Un puits de surveillance des eaux souterraines nouvellement installé — ou inutilisé depuis longtemps — ne fournira pas d'échantillon représentatif tant qu'il n'aura pas été développé. Le développement de puits consiste à éliminer physiquement les fines de silt, la boue de forage et les particules fines du massif filtrant qui obstruent la crépine après l'installation — et l'outil standard pour y parvenir sur un puits de 2 po ou 4 po est le bloc de surgeage (surge block).
Qu'est-ce que le développement de puits, et pourquoi est-ce important pour la surveillance des eaux souterraines?
Le développement de puits consiste à éliminer les sédiments fins, la boue de forage et les particules fines du massif filtrant d'une crépine nouvellement installée et de la formation environnante, afin que le puits produise une eau souterraine propre et représentative. Le forage et l'installation — que ce soit par tarière creuse, sonic ou push direct — étalent inévitablement des particules fines sur la paroi du forage et les compactent dans les fentes de la crépine et le massif filtrant. Tant que ce matériau n'est pas physiquement brisé et retiré, chaque échantillon prélevé dans le puits présente une turbidité et une chimie non représentative qui ne reflète pas l'aquifère réel.
Pour les consultants environnementaux qui réalisent une caractérisation de type ESA phase II ou une surveillance de conformité à long terme, ce n'est pas cosmétique. Un échantillon trouble peut biaiser les résultats de métaux à la hausse (adsorption sur les particules fines en suspension) et masquer la réponse du niveau d'eau que le puits est censé suivre. La norme ASTM D5521/D5521M, le guide standard pour le développement des puits de surveillance des eaux souterraines en aquifère granulaire, existe précisément parce que des puits non développés produisent des données qui ne résistent pas à l'examen.
À quoi ressemble un puits non développé sur le terrain?
Une récupération lente après la purge, des échantillons visiblement troubles ou chargés de sédiments, et un puits qui ne semble jamais « s'éclaircir » peu importe la quantité d'eau prélevée sont les trois signes classiques. Si la purge à faible débit avec une pompe péristaltique (voir notre guide d'échantillonnage des eaux souterraines à faible débit) ne parvient pas à ramener la turbidité sous la cible après un volume de purge raisonnable, le puits a probablement encore besoin d'un développement ou d'un redéveloppement avant l'événement d'échantillonnage.
Comment le surgeage développe-t-il un puits de surveillance?
Un bloc de surgeage développe un puits par plongée mécanique : le bloc est descendu sur un tube rigide juste au-dessus de la crépine et déplacé de haut en bas, créant une pression et une succion alternées à travers les fentes de la crépine. Le mouvement vers le bas pousse l'eau (et les fines) dans la formation; le mouvement vers le haut ramène l'eau et les fines délogées dans le puits, où elles sont retirées par écopage ou pompage. Des cycles répétés de surgeage et de purge nettoient progressivement le massif filtrant sans introduire d'eau, d'air ou de produits chimiques étrangers dans le puits — un point important quand c'est la chimie propre du puits que vous êtes venu mesurer.
ERE offre les blocs de surgeage Waterra pour le développement de puits de surveillance en configurations Standard Flow et High Flow, pour puits de 2 po et 4 po. Le bloc est un anneau thermoplastique qui s'emboîte sur un clapet de pied Waterra D-25 (Standard Flow) ou D-32 (High Flow), réduisant l'espace annulaire à environ 1/16 po, ce qui génère l'action de plongée.
Comment surger et développer un puits de surveillance — étape par étape
- Confirmez la construction du puits. Notez le diamètre du puits (2 po ou 4 po), l'intervalle de crépine et le matériau du massif filtrant avant de choisir l'équipement — le dimensionnement du bloc de surgeage dépend du diamètre intérieur du tubage.
- Sélectionnez et fixez le bloc de surgeage. Emboîtez le bloc de la bonne taille sur un clapet de pied Waterra D-25 ou D-32 et raccordez-le à un tube rigide en PVC ou en polyéthylène dimensionné pour le puits. Un coupe-tube et une clé pour clapet de pied accélèrent l'assemblage et le démontage sur le terrain.
- Descendez l'assemblage juste au-dessus de la crépine. Un positionnement trop près du bas de la crépine risque de l'endommager; un positionnement trop haut réduit l'efficacité du développement.
- Surgez par mouvements contrôlés. Déplacez le tube de haut en bas par mouvements réguliers et modérés — commencez doucement et augmentez l'intensité graduellement plutôt que de surger agressivement dès le premier mouvement, ce qui peut créer des ponts de fines au lieu de les briser.
- Purgez les sédiments délogés. Après chaque intervalle de surgeage, retirez l'eau et les fines entrées dans le tubage à l'aide d'un écope (le CarboBailer réutilisable d'ERE ou un écope jetable de la collection d'écopes (bailers)) ou d'une pompe à faible débit.
- Répétez jusqu'à ce que l'eau soit claire. Poursuivez les cycles de surgeage et de purge, en vérifiant la turbidité entre chaque cycle, jusqu'à ce que la qualité de l'eau se stabilise et que la turbidité atteigne la cible du projet avant l'événement d'échantillonnage.
Quelles autres méthodes de développement de puits existent en plus du surgeage?
