CA1232264A - Echantillonnage continu non remanie, du till de fond non plastique, par carottage a rotation - Google Patents

Abstract

Appareil et méthode pour échantillonnage continu non remanié du till de fond non plastique par carottage à rotation. Le terme till de fond non plastique (sans cohésion) correspond à un dépôt glaciaire hétérogène, constitué d'un mélange non stratifié et non trié de silt, de sable, de gravier, de cailloux, de blocs et sans particules d'argile. En géotechnique, on classifie ce matériau d'une façon générale, comme un sable silteux graveleux avec un pourcentage variable de cailloux et de blocs (la matrice sans cohésion étant constituée de silt et de sable). L'appareil comprend entre autre un ensemble de train de tiges, un carottier triple et un trépan de conception nouvelle d'un diamètre préchoisi. Le train de tiges est tourné à une vitesse de rotation (rpm) prédéterminée en fonction du diamètre du trépan et la pénétration du carottier dans le sol se fait à une vitesse d'avancement prédéterminée. Le trépan est muni d'une couronne sertie de diamants selon un patron prédéterminé. Le système de canalisation de fluide traverse le trépan et la couronne. Le fluide sort à la face de la couronne, et circule de façon à ne pas toucher l'échantillon, prévenant ainsi le délavage de la matrice du sol. La boue utilisée a une viscosité très élevée soit un minimum de 70 sec. mesurée sur l'entonnoir Marsh. La vitesse de circulation est maintenue à une valeur très basse et prédéterminée. Un tube interne est suspendu dans le carottier afin d'y recevoir l'échantillon non remanié du sol. La récupération de l'échantillon se fait en retirant le tube intérieur du carottier au moyen d'un système à câble et durant cette opération la circulation de la boue est inversée.

Description

3;:~64 La présente invention concerne un appareil et une méthode permettant d70btenir un échantillonnage continu, non remanié particulierement mais non exclusivement dan~ un till de fond hétérogene non-plastique.
Ltéchantillonnage de till de fond non-plastique a toujours posé un problème particulier car on a jamais réussi à obtenir un échantillonnage satisfaisant et représentatif de ce matériau. Plusieurs problèmes géotechniques sont reliés à la construction de digues et barrages en terre, de routes, d~édifices et d'autres structures ou des sols de ce type sont impliqués. On sait que le till de fond non-plastique constitue un excellent sol de fondation de même qu'un excellent matériau de construction pour le noyau imperméable des digues et des barrages (si le pourcentage de silt est supérieur à 15%).
La difficulté d'obtenir des échantillons représentatifs et non remaniés dans ce type de till non plastique est causée par sa composition hétérogène (silt9 sable, gravier, cailloux, blocs) ainsi que par la nature non plastique de la matrice.

Afin de déterminer les caractéristiques géologiques et géo-techniques de ces sols de -façon satisfaisante, il est essentiel que le taux de récupération des échantillons soit le plus élevé

possible.
La méthode d'échantillonnage tradionnellement utilisée est celle connue sous l'abréviation SPT (Standard Penetration Test). La méthode de forage utilisée est un forage destructif par lavage (wash borin~). La méthode consiste à descendre dans le sol un tubage, soit par batta~e ou rotation en utilisant l'eau comme fluide de forage afin d'assurer le déplacement des particules de 901 ~ l'intérieur du tubage jusqu'au niveau d'enfoncement à des profondeurs préterminées . Habituellement à tous les 1,5 m, un carottier fendu (SPT) est enfon~é par ~2;3Z~

