sous faible
vitesse mais avec un couple élevé permettant son
enfoncement progressif dans le sol et la remontée
des échantillons des terrains traversés en surface.
Vues d’un chantier de sondage à la tarière de profondeur 20m au
Gabon (Cliché: Pol Urien, BRGM).
Description

❑Le forage à la tarière est généralement restreint au
matériel meuble et non consolidé ou encore à la
roche friable.
❑Caractéristiques:
▪Méthode simple
▪Ne permet pas le sondage tubé
▪Arrêt au niveau hydrostatique
Description

❑Performances
Ses performances sont liées à la
constitution des sols, mais
également à l'organisation et la
méthodologie mise en place.
Dans de bonnes conditions, la
profondeur de reconnaissance
peut atteindre 20m.
❑Outils : Vis hélicoïdales sans
fin qui peuvent forer des trous à
un diamètre de 60 à 250mm.
Description

❑Méthode : Avec le forage à la tarière, la rotation de la
vis hélicoïdale rotative permet à la lame de la vis de
ramener l'échantillon à la surface soit de façon
continue soit par passes de 1,2,3m.
❑Echantillonnage : Soit un échantillon par mètre de sol
traversé, soit un échantillon au niveau du bed rock.
Description

❑Avantages
Les sondages à la tarière
représentent une méthode très
rapide et économique qui donne
une bonne idée de la nature
géologique et de l’épaisseur des
couches traversées.
❑Main d’ œuvre: 3 manœuvres
(4max)
❑Inconvénients : Contamination,
faible profondeur d’investigation
Description

❑Le géologue chargé de suivre une campagne de
forage aura comme rôle:
▪La surveillance technique du forage
▪Le contrôle de la récupération des échantillons
▪La description des échantillons
Rôle du géologue

❑Les points clés pour une bonne exécution sont:
▪Préparation des plateformes (sites de forage)
et des voies d’accès
▪La machine doit être techniquement adaptée
au programme
▪Contrôler l’implantation du sondage
▪Vérifier que le système d’échantillonnage soit
bien en place
▪Faire respecter les passes d’échantillonnage
Rôle du géologue

❑Le prélèvement de l’échantillon se fait après
homogénéisation et division ou par quartage.
❑Le conditionnement de l’échantillon se fait
de préférence à sec dans un emballage ou sac
d’échantillon (plastique, papier, tissu…)
portant un numéro servant d’étiquette à
l’identification de l’échantillon.
III-1 SONDAGE A LA TARIERE
Rôle du géologue

III-1 SONDAGE A LA TARIERE
Rôle du géologue
diviseur

III-2 SONDAGE RAB (Rotary Air Blast)
Description
❑ Foration rotative à air comprimé (Rotative Air Blast,
RAB): technique destructive qui consiste à broyer le
sol et les roches altérées par l’intermédiaire d’un
outil rotatif tandis qu’un flux d’air comprimé
ramène les débris («cuttings») à la surface en
passant entre l’outil et la paroi du trou.

❑Le dispositif de sondage RAB comporte une sondeuse
et un compresseur reliés par un flexible armé. Dans le
système de RAB, une variété de lames sont montées
à la fin de la tige contenant des baguettes rotatoires
ou rotatifs coupant et cassant la roche.
❑Le forage rotatif à air comprimé et ses méthodes
associées sont utilisés pour des formations meubles
(saprolite). La matière forée est soulevée en injectant
de l'air comprimé à l’intérieur des tiges. Les résidus
(cuttings) sont expulsés vers l'extérieur des tiges et
collectés à la surface.
Description

❑Les cuttings en sondage RAB remontent à la
surface par l’espace entre les tiges et la paroi du
trou et peuvent parfois contrarier voire bloquer la
foration.
❑Cette méthode s’applique à faible profondeur et ne
peut être utilisée pour les roches saines. Elle
permet de traverser des terrains de recouvrements
pour atteindre la roche en place que l’on veut
échantillonner.
Description

❑Le forage rotatif à l'air comprimé est la solution la
plus simple et économique pour effectuer les
premiers pas en exploration minière. Réalisé au
trilame sur des diamètres habituellement de 3
pouces (~76mm) et 3 pouces ½ (89mm), les
échantillons ressortent le long des parois du forage.
Cette technique permet d'obtenir une idée du
potentiel minier d'un site à un faible coût.
❑Caractéristiques:
▪Force de rotation + air comprimé
▪Forage tubé

❑Performances
Ses performances sont liées à la constitution des
sols, de la profondeur d’oxydation, mais également
à l'organisation et à la performance de la sondeuse
et/ou du compresseur. Dans de bonnes conditions,
la profondeur peut atteindre 125m.
❑Outils
▪Une sondeuse
▪Un compresseur
▪Un récupérateur (cyclone)

❑Méthode
La force de l'air comprimé soufflé à l’ intérieur des
tiges fait remonter l’échantillon à l’extérieur des
tiges vers la surface pour être collectée.
❑Echantillonnage
La récupération des échantillons se fait à sec dans
un cyclone statique. Dans le cas de cuttings
imbibés d’eau, on les expose d'abord pour
séchage dans un lieu isolé afin d’éviter toute
contamination, et ensuite on procède au
prélèvement des échantillons.

❑Le RAB est appliqué pour échantillonnage jusqu’à la
base de la régolithe
❑Avantages
▪ Large volume d’échantillon
▪ Engins très mobiles
▪ Rapide et moins coûteux
❑Main d’œuvre : 8 à 10 personnes max
❑Inconvénients
▪ Peu de cuttings (5kg/m)
▪ Contamination
▪ Profondeur limitée
▪ Pas de données structurales et géotechniques

Rôle du géologue
❑Le géologue chargé de suivre une campagne de
forage aura comme rôle:

❑Les points clés pour une bonne exécution sont :
▪Préparation des plateformes et des voies d’accès
▪La machine doit être techniquement adaptée au
programme
▪Vérifier que le système d’échantillonnage soit
bien en place
▪S’assurer que le trou est bien nettoyé entre deux
prises d’échantillons
Rôle du géologue

❑Le prélèvement de l’échantillon se fait après
homogénéisation et division ou par quartage à l’aide
d’un appareil appelé diviseur.
Rôle du géologue
diviseur

❑Le conditionnement de l’échantillon se fait de
préférence à sec dans un emballage ou sac
d’échantillon (plastique, papier, tissu…) portant
un numéro servant d’étiquette à l’identification
de l’échantillon.
Rôle du géologue

❑ Circulation inverse (Reverse Circulation, RC):
technique destructive qui utilise un jeu de deux
tiges creuses emboitées concentriques avec un
marteau percutant en rotation.
❑ Le sondage RC est une technique de forage
permettant de récupérer entièrement les
échantillons en continu, sous forme de débris
(cuttings) le long du trou réalisé.
III-3 SONDAGE RC (Reverse Circulation)
Description

❑ Le forage s'effectue à l’aide d’un marteau fond de
trou, d’un tricône ou d’un trilame.
❑ Cette technique est rapide d'exécution et se réalise
de diamètre habituellement de 150mm.
❑ Les cuttings sont remontés dans un fort courant
d’air comprimé / aspiré dans l’espace annulaire
entre les tiges emboîtées, ce qui évite tout contact
entre les échantillons et la paroi du forage.
Description

Description
Gauche: Alignement de sondeuse le long d’un profil de sondages RC.
Droite: Alignement des cuttings produits par un sondage RC avec le
compresseur en arrière-plan (Clichés : ’Essakane 2011 IAMGold - Pol
Urien, BRGM).

❑Le forage RC s'effectue à l'aide d'un marteau fond de
trou, et les échantillons remontent par des tiges partant
de l‘intérieur du marteau, ce qui évite tout contact
entre les échantillons et la paroi du forage.
▪ Comparaison entre le dispositif
du RAB et de la RC : l’air
comprimé délivré au bout est
pompé dans l’espace entre les
deux tubes dans le cas de la RC
Description

❑Le forage par circulation inverse (RC) est une
méthode de recherche consistant à recouper de
façon optimale la minéralisation en profondeur et de
suivre la minéralisation identifiée par les travaux
antérieurs.
❑La RC utilise de larges volumes d'air et peut obtenir
des profondeurs de plusieurs centaines de mètres. Il
produit un échantillonnage d'éclats de roches sèches
à travers un cyclone.

❑Le forage RC utilise beaucoup plus de grandes
plateformes et machinerie. Il est plus lent et plus
coûteux, mais réalise la meilleure pénétration que le
RAB ou le Air Core.
❑Le forage RC est moins cher que le carottage au
diamant et est donc préféré pour la plupart des
travaux de l'exploration minière.

