Il Settore Geologia e Dissesto di ARPAL si è occupato della campagna geognostica e geofisica dell’area di studio, con l’aiuto di professionisti esterni.
Le indagini geologiche e geofisiche sono state eseguite perché si tratta di un’area estremamente complessa, in quanto lungo la valle del Roia si intersecano molte linee tettoniche e faglie. Il substrato è composto da almeno tre litologie differenti, ovvero i flysh, i conglomerati e le argille plioceniche, che si intersecano e sovrappongono in vario modo. Lo scopo di ARPAL era quello di definire la geometria del substrato e lo spessore delle coltri al di sopra di esso.
In precedenza erano già state effettuate delle campagne geognostiche nel 2006, nel 2010 e nel 2013, ma comunque abbiamo ritenuto necessario integrarle, soprattutto in direzione trasversale alla valle e soprattutto per quanto riguarda il tratto dalla confluenza della Bevera alla foce.
È stato anche integrato il sistema di monitoraggio della falda soprattutto in ingresso ed in uscita dall’area di studio, che come già ricordato ha una larghezza massima di circa mezzo chilometro ed una lunghezza di circa 6 chilometri.
ARPAL gestisce attualmente una rete di monitoraggio delle acque sotterranee ; nella zona di Ventimiglia e soprattutto nella zona del campo pozzi italo-francesi ci sono numerosi punti di prelievo e piezometri attrezzati. ARPAL esegue due campagne all’anno a cadenza semestrale per il controllo della falda per quanto riguarda lo stato quantitativo della risorsa idrica. Disporre di un maggior numero di punti di controllo significa poter irrobustire la qualità dei controlli.
Le Secteur Géologie et Catastrophes de l’ARPAL s’est occupé de la campagne géognostique et géophysique de la zone d’étude, avec l’aide de professionnels extérieurs.
Les investigations géologiques et géophysiques ont été réalisées car il s’agit d’une zone extrêmement complexe, à cause de nombreuses lignes tectoniques et failles qui se croisent le long de la vallée de Roia. Le substrat est composé d’au moins trois lithologies différentes, à savoir les flysh, les conglomérats et les argiles du Pliocène, qui se croisent et se chevauchent de diverses manières. L’objectif d’ARPAL était de définir la géométrie du substrat et l’épaisseur des couches alluviales au-dessus.
Auparavant, des campagnes géognostiques avaient déjà été menées en 2006, 2010 et 2013, mais en tout cas ARPAL a jugé nécessaire de les intégrer, notamment dans le sens transversal à la vallée et surtout en ce qui concerne le tronçon de la confluence de la Bevera à l’embouchure.
Le système de suivi des eaux souterraines a également été intégré, notamment à l’entrée et à la sortie de la zone d’étude, qui, comme déjà mentionné, a une largeur maximale d’environ un demi-kilomètre et une longueur d’environ 6 kilomètres.
L’ARPAL gère actuellement un réseau de suivi des eaux souterraines ; dans la zone de Vintimille et surtout dans la zone du champ de puits italo-français, il existe de nombreux points de prélèvement et des piézomètres équipés. L’ARPAL mène deux campagnes par an tous les six mois pour le contrôle de la nappe en ce qui concerne l’état quantitatif de la ressource en eau. Avoir un plus grand nombre de points de suivis, c’est pouvoir renforcer la qualité des contrôles.
La realizzazione di indagini geognostiche e geofisiche comporta una logistica e delle procedure autorizzative piuttosto complesse, che hanno comportato un’intensa fase propedeutica alle operazioni di terreno.
La réalisation de levés géognostiques et géophysiques implique des procédures logistiques et d’autorisation assez complexes, qui impliquaient une phase préparatoire intense aux opérations de terrain.
Nel quadro del progetto “Concert-Eaux” sono stati eseguiti due sondaggi profondi a carotaggio continuo. Uno di essi è stato eseguito nella zona litorale in prossimità della spiaggia e si è spinto fino a circa 90 metri di profondità dove è stato intercettato il substrato, che è risultato in argille compatte plioceniche, sormontate da alluvioni con granulometrie che andavano dalla sabbia alla ghiaia ed in alcuni casi depositi più fini.