battage pour prélever un échantillon. Cette méthode n t est pas satisfaisante parce qu'il s'agit d'un échantillonnage discontinu, remanié ayant un tau~ de récupération généralement très faible et donnant ainsi une information imprécise sur la nature exacte de la composition du sol. La présence de gravier, de cailIoux et de blocs et la densité élevée du till de fond rendent la pénétration du carottier dans le sol très difficile et souvent même impossibleO En plus, l'utilisation de l'eau comme fluide de forage engendre un délavage excessif de la matrice sablo-silteuse présente dans ce solO Les particules fines sont ainsi entraînées en surface et le matériau récuperé à l'échantillonnage ne possède plus les caractéristiques existantes in situ (densité et granulométrie).
En conclusion, cette méthode n'est pas satisfaisante et l'interprétation des données ainsi obtenues est difficile et peut même s'avérer fort trompeuse.
D'autres techniques de reconnaissance du till non plastique ont été utilisées mais avec peu de succès et à des coûts élevés. Par exemple, la composition du till peut etre déterminée en y creusant des tranchées, toutefois les profon-deurs ainsi atteintes sont habituellement trops faibles. De plus, à cause des dimensions de l'équipement requis, il arrive souvent qu~il ne peut être transporté sur le site où
les études sont requises. Des techniques sismiques ont aussi été utilisées pour obtenir une définition quelconque de la lithologie du till non plastique~ Ces techniques ne peuvent cependant donner une inormation géotechnique suffisamment précise sur le till non plastique.
I1 semble donc que jusqu'à ce jour on n~a pu obtenir un échantillonnage continu et non remanié du till de fond non plastique.

~3%~6d~

Une caractéristique de la présente invention consiste à ournir un appareil et une méthode capable de prélever de façon continue des échantillons non remaniés, plus particulièrement mais non spécifiquement dans un till non plastique hétérogène, éliminant ainsi les difficultés et désavantages nombreux des moyens précités utilisés jusqu'à
présent.
Une autre caractéristique de l'appareil et de la méthode consiste dans la possibilité d'obtenir un échantillon continu et non remanié dans un till non plastique en y insérant un tubage et en retirant sans déplacer ce dernier une carotte intégrale de sol représentant les mêmes conditions ~ue celles existant in situ.
Une autre caractéristique de l'invention est que cet appareil et cette méthode pour prélever un échantillon continu non remanié du till non plastique sont plus économiques que ceux utilisés jusqu'à ce jour.
Une autre caractéristique de 1 t invention consiste en un appareil et une méthode permettant dlobtenir des échan-tillons de till non plastique de qualité supérieure permettantde réduire le nombre de forages.
Selon un autre aspect, la présente invention est caract~risée par un appareil et une méthode pour obtenir un éc~antillon continu et représentatif du till non plastique permettant une détermination précise de sa granulométrie.
Ceci permet dtétablir de facon précise la qualité et l'etendue des dépôts susceptibles d'8t~e utilisés comme matériaux d'emprunt pour la construction de digues et barrages.
Cette identification précise, jusqu'en grande profondeur permet de garantir des volumes suffisants le plus près possible des ouvrages projetés ce qui résulte en des ~32~iA

économies considérahles en ce qui concerne le coût de transport du till durant la construction.
Selon un autre aspect, l'invention est caractérisée par un appareil et une méthode pour obtenir un échantillon continu et représentatif du till non plastique où le fluide de forage utilisé ne délave pas les particules fines (silt et sable) présentes dans le till non plastique.
Selon un autre de ces aspects, la présente invention est caractérisée par un appareil et une méthode pour l'obten-tion d~un échantillon continu et representatif du till nonplastique permettant de déterminer de facon précise les caractéristiques géotechniques de ces dépôts en vue de les utiliser comme fondation ds digues et barrages. De cette façon, on pourrait envisager un ouvrage de retenue sans cou-pure ou sans excavation du mort terrain ou tranchées de boue.
Selon les caractéristiques mentionnées ci-dessus, dans son aspect le plus large, 1 t invention propose un nouveau concept dans les techniques de forage et d'échantillonnage.
Des essais furent e~ectués pour optimiser: le diamètre du 20 ~orage, les vitesses de rotation et d'avancement, la viscosité
et le débit du fluide de forage dans le but d'obtenir des échantillons non remaniés de till de fond hétérogène non plastique. De plus, un nouveau trépan a été con~u pour tenir compte des caractéristiques du till. Le trépan fut adapté
sur un carottier à triple enveloppe de type à cable.
Dans un sens large, la présente invention concerne un appareil de forage pour obtenir un échantillon continu et non remanié de till non plastique. L'appareil comprend un train de tigas de forage muni d'un carottier et d'un trépan de diamètre prédéterminé fixé à la base de ce dernier. Des moyens d'entra~nement sont utilisés pour assurer la rotation ~3Z~