❑La RC est un exemple de sondage à percussion rotatoire
dans lequel les roches broyées de la face de coupure
des roches passent à la surface à l’intérieur d’un tube
séparé dans la tige de sondage; ce système est
proprement appelé "dual-tube" reverse circulation
❑L’air comprimé délivré au bout est pompé dans l’espace
entre les deux tubes
❑Caractéristiques
▪ Force de rotation
▪ Marteau fond de trou
▪ Pression d’air
▪ Forage tubé

❑Performances : ses performances sont liées à:
▪La nature et à la composition de la roche
▪La profondeur
▪La direction du forage par rapport au pendage des
formations traversées
▪L'organisation et l’expérience de l’équipe
▪La force de la sondeuse et/ou du compresseur
❑Outils
▪Une sondeuse
▪Un compresseur
▪Un récupérateur (cyclone)

❑Méthode
La circulation inverse est réalisée en soufflant de
l'air vers le bas de l'anneau de la tige, la pression
différentielle entraine la remontée des cuttings à
l'intérieur des tiges. L’air chargé de débris atteint la
zone de déflecteur en haut de la chaîne de la
perceuse puis passe par un tuyau de l'échantillon
qui est fixé sur le haut du cyclone. Les déblais de
forage parcourent l'intérieur du tuyau, jusqu'à ce
qu'ils tombent par une ouverture en bas et sont
collectés.

❑Echantillonnage
▪ Comme pour le RAB, la récupération des échantillons
se fait à sec dans des sacs de prélèvement à travers
un cyclone statique. Les échantillons qui parcourent
le flexible at arrivent jusqu’au déversoir du cyclone
sont récupérés au niveau de la porte de déversement
inférieure; ce qui permet de continuer le forage
pendant que les échantillons seront collectés via des
sacs de récupération, ensuite répartis dans des bacs
et étiquetés.
▪ A la fin de chaque intervalle de forage (généralement
1m) le train de tige et le trou sont soigneusement
nettoyés pour éviter toute contamination du prochain
échantillon.

❑Avantages par rapport au carottage :
▪ Réductions de l'ordre de 25 % à 40 % de coût
▪ Installation rapide / achèvement plus rapide des
programmes de forage
▪ Réduction des heures de travail avec une exposition
réduite aux accidents potentiels
▪ Réduction des coûts indirects tirés d'un processus
simplifié d'échantillonnage
▪ Nécessite moins d'eau que le forage au diamant
❑Inconvénients :
▪ Pas de données structurales et géotechniques
▪ Déviation des trous
❑Main d’œuvre : 8 à 10 personnes max.

❑ Applications
▪ La méthode RC est utilisée pour des prélèvements
en masse où une définition large des corps de
minerais et où l’analyse géochimique est
importante. Elle produit de gros volume
d'échantillon représentatif du terrain traversé.
▪ Il s’agit d’une méthode rapide et relativement peu
coûteuse pour l’échantillonnage et qui permet
d’obtenir une idée assez précise de la teneur en
minéraux d’une zone.

▪ La vitesse de pénétration est rapide, elle peut
varier considérablement en fonction des conditions
du sol et la profondeur du trou. Il est possible
d’atteindre 800m maximum de profondeur; mais
ceci avec les plus grands appareils de forage et
hautes pressions à l’aide de booster.
▪ La méthode RC est recommandée pour des
formations consolidées.

❑Le géologue chargé de suivre le forage aura comme
rôle:
Rôle du géologue

❑Les points clés pour une bonne exécution sont :
▪Préparation des plateformes et des voies d’accès
▪La machine doit être techniquement adaptée au
programme
▪Vérifier que le système d’échantillonnage soit bien
en place
▪S’assurer que le trou est bien nettoyé entre les
prises d’échantillons
Rôle du géologue

❑Le seul but de forage RC est d'obtenir des
échantillons précis du terrain à forer
❑Bien qu'il y a plusieurs facteurs à considérer quand
on regarde le type de méthode pour un programme
d'exploration de forage, en fin de compte ce qui est
le plus important c'est la qualité des échantillons
❑Les géologues doivent avoir confiance dans
l'exactitude de l'échantillon vu que le temps et les
coûts sont impliqués
Rôle du géologue

Quartage :
▪ Le diviseur divise en deux parties ¼
et ¾
▪ ¼ est divisé pour obtenir environ 2Kg
d’échantillon
▪ Le reste est remis dans le sac et noué
puis transporté dans un endroit de
stockage
diviseur
❑Prélèvement : le prélèvement de l’échantillon se fait
après homogénéisation et division ou par quartage
Rôle du géologue

❑Conditionnement: le conditionnement de
l’échantillon se fait de préférence à sec dans un
emballage ou sac d’échantillon (plastique, papier,
tissu…) portant un numéro servant d’étiquette à
l’identification de l’échantillon.
▪ Exemple d’échantillonnage :
Échantillons agrafés et rangés
par 10
Rôle du géologue

❑En forage de contrôle de teneurs (Grade Control),
la technique de sondage consiste à effectuer du
forage RC mais à l'intérieur d'un site minier en
exploitation. Les échantillons issus du forage
peuvent être analysés et donnent de l'information
sur la teneur en minéraux à l'équipe de géologues.
Cela va confirmer s’ils sont sur la bonne voie pour
continuer l'exploitation.
Rôle du géologue

Rôle du géologue
RC drill rig grade control sampling on surface gold mine pit

❑La déviation des trous de forage est le virement
des paramètres du forage (azimut et l’inclinaison)
durant le forage.
Déviations des trous de forage

❑Il est intéressant et parfois indispensable de connaitre
la trajectoire suivie par le forage par rapport à l’axe
d’origine.
❑Un résultat négatif d’un forage peut être du à:-
▪L’absence de cible
▪Une déviation de la trajectoire du sondage

❑ Pour connaitre la trajectoire suivie par le forage, on
procède avec le sondeur aux mesures de Reflex qui
est un appareil programmé pour déterminer l’angle
d’inclinaison, l’azimut et d’autres paramètres du
sondage à différentes profondeurs.

❑Tous les travaux réalisés pendant et les analyses
réalisées après les forages devront aboutir à un
document synthétique représentant fidèlement:-
▪Les conditions de travail
▪Les renseignements obtenus sur la géologie et la
minéralisation
Etablissement de la coupe de sondage

Etablissement de la coupe de sondage
Plan View of Drill Locations on Ground
Magnetic Image Showing NE-SW
Mineralisation Trend
Drill Section B-B1

❑Le forage par circulation inverse est l'une des
méthodes de forage la plus fréquemment utilisée à
travers le monde, car il est plus rentable et efficace.
❑Par rapport au RAB et au carottage au diamant, le
forage RC semble être quelque part au milieu, lorsqu'il
s'agit de coût, temps, qualité des échantillons, de
technique et de profondeur.
❑Du fait de leur coût relativement faible, les sondages
RC seront généralement utilisés jusqu’à la définition
complète des paramètres volumétriques, tandis que
les autres paramètres seraient déterminés à l’aide des
sondages carottés.
Conclusion

III-4 SONDAGE Air Core (AC)
❑Le sondage Air core est un exemple spécialisé
de sondage RC, utilisant des outils de coupe de
petits diamètres (3" à 3,5" ).
❑Le forage Air Core est une technique simple et
efficace qui consiste à découper des
échantillons dans les sols et le roc non
consolidés pour des fins d’analyse.
❑L’échantillon est retiré du forage à l’aide
d’injection d’air comprimé, qui le force à entrer
dans les tubes intérieurs. Une fois recueilli,
l’échantillon est représentatif du terrain
traversé et est non remanié.

❑La matière forée est soulevée par injection d’air
comprimé dans le trou en passant par la région
annulaire entre le tube et la tige. Elle est ensuite
soufflée vers la surface via le tube interne et
passe à travers le système de séparation de
l'échantillonnage pour être collectée.
❑Le système AC permet de forer et récupérer des
échantillons d’argiles molles et collantes qui
pourraient colmater les trilames des forages RAB.
❑Cette technique peut atteindre une profondeur
optimale de 300m

❑Comparé au RAB, le forage AC fournit des
échantillons plus représentatifs, en fragments de
roche sous forme de petite carotte. Les échantillons
sont enlevés à l’intérieur des tiges et sont moins
exposés à la contamination.
❑La technique du sondage AC permet d'obtenir une
idée du potentiel minier d'un site à un faible coût.
❑Pour obtenir des échantillons de qualité sans
aucune contamination par les parois, il faut
toutefois avoir recours aux techniques de
circulation inverse (RC) ou de carottage au diamant
(DD).