Le surgeage est la méthode la plus courante pour les puits de surveillance de petit diamètre, car elle ne nécessite ni eau ni air extérieurs et fonctionne dans un tubage standard de 2 po à 4 po. D'autres méthodes utilisées dans l'industrie des puits d'eau et des puits de surveillance incluent le jetting (jets d'eau haute pression dirigés à travers des buses pour dégager les fentes de la crépine), l'air-lift (l'air comprimé soulève l'eau et les fines hors du tubage) et le surpompage (faire fonctionner une pompe bien au-delà de son débit normal pour extraire les dernières fines à travers la crépine). Le jetting et l'air-lift nécessitent généralement un équipement spécialisé et sont plus courants sur les puits de production ou d'approvisionnement en eau de grand diamètre que sur les puits de surveillance environnementale de 2 po à 4 po, où le surgeage combiné à l'écopage ou à la purge à faible débit est l'approche standard sur le terrain.
Une pompe péristaltique peut-elle remplacer le surgeage?
Non — une pompe péristaltique purge et échantillonne un puits, mais elle ne génère pas le différentiel de pression de plongée que produit le surgeage, donc elle ne brisera pas les ponts de fines ni ne dégagera les fines compactées dans la crépine. Les deux sont des étapes séquentielles, pas des alternatives : développez d'abord le puits avec un bloc de surgeage, puis utilisez une pompe péristaltique comme la pompe d'échantillonnage d'eau Ezyflow d'ERE pour la purge et l'échantillonnage à faible débit une fois que le puits produit une eau propre.
Comment choisir la bonne taille de bloc de surgeage?
Le choix du bloc de surgeage repose sur deux variables : le diamètre du puits et le débit souhaité. ERE offre quatre configurations de blocs de surgeage Waterra couvrant les puits de surveillance standard de 2 po et 4 po :
| Modèle | Diamètre du puits | Clapet de pied | Diamètre extérieur |
|---|---|---|---|
| Standard Flow — 2 po | Puits de 2 po | D-25 | 1,88 po |
| Standard Flow — 4 po | Puits de 4 po | D-25 | 3,88 po |
| High Flow — 2 po | Puits de 2 po | D-32 | 1,88 po |
| High Flow — 4 po | Puits de 4 po | D-32 | 3,88 po |
Les quatre modèles sont thermoplastiques, s'emboîtent directement sur le clapet de pied Waterra correspondant, et maintiennent un espace annulaire d'environ 1/16 po contre la paroi du tubage pour générer l'action de plongée. Les configurations High Flow s'associent au clapet de pied D-32 pour un développement plus rapide sur les puits où le temps sur le terrain est la contrainte.
Quand un puits de surveillance doit-il être redéveloppé?
Redéveloppez un puits dès que la turbidité augmente sur des échantillons auparavant clairs, que la récupération ralentit sensiblement après la purge, ou qu'un puits est resté inutilisé pendant une période prolongée entre les événements de surveillance — les massifs filtrants et les crépines peuvent se recolmatés avec le temps, même sur un puits correctement développé à l'installation. Les puits touchés par l'encrassement bactérien lié au fer ou au manganèse sont un déclencheur courant de redéveloppement; un test d'activité biologique (BART) peut confirmer l'encrassement bactérien comme cause avant de décider d'une approche de redéveloppement ou de réhabilitation. Le redéveloppement utilise la même procédure de surgeage et de purge que le développement initial, répétée jusqu'à ce que la turbidité et le débit reviennent à leur niveau de référence.
Les données d'un puits n'ont de valeur que si l'échantillon sur lequel elles reposent est représentatif — les Recommandations canadiennes pour la qualité des eaux souterraines auxquelles se réfèrent la plupart des cadres provinciaux de caractérisation de sites présupposent des échantillons propres et comparables entrant dans cette comparaison. Un puits qui n'a jamais été correctement développé — ou qui s'est recolmaté depuis — compromet cette comparaison avant même que le laboratoire n'effectue l'analyse.
Pour l'ensemble des outils d'échantillonnage autour d'un puits développé, consultez notre guide d'achat des enregistreurs de niveau d'eau et le guide complet d'équipement d'échantillonnage environnemental.
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Foire aux questions
Combien de temps dure le développement d'un puits?
Un puits de surveillance typique de 2 po à 4 po nécessite de 30 minutes à quelques heures de surgeage et de purge, selon le type de formation et la quantité de matériau fin introduit par la méthode de forage. Les formations de silt et de sable fin prennent généralement plus de temps que les massifs de gravier propre.
Quelle est la différence entre le développement et le redéveloppement d'un puits?
Le développement est le nettoyage initial d'un puits nouvellement installé avant sa première utilisation. Le redéveloppement est la même procédure de surgeage et de purge appliquée plus tard, lorsque la turbidité ou le débit a diminué sur un puits qui produisait auparavant des échantillons propres.
Ai-je besoin d'un bloc de surgeage, ou puis-je développer un puits par écopage seul?
L'écopage seul retire l'eau et les sédiments déjà détachés, mais ne génère pas le différentiel de pression de plongée qui brise les ponts de fines dans le massif filtrant. Surger d'abord avec un bloc, puis purger avec un écope ou une pompe, nettoie un puits plus rapidement et plus complètement que l'écopage seul.
Le même bloc de surgeage peut-il être utilisé sur plusieurs puits?
Oui, à condition qu'il soit décontaminé entre chaque puits selon le plan d'échantillonnage de votre projet — le même protocole anti-contamination croisée que celui appliqué à un écope ou une pompe.
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Read in English: Well Development for Monitoring Wells: How to Surge and Purge