Forage : Connaître le forage

Par Mike Hayes01 mai 2019

L'ensemble de forage JT20XP est conçu pour les travaux d'installation de services publics de taille moyenne à grande

Avec des applications diverses et une grande variété d'équipements et de composants, le forage peut être un secteur difficile à cerner.

Pourtant, son importance pour les industries de la construction et des carrières est indéniable, comme le démontre la force des offres des grands fabricants.

La technologie sans tranchée est désormais une condition préalable sur de nombreux chantiers de construction, et la puissance et la durabilité des équipements de forage directionnel horizontal (HDD) progressent, ainsi que les technologies de système de guidage.

Ditch Witch a récemment lancé deux exercices directionnels. Le premier était l'ensemble de forage directionnel JT20XP, conçu pour les travaux d'installation de services publics de taille moyenne à grande.

En plus de la perceuse elle-même, le package comprend un système de mélange XP44, qui canalise les 118 ch de puissance embarquée vers la poussée et la rotation.

Propulsé par un moteur diesel Deutz Tier 4 de 74,5 ch, le nouveau semoir promet un écoulement de boue plus important, ainsi qu'un couple et une vitesse de broche améliorés par rapport à son prédécesseur.

Le système de mélange est alimenté par un moteur diesel Yanmar Tier 4 de 44 CV.

Le disque dur Navigator D40x55DR S3 de Vermeer est doté de la technologie à double tige, avec une tige intérieure fournissant un couple au foret

Selon Ditch Witch, la nature compacte de l'ensemble de forage permet un transport facile sur et autour des chantiers.

L'unité comprend des commandes ergonomiques, un écran LCD et des indicateurs de gâche électroniques.

La foreuse directionnelle JT40 de Ditch Witch, qui est disponible avec une cabine entièrement fermée en option, offre un choix de capacités de chauffage et d'air, ou un poste de conduite ouvert.

Les deux options disposent d'un siège ergonomique et d'un espace pour les jambes étendu et placent l'opérateur à un angle de 45 degrés, ce qui, selon Ditch Witch, offre une visibilité à tous les points de vision critiques.

Propulsé par un moteur diesel Cummins Tier 4 de 160 ch, le JT40 promet une distance d'entrée de tuyau minimale, ce qui se traduit par un support de tige de forage supplémentaire lors de l'entrée dans le sol. Selon Ditch Witch, des temps de cycle inégalés peuvent être obtenus grâce à la vitesse optimisée du chariot de forage, tandis que sa capacité à contenir jusqu'à 182,8 m de tige de forage à bord permet des forages prolongés.

Productivité accrue

Vermeer a récemment présenté le disque dur D40x55DR S3 Navigator, conçu pour offrir une productivité accrue dans une gamme de conditions de sol. La perceuse est dotée de la technologie à double tige de la société, avec une tige intérieure fournissant un couple au foret, tandis que la tige extérieure facilite la direction et le couple de rotation pour l'alésage. Ensemble, dit Vermeer, les deux améliorent la coupe en fond de trou, tandis que la machine offre la flexibilité en termes de sélection d'outils, adaptée aux conditions du sol.

Tod Michael, chef de produit des produits sans tranchée chez Vermeer, a déclaré : « Les engins de forage à double tige sont beaucoup plus faciles à utiliser que les autres solutions de forage de roche et offrent plus de polyvalence lorsqu'un entrepreneur fore des conditions de sol qui varient considérablement tout au long du trajet de forage.

"Avec la foreuse horizontale directionnelle D40x55DR S3, nous avons intégré la fiabilité et les performances de notre populaire foreuse horizontale directionnelle D40x55 S3 Navigator avec les dernières avancées en matière de technologie à double tige pour créer une expérience familière pour l'opérateur qui surpassera de nombreuses autres solutions de forage de roche."

Vermeer affirme que le temps nécessaire pour ajouter ou retirer une tige sur le nouveau foret a été réduit de 30 % par rapport aux modèles précédents. Une large gamme d'options d'outillage est également disponible, y compris des mèches rotatives, à coupe par traînée et à rouleaux coniques, ainsi que des marteaux pneumatiques et la possibilité de tirer des ouvre-trous plus grands.