❑Le sondage carotté encore carottage au diamant
ou Diamond drilling, DD ou « core drilling » ou
forage DDH (Diamond Drill Hole) est une
technique de forage permettant de prélever dans
la roche des cylindres de roches appelés carottes.
IV – LES SONDAGES CAROTTES
Description

❑ La foreuse au diamant est un instrument qui coupe une
carotte par rotation et pression à l'aide d'une couronne
diamantée. L’outillage nécessaire comprend les parties
suivantes:-
▪ La Couronne (bit): accessoire serti de diamants
individuels d'environ 1 mm dans un matériel résistant
à l'érosion, ou de petits diamants synthétiques
répartis dans une matrice. Une fois la vie utile des
couronnes avec diamants sertis atteinte, les diamants
restants peuvent être récupérés. La couronne
imprégnée est utilisée habituellement pour des
roches dures et à grain fin, et jusqu’à usure complète.
Description

▪ Manchon aléseur: constitué de plaquettes ou bagues
diamantées stabilisant l'outil de forage et la section
du trou.
▪ Le Carottier: réceptacle de carottes vissé sur la
couronne :-
➢ Carottier simple : tube (standards 0.5m, 1.5m ou
3m) qui prolonge le corps de la couronne et sert
de réceptacle
➢ Carottier double : tube intérieur sert de réceptacle
immobile de la carotte et le tube extérieur tourne
en entraînant la couronne. Le carottier, en général
de 3m, doit être remonté lorsqu'il est rempli.
Description

➢ Carottier à câble (Wire-line) : Ce carottier est
comme un ascenseur dans la cage. La cage est
une tige dont le diamètre intérieur est égal
au diamètre extérieur du carottier. Pendant le
forage, le tube intérieur du carottier est
verrouillé dans le tube extérieur. Quand la
passe est terminée, le tube est déverrouillé et
remonté avec un grappin manœuvré par un
petit câble métallique, entraîné par un treuil
rapide.
Description

Le Carottier à câble est utile pour de grandes
profondeurs et adaptée à l'exploration
minière. La longueur utilisée du tube pouvant
atteindre plus de 6m, est fonction de la
nature du terrain que l’on veut traverser; plus
le terrain est dur plus la longueur sera courte
Description

▪ Les Tiges : en fonction de la qualité des terrains, il
existe différents types de tiges de diamètres successifs
permettant d’avoir une bonne récupération, et de
pouvoir travailler le plus profond possible.
➢ Les forages de calibre AQ et
BQ ne sont pratiquement plus
utilisés. Le calibre le plus
courant est le NQ.
➢ Les diamètres supérieurs sont
utilisés pour de gros volumes
de matériau en vu des tests
métallurgiques par ex.
Description

▪ Le Tubage (casing) : Au commencement du forage
dès le collet en surface, un tubage est placé pour
protéger le collet du trou, et empêcher le gravier ou
le sol (recouvrement) de tomber dans le trou et sert
de sortie d'eau. Il est important d'avoir au départ
une idée de la profondeur du recouvrement car si le
tubage est mal scellé au socle rocheux, le sable qui
glissera dans le trou, va user les tiges et
endommager les couronnes diamantées. De plus,
l'eau reviendra à l'extérieur du tubage augmentant
la coulée des boues à l'intérieur du trou. Ces détails
sont cependant la responsabilité du foreur.
Description

❑Le sondage carotté utilise une injection d’eau pour
faciliter la foration et remonter les débris de foration.
L’approvisionnement en eau est indispensable.
❑Les coûts du forage sont reliés à la proximité des
sources d'eau. Il faut s'assurer d'un point d'eau à
proximité du forage capable de fournir environ
20litres/minute. Si l'eau est recyclée, on peut se
contenter d'environ 900 litres par jour mais cette eau,
une fois chargée de débris de roche, doit être
décantée avant d’être réinjectée dans le forage ou
rejetée dans le milieu naturel.
Rôle de l’eau

❑Le rôle de l'eau est d'empêcher les diamants de
la couronne de brûler ou de se polir, permettre
aux boues de sortir du trou et empêcher la
carotte de coller dans le tube carottier.
Rôle de l’eau

Rôle de l’eau
❑Quand le carottier est plein, l'eau est bloquée
instantanément.
❑Dans la roche fracturée, un fragment peut
bloquer l'eau; il faut alors arrêter le forage,
sinon on brûle la couronne.
❑Dans les roches friables, comme dans les
sulfures massifs, la progression doit être lente
pour avoir une bonne récupération de la
carotte.

❑Le manque d’eau a pour effet :-
▪mauvaise évacuation des débris
▪surchauffe de la couronne et usure prématurée
▪mauvaise récupération
❑L’excès d’eau a pour effet de :
▪éroder les parois du trou ce qui peut augmenter
les déviations
▪mauvaise récupération
Rôle de l’eau

Le géologue a d'abord le rôle de définir les cibles et
de convaincre son employeur d'implanter les
forages, mais quand la décision est prise, il doit
planifier les aspects suivants :-
❑Préparer les cartes de localisation comprenant :
▪Sondages et points d’eau chemins d’accès et
passerelles à faire
▪Campement et aire d’entreposage
▪Implantation des points de forage et vérification
de l’azimut et de l’inclinaison avant la foration
Rôle du géologue

❑Concevoir le plan d’exécution de façon à minimiser
les impacts sur l’environnement
❑Fournir les informations suivantes :
▪Profondeur de chaque sondage
▪Épaisseur de dépôts meubles à chaque site
▪Balisage des nouveaux chemins à faire
▪Utilisation (ou non) de matériel de stabilisation
des forages (manchon aléseur, carottiers
spéciaux, etc.)
Rôle du géologue

▪Établissement de l’horaire de travail
▪Lieu de livraison des boîtes de carottes
▪Contrôle ou non des déviations
▪Fréquence et type de tests d’orientation
▪Probabilité de télescopage (ex. passer de NQ à BQ)
▪Coordonnées des intervenants (téléphones à la
foreuse, au bureau, au domicile,...)
Rôle du géologue

❑Lors de l’exécution des sondages :
▪Orienter le départ du trou
▪Assurer une visite quotidienne au site de forage
▪Prendre la décision d'arrêter ou de continuer un
trou
▪Relever l'orientation exacte du trou afin de faire les
sections géologiques le plus précisément possible
▪Récupération des carottes
▪Mesures de déviations et tests d’orientation des
carottes lorsqu’on atteint la roche saine
Rôle du géologue

▪Découpage métrique des carottes et de façon
ascendante (ou le recalage)
▪Calcul également des paramètres géotechniques
(taux de récupération, RQD etc.)
▪Faire la description et l'étude des carottes (Logging
des carottes)
▪Faire les mesures de magnétisme, XRF, etc…
▪Etablir le plan d’échantillonnage des carottes
▪Faire scier les carottes et préparer les échantillons
pour analyse
Rôle du géologue

Les trous de forage peuvent dévier de leur position
d'entrée en direction et en inclinaison. Pour les
forages au diamant, généralement cette déviation
s’effectue vers le haut et vers la droite.
Cette déviation dépend de plusieurs facteurs que
sont:-
❑Paramètres de forages
▪Diamètre du trou (les plus larges dévient moins)
▪Longueur du trou (des trous courts dévient moins)
▪Inclinaison du trou (forages verticaux dévient
moins)
Déviation des trous de forage

❑Equipement utilisé
▪Condition et type de foreuse
▪Caractéristiques et conditions du train de
tiges (par exemple, l’utilisation de tiges plus
petites que le trou de forage favorise les
déviations)
▪Raccords de tiges
▪Type et condition de la couronne (couronne
usée augmente les déviations)

❑Paramètres fixés par les opérateurs
▪Poussée et torque (déviations augmentent avec la
poussée dans des roches molles)
▪Vitesse de rotation (déviations augmentent avec
la vitesse de rotation, surtout dans des roches
molles)
▪Taux de pénétration (roches molles /roches dures:
déviation augmente avec l’écart par rapport au
taux critique de pénétration pour la roche
considérée).
▪Fluide d’évacuation des débris

❑Caractéristiques de la roche
▪Structure (joints, failles, surtout pour les roches
dures).
▪Résistance (les roches molles occasionnent de
plus grandes déviations que les roches dures).
▪ Variations de résistance (anisotropie de la roche),
épaisseurs des lits (les déviations sont plus
grandes pour des lits minces).
▪Cohésion des lits entre eux (des lits moins cohésifs
entraînent de plus grandes déviations).
▪Ouverture et remplissage des joints.

❑ Opérateurs de la foreuse
▪Formation - expérience - habileté, soin, etc.
❑ Singh (1998) classifie les déviations observées en 3
grands types :
▪ Déviations graduelles: liées habituellement aux
conditions géologiques.
▪ Déviations brusques: causées soit par le
changement brusque des propriétés des roches
ou de la poussée exercée.
▪ Déviations aléatoires: causées par des variations
complexes de la géologie et des paramètres
d’opération.

Profile of Drill Hole with Changing Dip
Hypothetical Vertical Hole

❑Il est parfois nécessaire de connaitre la trajectoire
suivie par le forage par rapport à l’axe d’origine, car
un résultat négatif d’un forage peut être du à :-
▪L’absence de cible
▪Une déviation de la trajectoire
❑Pour le relevé de la direction et de l’inclinaison des
trous, on retrouve certains instruments prenant
une ou quelques mesures discrètes le long du
forage (test acide, tropari, caméra Sperry-Sun), et
d’autres qui permettent un arpentage en quasi-
continu (Maxibor, sondes magnétiques):-

▪ Méthodes discrètes :
➢ Clinomètre HF: Le clinomètre à acide
fluorhydrique (HF) mesure le pendage, mais
non l'azimut du trou.
➢ Le Tropari ou Pajari, instrument qui permet la
mesure du pendage et de la direction du trou,
de 0° à 360°, mais dans les roches non
magnétiques puisqu'il s'agit d'une boussole
montée dans un boîtier hémisphérique.
➢ Les systèmes Sperry-Sun ou Eastman (caméra
photographiant boussole et clinomètre).

