Texte intégral du reportage « Semplice profondità », Perforare, septembre–octobre 2026, pages 118–122. Lire l’article original avec toutes les photos (PDF).
Dans le domaine des injections pour la géothermie, le système développé par l’entreprise de Villafranca Padovana facilite la cimentation des puits avec une grande agilité opérationnelle. Il associe une méthodologie propriétaire et une installation dédiée pour opérer en sous-sol avec un contrôle depuis la surface, une fiabilité accrue et la possibilité d’approfondir ultérieurement le puits.
Dans le domaine des ouvrages géotechniques profonds et de la géothermie avancée, Dai Prà a développé et déposé une demande de brevet de méthode de travail portant sur un système innovant d’injection à grande profondeur. La méthodologie a été conçue pour opérer dans des conditions extrêmes et permettre la réalisation et la cimentation de puits géothermiques jusqu’à 2 000 mètres de profondeur. À l’origine du projet, un besoin concret : rendre les opérations de cimentation des puits profonds plus simples, plus sûres et plus efficaces. Avec la profondeur augmentent en effet les complexités techniques et opérationnelles, de la gestion des pressions à la préparation et au maintien des mélanges de ciment, jusqu’à la nécessité d’assurer la continuité de l’intervention sans introduire d’éléments susceptibles d’interférer avec les phases de forage ultérieures destinées à approfondir le puits.
La solution développée par Dai Prà est le fruit d’une approche d’ingénierie mûrie au fil d’années de collaboration avec des clients et des partenaires dans la réalisation de solutions dédiées à des projets complexes. Le résultat allie simplification opérationnelle, fiabilité, maîtrise du processus et optimisation des phases de cimentation, avec une application pensée aussi bien pour le secteur géothermique que pour le secteur géotechnique. La méthodologie a été étudiée, mise au point et validée dans le cadre d’une collaboration internationale dans les pays scandinaves, au sein d’un projet de réalisation de puits destinés à la géothermie profonde et au développement de solutions énergétiques durables à haut rendement prévues dans la région.
La méthode et le contrôle en surface
L’élément central de l’innovation est la nouvelle méthode de travail pour les injections profondes, appuyée par une centrale de malaxage et d’injection conçue et réalisée spécifiquement pour cette méthodologie. L’approche vise à simplifier considérablement la cimentation, en réduisant le recours à des équipements complexes et à des accessoires à positionner et à gérer à l’intérieur du puits. Une part importante des opérations est ainsi ramenée en surface, où elle peut être surveillée et contrôlée avec une plus grande précision.
Le système intègre les différentes phases du processus : de la préparation du mélange au maintien de son homogénéité, jusqu’à l’injection haute pression à l’intérieur du tubage.
L’aspect distinctif, objet de la demande de brevet de méthode industrielle, est la nouvelle méthodologie d’injection géotechnique profonde. Le processus prévoit l’injection sous pression par le haut à travers le tubage, préalablement mis en place dans le terrain sur 500 mètres et rempli d’eau, sans recourir aux méthodes traditionnelles telles que les obturateurs ou d’autres composants internes au tubage.
Depuis la tête de puits sont introduits des éléments séparateurs perdus, coulissant à l’intérieur du tubage, conçus pour éliminer ou limiter le mélange entre l’eau et le coulis de ciment. Ces mêmes éléments permettent de pomper la quantité de mélange réellement nécessaire et sont conçus pour être facilement détruits lors de l’approfondissement ultérieur du puits, prévu jusqu’à 2 000 mètres. Le remplissage contrôlé de l’espace annulaire entre tubage et terrain se fait par la remontée de l’eau qui occupait le tubage. L’eau est poussée par le mélange de ciment pompé depuis la tête de puits : le coulis descend d’abord confiné entre les éléments perdus, puis sort par le fond et remonte progressivement dans l’espace annulaire jusqu’à la surface, à partir de 500 mètres de profondeur.
Un autre avantage réside dans la suppression de composants critiques à l’intérieur du tubage, comme les obturateurs placés en tête ou aux plus grandes profondeurs opérationnelles. La réduction de ces composants limite les risques de dysfonctionnement et évite en même temps les interférences avec les phases ultérieures de forage et d’approfondissement du puits.