La foreuse est propulsée par un moteur diesel John Deere de 104,4 kW (140 ch) et affiche une poussée/recul de 177,9 kN, plus 7 457 Nm de couple de rotation. La plate-forme peut transporter 152,4 m de tiges de forage à bord et promet une faible puissance acoustique de 104 dBA.

Vermeer a également lancé une nouvelle option d'outillage pour sa gamme de foreuses directionnelles à double tige - la tête de forage de roche RH15, qui a été développée en conjonction avec la D40x55DR S3. La tête de forage est conçue pour supporter un couple de tige interne de 2 033,7 nM, ce qui, selon la société, permet aux opérateurs un meilleur contrôle de la direction. Il a également l'avantage de pouvoir être reconstruit sur le terrain.

La gamme d'appareils de forage Grundodrill de Tracto-Technik présente une puissance de rotation et une capacité de fluide de forage accrues, ce qui leur permet de s'adapter à différentes géologies

Un autre nouveau développement dans le forage horizontal est la nouvelle génération d'appareils de forage de boue horizontaux Grundodrill de Tracto-Technik.

La série de six modèles va de 60 kN à 280 kN, les machines incorporant une conception modulaire, permettant aux utilisateurs de configurer les engins en fonction de leurs besoins individuels.

La gamme Grundodrill présente une puissance de rotation et une capacité de fluide de forage accrues, combinées à une puissance d'entraînement élevée, permettant à la foreuse d'être adaptée à différentes géologies.

Dans toutes les classes, les engins peuvent être utilisés comme systèmes de condition à jet (JCS), avec des tiges normales, pour les sols conventionnels, ou comme systèmes toutes conditions (ACS), avec des tiges bitubes, adaptées aux géologies complexes et aux roches.

En termes de technologie embarquée, les Grundodrills sont contrôlés via un écran tactile central, permettant une automatisation poussée et un forage télécommandé. Une caméra intégrée fournit également à l'opérateur une vue d'ensemble de toutes les zones pertinentes de la plate-forme de forage.

Lorsque de grandes zones de forage sont nécessaires, dans des conditions dangereuses à la fois dans la construction et dans les carrières, les foreuses de surface offrent souvent une solution appropriée.

Mobilité accrue

Sandvik déclare avoir développé sa nouvelle série d'engins de forage à percussion sans cabine Ranger DXR en réponse aux demandes des clients. Les deux plates-formes sans cabine sont les Ranger DX600R et DX800R.

Les nouvelles foreuses Ranger DXR sans cabine de Sandvik sont conçues pour les conditions nécessitant des capacités avancées de radiocommande

Comme pour la série DX d'origine, les nouvelles foreuses ont une zone de couverture de forage de 17,6 m2 à 26,4 m2 en option, mais sont plus légères et plus mobiles et conçues pour les conditions nécessitant des capacités avancées de télécommande radio.

Selon Sandvik, les engins DXR peuvent être utilisés sur des bancs instables et des coupes profondes, typiques d'applications telles que la construction de routes et de voies ferrées, le forage de fondations, le creusement de tranchées et les contrats de pipelines.

La superstructure tournante, avec une nouvelle solution de contrepoids, offre une couverture de forage améliorée et contribue à la stabilité, créant une base plus solide sur les terrains difficiles.

La superstructure tournante des machines DXR, ainsi que leurs systèmes de contrôle de forage Rock Pilot+ promettent des gains de productivité allant jusqu'à 60 % par rapport aux foreuses à percussion conventionnelles.

Les nouvelles foreuses Ranger ont une plage de tailles de trous de 64 mm à 127 mm, avec des tailles de tiges de forage comprises entre 38 mm et 51 mm, mais la configuration de la machine peut être améliorée avec plus de 30 options, y compris un rayon de braquage de superstructure étendu, des systèmes de mesure avancés et un contrôle de la poussière amélioré.

En ce qui concerne le contrôle de la poussière, TEI Rock Drills produit une gamme de systèmes de suppression de la poussière qui injectent de l'eau dans l'air de forage, réduisant les particules autour du trou de forage.

