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Atlas de la grotte Chauvet-Pont d’Arc. Volume 1

 | 
Jean Clottes
, 
Jean-Michel Geneste

Partie 4. Conservation de la grotte actuelle

Chapitre 7. Définir des périmètres de protection et de précaution de la grotte

Jean-Jacques Delannoy, Stéphane Jaillet, Dominique Genty, Yves Perrette, Estelle Ployon et Benjamin Sadier

Texte intégral

7.1. Introduction

1Jean-Jacques Delannoy

2Les mesures conservatoires prises par le ministère de la Culture au lendemain de la découverte de la grotte et développées ensuite par le service de la Conservation ont permis de maintenir l’intégrité physique et le très bon état de préservation de la cavité en se concentrant sur la gestion des espaces souterrains et de leur accessibilité (cf. infra, chapitre 8). Moins d’un an après sa découverte, la grotte est classée au titre des Monuments historiques ; un périmètre est alors délimité pour préserver la cavité et aussi permettre à l’État d’acquérir les terrains situés au dessus de la grotte et aux abords immédiats de son entrée (cf. infra, § 8.6.). Compte tenu de la rapidité des décisions, ce périmètre défini en amont des recherches dans la grotte repose sur une logique géométrique : il recouvre l’enveloppe spatiale des réseaux souterrains, reportée à la surface du plateau. Les recherches conduites par la suite, d’une part sur les caractères climatiques et hydrologiques de la cavité et d’autre part en vue de sa candidature au Patrimoine mondial de l’Unesco ont apporté de nouvelles connaissances qui ont permis de redéfinir un périmètre de protection en cohérence avec le fonctionnement actuel de la grotte. Ce chapitre a pour objectif de présenter les différents niveaux d’information qui ont été utiles à cette redéfinition et à la proposition de lui adjoindre un périmètre de précaution plus vaste.

3L’état de conservation exceptionnel de la grotte est en grande partie lié à la fermeture de l’entrée préhistorique par une succession d’écroulements de l’escarpement calcaire qui ont abouti à interdire durant 21 500 ans tout accès physique aux réseaux souterrains. Cette fermeture, en régulant via l’Éboulis d’Entrée les échanges aérologiques avec l’extérieur, a aussi contribué à une relative stabilité des conditions hygro-climatiques au sein de la grotte. Préserver les équilibres aérologiques, hygrométriques et climatiques constitue ainsi une priorité absolue pour favoriser la conservation des vestiges archéologiques et des panneaux ornés, mais constitue également un enjeu fondamental dans la gestion de l’environnement extérieur de la grotte, soumis de son côté aux effets du changement climatique global et des usages anthropiques. Comment conserver la stabilité hygroclimatique de la grotte dans un environnement en évolution ? Pour répondre au mieux à ce paradoxe, il est indispensable de comprendre le fonctionnement climatique de la grotte et d’appréhender le plus finement possible les modalités de circulation hydrologique depuis la surface du plateau jusqu’à la cavité. En effet, toute variation dans ces circulations est, avec les échanges aérologiques, susceptible de modifier les conditions hygrométriques et climatiques souterraines ainsi que les dynamiques physico-chimiques tant des parois que des sols (concrétionnement, altération, etc.). Au-delà de cette compréhension, il est indispensable de mesurer la sensibilité de la grotte à la fréquentation actuelle et à venir, ainsi qu’aux transformations de son environnement, notamment sous l’effet de l’évolution climatique planétaire en cours. Ces différentes problématiques sont également au cœur de ce chapitre. Elles sont abordées à différentes échelles d’analyse, depuis celle du massif karstique jusqu’à celle des gouttes d’eau débouchant dans la grotte. Cette approche multiscalaire a pour dénominateur commun de définir les modalités de circulation diphasique (eau et air) dans un des compartiments non accessibles à l’investigation directe : celui qui est compris entre la surface du massif et les contours de la grotte.

4Un premier niveau d’information est à rechercher dans la structuration géologique du massif au sein duquel se développe le système karstique de la grotte Chauvet (cf.infra, § 7.2.). L’organisation lithostructurale permet d’appréhender l’origine géographique des écoulements rejoignant la grotte. Néanmoins, la confrontation de cette organisation avec l’observation des arrivées d’eau dans la grotte met en avant un autre paramètre fondamental dans la compréhension des flux diphasiques : l’évolution spéléogénique de la grotte, notamment son fonctionnement paragénétique qui a eu et a pour effet de contrarier l’arrivée des écoulements dans les conduits souterrains. C’est à ce premier niveau de complexité que répond l’étude intégrée du système karstique de la grotte Chauvet.

5Le deuxième niveau de connaissance est celui des conditions climatiques de la grotte et des caractères géochimiques des eaux débouchant dans la grotte (cf. infra, § 7.3.). Il permet, tout d’abord, de définir les conditions actuelles de la cavité (température, pression partielle de CO2, humidité, origine du CO2, etc.), dont la stabilité sur le long terme a assuré le bon état de conservation. Les analyses isotopiques mises en place permettent par ailleurs de déterminer les temps de transit et de stockage des eaux avant leur arrivée dans la grotte et d’appréhender les différents compartiments hydrogéologiques au sein de la masse karstique et leur rôle respectif dans le fonctionnement hydroclimatique de la grotte.

6Le troisième niveau d’investigation est celui de l’étude du goutte à goutte des stalactites (cf. infra, § 7.4.). L’analyse du régime stalactitique comparé à celui des pluies indique l’existence de différents comportements hydrologiques au sein de la masse calcaire, confortant les hypothèses issues des études isotopiques. L’analyse du régime dans le domaine spectral (méthode des ondelettes) permet de discerner deux fonctionnements très différents : un écoulement très transmissif lors des périodes de précipitations exceptionnelles (« événements cévenols ») et un écoulement beaucoup plus capacitif lié au rôle de la nappe épikarstique, autrement dit proche de la surface. Ce nouveau niveau de complexité est à intégrer dans la définition du périmètre de protection comme dans la gestion de la couverture bio-pédologique en connexion directe avec l’épikarst.

7L’ensemble de ces études sur les transferts hydrologiques a été mobilisé pour définir le bassin d’alimentation karstique de la grotte et aborder ses variations spatiales selon les événements météorologiques (cf. infra, § 7.5.). Au terme de cette chaîne de raisonnement il a été possible de déterminer les périmètres de protection et de précaution de la grotte Chauvet, aujourd’hui pris en compte dans le plan de gestion de la grotte au titre de son inscription sur la Liste du patrimoine mondial de l’Unesco. L’approche globale de la grotte, intégrant l’ensemble des échelles de connaissance, est, on le voit, un point essentiel dans la définition des modalités de conservation prenant en compte les dynamiques médiales liées au changement global. Les travaux menés sur les grottes de Lascaux, d’Altamira et de Chauvet soulignent la pertinence de l’étude intégrée et systémique dans la définition des modes de gestion des grottes ornées.

