Pour être correctement exploité, un forage doit avoir été bien conçu et réalisé. Pour cela, une étude technique met en regard les besoins de la collectivité et la ressource. Elle est soumise à un hydrogéologue agréé, spécialiste en hydrogéologie, agréé en matière d'hygiène publique. « Il émet des avis hydrogéologiques dont l'objectif est la protection de la santé publique », précise le guide Protection des captages d'eau publié par le ministère de la Santé en mai 2008. Son avis porte notamment sur les disponibilités en eau, le débit d'exploitation, les périmètres de protection du captage (lexique p. 38). L'arrêté préfectoral de déclaration d'utilité publique (DUP) intègre ces recommandations. RÉGLEMENTATION Lors de la réalisation du forage, l'autre document essentiel est la norme Afnor NF X 10-999 « Réalisation, suivi et abandon d'ouvrages de captage ou de surveillance des eaux souterraines par forage » du 23 avril 2007. « La réglementation en termes de forages est très complexe : les codes miniers, de l'environnement, de la santé publique et des collectivités territoriales y contribuent chacun, souligne Jean-François Gobichon, directeur de la société de forage bretonne Aquassys. Pourtant, peu de contrôles sont effectués sur le respect de cette réglementation. Pour éviter les dérives, préserver l'environnement et assurer la qualité des ouvrages, les professionnels du forage, réunis au sein du Syndicat national des entrepreneurs de puits et de forages d'eau (SFE), ont souhaité participer à la création d'une norme. » Cette denière décrit la conception, la réalisation du forage, puis sa surveillance et son abandon. Elle rappelle ainsi l'importance, au moment de la conception, de la Déclaration d'intention de commencements de travaux (Dict), qui prévoit notamment une enquête pour vérifier l'absence de réseaux préexistants dans le sous-sol. Elle indique aussi les précautions à prendre sur le chantier en matière de sécurité et de protection de l'environnement. Elle précise le type de technique à employer selon les sols rencontrés, les dimensions de l'annulaire, de la crépine et du massif filtrant nécessaires pour fournir le débit d'exploitation fixé. MAÎTRISE D'OEUVRE La norme ne s'étend pas sur le choix des matériels, qui est du ressort de chaque maître d'oeuvre ; la sélection d'équipements de qualité et adaptés les uns aux autres est cependant essentielle pour l'exploitation future du site. Ainsi, dans les années 1980, il n'était pas rare d'installer des crépines en Inox non homogène, voire de mettre une crépine en Inox et un tube en acier ; ces disparités de matériaux ont provoqué l'apparition de « phénomènes de corrosion galvanique : un des métaux s'oxyde et se dissout, tandis que sur l'autre métal ont lieu une réduction et un dépôt métallique. C'est un problème que nous devons gérer aujourd'hui en raison de choix inadaptés faits il y a une vingtaine d'années », note Marc Alary, hydrogéologue à la direction technique de Veolia Eau. Un point essentiel de la réalisation d'un forage, rappelé par la norme et sur lequel les professionnels insistent en raison de dérives parfois observées, concerne la cimentation : cette action permet d'isoler les nappes les unes des autres, et donc d'éviter qu'une nappe superficielle polluée n'en contamine une autre. CARTE D'IDENTITÉ Une fois réalisée la foration proprement dite, l'entreprise de forage doit procéder à la mise en eau claire du forage et à plusieurs pompages d'essai. « Plusieurs paliers doivent être respectés, qui dépendent du débit d'exploitation. À chaque palier, l'entreprise note le rabattement de la nappe (abaissement de la nappe lors du pompage). La courbe caractéristique du forage peut ainsi être tracée. C'est un moment crucial pour l'ouvrage : la constitution de sa carte d'identité. L'exploitant pourra la comparer avec les essais de pompage ultérieurs et en déduire l'évolution du forage », décrit Éric Garroustet, président du SFE et directeur de la société de forage francilienne Cotrasol. De plus, un essai de 72 heures permet de confirmer que le forage tient au débit d'exploitation. SÉCURISATION Vient ensuite la protection de l'ouvrage par une dalle et un regard (encadré p. 38), puis l'envoi d'un rapport à la préfecture dans les deux mois après la fin des travaux ainsi qu'au service régional du Bureau des recherches géologiques et minières ( BRGM), qui est trop souvent oublié. Les informations recueillies alimentent pourtant sa base de données du sous-sol (BSS), outil de première importance pour les hydrogéologues et les foreurs eux-mêmes. Une fois remis à la collectivité, dont il reste la