Le système TE10851R, par exemple, est équipé d'un réservoir d'eau de 189 litres ou de 379 litres, offrant une suppression jusqu'à huit heures, selon la taille des perceuses à main sont toujours importantes, sur les chantiers de construction, sur les chantiers routiers ou pour les carrières et les applications minières.

Hycon a développé une alternative hydraulique au marteau perforateur pneumatique portatif, le marteau perforateur HRD 30

Le marteau perforateur pneumatique traditionnel est la norme depuis des décennies, mais Hycon a développé une alternative hydraulique, le marteau perforateur HRD 30, disponible à partir du mois d'août de cette année.

Hycon affirme que la nouvelle perceuse offre une précision, des performances et une puissance améliorées, ainsi que l'avantage de réduire les émissions. Cependant, c'est peut-être la facilité de transport qui attire les entrepreneurs et les sociétés de location vers la solution hydraulique.

Le PDG de Hycon, Martin Møller, déclare : « Les perceuses à roche conventionnelles nécessitent des compresseurs gros et lourds pour les faire fonctionner. Ces compresseurs ne peuvent être que remorqués, donc si vous devez également emmener une pelle sur le chantier, vous devrez probablement faire deux voyages. En utilisant l'hydraulique, vous pouvez transporter un bloc d'alimentation compact dans le camion, ou même utiliser le propre système hydraulique de la pelle pour faire fonctionner la perceuse.

Lors du développement de la nouvelle perceuse, Hycon a apporté des modifications mineures à son moteur de scie hydraulique, en ajoutant un système de rinçage pneumatique pour éliminer les débris du trou de forage. Le compresseur intégré de l'outil fournit un débit d'air élevé à basse pression.

Selon Hycon, le HRD 30 est idéal pour percer des trous d'ancrage profonds et de grand diamètre, ainsi que des trous de sablage ou de fendage, mesurant entre 25 mm et 50 mm.

La société affirme que son forage de précision le rend adapté aux solutions de destruction sans dynamite, telles que les cartouches fumigènes expansibles ou un agent de craquage expansible (Bentonamit).

Møller déclare : « En Suède, l'un des sous-traitants d'essais a pu créer des trous joliment arrondis qui étaient très droits et beaucoup plus proches de la tolérance souhaitée qu'une perceuse pneumatique ne peut atteindre. Si vous installez un boulon d'ancrage pour un mât électrique, par exemple, vous avez vraiment besoin de ce type de précision.

Klemm Bohrtechnik a récemment dévoilé cette version de mât de forage extra-long de sa foreuse universelle KR 805-3G

En tant qu'ensemble prêt à l'emploi, selon Hycon, le nouveau marteau perforateur HRD 30 est particulièrement adapté aux travaux routiers utilitaires tels que la signalisation routière, l'érection de barrières ou la détection de gaz. Le faible poids de la perceuse et du bloc d'alimentation offre des avantages lors de l'érection de mâts électriques ou d'antennes au sommet des montagnes, éliminant ainsi la nécessité d'un transport aérien potentiel dans un compresseur d'air lourd.

outils et techniques

Klemm Bohrtechnik, qui fait partie du groupe Bauer, a récemment dévoilé la version à mât de forage extra-long de sa foreuse universelle KR 805-3G, spécialement développée pour des applications telles que les clous de sol, les tarières ou les tubages pour des profondeurs de forage allant jusqu'à 6 m, en utilisant la méthode en un seul passage.

Avec un magasin pivotant en option, Klemm indique que la profondeur de forage peut être étendue de 6 m supplémentaires sans avoir besoin de recharger manuellement. Le magasin de tiges de forage peut également être réglé pour des outils de forage d'une longueur utile de 3 m, grâce au positionnement flexible du système de grappin supérieur. Ainsi, le magasin peut contenir des outils de forage d'un diamètre allant jusqu'à 152 mm et d'une longueur de 6 m ou 3 m.

Les entraînements rotatifs et les marteaux hydrauliques sont adaptés à l'engin de forage et les entraînements fonctionnent avec une pression de système de 310 bars.