Dans le cadre du projet «Concert-Eaux», deux forages profonds avec carottage continu ont été réalisés. L’un d’entre eux a été réalisé dans la zone côtière près de la plage et est allé jusqu’à environ 90 mètres de profondeur où le substrat a été intercepté, ce qui a abouti à des argiles pliocènes compactes, surmontées des dépôts alluviaux avec des granulométries allant du sable au gravier et dans certains cas plus fins.
L’altro sondaggio a carotaggio continuo è stato eseguito nell’area del Parco Ferroviario ed in questo caso il substrato è stato rilevato alla profondità di circa 60 metri. Anche in questo caso il substrato è risultato in argille compatte plioceniche, sormontate da alluvioni con granulometrie che andavano dalla sabbia alla ghiaia ed in alcuni casi depositi più fini.
L’autre forage carotté en continu a été réalisé dans la zone du parc ferroviaire et dans ce cas le substrat a été détecté à une profondeur d’environ 60 mètres. Dans ce cas également, le substrat a abouti à des argiles pliocènes compactes, surmontées des dépôts alluviaux avec des granulométries allant du sable au gravier et dans certains cas plus fins.
Oltre a questi due sondaggi profondi – che sono stati entrambi attrezzati a piezometro a piena fenestratura, in modo tale da verificare l’andamento della falda nella sua completezza – sono state eseguite altre due perforazioni a distruzione di nucleo, ovvero senza l’estrazione della carota completa, destinate ad ospitare delle canne piezometriche. Esse inizialmente dovevano avere lunghezza di 15 metri e posizionarsi uno presso la confluenza del Bevera e l’altro più a monte, presso la località Varase. In fase di esecuzione si è deciso di approfondire maggiormente le ricerche, ed è stato deciso di affiancare ad ognuno di questi piezometri un altro piezometro spinto fino a perforare il substrato roccioso. Essi sono stati completati con delle canne piezometriche cieche per tutta la parte di attraversamento delle coltri alluvionali, ma fessurate nella parte di attraversamento del substrato roccioso, ovvero con la cosiddetta tecnica di Casagrande.
Si è verificato che, per quanto riguarda il piezometro da 15 metri a piena fenestratura realizzato in località Varase ed il piezometro Casagrande ad esso affiancato attestato nella roccia di substrato e profondo 25 metri, il livello della falda è risultato sostanzialmente identico. Presso la confluenza del Bevera il piezometro di Casagrande è stato spinto fino alla profondità di 40 metri ; è interessante notare che nonostante i due piezometri siano posti ad una distanza di circa 50 cm l’uno dall’altro, la differenza dei livelli della falda registrati in essi differisce di circa 1 m. In particolare nel piezometro di Casagrande il livello della falda è più alto di circa 1 m. Questo probabilmente è dovuto ad un apporto di acque profonde che circolano nelle fratture del substrato. I risultati di questa campagna di indagini sono stati utili sia per il perseguimento degli obbiettivi del progetto “Concert-Eaux” sia per l’attività istituzionale di ARPAL, perché ha costituito l’opportunità di ampliare la rete di misura e di sviluppare alcuni studi anche inerenti l’ingressione del cuneo salino, che è un problema che in queste zone è piuttosto rilevante.
En plus de ces deux forages profonds – tous deux équipés d’un piézomètre entièrement fenêtré, afin de vérifier le cours de la nappe dans son intégralité – deux autres forages de destruction de carottes ont été réalisés, c’est-à-dire sans extraction de la carotte complète, destiné à accueillir des tuyaux piézométriques. Ils devaient initialement avoir une longueur de 15 mètres et être positionnés l’un près du confluent de la Bevera et l’autre plus en amont, au niveau de la localité Varase. Lors de la phase d’exécution, il a été décidé d’approfondir la recherche et il a été décidé de placer un autre piézomètre à côté de chacun de ces piézomètres, qui est poussé vers le bas pour perforer le substrat rocheux. Ils ont été complétés par des cannes piézométriques aveugles pour toute la partie de la traversée de la couverture alluviale, mais fissurées dans la partie du substrat rocheux, avec la soit-dite technique de Casagrande.