7.2. Incidences du dispositif géologique et de l’évolution karstogénique dans les flux hydroclimatologiques actuels

8Jean-Jacques Delannoy, Stéphane Jaillet, Estelle Ployon, Benjamin Sadier

9Afin de cerner au mieux le fonctionnement hydrologique et climatique de la cavité (cf. infra, § 7.3. et § 7.4.), il est essentiel d’intégrer la géométrie, la nature de l’encaissant géologique et la karstogenèse régionale. Cette dernière a en effet joué un rôle majeur dans les mises en place successives des structures de drainage karstique (cf. supra, § 4.2. et § 4.5.) qui influent de diverses façons sur les écoulements et leur circulation au sein du massif calcaire, à l’aplomb de la grotte. Les études géomorphologiques et spéléogéniques régionales ont mis en évidence différentes phases de karstification dont plusieurs concernent directement la grotte Chauvet-Pont d’Arc (fonctionnements noyé, épinoyé et vadose : Jaillet et al. 2012 ; Sadier 2013). Même si certains remontent à plusieurs millions d’années, la prise en compte de ces événements est importante pour préciser les modalités de circulation hydrologique et aérologique dans la cavité. À titre d’exemple, le fait que la cavité ait été, à différentes périodes, complètement colmatée par du concrétionnement ou par des remplissages argileux (fonctionnement paragénétique) influence les échanges aérologiques avec l’extérieur et les apports hydrologiques venant du dehors. C’est l’ensemble de ces données qu’il s’agit de mobiliser pour comprendre non seulement le fonctionnement actuel de la cavité, mais aussi son fonctionnement passé, et expliquer notamment son état exceptionnel de conservation. L’hétérogénéité engendrée par la karstification passée nécessitant de croiser de nombreuses informations, le recours à la visualisation et à la modélisation 3D est particulièrement pertinent (Jaillet 2014 ; Malard et al. 2014).

7.2.1. Organisation des écoulements au sein du compartiment géologique de la grotte

10Le dispositif géologique de l’interfluve Ibie-Ardèche est relativement simple. Il se caractérise par des assises calcaires de faciès urgonien (Crétacé moyen) affectées par un pendage généralisé vers le nord-ouest [fig. 252, fig. 253] (cf. supra, Carte 1). Le compartiment hydrogéologique dans lequel se développe la grotte Chauvet-Pont d’Arc est encadré par deux failles décrochantes [fig. 254]. Au sud-est de la grotte, le premier accident, d’orientation nord-est-sud-ouest, correspond au tracé du ravin de Combe Longue, tandis que le second se situe au niveau de l’escarpement dominant la vallée de l’Ibie. Entre ces deux failles majeures, les autres accidents géologiques interviennent peu dans l’organisation du drainage hydrogéologique actuel, même s’ils sont bien visibles dans le paysage extérieur.

FIG. 252. Contexte géologique du compartiment karstique de la grotte Chauvet-Pont d’Arc.
FIG. 252. Geological context of the karst zone of the Chauvet-Pont d’Arc Cave.

FIG. 252. Contexte géologique du compartiment karstique de la grotte Chauvet-Pont d’Arc. FIG. 252. Geological context of the karst zone of the Chauvet-Pont d’Arc Cave.

A Colonne stratigraphique des assises affleurant aux abords des gorges amont de l’Ardèche. La grotte Chauvet se développe dans les calcaires barrémo-bédoulien (n4-n5) à faciès urgonien. Des niveaux marnocalcaires affectent cet ensemble (V1, V3, V4). B Coupe géologique simplifiée recoupant l’interfluve Ibie-Ardèche dans lequel se situe la grotte Chauvet. C Bloc diagramme du dispositif lithostructural à l’entrée des gorges de l’Ardèche.
A Stratigraphic column of the outcropping strata on the edges of the upstream gorges of the Ardèche. Chauvet Cave is located in the Barremian-Bedoulian limestone layers (n4-n5) of the Urgonian facies. Marly calcareous layers (V1, V3, V4) are interspersed among these strata. B Simplified geological section through the Ibie-Ardèche interfluve in which Chauvet Cave is located. C Block diagram of the lithostructural organization at the entrance of the Ardèche Gorges.

FIG. 253. Lecture géologique du Cirque d’Estre.
FIG. 253. Geological reading of the Cirque d’Estre.

FIG. 253. Lecture géologique du Cirque d’Estre. FIG. 253. Geological reading of the Cirque d’Estre.

La structure géologique est bien lisible sur le rebord nord du Cirque d’Estre où s’ouvre la grotte Chauvet. Les assises géologiques sont affectées par un pendage vers l’ouest - nord-ouest et par des failles décrochantes qui font descendre par paliers successifs les couches calcaires. On relève également le caractère plan de la surface du plateau au-dessus de la grotte (plaine des Gras). Elle correspond à une ancienne surface d’aplanissement réalisée lorsque l’Ardèche n’avait pas encore incisé la masse calcaire.
The geological structure on the northern edge of the Cirque d’Estre, where the entrance of Chauvet Cave is located, is easily discernable. The geological strata are affected by a west-north-west slope and strike-slip faults causing successive blocks of the limestone layers to descend. The flat morphology of the plateau surface above the cave (Plaine des Gras) corresponds to an ancient planation surface created when the Ardèche River had not yet incised the limestone mass.

FIG. 254. Bloc diagramme 3D de l’interfluve Ibie-Ardèche, et vue oblique du secteur Combe d’Arc-Cirque d’Estre.
FIG. 254. 3D block diagram of the Ibie-Ardèche interfluve and oblique view of the Combe d’Arc-Cirque d’Estre sector.

FIG. 254. Bloc diagramme 3D de l’interfluve Ibie-Ardèche, et vue oblique du secteur Combe d’Arc-Cirque d’Estre. FIG. 254. 3D block diagram of the Ibie-Ardèche interfluve and oblique view of the Combe d’Arc-Cirque d’Estre sector.

Le bloc diagramme montre le dispositif litho-structural de la bordure nord des gorges amont de l’Ardèche, depuis sa confluence avec l’Ibie et le vallon du Tiourre. Sur la photo oblique aérienne de la Combe d’Arc-Cirque d’Estre, sont matérialisés les principaux accidents géologiques ayant une incidence hydrogéologique (rouge) et se marquant dans le paysage (jaune).
This block diagram shows the lithostructural organization of the northern edge of the upstream gorges of the Ardèche from its confluence with the Ibie and the Tiourre Valley. The oblique aerial photo of the Combe d’Arc-Cirque d’Estre shows the main geological faults that affect the hydrogeology (red) and that are visible on the landscape (yellow).

11Il est intéressant de confronter la structuration actuelle du drainage karstique avec les réseaux spéléologiques de la grotte Chauvet-Pont d’Arc qui s’organisent selon une tout autre logique, selon un agencement nord-sud. Cette différence n’est pas d’ordre géologique mais de nature karstogénique. Il résulte du creusement de la grotte dans un autre contexte géographique que l’actuel, à une période où l’Ardèche était encore peu incisée dans la masse calcaire (cf. supra, § 4.2.).