La cinématique permet au mât d'atteindre des points de forage perpendiculaires aux chenilles à des angles compris entre 0° et 90°. Le mât peut également être positionné pour forer verticalement à côté des rails.

Une foreuse à goujons télécommandée de Minnich

Avec le mât de forage, Klemm dit qu'il est possible d'atteindre des points de forage jusqu'à une hauteur d'environ 4500 mm, ce qui est un avantage dans les travaux de stabilisation de pente.

L'engin est équipé d'un moteur diesel Volvo Penta de 129 kW, conforme à la réglementation EEC 97/68 EC Stage 4.

Le système hydraulique fonctionne avec deux pompes principales à détection de charge, chacune avec une cylindrée de 190 litres/min et un niveau de pression de 350 bars. Le niveau de puissance optimal est automatiquement ajusté par l'Energy Efficient Power System (EEP), et Klemm affirme que la consommation de carburant est réduite jusqu'à 25 % par rapport aux machines de la même classe de puissance sans système EEP.

La nouvelle plate-forme KR 805-3G dispose d'un écran tactile de 14,5 cm et, en cas d'erreur, un diagnostic détaillé peut être effectué via l'écran.

Dans la pratique courante, le KR 805-3G est commandé à l'aide d'une télécommande sans fil portable, bien qu'un bras de commande fixe en option soit également disponible. Minnich Manufacturing, un fabricant américain de perceuses à goujons à béton, de vibrateurs à béton et de systèmes de surveillance de vibrateurs, possède une vaste gamme d'équipements de forage, y compris l'A-4SCW.

Passer au sans fil

Les unités sans fil automotrices sur dalle A-4SCW de Minnich augmentent l'efficacité, la précision et la sécurité du forage. La technologie de télécommande sans fil permet aux opérateurs de percer jusqu'à cinq trous à la fois et de descendre la dalle pour percer la prochaine série de trous, tout en se tenant à l'écart de l'équipement. De ce point de vue dégagé, les opérateurs peuvent forer plus rapidement et avec plus de précision tout en évitant la poussière, les débris et les obstacles.

La direction assistée en crabe améliore encore l'efficacité en permettant aux opérateurs de descendre la dalle sans lever ni abaisser le banc de forage. La distance de forage à partir du haut de la dalle est comprise entre 3,5 pouces et 12 pouces.

À un poids de service de 3 260 livres, l'A-4SCW a une profondeur de trou maximale de 18 pouces et une largeur de découpe maximale de 48 pouces. L'unité comporte des forets qui se rétractent automatiquement et s'arrêtent lorsque la profondeur du trou est atteinte. La fonction d'arrêt automatique aide à minimiser le tir à sec, ce qui peut entraîner une maintenance accrue et une durée de vie plus courte du foret.

Le système de dépoussiérage de Minnich peut être ajouté à l'A-4SCW pour maximiser la sécurité de l'opérateur et se conformer à la nouvelle règle sur la poussière de silice de l'Occupational Safety and Health Administration (OSHA). Doté d'une aspiration de type Venturi et d'un contrôle de purge manuel ou automatique, le dépoussiéreur pneumatique Minnich empêche la poussière de pénétrer dans l'air lorsque l'opérateur perce. Chaque unité de style cartouche peut accueillir jusqu'à deux perceuses et offre une zone de filtrage de 60 mètres carrés.

"La collecte de la poussière de silice est un exemple d'une étape supplémentaire que les entrepreneurs prennent désormais pour assurer la sécurité de leurs travailleurs et du public", a déclaré Rob Minnich, président CMO de Minnich Manufacturing. "Minnich propose des produits, tels qu'un système de dépoussiérage pour perceuses à goujons, qui apportent des solutions aux besoins des chantiers."

Le logiciel Groundworks de Trimble s'arrête automatiquement, ce qui réduit le surforage

Trimble a lancé son Trimble Groundworks Machine Control System pour les opérations de forage et de battage.

Scott Crozier, directeur général de la division Génie civil et construction de Trimble, déclare : « Les entrepreneurs peuvent atteindre une précision au centimètre près avec une navigation sans piquet, ce qui réduit les retouches et diminue le besoin de personnel travaillant à proximité de la machine pendant le fonctionnement.