Il a été vérifié que, en ce qui concerne le piézomètre pleinement fissuré de 15 mètres construit à Varase et le piézomètre Casagrande adjacent, attesté dans le substrat rocheux et à 25 mètres de profondeur, le niveau de l’aquifère était sensiblement identique. Au confluent de la Bevera, le piézomètre Casagrande a été poussé à une profondeur de 40 mètres ; il est intéressant de noter que bien que les deux piézomètres soient placés à une distance d’environ 50 cm l’un de l’autre, la différence des niveaux de l’aquifère qu’ils enregistrent diffère d’environ 1 m. En particulier, dans le piézomètre Casagrande, le niveau des eaux souterraines est d’environ 1 m plus haut. Ceci est probablement dû à un apport d’eau profonde circulant dans les fractures du substrat. Les résultats de cette campagne de suivi ont été utiles à la fois pour la poursuite des objectifs du projet “Concert-Eaux” mais également pour l’activité institutionnelle de l’ARPAL, car elle représentait l’opportunité d’agrandir le réseau de suivi et de développer des études inhérentes au l’entrée du coin salin, ce qui est un problème tout à fait pertinent dans ces zones.
Per definire la morfologia del substrato del Roia e del Bevera e gli spessori del corpo alluvionale dalla foce fino a circa 4 km a monte di essa, sono state utilizzate una serie di tecniche sismiche ibride, ovvero non solo analisi sismiche attive ma anche passive. Per la sismica attiva le stese sono state eseguite lungo delle sezioni che nella figura sono indicate con linee tratteggiate rosse trasversali all’alveo del fiume. Le sismiche passive sono state realizzate posizionando i sensori (indicati con HVSR in figura) in punti di misura nei quali sono stati registrati i rumori di fondo naturale.
Per quanto riguarda la sismica attiva, sono state applicate tecniche di sismica tomografica e sismica a riflessione. Sono state eseguite 8 sezioni di cui una sul Bevera, cercando di allargarle il più possibile sulle sponde, in modo da ottenere un’immagine estesa dei depositi alluvionali. L’ultima sezione, eseguita a valle e praticamente all’interno del centro abitato di Ventimiglia, è stata orientata perpendicolarmente alla costa in ragione alle possibilità logistiche di esecuzione.
Pour définir la morphologie du substrat de la Roya et de la Bevera et l’épaisseur du corps alluvial depuis l’embouchure jusqu’à environ 4 km en amont de celui-ci, une série de techniques sismiques hybrides ont été utilisées, c’est-à-dire non seulement des analyses sismiques actives mais aussi passives. Pour la sismique active, l’étalement a été effectué le long de sections qui sur la figure sont indiquées par des lignes pointillées rouges, transversales au lit de la rivière. La sismique passive a été réalisée en positionnant les capteurs (indiqués par HVSR sur la figure) dans des points de mesure où les bruits de fond naturels ont été enregistrés.
En ce qui concerne la sismique active, des techniques de sismique tomographique et de réflexion ont été appliquées. 8 coupes ont été réalisées, dont une sur la Bevera, en essayant de les élargir au maximum sur les berges, afin d’obtenir une image étendue des dépôts alluviaux. La dernière section, réalisée en aval et pratiquement à l’intérieur de la ville de Vintimille, était orientée perpendiculairement à la côte en raison des possibilités logistiques d’exécution.
Localizzazione delle prove eseguite nel settore sud. Nelle immagini sono riportati anche i posizionamenti di prove eseguite in precedenza.
Localisation des tests effectués dans le secteur sud. Les images montrent également le positionnement des tests précédemment effectués.
Localizzazione delle prove eseguite nel settore centrale. Nelle immagini sono riportati anche i posizionamenti di prove eseguite in precedenza.
Localisation des tests effectués dans le secteur central. Les images montrent également le positionnement des tests précédemment effectués.
Localizzazione delle prove eseguite nel settore nord. Nelle immagini sono riportati anche i posizionamenti di prove eseguite in precedenza.
Localisation des tests effectués dans le secteur nord. Les images montrent également le positionnement des tests précédemment effectués.
