Vulnérabilité de la grotte de Lascaux face au dérèglement climatique : caractérisation de la zone critique environnant la grotte // Climate Change Vulnerability of Lascaux Cave: Characterizing the Critical Zone

Les effets du changement climatique sont enregistrés depuis plusieurs années dans les grottes ornées, et en particulier dans celle de Lascaux. Il est nécessaire d'adapter les stratégies de conservations aux effets du changement climatique et en particulier aux événements ponctuels ; ces stratégies se baseront, entre autres, sur l'étude des équilibres thermiques à la paroi mais aussi sur celle de la circulation de l'eau à travers le massif jusque dans la grotte.
L'étude de la zone critique joue un rôle capital dans la conservation des grottes ornées. Il s'agit de prendre en compte tant la modification des teneurs en eau (Zhang et al, 2024) que celle des températures ou encore de la forêt. Les travaux de H Lharti et al (2023, 2025) et Salmon et al (2023) ont montré la nécessité de prendre en compte l'hétérogénéité du massif sur l'équilibre microclimatique régnant à l'intérieur de la grotte. Par exemple, l'influence de l'interface entre les calcaires coniacien et santonien a été très clairement démontré sur la propagation de la chaleur (Lharti, 2023 ; Verdet, 2020). Si le rôle de la teneur en eau des matériaux est théoriquement admis, il n'a pas pu être étudié dans le cadre de la thèse de H. Lharti en raison de l'absence de données spatiales et temporelles précises sur une large partie du massif. Nous proposons d'étudier par méthodes géophysiques l'environnement des arrivées d'eau existantes dans la grotte, en 3D et à différentes périodes d'un cycle hydrogéologique afin de quantifier au mieux les volumes et la porosité de ces probables réservoirs temporaires. Ces données pourront être intégrées à une modélisation thermique et hydraulique du massif. Elles permettront d'estimer l'évolution des écoulements dans le massif et dans la grotte, à la faveur de phénomènes météorologiques exceptionnels toujours plus fréquents, que ce soient de fortes précipitations ou des périodes de sécheresse.
Par ailleurs, le rôle des arbres est apparu crucial dans la compréhension de la zone critique et montre un impact déterminant sur ce massif (Larcanché et al., 2024). Des événements tels que des incendies ou des tempêtes, pourraient être responsables de chablis très importants. Le changement climatique amène par ailleurs à la disparition de certaines espèces. Afin de simuler l'effet de la disparition massive d'arbres, nous proposons, en collaboration avec la DRAC NA, de réaliser un abattage conséquent d'arbres sur un site expérimental équipé et suivi depuis 3 ans. Cette thèse permettrait ainsi de réaliser un suivi métrologique et géophysique de l'effet de la disparition massive d'arbres sur les écoulements d'eau dans le massif rocheux et sur le comportement thermique du massif.
L'accès aux données antérieures sur l'ensemble du site constitue un support scientifique indéniable pour simuler, au droit des zones sensibles de la grotte, des événements comparables à ceux pouvant être envisagés dans le cadre du changement climatique. Cette étude, bien que localisée sur le site de Lascaux, pourra constituer une référence en termes d'étude des effets du changement climatique sur d'autres grottes ornées et plus largement sur le milieu calcaire sous couvert forestier.
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The effects of climate change have been recorded for a number of years in decorated caves, particularly in Lascaux. Conservation strategies must be adapted to the effects of climate change, and in particular to one-off events; these strategies will be based, among other things, on the study of thermal equilibria at the wall, but also on the study of water circulation through the massif into the cave.
The study of the critical zone plays an important role in the conservation of decorated caves. This involves taking into account changes in water content (Zhang et al, 2024), temperature and forest cover. The work of H Lharti et al (2023, 2025) and Salmon et al (2023) has shown the need to take into account the heterogeneity of the massif on the microclimatic equilibrium within the cave. For example, the influence of the interface between Coniacian and Santonian limestones on heat propagation has been clearly demonstrated (Lharti, 2023; Verdet, 2020). Although the role of the water content of the materials is theoretically accepted, it could not be studied within the framework of H. Lharti's thesis due to the lack of precise spatial and temporal data over a large part of the massif. We propose to use geophysical methods to study the environment of existing water inlets in the cave, in 3D and at different periods of a hydrogeological cycle, in order to determine the extent to which water is present in the materials. These data can be incorporated into a thermal and hydraulic model of the massif. They will allow us to estimate the evolution of flows in the massif and in the cave in the face of increasingly frequent exceptional meteorological phenomena, from heavy rainfall to periods of drought.
In addition, the role of trees has been shown to be crucial in understanding the critical zone and to have a decisive impact on the massif (Larcanché et al., 2024). Events such as fires or storms could be responsible for large windthrow events. Climate change also leads to the disappearance of certain species. In order to simulate the effects of a massive disappearance of trees, we propose, in collaboration with the DRAC NA, to carry out a large-scale felling of trees on an experimental site that has been equipped and monitored for 3 years. This work will allow us to carry out metrological and geophysical monitoring of the effect of mass tree felling on water flow in the rock mass and on the thermal behaviour of the rock mass.
Access to previous data on the entire site provides undeniable scientific support for simulating events in sensitive areas of the cave that are comparable to those that could be envisaged in the context of climate change. Although this study is based on the Lascaux site, it could serve as a benchmark for studying the effects of climate change on other decorated caves and, more generally, on the limestone environment under forest cover.
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Début de la thèse : 01/10/2025

MESRI

Université de Bordeaux

209 Sciences Physiques et de l'Ingénieur

Étudiant en master 2 ou école d'ingénieur en géologie de l'ingénieur. Le candidat devra avoir des bases solides en géophysique de sub-surface et en géologie. Des connaissances en statistiques multi-dimensionnelles, géostatistiques, hydrogéologie sont souhaitées.
Master degree in science. The candidate must have a solid knowledge in near-surface geophysics and geology. Knowledge in multi-dimensional statistics, geostatistics, hydrogeology would be appreciated.