De la conception à la validation
La méthodologie et la configuration d’installation correspondante ont été mises en œuvre lors d’un essai sur site réalisé conjointement par les techniciens de Dai Prà et le personnel technique du partenaire scandinave. Les résultats obtenus ont permis de vérifier la fiabilité du processus et de l’installation et de procéder à la validation de la solution. La cimentation s’est révélée homogène, rapide et maîtrisée, conformément à ce qui avait été conçu et mis en œuvre.
Parmi les principaux avantages constatés figurent : la simplification du processus d’exécution, grâce à la suppression d’opérations et d’équipements autrement nécessaires en profondeur ; une plus grande rapidité d’intervention, avec la possibilité de cimenter un puits en une seule journée de travail, selon les conditions du chantier et le volume à traiter ; la réduction des coûts par rapport aux systèmes traditionnels qui peuvent prévoir, par exemple, l’emploi d’obturateurs en tête ou en profondeur ; une fiabilité accrue, grâce à la réduction des composants critiques et au contrôle depuis la surface des paramètres de processus ; une garantie de qualité supérieure, grâce à la gestion maîtrisée de la préparation du mélange, des quantités utilisées et des paramètres de pompage ; la possibilité d’approfondir ultérieurement le puits, grâce à l’absence de composants permanents ou difficilement amovibles à l’intérieur du tubage.
Tout en une seule solution
Le projet développé par Dai Prà met ainsi en relation trois éléments étroitement liés : une méthodologie innovante de cimentation profonde, une installation dédiée à son application et une configuration pensée pour un usage direct sur le terrain. L’expérience acquise lors de l’application internationale et les résultats de l’essai sur site confirment l’intérêt de la solution pour le développement de la géothermie profonde et des ouvrages géotechniques de nouvelle génération. Le système vise à réduire les complexités opérationnelles, à optimiser les délais et les coûts et à accroître la fiabilité globale des interventions de cimentation en profondeur.
Une installation conçue autour de la méthode
Pour rendre la méthodologie applicable de manière efficace, Dai Prà a développé une centrale de malaxage et d’injection conçue comme support opérationnel de la méthode brevetée. L’objectif est d’assurer l’automatisation, la continuité et le contrôle de l’ensemble du cycle : de la préparation du mélange jusqu’à son injection dans le tubage.
La configuration comprend un système vide-big-bag de 1 000 kg pour l’alimentation de la centrale de malaxage automatique en matériau à base de ciment/bentonite ; une vis sans fin pour le transport et le dosage de la poudre ; un malaxeur colloïdal à haut rendement pour obtenir un mélange homogène ; un système de dosage contrôlé des adjuvants ; un agitateur pour maintenir l’homogénéité du coulis pendant les phases d’attente et de pompage ; et un système d’injection haute pression réglable, directement raccordé au tubage mis en place dans le terrain. L’équipement est complété par une tête d’alimentation au sommet du tubage pour l’injection par le haut, des systèmes automatiques de remplissage d’eau et de lavage de l’installation et un groupe électrogène, qui rend le système autonome sur le plan énergétique. L’ensemble de l’installation a été conçu selon une logique d’intégration et d’automatisation, afin de réduire les opérations manuelles et de rendre reproductibles les différentes phases du cycle de travail.
La configuration : conteneurisée et prête pour le chantier
La solution est complétée par la configuration conteneurisée autoélévatrice, développée pour permettre une mise en œuvre rapide directement sur chantier. Les principaux équipements nécessaires à la préparation et à l’injection du mélange sont réunis dans une seule unité. Cette conception réduit le besoin de structures auxiliaires externes et simplifie les activités d’installation et de mise en service. La configuration compacte et autonome est particulièrement adaptée aux projets dans lesquels la localisation des chantiers, les conditions opérationnelles et la nécessité de limiter les délais d’intervention rendent indispensables des systèmes facilement transportables, rapidement installables et immédiatement opérationnels.
Photos et légendes du reportage
Le PDF original de Perforare contient les photos du système et de l’essai sur site, avec ces légendes :
- Le panneau de commande avec enregistreur de données pour le malaxage et l’injection automatiques.
- Le déchargement du big bag dans le mini-silo intégré à l’installation.
- Tête d’alimentation du mélange, au sommet du tubage.
- Le conteneur intégré autoélévateur.
- La remontée du coulis de ciment depuis 500 mètres de profondeur (remplissage de l’espace annulaire entre forage et tubage).