Le indagini sismiche hanno dovuto tenere conto della situazione logistica dei siti di esecuzione. In molte zone non ci sono stati particolari problemi, mentre una situazione più complessa ha dovuto essere affrontata nel caso della stesa sismica eseguita in ambito urbano a Ventimiglia. Essa è stata eseguita di sera per ridurre il rumore di fondo e per non intralciare la circolazione. È stato utilizzato un trattore che trasportava il dispositivo generatore degli impulsi sismici in quasi tutte le sezioni di misura. L’impulso sismico viene generato dall’impatto di un grave che viene lasciato cadere da un’altezza standard. Con questo sistema l’impulso sismico supera in potenza non solo i rumori di fondo di origine antropica ma anche quelli generati dal fiume, poiché i sensori sono molto sensibili ed era necessario produrre un impulso abbastanza forte che fosse utile per l’analisi.
Les tests sismiques devaient prendre en compte la situation logistique des sites d’exécution. Dans de nombreuses endroit, il n’y avait pas de problèmes particuliers, alors qu’une situation plus complexe devait être affrontée dans le cas de la section sismique effectuée dans la zone urbaine de Vintimille. Elle a été réalisée le soir, pour réduire le bruit de fond et ne pas gêner la circulation. Un tracteur a été utilisé pour transporter le dispositif de génération des impulsions sismiques dans presque toutes les sections de mesure. L’impulsion sismique est générée par l’impact d’une grave tombée d’une hauteur standard. Avec ce système, l’impulsion sismique dépasse en puissance non seulement les bruits de fond d’origine anthropique mais aussi ceux générés par le fleuve, car les capteurs sont très sensibles et il fallait produire une impulsion suffisamment forte qui était utile pour l’analyse.
Strumentazione per tomografia elettrica.
Instrumentation de tomographie électrique.
Questo è un esempio di due record registrati. Nel diagramma di sinistra ogni singola traccia fa riferimento ad un sensore posizionato al suolo ogni 10 metri circa ; tutti i sensori vengono collegati insieme e l’impulso è generato in questo caso nella posizione a sinistra del grafico ; questo metodo viene denominato “Thumper”.
Nel diagramma di destra il sistema utilizzato è differente e viene denominato “Wacker” ; si tratta di un motocompattatore che è un sistema a vibrazione che genera una serie di fronti d’onda che vengono elaborati e forniscono un record piuttosto diverso dal precedente.
Ceci est un exemple de deux enregistrements obtenus. Dans le schéma de gauche, chaque trace unique fait référence à un capteur positionné au sol tous les 10 mètres environ ; tous les capteurs sont connectés ensemble et l’impulsion est générée dans ce cas dans la position à gauche du graphique ; cette méthode s’appelle “Thumper”.
Dans le schéma de droite, le système utilisé est différent et s’appelle «Wacker»; c’est un moteur compacteur qui est un système de vibration qui génère une série de fronts d’onde qui sont traités et fournissent un enregistrement assez différent du précédent.
Una parte dei segnali viene elaborata analizzando le velocità ovvero i tempi di propagazione delle onde sismiche dal punto di impatto al punto di ricezione, permettendo così di ottenere un’immagine del sottosuolo. Nell’esempio in figura è mostrata la sezione 601 ovvero la seconda a partire da Nord ; si tratta di un’immagine di sezione vista da monte verso valle. La superficie della sezione riporta i numeri corrispondenti ai vari sensori che sono stati posizionati. I colori aiutano l’interpretazione dei risultati, indicando in chiaro ed in verde i depositi alluvionali. Questo tipo di analisi geofisica non consente di riconoscere esattamente la natura litologica dei terreni, ma dà un’idea delle velocità con le quali le onde sismiche li attraversano e quindi indirettamente del loro addensamento. Generalmente i valori più bassi corrispondono a limi o argille mentre quelli più alti a ghiaia e ciottoli.
Tutta la parte colorata in blu si riferisce al materiale lapideo ovvero alla roccia di base.
La forma riconoscibile della superficie di interfaccia fra alluvioni e roccia di substrato indica che probabilmente il paleo-alveo presentava una sede principale del fiume sulla destra ed anche un alveo secondario in sinistra.