12Pour aborder les conditions hydroclimatiques actuelles de la cavité, il est important de s’interroger sur les interférences entre la paléostructure de drainage karstique, représentée par les galeries de la grotte orientée nord-sud, et le drainage karstique actuel. La visualisation 3D du compartiment hydrogéologique a été pensée pour faire ressortir les niveaux marneux au sein de la masse calcaire urgonienne [fig. 255] (Pascal et al. 1989). Ceux-ci, malgré leur faible épaisseur (d’ordre plurimétrique), ne doivent pas être négligés dans le fonctionnement actuel de la grotte pour deux raisons : d’une part, leur faible perméabilité les amène à guider localement les écoulements souterrains et à jouer un rôle de substratum imperméable pour les eaux d’infiltration qui transitent par le réseau de fissuration sus-jacent et, d’autre part, ils contribuent à réduire localement le gradient hydraulique dont on sait qu’il est un des moteurs majeurs dans l’organisation du drainage karstique. Compte tenu du dispositif géologique et du fait que la grotte Chauvet se développe immédiatement au-dessus de l’un de ces niveaux marneux (vire V3) [fig. 256], il est essentiel de définir le rôle respectif des intercalations marneuses dans l’alimentation hydrologique actuelle de la cavité. La représentation 3D est un outil important pour appréhender l’aire d’alimentation hydrologique de la grotte. Elle rend compte du dispositif en « sandwich » au sein duquel se développe la cavité, entre les vires marneuses V3 et V4, et permet de déterminer une ligne de partage entre les infiltrations susceptibles ou non d’atteindre la grotte Chauvet [fig. 257] : cette ligne correspond à l’affleurement à la surface du plateau de la vire marneuse V3. À l’est de cette ligne, les eaux d’infiltration atteignent la tranche calcaire située sous la vire marneuse V3 et ne peuvent, dès lors, pénétrer la cavité. Cette délimitation permet d’exclure le ravin de Combe Longue du périmètre d’alimentation de la grotte Chauvet.

FIG. 255. Visualisation 3D du compartiment géologique de la grotte Chauvet-Pont d’Arc.
FIG. 256. La grotte Chauvet-Pont d’Arc dans son environnement hydrogéologique
FIG. 255. 3D visualization of the geological zone of the Chauvet-Pont d’Arc Cave.
FIG. 256. The Chauvet-Pont d’Arc Cave in its hydrogeological environment.

FIG. 255. Visualisation 3D du compartiment géologique de la grotte Chauvet-Pont d’Arc.FIG. 256. La grotte Chauvet-Pont d’Arc dans son environnement hydrogéologiqueFIG. 255. 3D visualization of the geological zone of the Chauvet-Pont d’Arc Cave. FIG. 256. The Chauvet-Pont d’Arc Cave in its hydrogeological environment.

La grotte est représentée en rose. De direction générale nord-sud, les réseaux souterrains de la grotte présentent un agencement quasiment perpendiculaire à la direction actuelle du drainage vers l’ouest - nord-ouest. Le compartiment géologique actuel de la grotte est délimité par deux accidents importants : les failles décrochantes du ravin de Combe Longue et du vallon de l’Ibie. Celles-ci fonctionnent comme des murs hydrogéologiques isolant le compartiment central de la grotte. Sur cette figure, les assises calcaires ont été gommées afin de faire ressortir la présence des vires marnocalcaires qui, bien que de faible épaisseur (quelques mètres), jouent un rôle majeur dans le drainage des eaux d’infiltration.
The cave is represented in pink. The cave conduits follow a general north-south direction and are nearly perpendicular to the current west-north-west drainage direction. The current geological zone of the cave is delimited by two major features : the strike-slip faults of the Combe Longue ravine and the Ibie Valley. These faults function as hydrogeological walls isolating the central zone of the cave. On this figure, the limestone strata are shown as voids to emphasize the presence of marly calcareous layers, which although thin (a few meters), play a major role in the drainage of infiltration water.
Les flèches bleu clair représentent le positionnement de la portion d’infiltrations susceptibles de s’écouler le long de la vire V3 et d’atteindre la grotte. Les flèches bleu foncé localisent la portion d’infiltrations rejoignant les compartiments inférieur (sous le niveau de la vire V3) et supérieur (au-dessus du niveau de la vire V4) et ne pouvant par conséquent rejoindre la grotte.
The light blue arrows indicate the position of the water infiltrations that can circulate along the V3 marly calcareous layer and reach the cave. The dark blue arrows indicate the infiltrations that reach the lower (under the level of the V3 layer) and upper (above the V4 marly calcareous layer) zones, and which thus cannot reach the cave.

FIG. 257. Périmètre d’infiltration des eaux pouvant rejoindre la grotte Chauvet.
FIG. 257. The perimeter of water infiltrations that can reach Chauvet Cave.

FIG. 257. Périmètre d’infiltration des eaux pouvant rejoindre la grotte Chauvet. FIG. 257. The perimeter of water infiltrations that can reach Chauvet Cave.

La zone teintée en bleu sombre correspond à l’affleurement des calcaires à faciès urgonien (n4c-5aU) compris entre les vires marno-calcaires V3 et V4. La zone teintée en bleu clair correspond aux mêmes assises carbonatées mais situées en aval-pendage de la grotte. Les eaux d’infiltration de ce second compartiment ne peuvent rejoindre la grotte du fait du pendage qui éloigne les écoulements de la cavité.

13La visualisation 3D du compartiment hydrogéologique a permis de poser dans l’espace les différents éléments intervenant dans l’organisation du drainage karstique, de définir leur part dans les circulations qui recoupent la grotte et ainsi de définir en surface l’aire d’alimentation de ces circulations. C’est sur la base de cette visualisation qu’a été défini le périmètre de protection rapproché de la grotte (Delannoy et al. 2008 ; SMGPGC 2011a).