▪ Méthodes de mesure en quasi-continu:
Parmi ces instruments, notons:
➢ Reflex Maxibor : c’est un long tube flexible
dans lequel sont tracés, à 3 m d'intervalle, 3
anneaux réfléchissants. Une caméra
photographie ces 3 anneaux dont la position
relative reportée sur un canevas spécial
donne la progression des déviations et les
coordonnées x, y et z, des points de mesure.

Exemple numérique
L'instrument mesure en continu la déviation du
trou à une précision de 10 cm dans 100 m. Les
mesures de Reflex permettront donc de contrôler
l’azimut et l’angle d’inclinaison du forage ainsi
que d'autres paramètres du trou en fonction de la
profondeur programmée.

➢ Les sondes magnétiques (ex. Reflex EMS) ; ces
sondes mesurent les 3 composantes du champ
magnétique et, sous hypothèse d’un champ
magnétique constant, calculent l’orientation
de la sonde et donc du trou. De brusques
variations du champ magnétique enregistré
par la sonde permettent de détecter la
présence d’un champ secondaire et donc
d’identifier les zones où l’orientation de la
sonde ne peut être calculée précisément.

❑ Construction graphique des sections des sondages
Parmi les méthodes disponibles, mentionnons :
▪ Supposer l’attitude du sondage constante entre
deux mesures, du point A au point B, on utilise la
mesure effectuée en A
▪ Faire la moyenne des attitudes en 2 points de
mesure consécutifs et l’appliquer pour le segment
défini par les 2 points de mesure
▪ Appliquer l’attitude en 1 point de mesure jusqu’à
mi-chemin avec le point de mesure voisin
▪ Supposer un changement graduel (linéaire) entre
les attitudes obtenues en 2 points de mesure
NB: la dernière méthode demande un ordinateur

❑ Déflection (Wedging): Si un forage accuse une trop
forte déviation qui risque de faire manquer la cible
visée, le foreur peut placer un coin dans le trou pour
corriger la trajectoire. Le coin peut aussi être utilisé
pour viser plusieurs cibles à partir du même trou.
▪ Différents types de coins existent pour des
fonctions particulières et certains coins
recouvrables permettent de continuer le trou
principal après que le trou dévié est terminé
(pour plus de détails, voir Cumming, p. 320-327 et
Gagné et al., p. 9.17 - 9.19)

▪ Les figures ci-après montrent la pose du coin
(Thompson arc-cutter) pour diverses utilisations,
comme le forage d'une anomalie, sous un lac, ou
d'une veine verticale à différents niveaux.

❑En plus de mesurer l'orientation et le pendage
d'un trou, il peut être utile de connaître la
position de la carotte dans le trou pour des
études de structure et de stratigraphie.
❑On procède donc à l’orientation des carottes
et le sondage est dit orienté.
Orientation des Carottes

❑Le BRGM a conçu l'orienteur de carottes BTV
20°-160° à cette fin. L'orienteur est descendu au
fond du trou entre les passes; Il est constitué
d'un ensemble de petites tiges qui, en coulissant
l'une sur l'autre, prennent l'empreinte du fond
du trou et permettent de tracer l'axe inférieur de
la carotte après sa sortie du carottier.
❑Plusieurs autres instruments fonctionnant sur
des principes similaires ont été conçus :-

❑Méthode de la pointe
On laisse tomber une pointe dans le trou de
sondage qui doit normalement laisser un impact
sur la partie inférieure de la surface de la carotte
pour que ce test soit jugé positif. Le test est
négatif s’il y a plusieurs impacts, ou si l’impact
est invisible, ou encore si l’impact se situe sur la
partie centrale de la surface de la carotte.

❑Méthode DEVICOR
On place un appareil appelé DEVICOR dans la
tige contenant le carottier, et cet appareil
laisse un point visible sur l’extrémité de la
carotte. Ainsi à chaque sortie de la tige, le
géologue marque un trait sur l’extrémité de la
carotte, et ce trait est le prolongement du
point visible du DEVICOR.

❑Méthode de l’ACE
Une fois l’appareil armé pour prendre une
orientation au chronomètre, le dispositif est
vissé sur le carottier et l’ACE fait l’orientation de
la carotte au fond du trou.
Un carottier contenant l’ACE

Prise d'empreinte du fond du trou par
l'orienteur de carottes BTV 20° - 160°

❑Lorsque le test est positif, on
procède par tracer le
prolongement de la ligne de
référence qui passe par l’axe de
la carotte; puis on trace cette
ligne sur tout le long du corps
de la carotte toujours au
marqueur noir à l’aide d’une
règle métrique.
❑L’axe de la carotte ou ligne de l’axe de la carotte
est la ligne imaginaire passant par le centre de la
carotte cylindrique.

❑Le traçage de la ligne d’orientation de la carotte
peut se faire sur des barres de fer, et cette activité
est exécutée soit sur le terrain ou à la carothèque.

❑La carotte est l'image fidèle du terrain
traversé, l'échantillon est donc très précieux
et doit être traité avec beaucoup de soin.
Récupération de la carotte

❑ Pour une bonne récupération de carotte, Il faut:-
▪ Embaucher des foreurs expérimentés
▪ Si les trous doivent être longs, ou la roche de
mauvaise qualité, choisir un fort diamètre pour
avoir la possibilité de diminuer en cours de
forage. Plus le diamètre est gros, meilleure est
la récupération.

▪ Le foreur doit surveiller la pression exercée
sur la foreuse, la vitesse de rotation, le
débit et la nature du fluide.
▪ A l'approche du minerai, il faut diminuer la
longueur des passes pour éviter la perte de
carottes par usure (fragments coincés).
▪ En cas de perte de carotte, demander au
foreur de recueillir les boues du passage
dans le minerai.

❑Dans les terrains difficiles (friables), des additifs
techniques destinés à faciliter la foration, la
récupération des débris et imperméabiliser les
terrains sont souvent ajoutés à l’eau et utiliser
comme une boue légère à la place de l'eau (eau +
argile, bentonite, gel) et qui assure la remontée
des débris plus gros et dépose un film protecteur
qui consolide les parois.
❑On peut aussi utiliser un tube carottier à paroi
triple qui empêche le contact de l’eau avec la
carotte à la base du sondage.

❑Le sondage carotté commence généralement avec
une tige de 1 ou 1.5 mètre de longueur pour
récupérer l’échantillon à la surface du sol.
❑Puis avec des tiges en HQ de 1.5m dans la latérite,
la saprolite ou la roche altérée.
❑Des tiges plus longues en NQ de 3m sont utilisées
dans la roche moins altérée et fraîche car là les
pertes sont minimes.

❑Lorsque la carotte sort, elle se trouve dans un
tube intérieur appelé carottier localisé dans la
tige de départ ou tige principale située juste
après la couronne.
❑Lorsque le carottier est plein, la foration est
arrêtée et un dispositif du nom de Overshot (tête
conique d’accrochage) relié à un treuil à câble est
introduit dans le trou à l’intérieur du train de
tiges pour repêcher le carottier.

❑Le foreur fait sortir le carottier pour récupérer
les carottes afin qu’on puisse les laver, ranger
dans les boites et continuer les travaux qui
vont comporter les étapes suivantes :
Rangement des carottes - Recalage des
carottes - Prise de photos - Traçage de lignes
d’orientation - Mesures géotechniques (taux
de récupération, RQD etc.) - Description et
Etude des carottes (Logging) - Mesures de
structures - Mesures de Mag-Sus, XRF -
Echantillonnage

❑Les carottes sont placées par le foreur dans des
boîtes rainurées spécialement conçues à cette fin,
et chacune des boites peut contenir cinq rangées
❑Il est très important pour le géologue de bien
s'entendre avec ses foreurs sur la façon de
disposer les carottes dans les boîtes.
❑La méthode la plus courante consiste à les
disposer selon l’ordre normal de lecture.
Exemple: 0 >>>>> 1m
1 >>>>> 2m
2 >>>>> 3m
Rangement des carottes

❑Chaque passe de 3m de longueur occupe trois
rangées de la boîte (cas de 1m de longueur par
rangée).
❑Lorsque des sections de carottes ne sont pas
récupérées, il faut placer des baguettes
(préparées à l'avance) ou des bouts de
branche à la place.
❑La lecture doit toujours donner la distance
précise du collet du trou.

❑Rangement des carottes et étiquetage des boîtes
est la responsabilité du foreur, mais le géologue
doit s'assurer que les indications dans le bout des
boîtes sont rigoureusement fidèles à la réalité.
❑La moindre erreur de disposition des carottes ou
d'identification des boîtes risque de compromettre
la pertinence de l'information recherchée.

❑ Le recalage des carottes est la première
opération effectuée à la carothèque avant la
prise des photos de carottes. Le recalage
consiste au découpage métrique des carottes
et de façon ascendante. Cela se fait à l’aide
d’un mètre ruban de 3m ou 5m ou en se
servant de la règle métrique plastique jaune
d’un mètre et consiste à annoter sur les boites
de façon métrique ascendante les profondeurs
correspondantes aux carottes en conciliant les
pertes et excès s’il y en a.