de la tige de forage à une vitesse et une pression d'avancement prédéterminées en fonction du di~nètre clu trépan de façon à
ce que ce dernier pénètre dans le sol à une vitesse prédéter-minée. Le trépan est muni d'une couronne perçée de plusieurs canalisations de diam~tre prédéterminé qui assurent l'écoule-ment de la boue de forage à une pression et une vitesse prédéterminée. La boue possède une viscosité d'au moins 70 secondes mesurée sur un entonnoir Marsh~ Les tu~es de réception de l'échantillon de sol sont suspendus dans le carottier et possadent des dimensions qui les rendent aptes à recevoir un échantillon de till non remanié.
Plus précisément9 mais de fa~on non exclusive, l'appareil selon la présente invention est utilisé pour obtenir un échantillon continu et non remanié d'un till de fond non plastique hétérosène. La méthode comprend le forage à une vitesse et une pression d'avancement prédéterminées en fonction du diamètre du trépan. Une carotte de sol est prélevée au moyen du carottier et du trépan ~ couronne ~ixé
son extrémité. Par la même occasion, on injecte une boue de forage ~ une vitesse dlécoulement prédéterminée ~ travers le trépan jusqutà la base de sa couronna. La boue possède une viscosité d~au moins 70 sec. mesurée sur un entonnoir Marsh.
Le fluide de forage circule par canalisation sur la couronne du trépan. Des tubes de réception de l'échantillon sont suspendus dans le carottier jusqu'au niveau du trépan. Ces tubes avancent dans le sol en m8me temps que le carottier sans toutefois subir le mouvement de rotation imprimé ~ ce dernier par le train de tiges. Cette pénétration dans le sol s'effectue à ~me vitesse prédéterminée et faible, de preférence entre

2,5 et 4,0 cm/sec~ Ceci permet à l'échantillon de pénétrer dans ces tubes au fur et à mesure qu'il est découpé par le ~;~32~i4 trépan. Par la suite, les tubes de réception de l'échantillon sont remontés à la surface à travers le train de tiges creuses.
L~appellation till de fond non plastique se réfère à un dépôt glaciaire hétérogène renfermant un mélange non stratifié et non trié de silt, sable, gravier, cailloux et blocs, sans particules d~argile. Dans le language géotechnique, ce materiel est généralement classifié comme un sable silteux graveleux avec des cailloux et des blocs (la matrice non cohésive étant constituée de silt et de sable).
On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en réEérence aux croquis annexés dans lesquels:
la FIGURE 1 est une vue en coupe d'un appareil selon la présente invention, la FIGURE 2 est une vue en coupe du trépan prise selon la ligne ~-A de la FIGURE 3; et la FIGURE 3 est une vue prise du bout du trépan.
En se référant aux croquis, plus précisément à la FIGURE 1, on voit en 10 1'appareil de forage selon la présente invention qui est utilisé pour extraire UIl échantillon 11 d~un sol 1~, plus précisément~ mais non de façon exclusive, compose de till de fond non plastique hétérogène. L'appareil comprend un train de tiges de forage creuses 13 et un trépan 14' est ; fixé à l'extrémité in~Eérieure du carottier 14. Un système ; de réception de l'échantillon, dans le cas présent un tube interne 34 d'un carottier 1~ est retenu à l~intérieur du trépan 1~ t . Le carottier est ~ triple enveloppe et de type à câb]e, connu dans la technique de -Eorage, mais cependant non utilisé pour l'échantillonnage des sols non cohésifs.
Avant dtinsérer le carottier 14 dans le sol 12', on insère un collet de stabilisation 16 dans le sol laissant ~;~32~