7.2.2. Influences de la karstogénèse et de la spéléogenèse sur les écoulements dans la grotte

14Parallèlement au rôle majeur joué par le dispositif lithostructural, l’évolution karstogénique et spéléogénique intervient dans la répartition spatiale des infiltrations et dans l’apport de nouvelles circulations hydrologiques dans la grotte. Les études karstogéniques et spéléogéniques ont mis en évidence plusieurs phases de colmatage et de décolmatage des conduits souterrains sous l’effet de l’évolution des conditions paléogéographiques externes (cf. supra, § 4.2. et § 4.4.). Au moins deux phases ont totalement colmaté la cavité : la première se rapporte à une très ancienne génération de concrétionnement (génération 0) dont on retrouve encore des témoins érodés en coupoles et pendants de voûte au plafond de plusieurs salles et galeries [fig. 259] (Salle Brunel, Galerie des Panneaux Rouges : cf. supra, partie 2, Cartes 5 et 12) ; la seconde phase de colmatage est en lien avec la remontée du niveau de base régional pliocène et le fonctionnement paragénétique de la grotte, responsable des dépôts argileux présents dans les coupoles de plafond [fig. 260] (Galerie du Cactus, Galerie Rouzaud, Salle Hillaire, Salle du Fond : cf. supra, partie 2, Carte 11 ; Carte 12 bis ; Carte 14 ; Carte 20). Bien que vieux de plusieurs millions d’années, ces colmatages continuent de contrarier l’infiltration actuelle des eaux vers la grotte : les écoulements sont partiellement bloqués par les dépôts argileux très peu perméables et par le concrétionnement (génération 0), moins perméable que l’encaissant calcaire (dont la perméabilité est en grande partie liée à la fracturation). Ces deux causes, conjuguées dans certains secteurs de la grotte, ont pour effet de tamponner fortement les flux d’eau (cf. infra, § 7.4.1.) voire d’entraîner le contournement des galeries pour rejoindre le karst profond [fig. 258]. Lorsque ces eaux recoupent des joints de strate drainant elles sont guidées par eux, et finissent par rejoindre la cavité lorsque ceux-ci se situent en amont-pendage. Ce type de conditions très spécifiques est surtout présent dans les secteurs de la grotte où les héritages morphogéniques épinoyés et paragénétiques sont bien conservés. Ces conditions peuvent, de plus, être renforcées dans ces mêmes conduits par un fonctionnement hydrogéologique particulier s’apparentant plus aux caractères de drainage épikarstique (perméabilité en petit et porosité) que karstique. En effet, du fait du creusement des conduits en régime épinoyé, ceux-ci sont plus à même de s’affranchir des accidents structuraux (fractures, joints de stratification…) : relativement déconnectés des axes d’infiltration des eaux karstiques, ils peuvent se trouver environnés par une « nappe » ayant pour effet de tamponner les infiltrations. Ces processus particuliers, et limités dans l’espace aux conduits souterrains ayant conservé leur morphologie épinoyée et des remplissages d’origine paragénétique soulignent que toutes les galeries de la grotte n’ont pas les mêmes rapports avec les eaux d’infiltration karstique, et de ce fait ne présentent pas les mêmes vulnérabilités en termes de conservation. Dès lors que les conduits ont été affectés par des phénomènes d’écroulement du plafond –comme, par exemple, dans la Salle des Bauges et en partie dans les salles Hillaire et du Crâne–, les contraintes précédemment évoquées n’existent plus : les axes de drainage que sont les fractures et les joints de stratification redeviennent déterminants dans le drainage des eaux d’infiltration et l’alimentation de la grotte. La carte de répartition des stalagmites dans la grotte est instructive à ce titre [fig. 261] : ces concrétions étant directement liées à leur alimentation stalactitique, elle-même étant directement connectée aux eaux d’infiltration rejoignant la grotte, elles sont des indices majeurs des dispositifs d’écoulement.

FIG. 258. Impacts du creusement épinoyé et des colmatages stalagmitiques et argileux sur la circulation des infiltrations aux abords de la grotte et vers celle‑ci.
FIG. 258. The impacts of epiphreatic digging and stalagmite and clay clogging on the circulation of infiltrating wate around and toward the cave.

FIG. 258. Impacts du creusement épinoyé et des colmatages stalagmitiques et argileux sur la circulation des infiltrations aux abords de la grotte et vers celle‑ci. FIG. 258. The impacts of epiphreatic digging and stalagmite and clay clogging on the circulation of infiltrating wate around and toward the cave.

A Conduit de la grotte creusé en régime épinoyé et ayant connu des phases de colmatage stalagmitique et paragénétique. Bien que ces épisodes remontent à plusieurs millions d’années, ils continuent d’influer sur les infiltrations aux abords de la cavité : les remplissages stalagmitiques et argileux étant moins perméables, ils contraignent les eaux à contourner la galerie.
B Dès que les plafonds sont affectés par des réajustements mécaniques (tel l’effondrement d’un pan de plafond), les effets du colmatage argileux et stalagmitique sont fortement atténués : les eaux circulant dans les joints de stratification peuvent dès lors rejoindre la grotte.
A A cave conduit formed during an epiphreatic phase with stalagmitic clogging and paragenetic phases. Though these episodes occurred several millions of years ago, they continue to influence the water infiltration around the cave ; because the stalagmite and clay fills are less permeable, they force the water to circulate around the gallery. B As soon the ceilings are modified by mechanical readjustments (such as the collapse of a ceiling slab), the effects of the clay and stalagmite clogs are greatly reduced, and the water circulating in the bedding joints can then reach the cave.

FIG. 259. Ancien colmatage stalagmitique.
FIG. 259. Ancient stalagmitic clogging.

FIG. 259. Ancien colmatage stalagmitique. FIG. 259. Ancient stalagmitic clogging.

La grotte a connu plusieurs phases de colmatage complet et de décolmatage de ses galeries. La présence d’une très ancienne génération de concrétionnement (génération 0) au plafond de la salle Brunel témoigne d’un de ces épisodes de colmatage : cet ancien concrétionnement recreusé en coupoles de plafond présente une perméabilité moindre que celle de l’encaissant calcaire (qui est fissuré) et fait ainsi écran aux infiltrations karstiques.
Several complete clogging and unclogging phases occurred in the past the cave galleries. The presence of a very old concretion generation (generation 0) on the ceiling of the Brunel Chamber corresponds to one of these clogging phases. This ancient concretion formation re-sculpted into ceiling cupola is less permeable than that of the surrounding limestone (which is fissured) and thus blocks karstic infiltrations.

FIG. 260. Remplissage argileux paragénétique.
FIG. 260. Paragenetic clay filling.

FIG. 260. Remplissage argileux paragénétique. FIG. 260. Paragenetic clay filling.

La présence au plafond d’argile (ici en Salle Hillaire) est le témoin du fonctionnement paragénétique de la grotte Chauvet à une période remontant à plusieurs millions d’années. Ces argiles fonctionnent comme un revêtement imperméable qui retient les eaux d’infiltration au-dessus de la voûte de la galerie.
The presence of clay on the ceiling of the cave (here in the Hillaire Chamber) is evidence for the paragenetic functioning of Chauvet Cave several millions of years ago. These clays function like an impermeable layer that prevents infiltrating water from entering the cave.

FIG. 261. Distribution spatiale des stalagmites dans la grotte Chauvet et ses enseignements sur les types d’alimentation hydrologique.
FIG. 261. Spatial distribution of stalagmites in Chauvet Cave and the information they provide on their hydrological alimentation types.

FIG. 261. Distribution spatiale des stalagmites dans la grotte Chauvet et ses enseignements sur les types d’alimentation hydrologique. FIG. 261. Spatial distribution of stalagmites in Chauvet Cave and the information they provide on their hydrological alimentation types.