❑ Le recalage se fait de telle sorte que les
excès compensent autant que possible les
déficits en déplaçant les taquets qui
doivent l’être et effectuer les corrections au
niveau des extrémités de boites.

❑L'étiquette sur la boite de carottes doit porter
le numéro du trou, le numéro de la boite et la
profondeur couverte à partir du collet .

❑ Photographie des Carottes : la prise de photo
se fait à l’aide d’un appareil numérique, en
écrivant le nom du trou foré sur un morceau
de contre plaqué ou une ardoise avec les
numéro et côtes des boites.

❑Le taux de récupération de carotte est défini
comme étant le rapport entre la longueur de la
carotte récupérée et la longueur de la passe
réellement forée.
❑Pour l’évaluer, on utilise un ruban de 5 mètres afin
de mesurer la longueur totale des carottes forées
dans une passe de 3 mètres. Ensuite on fait le
rapport entre la longueur mesurée et la longueur
réelle de la passe forée qui est de 3 mètres, puis
on multiplie par 100 pour avoir le résultat en %.
Paramètre Géotechnique : Taux de
Récupération

❑Evaluation du taux de récupération
▪Le taux de récupération est :
carotte recouvrée / longueur totale forée
Exemple: 114 cm / 130 cm
Taux = 87%
▪NB: on vise toujours un taux de récupération
de 100%
❑Le taux de récupération est un paramètre qui
permet de localiser le passage de couches
facilement lessivables lors du forage.
Mesure Géotechnique : Taux de
Récupération

Ex. Résultats du taux de
récupération de carotte
interval Core Recovery
Depth From Depth To Run Length Recovery core Percent Recovery
(m) (m) (m) (m) (%)
0
3 3 2,2 73,3
3 6 3 2,8 93,33
6 9 3 2,74 91,33
9 12 3 3 100
12 15 3 2,87 95,66
15 18 3 3 100
18 21 3 2,88 96
21 24 3 3 100
24 27 3 2,64 88
27 30 3 3 100
30 33 3 2,72 90,66
33 36 3 2,9 96,66
36 39 3 2,76 92
39 42 3 2,65 88,33
42 45 3 2,81 93,66
45 48 3 3 100
48 51 3 3 100
51 54 3 2,64 88
54 57 3 2 66,66
57 60 3 2,82 94
60 63 3 3 100
63 66 3 2,95 98,33
Mesure Géotechnique : Taux de
Récupération

❑La RQD (Désignation de la Qualité de la Roche) est
une mesure très utilisée pour évaluer rapidement les
propriétés géomécaniques d’un massif rocheux.
❑Elle est le plus fréquemment déterminée en
mesurant le pourcentage de récupération de
morceaux de carotte de forage dont la longueur est
supérieure à 10 cm, à l’aide d’un mètre ruban de 3m
ou 5m.
❑Les échantillons de forage qui ne sont pas durs ou
en bon état ne doivent pas être pris en compte,
même s'ils ont 10 cm de longueur.
Mesure Géotechnique : RQD (Rock
Quality Designation)

❑La RQD est le principal indicateur de zones
rocheuses de mauvaise qualité.
❑L'indice RQD est défini comme étant le quotient de:
« RQD = (Somme de L > 10) / Ltot * 100 % »
Où, (Somme de L > 10) = somme de la longueur des
échantillons de forage supérieurs à 10cm ;
et Ltot = longueur totale du forage

❑Classification de la qualité
de la masse rocheuse à
partir de la RQD:
▪< 25 % très mauvaise
▪25-50 % mauvaise
▪50-75 % passable
▪75-90 % bonne
▪90-100 % excellente

Ex. Résultats du taux RQD
de sondage
Depth From Depth To
Run
Length
Measured
Core
Percent
R.Q.D
(m) (m) (m) (m) (%)
0 3 3 0 0
3 6 3 0 0
6 9 3 0 0
9 12 3 0 0
12 15 3 0 0
15 18 3 0 0
18 21 3 0,31 10,33
21 24 3 0,53 17,66
24 27 3 0,24 8
27 30 3 0,76 25,33
30 33 3 1,27 42,33
33 36 3 0,46 15,33
36 39 3 2,42 80,66
39 42 3 2,29 76,33
42 45 3 2,4 80
45 48 3 2,11 70,33
48 51 3 2,67 89
51 54 3 2,39 79,66
54 57 3 2,38 79,33
57 60 3 2,33 77,66
60 63 3 2,64 88
63 66 3 2,25 75
66 69 3 2,8 93,33
69 72 3 2,53 84,33
72 75 3 2,24 74,66

Mesure Géotechnique : Fréquence
de Fractures
❑Cette opération consiste à identifier les
fractures naturelles puis à les compter; cela se
fait généralement par passe forée de 3m en
utilisant les quelques critères d’identification
des fractures naturelles tels que :
▪Surface de cassure lisse
▪Présence de stries
▪Présence d’élément de remplissage

de Fractures
❑Un nombre de fréquence de fractures de plus
de 10 par passe forée indique un mauvais
terrain
❑ Un nombre de moins de 5 indiquera un
meilleur terrain car moins fracturé

Ex. Résultats de fréquence
de fractures de sondage
interval fractures per Metre
comments
Depth Depth
Open
Weakly Strongly
Total
From(m) To (m) Healed Healed
0 24 0 0 0 0 zone altérée
24 27 0 1 2 3
27 30 20+
zone sévèrement
fracturée
30 36 20+
zone sévèrement
fracturée (27 à 28,12m;
zone altérée)
36 39 0 12 7 19
39 42 5 3 8 16
42 45 4 2 6 12
45 48 1 4 9 14
de 45,7 à 46,1m; zone
fortement fracturée (20+)
48 51 2 5 7 14
51 54 2 2 4 8
54 57 7 0 3 10
57 60 3 3 9 15
60 63 1 2 6 9
63 66 0 0 5 5
66 69 0 0 5 5
69 72 0 0 2 2
72 75 0 0 4 4
75 78 1 0 5 6
78 81 1 1 3 5
de 80,4 à 81m; zone
fortement fracturée
81 84 0 0 1 1
de Fractures

❑Le géologue mouille avant tout les carottes pour en
faire ressortir les contrastes.
❑Il fait ensuite l'étude de toutes les caractéristiques
des carottes sur toute la longueur du sondage pour
faire le journal de sondage qui doit contenir toutes
les informations utiles sur le sondage.
Description (Logging) de la carotte

❑ Matériel nécessaire pour le logging
▪ Fiche de log
▪ Carnet de notes
▪ Loupe de terrain
▪ Ruban de 5m
▪ Stylo aimanté
▪ Pointe en acier
▪ Acide chlorhydrique dilué
▪ Un code géologique bien défini et adopté
pour le logging

❑ Le logging géologique se compose du log rapide
(quick-log) et du log détaillé
Log rapide ou quick-log :
Ce log consiste à faire un examen rapide de toute la
longueur du sondage dans le but :-
▪ D’identifier les zones où il y a perte de carotte
(donc faible récupération)
▪ D’identifier les zones présentant des structures
caractéristiques ou comportant des veines et
des veinules de quartz et des minéraux
d’altération par exemple

▪ D’identifier l’interface entre le recouvrement
et la limite supérieure de la roche mère
▪ D’identifier la base de la zone d’oxydation
totale et de reconnaitre les différents niveaux
d’altération
▪ D’identifier la limite supérieure de la roche
fraiche
▪ De reconnaitre les différentes types de roches
présentes dans le sondage et d’indiquer leur
limite

Log détaillé :
▪ Il consiste à la description détaillée des carottes
en fonction de la profondeur. L’examen des
carottes se fait à l’aide de la loupe et les
informations à décrire en détails vont porter sur
la géologie et la structurale, autrement dit :
Pétrographie - Déformation (cisaillement, failles,
plissement etc..) - Altération - Oxydation - Veines
- Minéralisation - Structures

▪ La description des roches proprement dit, vise à
identifier et décrire les différentes unités
lithologiques présentes dans le sondage et pour
chaque unité lithologique on indiquera :-
➢ La couleur
➢ Le degré d’altération physique (weathering),
d’oxydation etc.
➢ La texture
➢ La granulométrie

➢ Les éléments structuraux (litage, plissement,
foliation, schistosité, etc. )
➢ L’intensité et le type de minéraux d’altérations
(silicification, chloritisation, taux de quartz,
etc.)

➢ L’intensité de veines ou veinules de quartz
et autres ..
➢ La nature et le pourcentage des sulfures
➢ La côte des unités lithologiques doit être
clairement indiquée
➢ La nature et le nom de la roche
➢ La présence de calcite en faisant le test de
l’acide chlorhydrique (HCl) à froid sur les
carottes
➢ Le magnétisme de la roche à l’aide du stylo
aimanté

▪ Un log graphique est également établi au cours
du logging des carottes et constitue une
représentation par des lignes, des figurés ou
couleurs des structures géologiques avec les
épaisseurs correspondantes des unités
lithologiques présentes dans le sondage.