son extrémité supérieure 16' depasser la surface du sol 12 t de fa~on à emp~cher le délavage de ce dernier. Le collet de stabilisation du sol 16 est muni d'un sabot 16" à sa partie inférieure et le collet est inséré dans le sol par percussion ou rotation. Ce collet est habituellement descendu jusqu'à
environ 2 mètres et il est évidé par lavage jusqu'~ sa base.
Le tubage externe 17 et les tiges de forage 13 sont enfoncés dans le sol ~ l'intérieur du collet de stabilisation 16. Un dispositif d'étanchéité 18 est fixé à l'extrémité
supérieure 21 du tubage 17. L'interstice 19 à la canalisation de boue se définit comme l'espace entre les tiges de forage 13 et le tubage externe 17. L'extrémité inférieure du tubage 17 est munie dtun sabot 20.
Tel qu'illustré, l'interstice de con~ection 19 mène à la partie en forme d~entonnoir du dispositif d'étanchéité
18 au sommet 21 du collet 17 tout autour des tiges de forage 13 de façon ~ retourner vers le réservoir ~ boue 22 le fluide de forage qui est utilisé dans le forage et qui transporte les particules fines d'émoulage. La boue est nettoyée dans le réservoir 22 et en utilisant des moyens appropriés, elle est retournée dans la zone interne 23 des tiges de forage 13.
L'appareil de circulation de boue utilisé est connu dans la technique et n'est pas illustré en détail dans ces dessins.
Afin d'obtenir une pénétration du carottier dans le sol, on effectue la rotation alternative des tiges de forage 13 et du tu~age externe 17 par l'entremise d'un moyen d'en-tra~nement connu dans la technique et non illustre dans les dessins. Cependant, pour le forage dans un sol de ce type, on a réalisé que les vitesses de rotation doivent etre lentes, ` 30 de l"~rdre de 150 ~ 200 rpm. De plus, toujours pour le forage 1~32~

dans un sol de ce type, on a réalisé que la boue de forage doit avoir une viscosité d'au moins 70 secondes mesurée sur un entonnoir Marsh, et de préférence la viscosité doit varier entre 80 et 100 secondes. Dans certains cas~ la viscosité peut être même de 110 à 120 sec. La boue circule dans la zone interne 23 à l'intérieur des tiges de forage 13, à travers le carottier 14, dans l'interstice 32 entre le carottier et ses tubes internes 34, à travers les canalisations 29 et les hublots 30 dans le trépan 14' et le retour est canalisé par l~interstice annulaire 19 entre les tiges 13 et le tubage externe 17.
En se référant aux FIGURES 2 et 3, on montre la forme de trépan 14' qui est fixé au carottier 14 à sa partie infé-rieure. Le trépan 14' est constitué d'un corps cylindrique 24 muni d t une tete de forage en forme de couronne 25 à sa base.
La tête de forage en forme de couronne 25 est constituée d'un anneau abrasif interne 26 ayant une surface abrasive externe et convexe 27. Une surface abrasive externe, en forme de circon~
férence, inclinée vers l'arrière est prévue sur la face inclinée de l'extrémité pénétrante du trépan 14'. L'anneau abrasif ainsi que la surface inclinée abrasive sont tous deux constitués d'un noyau solide renfermant des diamants industriels dont les dimensions varient entre 60 ~ 90 pierres par carat.
Ainsi qu'on le voit sur les FIGURES 2 et 3, plusieurs canalisations à fluide 29, en nombre 8 en tout dans le présent cas, sont disposées à distance égale autour de la tete de forage en forme de couronne 25 de façon à conduire par convec-tion la boue de forage sur la tête pénétrante. Ce flot externe de boue n~érode pas la carotte de sol qui se forme à l'intérieur de l'anneau 26 à mesure que la tete de forage 25 pénètre dans le sol.

~32~

Le tr~pan 14' est aussi muni d'une portion interne filetée 33 au voisinage de l'extrémité de raccord 35 s'adaptant sur le carottier 14~ Le diamètre de l'anneau abrasif interne 26 est choisi de façon ~ retirer un échantillon qui s'ajuste exactement dans le tube intérieur 34 lequel est verrouillé
dans le carottier 14.
Comme on le voit sur la FIGURE 1, le tube intérieur 34 du carottier 14 est muni de hublots d'évacuation 37 pour faciliter la sortie de la boue présente lorsque l'échantillon remonte dans ce dernier. Un élément de raccord 38 est fixé
au couvercle 36 pour permettre le déverrouillage et le retrait du tube intérieur 34 du carottier 14. Un câble de retrait est joint à une poignée 39 au sommet de l'élément de raccord 38 au moyen diun dispositif à mâchoire 40 fixé à l'extrémité
du c~ble 41.
L'échantillonnage steffectue pendant que le trépan ; 14' sTenfonce dans le sol par rotation. Ltéchantillon découpé
dans le sol pénètre dans le tube intérieur 34 alors que le carottier s'enfonce sous la pression et la rotation ~ui s'exercent sur les tiges de ~orage. Les pressions de circu-lation de la boue sont maintenues entre 140 et 17S KPa. La boue est constituée de bentonitej laquelle est maintenue sous une pression entre environ 140 et 175 KPa par la pompe.
Pendant que le trépan coupe le matériel qui se trouve dans ; son chemin, que ce soit un gros caillou, du sable ou du gravier, la boue se déplace de la portion de tête en forme de couronne 25 vers la surface externe 42, à travers l'inter-stice de canalisation 19 entre le tubage de forage et le tubage externe et retourne dans le réservoir 22 où les particules dtémoulage recueillies sont séparées par centrifugation dans une pompe (non illustrée) le tout de facon conventionnelle.