L’analyse de la distribution spatiale des stalagmites en lien avec les données lithostructurales (fracturation, pendage, joints de stratification), géomorphologiques et spéléogéniques permet de distinguer différentes natures d’alimentation stalactitique. Cette différenciation est intéressante pour appréhender les relations de la grotte avec l’encaissant calcaire et avec l’environnement extérieur, et connaître les vulnérabilités qui en découlent. Les trois modalités définies sur la carte sont toutes soumises aux variations climatiques saisonnières mais avec des réponses très différentes : si les alimentations calquées sur les accidents lithostructuraux sont relativement réactives aux événements extérieurs, les autres présentent un fonctionnement plus tamponné et différé dans le temps.
Analysis of the spatial distribution of stalagmites in relation to the lithostructural (fracturing, slope, bedding joints), geomorphological and speleogenic data enables identification of the different types of stalactite alimentation. This differentiation contributes information on the relationships between the cave and its enclosing limestone rock and with the exterior environment, as well as its resulting vulnerabilities. The three processes defined on the map are all subject to climatic variations but with very different responses : while the alimentations linked to litho-structural accidents are more closely linked to exterior events, the functioning of the others are less intensive and more delayed in time.

15L’analyse de la répartition du concrétionnement holocène permet de faire ressortir plusieurs modes d’alimentation stalactitique. Une grande part de cette alimentation est liée à la fracturation, à la fissuration et au pendage des joints de stratification qui conduisent les eaux d’infiltration vers la grotte (cf. supra, partie 2, Carte 9) : cela est particulièrement visible en Salle des Bauges, en Salle Hillaire, dans le premier tronçon de la Galerie des Mégacéros et dans la terminaison de la Galerie des Croisillons, où les stalagmites s’alignent sur les fractures ou au droit des joints de strate. On relève également dans la grotte une alimentation stalactitique plus diffuse qui se traduit au sol par des stalagmites moins ordonnées ou organisées selon des logiques qui ne répondent pas au dispositif lithostructural. Deux causes peuvent être évoquées ici. La première est liée à la décompression mécanique du massif aux abords du vide que constituent les gorges de l’Ardèche : cela concerne essentiellement la première partie de la grotte (Salle Brunel et extrémité méridionale de la Salle des Bauges). Le second facteur d’alimentation diffus du concrétionnement est la condensation des eaux sur les parois et les plafonds. Cela concerne essentiellement la seconde partie de la grotte où les conditions hygroclimatiques sont plus confinées (cf. supra, § 4.5.). Là encore, on relève deux fonctionnements différents selon la nature et l’état des parois et des plafonds. Lorsque ceux-ci correspondent à d’anciens remplissages stalagmitiques, les eaux de condensation remobilisent les carbonates et engendrent de nouveaux concrétionnements [fig. 262]. Ailleurs, les eaux de condensation contribuent à la dissolution de la paroi calcaire et s’égouttent aux points les plus bas des plafonds ou aux (micro) ruptures de pente des parois. Cela est particulièrement visible en Salle Hillaire et en Salle du Crâne au niveau des pendants de voûte [fig. 263] : on note que leur base a été ressuyée et nettoyée de la pellicule argileuse par les égouttements de condensation qui alimentent des stalactites souvent de type fistuleuses.

FIG. 262. Filiation entre concrétionnement récent et ancien.
FIG. 262. Filiation between recent and ancient concretion formation.

FIG. 262. Filiation entre concrétionnement récent et ancien. FIG. 262. Filiation between recent and ancient concretion formation.

En plusieurs points de la grotte, on relève une relation très étroite entre concrétionnement ancien et concrétionnement actuel. Ici, dans la Galerie des Panneaux Rouges, les fistuleuses blanches holocènes suivent l’affleurement d’une très ancienne génération de plancher stalagmitique (génération 1) aujourd’hui en position de plafond. De part et d’autre de cet affleurement, les plafonds creusés dans les calcaires sont exempts de stalactites. Les eaux alimentant les fistuleuses proviennent de la condensation qui remobilise les carbonates de l’ancien concrétionnement.
At several locations in the cave, we observe a very close relationship between ancient and current forming concretions. Here in the Red Panels Gallery, the white Holocene straw stalactites follow the outcropping of a very ancient stalagmitic floor generation (generation 1), today positioned on the ceiling. Surrounding this outcropping, the ceilings carved into the limestones have no stalactites. The water feeding the straws originates from the condensation that remobilizes the carbonates of the ancient concretions.

FIG. 263. Ressuyage des pendants de voûte et concrétionnement holocène.
FIG. 263. Water circulation on the ceiling pendants and Holocene concretion formation.

FIG. 263. Ressuyage des pendants de voûte et concrétionnement holocène. FIG. 263. Water circulation on the ceiling pendants and Holocene concretion formation.

Dans la seconde partie de la grotte, plus confinée, la condensation humidifie les parois durant la saison estivale. Cette humidité migre avec une extrême lenteur vers les points bas (comme ici à la base d’un pendant de voûte de la Salle Hillaire). À mesure de leur cheminement, les eaux se chargent en carbonate dissous à l’origine des fistuleuses blanches.
In the second, more confined, part of the cave, condensation humidifies the walls during the summer season. This humidity migrates extremely slowly toward the low points (like here at the base of ceiling pendant in the Hillaire Chamber). Along their path, the water picks up the dissolved carbonates responsible for the formation of white straw stalactites.

16Cette différenciation des alimentations stalactitiques à partir de la géographie et de la disposition des stalagmites entre en compte dans la conservation de la grotte : elle permet de discriminer différents types d’interaction avec le massif calcaire et l’environnement extérieur et par ce fait de déterminer des vulnérabilités différenciées appelant des réponses adaptées. Cette vulnérabilité appréhendée à partir des informations spéléogéniques demande à être précisée par l’étude physico-chimique et hydrologique des eaux d’infiltration (cf. infra, § 7.3. et § 7.4.).

17Enfin, l’évolution spéléogénique a modifié les modalités de circulation hydrologique dans la zone proche de l’ancienne entrée de la grotte [fig. 264]. La masse de blocs écroulés qui a fermé l’ancien porche d’entrée forme un impluvium susceptible de conduire une partie des eaux météoriques vers la cavité (cf. supra, § 4.5.). Ce fonctionnement hydrologique particulier est lié à la masse écroulée, qui dispose d’une très forte perméabilité et repose sur des remplissages endokarstiques argilo-limoneux de très faible perméabilité. Si une part des eaux s’infiltrant dans l’éboulis d’écroulement rejoint la base du talus externe, une autre part se dirige vers la grotte, comme en témoignent les traces d’écoulement au sol de la Salle des Bauges et et de la Salle Brunel, qui débutent toutes deux au contact de l’Éboulis d’Entrée. L’incision du sol et la redistribution des ossements ou de petits éléments clastiques sont autant de témoins d’anciens écoulements sourdant de l’éboulis. Cette fonction d’impluvium de la masse écroulée a dû être suffisamment conséquente par le passé pour engendrer des écoulements relativement compétents. Les observations de ce secteur en période de très fortes précipitations (« épisodes cévenols ») montrent que c’est beaucoup moins le cas actuellement : au mieux relève-t-on une humidité des sols au débouché de l’Éboulis d’Entrée. Cette moindre fonction d’impluvium de la masse écroulée peut être liée à plusieurs causes qui peuvent être d’ordre climatique mais également environnemental : la couverture forestière joue assurément une fonction de régularisation des eaux s’infiltrant entre les blocs écroulés –d’où l’attention qui a été rapidement portée au maintien et au développement de la végétation sur le talus d’écroulement externe (cf. infra, chapitre 8).