Exemple de log d’un sondage carotté

▪ Tous les détails obtenus à partir des
observations faites au cours du logging vont
permettre de constituer le Journal de
sondage qui est une forme de rapport avec
toutes les informations utiles sur le
sondage; pour le journal de sondage les
compagnies d'exploration ont généralement
leurs formulaires particuliers; le tableau
suivant en fournit un modèle.

Ex. Journal de sondage : formulaire contenant
tous les paramètres du sondage et détails portant
sur la description lithologique et structurale
Trou n°: ................................. Dates: début.......................... fin ..............................
Coordonnées du collet (X) ........................................ (Y)..........................................
Élévation du collet (Z)..............................................
Direction ........................................... Inclinaison .......................................
Journal fait par .............................................................. Date ...................................
Profondeur Description Ech.N° Intervalle Analyses
O - X Tubage (casing)
X - Y Roches ...... A-208 ..m x% Cu, Zn..

▪ Le profil géologique
du sondage est
généralement
schématisé selon une
section verticale avec
en légende les unités
lithologiques
traversées, présence
de structures,
minéralisation etc.
Légende
Argile
Gabbro brechifié
Gabbro
Micro Gabbro
Sulfure de nickel (pentlandite)
Xénolite
Fente de tension
Sulfure (pyrite)
Ex. de profil géologique d’un sondage carotté

❑ Les mesures de structures se font sur les
carottes orientées à l’aide du douglas qui est un
rapporteur doublé d’équerre (angles alpha et
gamma) ou un goniomètre (angle beta); les
résultats de ces mesures sont donc des angles qui
sont exprimés en degré.
❑La mesure de gamma est possible que s’il y a
présence de linéations.
Mesure de Structures sur Carottes

Ex. mesure de l’angle «alpha» d’une fracture
ouverte à l’aide du douglas
Goniomètre

Rocket launcher
❑ La méthode « Rocket Launcher » permet
également de faire des mesures de structures sur
les carottes orientées.

Ex. Plan de sondages avec les diagrammes stereonets des structures mesurées sur les carottes

Autres Mesures : Analyse XRF
(X-Ray Fluorescence)
❑ L’analyse XRF ou SFX (Spectrométrie de
Fluorescence des rayons X) est une technique
d’analyse chimique utilisant une propriété
physique de la matière; la fluorescence des
rayons X.
❑ Lorsque l’on bombarde de la matière avec des
rayons X, la matière réémet de l’énergie sous la
forme, entre autres de rayon X ; c’est la
fluorescence X ou émission secondaire de
rayons X.

❑ Le spectre de rayon X émis par la matière est
caractéristique de la composition de l’échantillon,
en analysant ce spectre on peut en déduire les
concentrations massiques en éléments.
❑ En somme elle est une méthode classique pour
déterminer les éléments majeurs et mineurs ainsi
que certains éléments en trace.

❑ Comme avantage de l’analyse XRF :
▪ C’est un appareil petit et compact
▪ Nécessite un entretien minimal
▪ Faible consommation électrique
▪ Permet l’analyse d’un grand nombre
d’éléments
▪ Analyse rapide

❑ Limites de XRF
▪ Puisque les mesures XRF reposent sur la
quantité, il y’a des limites sur les mesures. La
limite quantitative normale est de 10 à 20
ppm, généralement les particules minimales
sont requises pour une lecture précise.
▪ Le XRF ne peut pas non plus être utilisé pour
déterminer la teneur en béryllium, ce qui
constitue un inconvénient pour les alliages ou
d’autres matériaux pouvant contenir du
béryllium.

❑Le Kappamètre est un appareil muni d’un
capteur de champ magnétique permettant de
mesurer la susceptibilité magnétique (Mag Sus)
de la roche. La susceptibilité magnétique, étant
la faculté d’un matériau à s’aimanter sous
l’action d’une excitation magnétique, elle est
fonction de la nature des minéraux constituant la
roche, de leur concentration et de leur taille.
Autres Mesures : Mag Sus
(Magnetic Susceptibility)

❑ Pour mesurer le magnétisme, on centre le
Kappamètre en un endroit précis sur le corps
de la carotte puis on presse sur le bouton et
on lâche; cette opération est faite au
minimum 2 fois au même endroit pour avoir
au moins deux résultats et l’on calcule la
moyenne qui sera utilisée.

Ex. Mesure de Mag Sus
avec le Kappamètre

❑ Le Kappamètre donne des résultats précis de
susceptibilité en chiffre par rapport au stylo
aimanté qui donne une susceptibilité non
précise.
❑ On distingue les minéraux :
▪ Diamagnétiques qui ont une réponse négative
▪ Paramagnétiques qui ont une susceptibilité
positive faible
▪ Ferrimagnétiques qui ont une susceptibilité
élevée.

❑ Comme avantage de mesures de Mag Sus:
▪ C’est un appareil petit et compact
▪ Facilité de mise en œuvre
▪ Préparation simple des échantillons
▪ Rapidité des mesures
❑ Comme inconvénients, les mesures Mag
Sus peuvent être perturbées à proximité
d’infrastructures métalliques.

❑L’élaboration du plan d'échantillonnage s’exécute
en prenant comme support la description
(logging) des carottes reportée sur une fiche. Le
découpage se fait à l’intérieur des côtes
mentionnées sur la fiche c'est-à-dire que ses
côtes doivent être des contacts dans ce
découpage.
❑Le plan d'échantillonnage peut être de manière
séquentielle selon les zonations lithologiques ou
les structures, ou de manière uniforme c'est-à-
dire métrique.
Plan d’échantillonnage

❑Pour effectuer le découpage, on prend les
fiches de description et ensuite on fait étaler les
carottes; on effectue leurs subdivisions selon
les contacts lithologiques ou structuraux d’une
côte à l’autre et on mesure leurs longueurs.
❑L’ensemble des subdivisions faites pendant le
découpage constitue le plan d’échantillonnage
qui peut être reporté sur des feuilles ou dans
un cahier.

❑On prépare les carnets d’échantillonnage en y
insérant les échantillons contrôles et leurs attribuer
des numéros de ticket dans les carnets. Les contrôles
utilisés en sondage DDH sont des blancs de carotte
et des standards certifiés (Ex. OXI54, OXE56, SK33).
❑Enfin on recopie à l’intérieur des carnets le plan
d’échantillonnage qu’on a fait en n’oubliant pas d’y
ajouter les mesures de longueurs trouvées.
❑On écrit au marqueur rouge les numéros de ticket
sur des taquets avant d’envoyer les carottes à la scie.

❑La carotte est sciée en 2 parties
égales d’un point de vue
géologique suivant la longueur:
▪ Une moitié
→ Témoin
→ Etudes minéralogiques
▪ Une moitié pour analyse
↓
–Fragmentée
↓
–Réduite
Sciage des Carottes

Sciage des Carottes

❑Après avoir scié les carottes, on passe à
l’échantillonnage proprement dit des carottes; le
principe de cet échantillonnage comprend 3
phases qui sont :-
▪Prélèvement des échantillons
▪Conditionnement des échantillons
▪Etablissement du bon d’envoi des échantillons
Echantillonnage des Carottes

Prélèvement des échantillons
▪Il faut au préalable préparer les sachets
plastiques d’échantillonnage qui consiste à
écrire au marqueur noir sur chaque sachet le
numéro de ticket du carnet; ce numéro de
ticket sera ensuite agrafé au sachet qui va
contenir l’échantillon prélevé.
▪Principe : Le prélèvement de l’échantillon se fait
sur l’une des moitiés de la carotte obtenue
après sciage, et de manière constante sur la
même moitié tout au long du trou.

▪La suite du prélèvement va consister à mettre
l’une des 2 parties de la carotte dans le sachet
plastique d’échantillonnage puis à l’agrafer
avec le ticket de carnet correspondant en
suivant le plan d’échantillonnage à travers les
taquets dans les boites où sont déjà écrits les
numéros de ticket au marqueur rouge (à
défaut au stylo à bille rouge).

Conditionnement des échantillons
▪ Phase qui consiste à suivre l’ordre préétabli dans les
carnets préparés et les échantillons sont mis par lot
de dix (numéros consécutifs) y compris l’échantillon
contrôle et rangés dans un sac en jute sur lequel est
écrit le code (type DDH) suivi du numéro du sac, les
numéros du premier et du dernier échantillon ainsi
que le nombre d’échantillons qu’il contient.
▪ Principe: En sondage DDH, l’échantillonnage se fait
uniquement par trou c'est-à-dire que les
échantillons de deux trous ne doivent jamais être
mis dans un même sac en jute.

Etablissement du bon d’envoi
▪ Cette dernière étape consiste à établir le bon
d’envoi des échantillons au laboratoire pour les
analyses. Ce bon d'envoi comporte 3 feuilles de
couleurs différentes (blanche, rose et jaune).
▪ NB: L’établissement du bon d’envoi d’échantillons
de carotte est identique à celui d’échantillons de
tranchée, RAB, Air Core et RC sauf qu’il faut y
préciser le type (code = DDH).