_ g ._ ~232~à4 Apres avoir été nettoyée, la boue est injectée de nouveau au sommet des tiges de forage 13.
Lorsque le carottier a pénétré sur une certaine distance dans le sol, l'opération de forage s'arrête et le tube intérieur 34 est lentement et délicatement retiré du trou en se servant du câble 41. Afin d'aider au retrait de l'échan-tillon 11, on inverse la circulation de la boue en pompant cette dernière du réservoir 22, à travers le passage 19, de retour au fond du trou. Cette opération exerce une poussée vers le haut sur le tube intérieur et l'échantillon pour éliminer l'effet de vacuum. La vitesse de retrait du tubage interne est coordonnée avec la vitesse d'injection de la boue à travers le passage 19. Le tubage externe 17 est alors abaissé par rotation jusqu'à l'extrémité du trépan au niveau du prochain échantillonnage.
La suite des opérations de forage s'e~fectue en ajoutant des sections de tubage et de tiges de forage 13 jusqu'au niveau de l'échantillonnage ~ui suit, le tout de fa,con connue.
Suite à u~e optimisation, la tige de forage 13 possede un diamètre de 139,7 mm et la vitesse de rotation des tiges varie entre 150 et 200 rpm pour assurer une pénétration dtenviron 2,5 à 4 cm par minute. Le diamètre des passages 30 dans le trépan 14' a été établi à 6,5 mm pour assurer une bonne circulation de la boue de haute viscosité utilisée et afin que le volume de circulation de la boue soit peu élevé~
c'est-à-dire environ 18 à 23 litres/min. La pression de cir-culation de la boue fut établie ~ environ 175 KPa.
La présente invention comprend évidemment toutes modifications de la réalisation décrite ci-dessus, à la condition que ces modifications soient englobées par les ~ ~3~

revendications annexées. Par exemple, l'appareil n~est pas exclusivement limité à un usage pour l'échantillonnage de till de fond non pla~tique.

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' '~; ' '

Claims (17)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Un appareil de forage pour l'obtention d'un échantillonnage continu et non remanié de till de fond non plastique hétérogène, ledit appareil comprenant une tige de forage creuse munie d'un trépan, dont le diamètre est pré-établi, à l'extrémité foreuse de ladite tige, des moyens d'entraînement pour faire tourner ladite tige de forage à une vitesse et une pression d'avance prédéterminées, selon le diamètre du trépan, afin d'entraîner le trépan en rotation et assurer la pénétration de la tige de forage dans le sol à une vitesse prédéterminée, ledit trépan étant muni d'une tête de forage annulaire, laquelle comporte plusieurs canalisations de fluide dont le diamètre est prédéterminé, des moyens de canalisation pour assurer un écoulement sous pression d'une boue de forage dans la tige creuse de forage à une vitesse prédéterminée, un collet externe disposé autour de ladite tige de forage, et espacé de cette dernière pour constituer un interstice à convection de boue entre ladite tige de forage et ledit collet externe, la boue de forage étant amenée à la tête de forage par circulation de la boue dans lesdites canalisations prévues dans ladite tête de forage pour sortir par ledit interstice à convection de boue lorsque la tige de forage tourne, faisant en sorte que l'écoulement de boue est à distance du trépan empêchant ainsi tout contact avec le till de fond projeté dans ladite tête de forage annulaire pour ne pas déranger la carotte de till de fond, ladite boue possédant une viscosité d'au moins 70 sec. mesurée sur un entonnoir de Marsh, ladite boue présente dans ladite tête de forage étant à une pression d'environ 140 à 175 KPa, un tube rétractible de réception de l'échantillon de sol pouvant s'insérer et se retirer dudit trépan, dont les dimensions sont suffisantes pour recevoir à serre dans ledit tube rétractible un échantillon non remanié dudit sol, et permettant de retirer ledit échan-tillon sans le déranger, et un tubage de stabilisation de sol placé autour dudit collet externe et dépassant la surface du sol de façon à empêcher le délavage autour du trou de sonde pratiqué par ledit appareil de forage.