FIG. 264. Le rôle d’impluvium de la masse écroulée à l’entrée de la grotte.
FIG. 264. The role of the impluvium of the collapsed mass at the cave entrance.

FIG. 264. Le rôle d’impluvium de la masse écroulée à l’entrée de la grotte. FIG. 264. The role of the impluvium of the collapsed mass at the cave entrance.

La masse de blocs tombés lors des écroulements de l’escarpement calcaire fonctionne comme un impluvium formant un petit compartiment hydrogéologique très perméable. Une part des eaux météoritiques qui s’infiltrent dans l’éboulis butent en profondeur sur le remplissage argilo-limoneux (peu perméable) qui caractérise le sol de la Salle Brunel et de la Salle des Bauges. Ces eaux, s’écoulant au contact de l’éboulis et du remplissage, rejoignent les premiers espaces souterrains de la grotte. Une part des ravines des sols des premières salles et des remaniements des vestiges osseux seraient ainsi liée aux eaux drainant une part de la masse écroulée.
The mass of blocks that fell during the collapses of the limestone escarpment function as an impluvium that forms a small, very permeable, hydrogeological compartment. Some of the meteoric water that infiltrates into the talus is blocked deep below the surface against the silty clay layer (slightly permeable) that is found in the Brunel Chamber and the Chamber of the Bear Hollows. This water, circulating at the contact of the talus and this layer, enters into the first underground spaces of the cave. Some of the ravines on the floors of the first rooms and the movements of bone remains would thus be linked to the water draining from part of the collapsed mass.

18L’ensemble des caractères géologiques du massif karstique et des spécificités spéléogéniques a été pris en compte dans la définition des différentes vulnérabilités de la grotte, notamment au regard des flux hydro (géo) logiques qui pourraient affecter l’intégrité du bien et altérer la préservation des entités graphiques et des vestiges archéologiques et paléontologiques qu’elle recèle. Ces critères et les informations issues du suivi métrologique de la cavité ont été mobilisés pour définir le périmètre de protection de la grotte Chauvet-Pont d’Arc dans le cadre de l’extension du site classé des « abords du Pont d’Arc » et de son inscription sur la Liste du patrimoine mondial de l’Unesco.

7.3. Suivi isotopique, hydrologique et climatique.

  • 1  Bénédicte Minster a analysé les isotopes de l’eau au Laboratoire des sciences du climat et de l’en (...)

19Dominique Genty, François Bourges, avec la collaboration de Bénédicte Minster, Édouard Régnier, Marc Massault, Jean-Pascal Dumoulin et Christophe Moreau1

20La connaissance de l’environnement climatique et géochimique (isotopique) de la grotte Chauvet-Pont d’Arc a deux objectifs. Elle permet d’une part de définir les conditions actuelles de la grotte (température, pression partielle de CO2, humidité, origine du CO2, etc.), dont la stabilité sur le long terme a assuré le bon état de conservation des entités graphiques et des témoins archéologiques et paléontologiques, et d’autre part d’étudier les conditions de formation des concrétions [fig. 265] (cf. supra, § 5.5.), qui constituent un support robuste aux reconstitutions paléoclimatiques. Les points de suivi ont été définis de telle manière à couvrir les différentes conditions climatiques au sein de la cavité (zone d’entrée, zone médiane et zone terminale). Les suivis géochimiques et isotopiques se sont concentrés sur les secteurs présentant une alimentation hydrologique relativement pérenne (Galerie du Cactus et Galerie du Cierge).

FIG. 265. Localisation des points de suivi isotopique, hydrologique et climatique.
FIG. 265. Locations of the isotopic, hydrological and climatic monitoring points.

FIG. 265. Localisation des points de suivi isotopique, hydrologique et climatique. FIG. 265. Locations of the isotopic, hydrological and climatic monitoring points.

De nombreux capteurs, positionnés sur l’ensemble de la grotte, permettent de suivre l’évolution climatique de la cavité. Lors des campagnes scientifiques, des prélèvements d’eau et d’air complètent ce suivi par des mesures géochimiques et isotopiques.
Numerous sensors positioned throughout the cave monitor the climatic evolution of the cavity. During scientific research sessions, water and air samples are taken to contribute geochemical and isotopic measures to this monitoring.

7.3.1. Le climat de la grotte

21Le climat actuel de la grotte Chauvet est caractérisé par une température moyenne d’environ 13°C, avec un gradient de 1°C entre l’Éboulis d’Entrée et les parties profondes de la cavité, plus froides. Les températures sont très stables, avec des amplitudes annuelles un peu plus marquées dans la zone d’entrée (0,2 à 0,3°C dans la Salle Brunel) que dans la seconde partie de la grotte (0,02°C dans la Salle Hillaire) [fig. 266]. Les évolutions thermiques naturelles à court et moyen termes (heures, jours) sont fortement corrélées aux variations de pression barométriques, ce qui permet de simuler très finement les chroniques de températures.

FIG. 266. Chroniques des moyennes journalières des températures et du CO2 de 1997 à 2011.
FIG. 266. Records of the daily temperature and CO2 averages from 1997 to 2011.

FIG. 266. Chroniques des moyennes journalières des températures et du CO2 de 1997 à 2011. FIG. 266. Records of the daily temperature and CO2 averages from 1997 to 2011.

Les températures présentent des amplitudes très faibles et des écarts air-paroi réduits (Salle Brunel). On note un amortissement des variations saisonnières plus important vers l’intérieur de la grotte (Salle Hillaire) –même si, à partir de la fin 2008, la qualité des mesures de la température de l’air n’est plus significative en Salle Hillaire. Les chroniques de concentration en CO2 montrent quant à elles une saisonnalité marquée dans les deux parties de la grotte, et une stabilité du compartimentage avec des valeurs constamment plus élevées dans la Salle du Fond. On remarque par ailleurs l’accroissement du taux de ce gaz à partir de l’année 2008. Cet accroissement, qui continue par la suite, est lié à des hivers plus chauds et à des printemps précoces (favorisant la production de CO2 pédologique). (Graphique établi à partir des données du cabinet GEConseil, en charge du suivi climatique de la grotte. Travaux d’interprétation en cours.)
The temperatures display very small ranges and air-wall differences (Brunel Chamber). We observe decreased seasonal variations toward the interior of the cave (Hillaire Chamber). The CO
2 concentration records show that there are significant seasonal differences in both parts of the cave, and compartmental stability with consistently higher levels in the End Chamber. We also observe a continual increase in the rate of CO2 since 2008. This increase is linked to warmer winters and early springs, favoring the production of pedological CO2.