❑On désigne par diagraphie tout enregistrement
continu des variations, en fonction de la
profondeur, d'une caractéristique donnée des
formations traversées par un sondage.
❑Les diagraphies des trous sont réalisées à
partir de sondes géophysiques qui peuvent être
descendus dans les trous de sondage et
mesurer les propriétés physiques des roches
traversées le long du trou.
Diagraphie des trous de sondages

Diagraphie des trous de sondages

TP : Comparaison des techniques de sondages
Ex. Carottage vs Circulation Inverse (Source : technidrill.com)

Exercice A
▪ Présenter sous forme de tableau les différents
types de sondages en précisant leur application,
leur dispositif, les inconvénients et les avantages.
▪ Montrer en quoi est-ce que le sondage RC diffère
du sondage RAB.
TP : Techniques de sondages

Exercice B
▪ On veut faire le recouvrement de notre prospect
avec la technique de sondage, appliquée au
regolith. Pour ce fait, tous les points de forage ont
une profondeur de 40 mètres, l’inclinaison est de
60° et l’azimut est de Nm110°.
▪ Quelle est la technique de sondage appropriée ?
▪ Calculer la distance qui sépare les points successifs
pour effectuer le recouvrement de la zone.
▪ Quelle est la profondeur verticale atteinte par le
sondage
TP : Techniques de sondages

❑Réalisation du plan des sondages : le plan des
sondages est une carte représentant l’organisation
dans l’espace des différents points de sondages, leur
direction et aussi la profondeur.
❑Réalisation de section des sondages : la section est
une représentation d’une coupe de sondage pouvant
mettre en exerce la géologie, les éléments
structuraux, la minéralogie, etc. …
TP : Etablissement de Plan et Sections
de Sondages

❑La réalisation de plan et sections de sondages
par les programmes informatiques tel que le
logiciel MapInfo Discover commence par
importer des fichiers Excel sur le logiciel.
❑Ces fichiers de données (header ou collar,
survey, geology, mineralisation..) deviendront
des tables reconnaissables par le logiciel.
de Sondages

Ex. Fichier Header contenant les données sur les paramètres des sondages
Ex. Fichier Geology qui comporte les types de lithologie
observés pendant la description des roches
Ex. Fichier Survey pour la trajectoire des sondages selon leur
azimut et inclinaison de départ ou s’il ya eu des déviations lors
de la foration
de Sondages

de Sondages
Ex. Section de sondage montrant la lithologie, la minéralisation et
les valeurs géochimiques du nickel de mesure XRF sur les carottes
Légende

de Sondages
Echelle
37

de Sondages
10 m
5 m

❑L’interprétation des résultats se fait sur la base
de sections en incluant les renseignements sur:-
▪ Les conditions de travail
▪ La géologie et la minéralisation
▪ Les résultats d’analyses
TP : Interprétation des Résultats de
Sondages

Sondages

Plan View of Drill Locations on Ground
Magnetic Image Showing NE-SW
Mineralisation Trend
Drill Section B-B1
Ex. Interprétation de section de sondages
Sondages

Un sondage va s’effectuer selon plusieurs étapes
que sont :
❑ L’aménagement de la plateforme de sondage
❑ Le sondage ou forage
❑ La réhabilitation de la plateforme de sondage

PLATEFORME DE SONDAGE
❑ Une plateforme est aménagée en fonction
des terrains pour chaque sondage. Elle
permet l’installation du matériel nécessaire
(foreuse, tiges de forage carottier, pompe,
bacs de décantation, etc.)
❑ L’aménagement de la plateforme de sondage
nécessite d'abord:-
▪ L’implantation des points de sondages:
Paramètres du sondage en coordonnées
grille ou GPS, azimut, inclinaison et
profondeur planifiée

▪ Vérification sur site des risques potentiels
(lignes électriques, conduites de gaz,
passages de câbles ou fibres)
▪ Moyens matériels du prospecteur : Matériels
d’orientation (cartes de base topographique,
géologique, Boussole, récepteur GPS);
Matériels de sécurité (chaussures de sécurité,
lunettes de sécurité, gants); Autres matériels
(marteau ou masse, barre à mine, carnets de
terrain, stylos ou crayons)
▪ Moyens humains : Constituer une équipe d’au
plus 08 ouvriers

❑ La plateforme s’inscrit dans un aménagement
respectueux de la mise en sécurité des
personnels et de l’environnement.
❑ Au-delà de 5° de pente naturelle, la
plateforme nécessitera un terrassement afin
d’assurer l’horizontalité nécessaire au bon
fonctionnement de la foreuse et la sécurité
du personnel.

❑ La plateforme horizontale peut occuper entre
200 et 400 m². La terre végétale est alors
soigneusement décapée et stockée.
❑ La plateforme est matérialisée et délimitée
par des barrières ou des rubans accompagnés
d’une signalisation adaptée pour en interdire
l’accès à toute personne étrangère au
chantier.

Schéma de principe d’une plateforme de sondage carotté
(Source : COMINOR-La Mancha).

❑ L’eau ressortant du forage est chargée en
particules minérales sableuses ou argileuses. Elle
est parfois adjointe de produits de forage ou de
floculation. Elle est alors conduite dans des bacs
de décantation situés sur la plateforme de
sondage ou elle décante et est remise dans le
circuit de foration afin de limiter la consommation
et le transport d’eau extérieure au site.
❑ Lorsqu’ils sont vraiment inexistants, des pistes
d’accès sommaires à la plateforme seront créées
en concertation avec les locataires ou
propriétaires des lieux.

Réalisation d’un sondage en mine à ciel ouvert, Mine d’Ity Cominor
(Cliché : Pol Urien, BRGM).

Haut: Aménagement d’une
plateforme de sondage carotté
avec signalétique d’accès et de
sécurité (Exploration
IAMGold à Essakane).
Bas: Aménagement d’une
plateforme de sondage carotté
pour le poste de nuit
(Exploration Cominor Mine
d’Ity). Clichés : Pol Urien,
BRGM.

SONDAGE (FORAGE)
❑ En plus de la machine de foration, la
réalisation d’un sondage ou forage nécessite
un équipement spécifique qui varie selon la
technique choisie (voir détails sur appareils
destructifs et carottage).
❑ La conduite d’une campagne de sondage fait
intervenir des personnels d’un prestataire
foreur et de la compagnie minière; la
composition des équipes varient selon la
technique choisie.

Sondeuse carottée à chenille

❑ Notion de campagne de sondage
▪ En général une exploration minière aboutit à des
phases de sondage après les étapes d’exploration
de surface (cartographie géologique, prospection
géochimique en sédiments de ruisseau et sols,
tranchées / puits, études d’anciens travaux, levés
géophysiques etc.), qui permettent de définir un
nombre de cibles potentielles pouvant contenir
des volumes minéralisés de valeur économique.
▪ Une fois ces cibles potentielles localisées, la
campagne de sondage se déroule en plusieurs
phases qui aboutissent ou non à la mise en
évidence d’un gisement économique.

▪ La Phase 1 de la campagne de sondage vise à :
➢ Vérifier en profondeur, dans la roche en
place, l’enracinement ou non d’une
anomalie géochimique ou géophysique
détectée au sol ou par méthodes
aéroportées, d’un filon intéressant repéré
en surface ou en tranchée.
➢ Estimer le potentiel d’extension probable
des volumes et teneurs recoupées ainsi que
la géométrie simple ou morcelée de ces
volumes.

➢ Faire un tri éliminatoire de cibles d’intérêt
et s’assurer formellement de l’absence
d’intérêt de certaines autres cibles qui
peuvent alors être écartées.
➢ Lors de cette phase 1, les sondages sont en
nombre réduit et implantés selon un des
profils déjà utilisés lors des grilles
géochimiques ou parallèlement à proximité
immédiate des tranchées ou des profils
moto-tarières ayant été préalablement
réalisés.

▪ La Phase 2 d’une campagne de sondage a pour
objectif l’évaluation aussi précise que possible
du volume et tonnage du minerai et de sa
valeur contenue sous forme de teneur
moyenne (en % ou g/t) de ce volume en
métaux ou substance(s) valorisable(s).
➢ Pour cela il convient de réaliser une grille de
sondage recoupant le volume minéralisé de
façon régulière adaptée à la géométrie du
volume à sonder et à sa disposition dans
l’espace.

➢ Du fait de leur coût relativement faible, les
sondages percutants seront utilisés jusqu’à
la définition des paramètres volumétriques,
tandis que les autres paramètres seraient
déterminés à l’aide des sondages carottés.
➢ Les cas simples sont soit des sondages
verticaux recoupant un volume horizontal
ou une couche peu inclinée soit des
sondages d’inclinaisons différentes
recoupant à une maille régulière un volume
redressé proche de la verticale.