2. Appareil selon la revendication 1 où ledit trépan est constitué par un collet de forme cylindrique, ladite tête de forage en forme de couronne est disposée à l'extrémité libre dudit collet et est constituée par un anneau abrasif interne ayant une surface externe abrasive convexe et une surface externe abrasive en forme de circon-férence et inclinée vers l'arrière, les canalisations à
convection de fluide se prolongeant desdites surfaces abra-sives jusquà un mur interne dudit collet de forme cylindrique.

3. Appareil selon la revendication 2 où lesdites canalisations de fluide s'étendent depuis une zone entre la surface abrasive externe convexe et la surface abrasive inclinée pour lubrifier lesdites surfaces et mener les particules d'émoulage vers la tête de forage.

4. Appareil selon la revendication 3 où le collet de forme cylindrique est muni d'une portion interne filetée adjacente à un raccord avec ledit collet pour recevoir par vissage de l'extrémité active de la tige de forage.

5. Appareil selon la revendication 3 comprenant huit canalisations de fluide équidistantes entre elles et prévues sur la tête de forage en forme de couronne, lesdites surfaces externes abrasives étant munies de diamants indus-triels dont les dimensions varient entre environ 60 à 90 pierres par carat.

6. Appareil selon la revendication 1, où ladite boue de forage est constituée de bentonite à haute viscosité
de façon à empêcher le délavage des particules de silt et de sable dans le till non plastique.

7. Appareil selon la revendication 1 où lesdits moyens de réception de l'échantillon de sol sont constitués par un carottier à triple enveloppe et de type à câble possédant une extrémité inférieure ouverte et une extrémité
supérieure de raccord, des moyens de fixation de l'extré-mité supérieure à un câble de retrait, ladite extrémité
supérieure ayant des hublots d'évacuation pour permettre la sortie de la boue de l'intérieur dudit tubage cylindrique, lorsque le carottier est abaissé dans ladite tige de forage creuse.

8. Appareil selon la revendication 7 où les moyens pour la fixation de l'extrémité supérieure à un câble de retrait comprennent un élément de raccord accouplé à
l'extrémité supérieure et étant formé d'un bouton d'attache à son extrémité supérieure, ledit câble ayant une mâchoire de prise à son extrémité inférieure pour attache automatique avec ledit bouton.

9. Appareil selon la revendication 1 où le trépan possède un diamètre interne d'environ 80-85 mm, ladite vitesse de rotation de la tige de forage est environ 150-200 rpm et la vitesse de circulation de la boue de forage est d'environ 18 à 23 litres/min.