22Les concentrations en CO2 à l’intérieur de la cavité sont 25 à 100 fois supérieures à celles de l’extérieur –pouvant exceptionnellement atteindre 4 % du volume atmosphérique dans le fond de la grotte–, constituant deux compartiments séparés par une interface stable, avec un gradient abrupt de 1,4 % de CO2 localisé sur un changement de niveau de la Galerie des Mégacéros. Les variations saisonnières des concentrations en CO2 présentent une amplitude annuelle d’environ 1,5 % dans chaque compartiment et sont grossièrement synchrones. L’enrichissement en CO2 de l’air souterrain s’accompagne partout d’un appauvrissement en dioxygène (O2) dans un rapport mole à mole signant un transfert en phase gazeuse (avec l’eau d’infiltration en écoulement diphasique) de l’air souterrain au travers du karst (Bourges et al. 2006).

23L’humidité relative est proche de la saturation (toujours entre 99 et 100 % dans la Salle Brunel, sur plus d’une année de mesure en continu). Les activités moyennes en radon 222 (222Rn), autour de 7 000 becquerels par mètre cube (Bq / m3), sont stables.

24L’état des paramètres du climat intérieur caractérise un confinement souterrain stabilisé, où l’atmosphère de la grotte est protégée physiquement de l’influence directe de l’extérieur, tout en gardant un échange permanent avec le volume rocheux karstique et les fluides qui y circulent lentement (air, eau). Ces conditions maintiennent des propriétés conservatoires optimales (Bourges et al. 2014a ; 2014b).

7.3.2. Les analyses isotopiques

25Les analyses isotopiques effectuées depuis 1999 sur l’eau des stalactites et sur le CO2 de l’air souterrain permettent de faire ressortir les résultats suivants en ce qui concerne la Galerie du Cactus [fig. 267] :

  1. Le temps moyen apparent de transit de l’eau (différent du temps de réponse des débits, lié à l’augmentation de la charge hydraulique) est de l’ordre de cinquante mois. C’est le temps nécessaire pour obtenir la valeur isotopique moyenne de l’eau d’infiltration (stalactites) en considérant la valeur isotopique de la pluie, la quantité de pluie et une infiltration tous les mois de l’année (à l’exception éventuelle du mois d’août) (Genty et al. 2014).

  2. La teneur en carbone 13 (δ13C : proportion d’atomes lourds de carbone par rapport à un standard) du CO2 de la grotte, d’une valeur moyenne de -23 % °, est caractéristique d’un CO2 d’origine biogénique. Celui-ci est produit par les micro-organismes ainsi que par les racines traversant le sol et l’épikarst au-dessus de la cavité, et est transporté dans la grotte par le réseau de microfissures.

  3. La mesure du carbone 14 (14C) dans ce même CO2 montre une activité14C proche de celle de l’atmosphère extérieure, néanmoins légèrement inférieure  –par exemple 102 pMC (pourcentage de carbone moderne) en 2010–, indiquant une légère contribution d’un CO2 ancien lié à de la matière organique âgée dégradée dans le sol et l’épikarst et/ou au dégazage dû au concrétionnement.

FIG. 267. Comparaison des mesures isotopiques (δ18O) d’eau de pluie et de l’eau d’infiltration en grotte Chauvet.
FIG. 267. Comparison of the isotopic (δ18O) measures of rain water and infiltration water in Chauvet Cave.

FIG. 267. Comparaison des mesures isotopiques (δ18O) d’eau de pluie et de l’eau d’infiltration en grotte Chauvet. FIG. 267. Comparison of the isotopic (δ18O) measures of rain water and infiltration water in Chauvet Cave.

Alors que la pluie montre des variations isotopiques saisonnières de grande amplitude, l’eau qui sort des stalactites possède une composition isotopique stable (ici à ± 0,4 ‰) (losanges bleus). Il faut intégrer l’eau de pluie (δ18O et quantité d’eau) de tous les mois de l’année sur une durée d’environ 54 mois pour retrouver la valeur isotopique de l’eau souterraine (courbe noire continue avec l’incertitude en pointillés) (Genty et al. 2014).
While the seasonal isotopic variations of rainwater are very high, the water emanating from the stalactites has a stable isotopic composition (here at ± 0,4 ‰) (blue diamonds). It is necessary to integrate the rainwater (δ18O and water quantity) of all months of the year over approximately 54 months to match the isotopic rate of the underground water (continuous black curve with the uncertainty shown with dashed lines) (Genty et al. 2014).

26Parallèlement à l’eau et à l’air, des analyses isotopiques sont effectuées sur de la calcite moderne récoltée à la surface de verres de montre, eux-mêmes posés sur des compteurs de gouttes [fig. 268]. Avec les mesures isotopiques de l’eau et celles de la température in situ, on peut, en mesurant les isotopes de la calcite, savoir si le concrétionnement se fait à l’équilibre, s’il n’y a pas de biais lié aux conditions climatiques de la grotte, et donc mieux interpréter les profils isotopiques effectués sur les stalagmites anciennes.

FIG. 268. Verre de montre recouvert d’une fine couche de calcite après une année.
FIG. 268. Watch glass covered with a thin layer of calcite after one year.

FIG. 268. Verre de montre recouvert d’une fine couche de calcite après une année. FIG. 268. Watch glass covered with a thin layer of calcite after one year.

Le boîtier situé dessous est un compteur de gouttes.
The box beneath it is a drip counter.

7.3.3. L’hydrologie

27L’analyse du débit mesuré sous deux stalactites (l’une dans la Galerie du Cactus, l’autre en Galerie du Cierge) avec des compteurs de gouttes de type Stalagmate (un microphone enregistre le son de l’impact des gouttes et l’appareil en compte le nombre pendant 10 minutes) [fig. 269], montre trois phénomènes :

  1. Une forte augmentation du débit sur les deux stalactites –entre octobre et décembre, selon les années– liée à l’augmentation de la charge hydraulique due à la croissance de l’excédent hydrique (davantage d’eau s’infiltre car la température et l’activité végétale diminuent) [fig. 270]. Cette saisonnalité se retrouve dans la plupart des grottes, au moins la plupart de celles qui ont été étudiées en Europe sous climat tempéré.

  2. À une échelle de temps plus courte (de quelques jours à quelques semaines), le débit des stalactites augmente lors de pics de pluviométrie marqués [fig. 271]. Ceci est dû à l’augmentation de la charge hydraulique et au fonctionnement en piston flow de l’infiltration.

  3. Enfin, on observe là aussi, comme en d’autres sites, une corrélation (inverse) significative entre la pression barométrique et le débit à l’échelle de quelques heures ou jours [fig. 272] : lorsque la pression augmente, le débit diminue, et inversement. Ce phénomène est peut-être lié à un stress des microfissures de la formation rocheuse où se trouve le réservoir mais cette hypothèse reste à valider.

FIG. 269. Enregistreur de débit en place dans la Galerie du Cierge.
FIG. 269. A drip rate recorder in the Candle Gallery.