➢ La maille de sondages peut être distante (100 m
à 50 m) dans les cas simples. Il peut être
nécessaire de la resserrer parfois à la maille
carrée de 25 m dans le cas de volumes très
perturbés associés à des variations importantes
des teneurs.
➢ L’implantation des sondages se complique dans
le cas de volumes plissés ou fracturés, et
perturbés par les déplacements géologiques des
différents blocs liés au jeu de failles. Dans ces cas
extrêmes, les méthodes de sondages destructifs
et carottés sont associées en proportion variable
pour réduire les coûts d’exploration.

➢ Au cours et en fin de cette phase 2, lorsque
l’évaluation est plutôt positive, l’entrepreneur
minier procède à l’échantillonnage de gros
volumes de minerai en réalisant des sondages
de gros diamètre (ou des travaux souterrains)
afin de définir par une batterie de tests, un
procédé optimal de traitement du minerai en
se rapprochant le plus possible de la situation
future.

➢ La fin de cette phase 2 implique généralement
soit un arrêt du projet minier si estimé non
viable, soit la mise en développement du projet
minier qui implique la maîtrise foncière du
terrain de surface correspondant aux différents
besoins de l’opérateur minier en phase 3 tels
que : Emprise du ciel ouvert, Verse à stérile,
Usine de traitement, Périmètre d’intégration
paysagère, Définition précise du mode
d’exploitation et des engins adaptés, Angles de
sécurité des pentes en carrières et la dimension
des banquettes dans la fosse, Superficies
nécessaires aux infrastructures etc.

▪ La Phase 3 ou phase ultime de certification
implique une campagne de sondages de
différents types :
➢ Sondages de définition du « block model »
qui correspond au découpage du volume
de minerai en un édifice constitué de
milliers de cubes élémentaires. La taille de
ces «cubes de minerai rentable» dépend
de la définition par géostatistique de la
répartition et de la variabilité des teneurs
de coupure de chaque cube.

➢ Sondages dit de stérilisation : réalisés afin de
s’assurer de ne pas construire des installations
pérennes au-dessus ou à proximité de
minerais potentiellement économiques au
moment de la construction. Dans ce cas les
sondages RC sont privilégiés pour leurs
rapidité et coûts compétitifs.
➢ Sondages géotechniques : souvent nécessaires
pour l’évaluation du comportement probable
des masses rocheuses et s’assurer une bonne
stabilité des terrains tant en mine à ciel ouvert
qu’en mine souterraine.

➢ Sondages hydrogéologiques : sont préconisés
en phase 3 pour connaître les caractéristiques
physico-chimiques, le volume de la nappe
d’eau concerné par la future exploitation
minière ainsi que le comportement naturel de
cette nappe d’eau, son volume et sa vitesse
d’écoulement. Ils sont réalisés en sondages
destructifs verticaux afin de pouvoir les
équiper de pompes et de tubages crépinés,
pour y installer des pompes d’exhaure afin de
dénoyer si besoin les terrains à extraire, et de
valoriser l’eau ainsi extraite pour l’exploitation.

▪ En phase finale et pour s’assurer de
l’efficacité de l’extraction, la maille de
sondage peut être inférieure à 10 m dans le
cas de fortes variabilités des teneurs.
▪ Les Figures ci après montrent des exemples
divers plan de sondages, de définition de «
Block model » et de fosse d’extraction
envisagée à partir de maille de sondages
resserrés.

Ex. Plan de sondages et modélisation géologique

Ex. Plan de sondages en superficie

Ex. Projet de fosse d’extraction du minerai quantifié

❑ La création de bases de données (mise en
place, exécution et suivi) donne lieu pour
chaque sondage à des mesures et
descriptions qui serviront à reconstituer
une forme et un volume des objets
recoupés et d’en déterminer la masse en
trois dimensions à travers:-

▪ Mesures des métrages de carottes ou
cuttings récupérés et du pourcentage de
récupération, et le métrage effectif, le
recalage des carottes..
▪ Soigneuse mise en caisse des carottes ou en
sac des cuttings récupérés
▪ Contrôle des angles d’azimut et d’inclinaison
du sondage à différents métrages afin de le
positionner totalement dans l’espace

▪ Description précise des différentes formations
géologiques recoupées et de leur relation et
chronologie respectives
▪ Mesures d’angles des structures rencontrées ou
diagraphie par photographie et caméra
descendues dans le trou non tubé ;
▪ Tubage éventuel du trou pour d’éventuelles
mesures géophysiques, ou de crépines si un
usage hydrogéologique est pressenti ;
▪ Echantillonnage des passes minéralisées pour
analyses géochimiques ;
▪ Essais de mesures de densité afin d’évaluer les
masses concernées et de débit ou fracturation
naturelle des roches (indice RQD) ;

RÉHABILITATION DE LA PLATEFORME DE SONDAGE
❑ Une fois le sondage terminé, le levé
topographique exact de la tête du sondage est
réalisé et archivé avec un GPS de précision.
❑ Ensuite, en fonction des usages prévus ou
souhaités, le sondage est équipé d’un tubage
plastique étanche ou crépiné. Le trou du
sondage en surface est ensuite colmaté par un
bouchon cimenté ou des cailloux.

❑ Les boues de forage des bacs de
décantation, et les produits de forage
stockés sont en principe mis en citerne ou
futs adaptés et transportés dans un centre
de traitement agréé.
❑ La terre végétale enlevée et déplacée pour
l’installation de la plateforme est remise en
place, et la parcelle peut être ensuite
réensemencée ou plantée d’espèces locales.
Les accès à la plateforme sont aussi remis en
état.
❑ Selon la position et le contexte, le sondage
peut être borné.

❑ Bornage des Sondages
▪ Le bornage est une opération consistant à
matérialiser chaque point de sondage
(RAB, RC, AC, DDH) par une borne. Le
bornage s’effectue juste à la fin des
sondages.
▪ Les ouvriers sous la direction du
technicien, confectionnent un béton basé
sur un mélange de sable, graviers, ciment
et eau qu’ils reversent ensuite sur le point
de forage en vue de le matérialiser.

▪ Sur la borne sont écrits : le code du
projet, l’année du sondage, le numéro du
trou (Ex. de sondage RC : BBR014-001),
les coordonnées ainsi que le sens du
forage.
▪ On borne le sondage afin de permettre à
toute personne de pouvoir se repérer et
s’informer sur le terrain avec plus de
facilités

❑ Aperçu sur les impacts des sondages
▪ Les différentes phases d’exploration par
sondage ont des différences pour leurs
impacts potentiels.
▪ Durant la phase 1 de sondage qui est une
phase de découverte, de contrôle ou de
test aboutissant en général à l’arrêt des
travaux pour environ 75 % des cibles
testées, les règles de sécurité et de bonnes
pratiques vis-à-vis des riverains et des
intérêts environnementaux doivent être
respectées.

▪ Les phases 2 et 3 en général consécutives aux
résultats encourageants de la phase 1, ont
effectivement des impacts plus significatifs de
par:-
➢ la forte densité de sondages réalisés
➢ les profondeurs importantes atteintes
➢ les interférences avec des volumes
importants de nappes phréatiques
➢ la durée des campagnes d’exploration
➢ leurs localisations éventuelles dans des
secteurs à forte sensibilité environnementale
et/ou sociétale

▪ Pour les riverains, un chantier de sondage
minier engendrera une nuisance sonore
modérée et limitée dans le temps, ainsi que
la production de poussière dans le cas de
sondages percutants comme la RC
▪ Un sondage donne lieu également à une
interdiction temporaire d’accès au terrain où
est implanté le chantier pour des raisons de
sécurité, mais dans un souci de transparence,
certains opérateurs miniers peuvent favoriser
la visibilité de leur activité tout en respectant
les règles élémentaires de sécurité.

▪ Du point de vue environnemental, un
sondage a des impacts limités et
temporaires sur les ressources en eau, les
paysages, la faune et la flore. Il est estimé
à environ 10 000 litres (ou 10m3) la
quantité nécessaire à la réalisation de
100m de sondage carotté.
▪ La vigilance doit s'exercer aux rejets
éventuels d’eaux usées du forage et
respect des procédures d’éliminations des
déchets engendrés par le sondage.

▪ Un sondage n’aura un impact sur les paysages
que le temps des opérations. On utilisera de
matériel démontable et transportable en zone
forestière afin d’éviter l’ouverture de profils de
déboisement. Des solutions pour éviter ou
réduire les impacts environnementaux sont:-
➢ Formation des personnels d’exécution sur
l’importance des impacts environnementaux
➢ Utilisation des bacs de décantation pour
récupérer les résidus des boues de foration

▪ Limitation des prélèvements d’eau en
recyclant l’eau utilisée pour la foration
▪ S’assurer que le débit moyen du cours d’eau
dans lequel d’éventuels prélèvement d’eau
seront effectués soit suffisant
▪ Utilisation de produits de sondage neutres
et biodégradables
▪ Prévoir des récipients de tri sélectif sur les
chantiers

cours de sondage dans les industries miniere: le forage

cours de sondage dans les industries miniere: le forage

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

Similaire à cours de sondage dans les industries miniere: le forage

Similaire à cours de sondage dans les industries miniere: le forage (20)

cours de sondage dans les industries miniere: le forage