Selon Trimble, le système permet aux opérateurs de forer avec précision à l'emplacement, à la profondeur, à l'orientation et à l'angle d'inclinaison spécifiés. L'espacement des trous de forage et l'emplacement de la plate-forme de forage peuvent être optimisés, ce qui permet d'obtenir un modèle de dynamitage plus uniforme, ce qui améliore la fragmentation de la roche et, potentiellement, réduit les coûts de transport.

Le logiciel comprend une fonction d'arrêt automatique qui arrête la procédure de forage à l'élévation cible, réduisant le surforage pour éviter l'usure de la machine.

Trimble affirme que son système Groundworks minimise le besoin de piquets et d'arpentage, favorisant ainsi la sécurité sur le chantier avec moins de personnes travaillant à proximité de la machine de forage.

Grâce à cette technologie, les machines peuvent fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et dans presque toutes les conditions.

Le Soilmec SC-135 Tiger au travail sur la nouvelle station de métro Saint-Denis Pleyel à Paris

La société française Sefi-Intrafor, qui fait partie du groupe Fayat, réalise actuellement les travaux de fondation avant la construction de la nouvelle station de métro Saint-Denis Pleyel à Paris.

La gare est l'une des premières de la future ligne 16, qui fait partie du projet du Grand Paris Express.

Le Sefi-Intrafor utilise un broyeur hydraulique Soilmec SC-135 Tiger pour creuser des panneaux de parois moulées d'une épaisseur de 1,8 m et d'une profondeur de 55 m.

La technologie à bord du SC-135 comprend une protection avancée contre les contaminants pour son système hydraulique, une rotation du module à 90° et un contrôle de verticalité de haute précision, ainsi que la production de données via un système de contrôle DMS.

Les améliorations de sécurité de la machine comprennent un système anti-chute, des mains courantes, des échelles et des points d'arrimage, tandis que la conception modulaire de l'équipement permet une maintenance et un montage faciles et sûrs.

Le système d'accouplement de forage (DMS) du Tiger permet une surveillance en temps réel des paramètres de fonctionnement et du processus de production, avec un capteur de positionnement à deux axes (ou une version à trois axes en option) contrôlant la géométrie du panneau, avec des impressions graphiques 2D et 3D.

Image de l'écran de la foreuse F3500 du simulateur d'entraînement Vortex

CM Labs Simulations, développeur de simulateurs de formation Vortex, a livré un simulateur d'engin de forage F3500 personnalisé au fabricant d'engin de forage IHC Fundex Equipment, basé à Goes aux Pays-Bas.

Le simulateur est équipé d'une plate-forme de mouvement et a été fabriqué avec un véritable système de sièges et de commandes F3500. L'équipe d'ingénieurs d'IHC Fundex utilise désormais l'équipement comme outil d'ingénierie pour les améliorations ainsi que comme outil de formation.

L'Instructor Operating Station (IOS), un outil de suivi et d'évaluation des stagiaires qui capture et rapporte automatiquement les paramètres de fonctionnement pendant les sessions de formation, a également été livré. L'IOS permet aux instructeurs de sélectionner différents exercices, heures de la journée et conditions météorologiques, ou d'injecter divers défauts de la machine dans les séances d'entraînement, tels que des défauts de pression, des colmatages de filtres et une surchauffe du liquide de refroidissement.

André Rottier d'IHC Fundex déclare : « Les machines deviennent de plus en plus grandes et de plus en plus complexes, et bien que la sécurité devienne de plus en plus importante, les gens n'ont pas nécessairement autant de temps pour acquérir de l'expérience qu'auparavant. Mais avec un simulateur, nous pouvons fournir une formation aux opérateurs de nos clients — il existe un marché pour vendre la formation aux clients du monde entier.

Anton Hectors, de l'entreprise, déclare : « Gardant à l'esprit que la véritable foreuse n'est pas toujours disponible, le simulateur de CM Labs nous permet de tester et d'itérer plus rapidement. Nous pouvons mesurer les gains de temps en jours, et non en heures. »