En termes miniers, le creusement d’un puits s’appelle le fonçage.
Le sous-sol du Bassin Potassique présente des difficultés particulières du fait de la présence de nappes dans les terrains proches de la surface. La première et la principale difficulté du fonçage consiste à creuser les premiers mètres dans ces terrains aquifères, en évitant l’envahissement du chantier par les eaux.
Au-delà, certains niveaux, comme les grès du Stampien, contiennent également de l’eau. Par ailleurs, il s’agit d’un gisement salifère, donc de minerai soluble, qui pose le problème de la réalisation d’un puits sec.
Plusieurs méthodes ont été mises en œuvre pour la traversée des terrains aquifères, après un ou des sondages de reconnaissance destinés à évaluer la position et l’épaisseur de ces terrains :
- la trousse coupante
- la congélation
- le rideau de palplanches
La trousse coupante
Cette méthode consiste à construire une tour circulaire reposant sur un sabot tranchant en fonte ou en acier. Le creusement se fait à l’intérieur de la tour à l’abri des venues d’eau. En évacuant les déblais à l’intérieur, on sape la base de la tour qui s’enfonce progressivement jusqu’à être dans les terrains imperméables.
Le procédé a été largement utilisé au début du 20ème siècle pour les premiers puits.
La congélation
Introduite dès 1883 pour le fonçage des puits dans les Mines, la méthode permet de congeler des terrains aquifères jusqu’à plusieurs centaines de mètres de profondeur.
Le procédé est sûr, mais long à mettre en œuvre et d’un coût élevé.
Le sondage préalable permet de définir la hauteur des terrains à congeler.
Dans le Bassin Potassique les terrains ont été congelés sur des hauteurs de 50 à 150 mètres.
Une saumure, refroidie par une centrale frigorifique, circule dans des trous forés en couronne autour du puits et va abaisser la température jusqu’à -20 à -30°C, formant au final un mur de glace dans lequel le creusement va pouvoir se faire à l’abri des venues d’eau. Au fur et à mesure du fonçage, un revêtement étanche est posé.
La méthode a été quasiment généralisée à partir des années 20.
Le rideau de palplanches
Le procédé, couramment employé en travaux publics, n'a été utilisé que pour le creusement du puits de Berrwiller, compte tenu de la très faible épaisseur des graviers à cet endroit. Il consiste à enfoncer progressivement dans le sol une couronne d’éléments en acier appelés palplanches, s’emboîtant les uns dans les autres. On constitue ainsi un rideau étanche permettant d’exécuter le creusement, protégé des venues d’eau.
Le creusement
Le creusement s’effectue par foration et tir à l’explosif, le chargement des récipients évacuant les déblais étant assuré par une pelle mécanique ou un grappin.
Le revêtement des terrains
Au fur et à mesure du creusement, les parois du puits reçoivent un revêtement qui varie selon la nature des terrains traversés, terrains secs ou pouvant générer des venues d’eau : cuvelage métallique, maçonnerie en briques ou épaisseur de béton.
Le cuvelage
A l’époque du fonçage de la plupart des puits, le revêtement des parties aquifères est constitué d’anneaux en fonte construits par assemblage d’éléments de 1,5 mètre de hauteur : le cuvelage. Chaque anneau comporte des trous permettant d’injecter une épaisseur de ciment à l’arrière. Certains puits ont dû être cuvelés au final sur plusieurs centaines de mètres.
Le reste du puits, dans les zones sèches, est revêtu de maçonnerie en briques, d’agglomérés de béton et pour les puits les plus récents par du béton coulé sur place.
