Un trépan est un dispositif placé à l’extrémité d’un train de tiges pour briser, couper et broyer les formations rocheuses pendant le forage d’un puits. Qu’il s’agisse d’un puits de gaz, d’eau ou de pétrole. Les trépans sont creux pour permettre le passage du fluide de forage, qui jaillit de buses interchangeables. Le fluide de forage lubrifie et refroidit le trépan et aide à faire remonter la roche à la surface. Dans les formations rocheuses non consolidées, les jets d’eau à haute pression permettent d’extraire directement la roche, réduisant ainsi la durée du forage.
Voir derrick pour un diagramme complet montrant son emplacement.
Trépan (forage du sol)
Le trépan est l’outil de coupe situé à l’extrémité inférieure du train de tiges qui est utilisé pour couper ou écraser la formation pendant le processus de forage rotatif d’un puits de pétrole. Les trépans sont munis de trous permettant le passage du fluide de forage, qui est expulsé par des buses interchangeables. Le fluide de forage lubrifie et refroidit le trépan et aide à faire remonter la roche broyée à la surface.
Le trépan à paroi moulée est un élément solide, en forme de croix ou à cinq pointes. Il est utilisé par gravité pour briser la roche ou le sol dur. Son utilisation n’est pas recommandée à proximité des bâtiments, car elle provoque des vibrations dans le sol, qui sont ressenties plus fortement dans les étages supérieurs des bâtiments. La fraiseuse de sous-sol ou l’hydrofraiseuse sont des solutions alternatives pour enfoncer la paroi moulée dans la roche ou simplement pour briser les couches dures.
Types de trépanes
Les trépans les plus couramment utilisés sont les tricônes, qui peuvent avoir des dents en acier ou des inserts en carbure de tungstène pour une meilleure durabilité dans les formations rocheuses dures. Ils comportent trois cônes rotatifs montés sur des galets, avec ou sans dispositif de retenue. Une conception plus récente de forets est le type PDC (Polycrystalline Diamond Compact), avec des inserts en diamant compact polycristallin, fabriqués industriellement sous la forme de pastilles gris foncé. Ces forets ne comportent pas de pièces mobiles et ont une durée de vie plus longue.
Un autre type de trépan est le trépan à échelons, qui n’est utilisé que dans les formations non consolidées, les grès et les argiles. Il a la particularité de couper sans broyer, ce qui est avantageux pour l’analyse des fragments en surface.
Outre les mèches à poids et à torsion mentionnées ci-dessus, il existe d’autres mèches actionnées par des coups, bien qu’elles ne soient plus utilisées en raison de leur faible efficacité.
Trépan (sculpture)
La tréphine est aussi un outil de sculpteur permettant de forer la pierre plus profondément que le ciseau et le marteau, dans le but d’obtenir un effet réaliste. Elle peut être utilisée pour créer des volumes et des effets de clair-obscur dans les sculptures, notamment dans les chevelures. Elle a été utilisée depuis l’époque des Égyptiens jusqu’à l’avènement de la perceuse électrique. Très utilisée en Grèce et à Rome, elle a été largement utilisée à la Renaissance et à l’époque baroque pour approfondir le modelage des figures, créant ainsi de grands effets de clair-obscur, mais la perforation était toujours retravaillée avec différentes limes et grattoirs. Rudolf Wittkover expliquait en 1980 que les outils de l’artiste influençaient le style.
Utilisation de la tréphine sur un sarcophage romain. Musées du Vatican. Rome. Utilisée directement, sans dissimuler la marque de perforation sur l’œuvre finie.