Une partie des signaux est traitée en analysant les vitesses ou les temps de propagation des ondes sismiques du point d’impact au point de réception, permettant ainsi d’obtenir une image du sous-sol. Dans l’exemple de la figure la section 601 est représenté, c’est-à-dire la seconde en partant du Nord ; c’est une image en coupe vue de la montagne vers la vallée. La surface de la coupe montre les numéros correspondant aux différents capteurs qui ont été positionnés. Les couleurs aident à l’interprétation des résultats, indiquant les dépôts alluviaux en clair et vert. Ce type d’analyse géophysique ne permet pas de reconnaître exactement la nature lithologique des sols, mais donne une idée des vitesses avec lesquelles les ondes sismiques les traversent et donc indirectement de leur densité. En général, les valeurs inférieures correspondent aux limons ou aux argiles tandis que les plus élevées correspondent au gravier et aux cailloux.
Toute la partie colorée en bleu fait référence au matériau de la rocheux ou à la roche de base.
La forme reconnaissable de la surface d’interface entre les alluvions et le substrat rocheux indique que le lit paléo-fluvial avait probablement un lit principal sur la droite et également un lit secondaire sur la gauche.
Una analisi preliminare all’ottenimento dell’immagine proposta nella diapositiva precedente riguarda lo studio dei gradienti delle velocità. Per ottenere un’immagine sufficientemente definita della tomografia sismica presentata nella diapositiva precedente, viene eseguita un’analisi del gradiente delle velocità verticali. Laddove si riscontrano variazioni delle velocità sulla verticale, è probabile che ci sia una variazione della litologia o della consistenza dei materiali. In questo caso, la forma ondulata visibile al centro della sezione è quella che separava nell’immagine precedente i depositi alluvionali dal substrato roccioso. Essa corrisponde all’interfaccia di variazione delle velocità sismiche sulla verticale.
Une analyse préliminaire, réalisé pour obtenir l’image proposée dans la diapositive précédente, concerne l’étude des gradients de vitesse. Pour obtenir une image suffisamment définie de la tomographie sismique présentée dans la diapositive précédente, une analyse en gradient des vitesses verticales est effectuée. Lorsque des variations de vitesse verticale sont constatées, il y a probablement une variation dans la lithologie ou dans la texture des matériaux. Dans ce cas, la forme ondulée visible au centre de la section est celle qui séparait les dépôts alluviaux du substrat rocheux dans l’image précédente. Elle correspond à l’interface de variation des vitesses sismiques sur la verticale.
Un’altra informazione che si è ottenuta dall’indagine sismica è presentata in questa diapositiva. In questo caso i dati non sono elaborati in termini di velocità delle onde sismiche ma bensì di riflessioni (echi) sismici. In corrispondenza delle variazioni di consistenza o litologia dei materiali, si vengono a produrre superfici di discontinuità le quali riflettono le onde sismiche. Questo tipo di analisi dà la possibilità di ricostruire in profondità gli assetti geologici delle sezioni esaminate. Con questa metodologia è anche possibile riconoscere la presenza di strutture tettoniche quali le faglie, riportate come linee di colore rosso nell’immagine. Per quanto riguarda la ricostruzione della geometria dei depositi alluvionali, anche in questo caso è visibile l’interfaccia fra questi ed il substrato roccioso in quanto quest’ultimo ha una consistenza che è di due o tre volte superiore a quella dei depositi ad esso sovrastanti. Pertanto essa genera echi importanti, che sono quindi ben rilevabili. La zona “zebrata” nella parte inferiore della sezione rappresenta la struttura del sottosuolo dal punto di vista geofisico.
Une autre information obtenue à partir du levé sismique est présentée dans cette diapositive. Dans ce cas, les données ne sont pas traitées en termes de vitesse des ondes sismiques mais plutôt de réflexions sismiques (échos). En correspondance des variations de consistance ou de lithologie des matériaux, des surfaces de discontinuité se produisent qui réfléchissent les ondes sismiques. Ce type d’analyse permet de reconstituer en profondeur les atouts géologiques des sections examinées. Avec cette méthodologie, il est également possible de reconnaître la présence de structures tectoniques telles que des failles, représentées par des lignes rouges dans l’image. Quant à la reconstruction de la géométrie des dépôts alluviaux, également dans ce cas l’interface entre eux et le substrat rocheux est visible, car ce dernier a une consistance deux à trois fois supérieure à celle des dépôts au-dessus. Il génère donc des échos importants, qui sont donc bien détectables. La zone «zèbre» dans la partie inférieure de la section représente la structure du sous-sol d’un point de vue géophysique.