propriété, le forage entre en production. Que l'exploitant soit un délégataire ou une régie, il doit assurer la pérennité de l'ouvrage et de la production. Pour cela, il se fonde sur l'arrêté de DUP et sur un contrôle régulier des performances de son ouvrage. « Le débit d'exploitation est une donnée fondamentale. En effet, l'exploitation d'un forage en sous-capacité peut imposer de multiplier inutilement les captages ; en revanche, si le pompage se fait en surcapacité, le colmatage et le vieillissement des ouvrages s'accélèrent », analyse Hugues Haeffner, ingénieur hydrogéologue de Lyonnaise des eaux. « Des dégradations variées se produisent dans les forages (colmatage, corrosion, désordres mécaniques ou chimiques...) quand les consignes d'exploitation ne sont pas respectées ou que l'ouvrage est exploité sans connaissance de ses caractéristiques », déplore Bernard Droz, chef de la division études et diagnostics au service des forages d'eau de la Sade (groupe Veolia). Au-delà de ces données de base, le coeur du métier de l'exploitant est en effet de suivre l'exploitation, principalement grâce à la mesure du débit spécifique (débit/rabattement). S'il est constant, cela signifie que l'ouvrage se porte bien. Quand il augmente ou qu'il diminue, il faut identifier les causes de cette variation. Bernard Droz estime que seul un quart des problèmes apparaissant sur un forage est d'origine naturelle. Le reste est d'origine humaine : le deuxième quart est le résultat d'un défaut de conception, le troisième est lié à une surexploitation ou une exploitation anormale et le dernier quart à la vétusté du forage. Les dysfonctionnements sont variés : mise à une profondeur discutable, non rectiligne, non adaptée au débit exploité ; moyens de contrôle ou de protection mal positionnés. Des désordres techniques (défaut de conception), mécaniques (ensablements, intrusion de radicelles, collapses) ou chimiques (colmatage, corrosion) peuvent affecter l'exploitation du forage de manière plus ou moins rapide, surtout si la ressource en eau est elle-même fragilisée. COLMATAGE Le problème le plus fréquent, au niveau du forage lui-même, est celui du colmatage, qui sera lié, soit à des composés ferriques, soit à du carbonate de calcium (entartrage). Les caractéristiques de l'eau jouent ici un rôle important. « Environ un quart des ressources en eau françaises sont chargées en fer, une substance qui complique beaucoup l'entretien des forages », analyse Hugues Haeffner. L'oxydation du fer se fait naturellement dès qu'il y a apport d'oxygène. Les ferrobactéries accélèrent le phénomène de colmatage dans les milieux aérobie, mais aussi « en utilisant l'oxygène des nitrates dans des milieux où il n'existe pas ou peu d'oxygène libre », souligne Marc Alary, de la direction technique de Veolia Eau. En outre, rappelle cet ingénieur, le biofilm qui accueille ces bactéries a lui-même un effet colmatant, qui se combine avec le colmatage par hydroxydes ferriques. Le complexe phénomène du colmatage bactérien fait encore l'objet de recherches. Pour faire face au colmatage, une solution est de sélectionner des matériaux moins rapidement touchés. D'après Bernard Vignals, responsable des marchés eau de KSB, les pompes en plastique noryl accrochent moins l'hydroxyde de fer dans leurs impulseurs et diffuseurs. « Cependant, les gammes de pompes immergées à hydraulique noryl sont en train de disparaître du marché, en raison de leur fragilité à l'abrasion et de leur coût », note le spécialiste de KSB. DIAGNOSTICS D'une manière générale, lorsqu'un exploitant note une évolution anormale de son débit spécifique, il lance un diagnostic. La société Antea Ingénierie insiste sur l'importance d'une conception sur mesure de cette auscultation du forage, pour en diminuer le coût. Parmi les mesures possibles, figurent une inspection télévisée, des contrôles de la cimentation, des mesures du débit, de la température, de la conductivité, le contrôle de la verticalité et des diamètres... Pour compléter ces mesures, Bernard Droz s'appuie sur cinq « fiches de vie ». La première concentre les données recueillies lors des pompages d'essai, juste après la foration. La deuxième résume le rapport hydrogéologique d'origine et les consignes d'exploitation. La troisième contient les informations sur la mise en service et l'exploitation du forage, les anomalies observées et les traitements préventifs entrepris. La quatrième détaille l'évolution du forage de son démarrage à aujourd'hui : dérive du débit spécifique, évolution chimique de l'eau... Enfin, la dernière répertorie les documents disponibles sur le forage. Si