10. Un appareil de forage pour l'obtention d'un échantillonnage continu et non remanié de till de fond non plastique hétérogène, ledit appareil comprenant une tige de forage creuse munie d'un trépan, dont le diamètre est pré-établi, à l'extrémité foreuse de ladite tige, des moyens d'entraînement pour faire tourner ladite tige de forage à
une vitesse et une pression d'avance prédéterminées, selon le diamètre du trépan, afin d'entraîner le trépan en rotation et assurer la pénétration de la tige de forage dans le sol à une vitesse prédéterminée, ledit trépan étant muni d'une tête de forage annulaire, laquelle comporte plusieurs cana-lisations de fluide dont le diamètre est prédéterminé, des moyens de canalisation pour assurer un écoulement sous pression d'une boue de forage dans la tige creuse de forage à une vitesse prédéterminée, un collet externe disposé autour de ladite tige de forage, et espacé de cette dernière pour constituer un interstice à convection de boue entre ladite tige de forage et ledit collet externe, la boue de forage étant amenée à la tête de forage par circulation de la boue dans lesdites canalisations prévues dans ladite tête de forage pour sortir par ledit interstice à convection de boue lorsque la tige de forage tourne, faisant en sorte que l'écoulement de boue est à distance du trépan empêchant ainsi tout contact avec le till de fond projeté dans ladite tête de forage annulaire pour ne pas déranger la carotte de till de fond, ladite boue possédant une viscosité
d'au moins 70 sec. mesurée sur un entonnoir de Marsh, ladite boue présente dans ladite tête de forage étant à une pression d'environ 140 à 175 KPa, un tube rétractile de réception de l'échantillon de sol pouvant s'insérer et se retirer dudit trépan, dont les dimensions sont suffi-santes pour recevoir à serre dans ledit tube rétractible un échantillon non remanié dudit sol, et permettant de retirer ledit échantillon de ladite tige creuse sans le déranger des moyens permettant de faire pénétrer ledit collet externe dans ledit till à la suite de ladite tige de forage et dudit trépan un récupérateur à boue de forage disposé autour de la périphérie en forme de circonférence du collet externe et de ladite tige de forage, et des moyens pour enlever les particules de sol de ladite boue et pour conduire cette dernière dans ladite tige de forage creuse, une pompe à centrifuge associée audit récupérateur, de façon à filtrer les particules d'émoulage de sol présentes dans la boue de forage.

11. Un appareil selon la revendication 10, où lesdits moyens de faire pénétrer ledit collet externe sont constitués par lesdits moyens d'entraînement pour faire tourner la tige de forage.

12. Une méthode d'extraction d'un échantillon continu et non remanié de till de fond non plastique hétéro-gène comprenant les étapes suivantes:
(i) on effectue le forage, à une vitesse et une pression d'avancement prédéterminées selon le diamètre prédé-terminé d'un trépan, d'une carotte annulaire de sol à échan-tillonner au moyen d'une tige de forage creuse munie dudit trépan avec tête de forage en forme de couronne à l'extrémité
foreuse de ladite tige;

(ii) on injecte simultanément, à une vitesse prédé-terminée, une boue de forage dont la viscosité mesurée sur un entonnoir Marsh est au moins 70 secondes dans plusieurs canalisations de fluide prévues, sur ladite tête de forage en forme de couronne;
(iii) on fait circuler par convection ledit fluide de forage au-delà de ladite tête de forage;
(iv) on fait circuler ladite boue de forage depuis lesdites canalisations de fluides à l'extérieur dudit trépan dans un annulus de circulation formé entre la tige de forage et un collet externe disposé autour de ladite tige de forage et espacé de cette dernière pour faire en sorte que ladite boue ne vienne pas en contact avec le till projeté dans la tête annulaire de forage de façon à ne pas déranger la carotte de till de fond;
(v) on fait avancer simultanément un tube de réception d'un échantillon de sol suspendu dans ledit trépan et à une vitesse prédéterminée pour la réception à serre d'un échantillon non remanié de till de fond non-plastique retiré par ladite tête de forage; et (vi) on retire le tube de réception d'échantillon de ladite tige de forage creuse sans déranger ledit échan-tillon.

13. Une méthode selon la revendication 12 où
l'étape (ii) comprend l'injection de ladite boue de forage sur la tête de forage sous une pression d'environ 140 à
175 KPa.

14. Une méthode selon la revendication 12 où
l'étape (v) comprend l'injection simultanée de ladite boue de forage sous pression dans l'annulus formé entre la tige de forage et le collet externe espacé de cette dernière pour faire en sorte que la boue s'élève dans ladite tige creuse de forage sans déranger l'échantillon, l'échantillon est reçu par un carottier, et le retrait dudit carottier à
la même vitesse que le taux de déplacement de la boue dans ladite tige creuse de forage.

15. Une méthode selon les revendications 13 ou 14 comprenant l'étape additionnelle de filtration des particules d'émoulage dans la boue de forage au moyen d'une pompe à
pression, ladite pompe étant une pompe à centrifuge.

16. Une méthode selon la revendication 14 où
ladite boue est injectée sous une pression d'environ 140 à 175 KPa.

17. Une méthode selon la revendication 14 où
l'étape (i) comprend la rotation en alternance de ladite tige de forage et dudit tubage externe.