L’utilità di utilizzare queste due tecniche deriva dal fatto che nessuna delle due può considerarsi esaustiva. Ognuna di esse fornisce una propria immagine del sottosuolo ; l’integrazione delle informazioni fornite da ogni tecnica consente di risolvere i dubbi interpretativi che inevitabilmente possono porsi. Nella sezione illustrata nella diapositiva, le frecce di colore rosso e di colore blu corrispondono a interfacce di gradiente ricavate dalla sismica tomografica. La sismica a riflessione fornisce un modello del sottosuolo diverso ; come si vede a sinistra ed a destra dell’immagine le forme sono differenti : a destra, nella zona evidenziata dal contorno in rosso, non si vedono riflessioni. Probabilmente perché ci sono litologie diverse sui due lati, ed a destra la geologia è più omogenea che a sinistra. Mettendo insieme le informazioni tomografiche e quelle a riflessione è possibile ottenere una sintesi. Nel caso in figura è stata ipotizzata la presenza di una faglia (linea tratteggiata “C”) che ha dislocato il substrato, che a destra dell’immagine appare di natura probabilmente argillosa.
L’utilité d’utiliser ces deux techniques découle du fait qu’aucune d’elles ne peut être considérée comme exhaustive. Chacun d’elles fournit sa propre image du sous-sol ; l’intégration des informations fournies par chaque technique permet de dissiper les doutes interprétatifs qui peuvent inévitablement surgir. Dans la section représentée sur la diapositive, les flèches rouges et bleues correspondent aux interfaces de gradient obtenues à partir de la sismique tomographique. La sismique de réflexion fournit un modèle différent du sous-sol ; comme on peut le voir à gauche et à droite de l’image, les formes sont différentes : à droite, dans la zone mise en évidence par le contour rouge, aucun reflet n’est visible. Probablement parce qu’il y a des lithologies différentes des deux côtés, et à droite la géologie est plus homogène qu’à gauche. En rassemblant des informations tomographiques et à réflexion, il est possible d’obtenir une synthèse. Dans le cas de la figure, on a avancé l’hypothèse de la présence d’une faille (ligne pointillée “C”) qui a déplacé le substrat, qui à droite de l’image apparaît probablement de nature argileuse.
Qui viene illustrata un’altra tecnica, di tipo elettrico. Rappresenta due sezioni eseguite a Ventimiglia. Quella in basso nell’immagine è stata eseguita lungo l’asse fluviale del Roia a fianco dei giardini presso la foce ; in essa il colore verde identifica i depositi alluvionali mentre il blu mostra il substrato. La sezione in alto attraversa la zona dei giardini e va letta da valle a monte. In questo caso si vede in modo evidente come la parte in colore blu, più conduttiva, è correlata alla presenza delle argille del substrato che lasciano il posto procedendo verso destra e quindi verso il centro urbano, a materiali a minor conducibilità che sono indicati in verde, in giallo ed in rosso, che corrispondono alle ghiaie e sabbie delle alluvioni del Roia.
Ici une autre technique, de type électrique, est illustrée. Il représente deux sections réalisées à Vintimille. Celle ci-dessous dans l’image a été réalisée le long de l’axe fluvial de la Roia le long des jardins à l’embouchure ; dans celle-ci, la couleur verte identifie les dépôts alluviaux tandis que le bleu montre le substrat. La section ci-dessus traverse le jardin et se lit de la vallée à la montagne. Dans ce cas, on voit clairement comment la partie la plus conductrice de couleur bleue est corrélée à la présence des argiles du substrat qui quittent leur place en procédant vers la droite et donc vers le centre urbain, à des matériaux de moindre conductivité qui sont indiqués en vert, en jaune et rouge, qui correspondent aux graviers et sables des alluvions de la Roya.