de nombreux diagnostics sont entrepris pour résoudre une situation de crise, Marc Alary insiste sur le côté « préventif » du travail de l'exploitant, remplaçant l'approche « curative ». À cette fin, Veolia Eau a rédigé et diffuse en interne un guide des bonnes pratiques de l'exploitation des ouvrages. Il reprend les principes des différents codes législatifs et les traduit en règles de suivi des ouvrages. Dans ce sens, la direction technique de l'entreprise a mis au point le « bilan forage », un outil informatique d'aide à la gestion patrimoniale des forages d'eau potable : il traite les données d'exploitation (débit, niveau, temps de pompage, marche-arrêt des pompes) transmises via le dispositif de télégestion afin d'optimiser le suivi de l'évolution des forages, de détecter le plus tôt possible d'éventuelles défaillances et de les localiser. De même, Lyonnaise des eaux a développé des outils de suivi en continu des ouvrages : Productiveille, pour analyser le niveau d'eau dans la nappe et le débit spécifique afin d'identifier très tôt les problèmes ; Spiroveille, pour détecter les variations de performance dans les systèmes de pompage. À Bordeaux, par exemple, la société utilise ces logiciels ainsi qu'un outil d'analyse de la criticité, qui reprend l'ensemble des paramètres mesurés pour donner une image à un temps T du parc des quatre-vingt-dix forages. Il est ainsi possible de visualiser l'état des forages et les budgets à prévoir pour leur entretien. D'après Hugues Haeffner, environ 20 % des 35 000 captages français sont équipés de mesures en continu (de débit, de niveau...), qui permettent d'effectuer une réelle gestion préventive - une station de mesure coûtant entre 5000 et 10000 euros par ouvrage. Dans les autres, une gestion préventive reste évidemment possible, grâce aux mesures manuelles régulières des données essentielles. RÉHABILITATION Quel que soit le mode de suivi, les ouvrages doivent être pour la plupart régulièrement régénérés et parfois réhabilités (la régénération ne modifie pas la structure du forage, contrairement à la réhabilitation). Les forages ne sont pas éternels : la moyenne d'âge des forages français est de 30 à 40 ans. La première étape de la régénération est généralement le brossage de l'intérieur du forage pour éliminer les incrustations les plus dures. Vient ensuite la lutte contre les incrustations plus fines. Une technique souvent utilisée est l'injection d'acide chlorhydrique pour détruire à la fois les carbonates et les bactéries. Cette technique a l'inconvénient d'exiger un pompage de l'acide jusqu'à ce que le pH de l'eau pompée soit redevenu normal. En outre, le marché est demandeur de méthodes de régénération sans produit chimique. Ainsi, Veolia Eau travaille sur un procédé hydromécanique par injection de gaz sous pression. « Il repose sur la décharge en quelques millisecondes d'azote compressé. Cette décharge de gaz, suivie de l'expansion des bulles, crée une onde de choc qui provoque la "vibration" de la crépine et du terrain environnant. Cette vibration décroche les éléments incrustés et les dépôts biologiques qui sont pompés simultanément », détaille Marc Alary. Autre option : l'utilisation de CO2. La technologie brevetée Aquamregeneration CO2 est développée en France depuis quinze ans par la société Aquam. Injecté à la fois sous forme liquide et gazeuse, le CO2 a plusieurs actions : congélation contrôlée favorisant la microfracturation ; friction des bulles de gaz créant de miniturbulences ; effet bactéricide sur les dépôts bactériens filamenteux ; dissolution des dépôts métalliques ; dilatation du gaz qui provoque une diffusion du produit loin dans la formation. Cette technologie non-corrosive est donc particulièrement adaptée aux puits profonds ou aux puits à drains rayonnants. Quant à la réhabilitation, il s'agit surtout d'un rechemisage : lorsque la crépine ou le tube du forage est trop abîmé, des équipements équivalents, de diamètre plus petit, sont insérés dans le forage, du moins tant que cela reste techniquement possible. Généralement, ces opérations lourdes et coûteuses sont à la charge de la collectivité. Un forage exige donc une rigueur constante des divers intervenants, car chacun est lié aux décisions des autres. Le choix des prestataires et des matériels est déterminant pour l'exploitation ; l'analyse des données d'exploitation permet d'intervenir au plus tôt en cas de dysfonctionnement, et de retarder au maximum les interventions les plus lourdes. D'où la nécessité d'une confiance mutuelle entre collectivités, foreurs et exploitants, que l'adoption de normes ne peut que favoriser.