FIG. 269. Enregistreur de débit en place dans la Galerie du Cierge. FIG. 269. A drip rate recorder in the Candle Gallery.

Ce boîtier est équipé d’un micro qui enregistre l’impact de la chute de chaque goutte d’eau issue de la stalactite. Il est ainsi possible d’étudier l’évolution du débit de la stalactite au cours du temps.
This box is equipped with a microphone that records the impact of each drip of water coming from the stalactite. It is thus possible to study the evolution of the drip rate of the stalactite through time.

FIG. 270. Évolution du débit sous deux stalactites de la grotte Chauvet.
FIG. 270. Evolution of the drip rate under two stalactites in Chauvet Cave.

FIG. 270. Évolution du débit sous deux stalactites de la grotte Chauvet. FIG. 270. Evolution of the drip rate under two stalactites in Chauvet Cave.

Les trois cycles hydrologiques (zones grises) durant lesquels les mesures ont été effectuées sont marqués par une forte augmentation du débit entre octobre et décembre suivi par une décroissance plus ou moins progressive jusqu’aux mois de septembre-octobre, période la plus sèche.
The three hydrological cycles (gray zones) during which measures were recorded show a high increase in the drip rate from October to December, followed by a more or less gradual decrease until September-October, the driest period.

FIG. 271. Variation du débit sous deux stalactites de la grotte Chauvet.
FIG. 271. Variation of the drip rate under two stalactites in Chauvet Cave.

FIG. 271. Variation du débit sous deux stalactites de la grotte Chauvet. FIG. 271. Variation of the drip rate under two stalactites in Chauvet Cave.

Le débit est ici comparées –durant la période la plus humide (fin automne, hiver)– sous deux stalagtites et avec la variation de la pluviométrie mesurée à la station d’Orgnac. On remarque qu’à chaque épisode pluvieux correspond une réponse (augmentation) rapide du débit sous les deux stalactites –celle en Galerie du Cactus réagissant plus fortement que celle de la Galerie du Cierge.
The drip rate under two stalactites is compared here during the wettest period (late autumn, winter). The comparisons are made between the two stalactites, and with the rainfall rate measured at Orgnac. We observe that each rainfall episode corresponds to a rapid increase in the drip rate of the two stalactites the stalactite in the Cactus Gallery being more affected than the one in the Candle Gallery.

FIG. 272. Corrélogramme croisé entre la pression barométrique de la grotte et le débit mesuré sous deux stalactites de la grotte Chauvet.
FIG. 272. Cross-correlogram between the barometric pressure of the cave and the drip rate measured under two stalactites in Chauvet Cave.

FIG. 272. Corrélogramme croisé entre la pression barométrique de la grotte et le débit mesuré sous deux stalactites de la grotte Chauvet. FIG. 272. Cross-correlogram between the barometric pressure of the cave and the drip rate measured under two stalactites in Chauvet Cave.

Les courbes montrent qu’il existe une relation inverse entre le débit d’égouttement et la pression atmosphérique.
The curves show an inverse relationship between the drip rate and the atmospheric pressure. On this plot, the cross-correlation is shown in the ordinate axis, and the time-delay (0.25 h) in the abscissa axis.

Prélèvements pour les isotopes : eau, air, calcite moderne
La mesure isotopique reflète les proportions d’atomes lourds et légers d’une même espèce dans une molécule –par exemple H2O (eau) et CO2 (dioxyde de carbone). C’est parce qu’une différence de masse d’un atome lié à une molécule génère divers comportements lors des changements de phase (condensation dans un nuage, évaporation, précipitation de calcite, etc.) qu’il existe un lien entre les isotopes et les conditions environnementales et climatiques. Lors de chaque mission dans la grotte Chauvet-Pont d’Arc, de l’eau est prélevée sous les stalactites au moyen de bouteilles en verre de 15 ml [fig. 273]. Quelques jours plus tard, en laboratoire, les isotopes de l’oxygène 18 (δ18O) et de l’hydrogène (deutérium, δD) sont mesurés avec un spectromètre de masse ou plus récemment avec un spectromètre laser.
Pour l’analyse du CO2 de l’atmosphère souterraine, l’air est prélevé à l’aide d’une ampoule en verre de 2 litres, dans laquelle le vide a été fait au préalable en laboratoire. L’ouverture d’une vanne permet d’aspirer l’air de la grotte en quantité suffisante pour y doser les isotopes du carbone (δ13C et activité14C). Cette dernière mesure est effectuée, après réduction du carbone*, avec le spectromètre de masse couplé à l’accélérateur Artemis**.
La calcite moderne, qui sert à mieux comprendre les phénomènes de formation des stalagmites, est recueillie sur des verres de montre positionnés sur des stalagmites actives. Le choix de la Galerie du Cactus et de la Galerie du Cierge est lié à la présence permanente d’écoulements et à l’accessibilité des stalagmites. Ces deux galeries constituent, avec le fond de la Galerie des Croisillons, les seuls points d’écoulement pérenne (alimentation stalactitique).
* Réalisé en collaboration avec Marc Massault au laboratoire « Interactions et dynamique des environnements de surface » (Ides), devenu depuis 2004 « Géosciences Paris-Sud » (Géops, UMR 8148 CNRS - université Paris-Sud).
** Équipement implanté sur le site du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) à Saclay, notamment exploité par le LSCE-Orme à Gif-sur-Yvette. Travail réalisé en collaboration avec Jean-Pascal Dumoulin, Christophe Moreau et Lucile Beck.

Mesures des paramètres environnementaux
L’instrumentation de la grotte Chauvet depuis 1997 a pour objectif l’étude de l’environnement souterrain et le suivi conservatoire par la mesure en continu, toutes les quinze minutes, de paramètres pertinents en grotte (température de l’air et des parois CO2, radon, hygrométrie), et à l’extérieur (température, pluviométrie, pression atmosphérique). Des profils le long du cheminement et des profils verticaux (O2, températures, 222Rn) complètent régulièrement ce suivi. Il s’agit d’évaluer la stabilité du microclimat intérieur, les relations avec l’extérieur ainsi que l’impact des modifications du site et de sa fréquentation.
La mesure dans la grotte Chauvet nécessite à la fois des résolutions élevées (de l’ordre de quelques millièmes de degrés pour la chaîne de mesure des températures) et une stabilité instrumentale pluriannuelle grâce aux capteurs (sondes de température à résistance de platine PT100 et détecteurs infrarouges Dräger) et aux centrales d’acquisition (dans la grotte : SA 32 de la marque AOIP et Micrologger CR3000 de la marque Campbell Scientific ; en surface : CR1000 de la marque Campbell Scientific) [fig. 274]. Les capteurs ont été positionnés dans tous les secteurs de la cavité, seuls ceux indispensables au suivi conservatoire sont maintenus depuis le début de l’acquisition des données. Ils permettent d’apprécier la physique (température de l’air et des parois ainsi que leurs échanges) et la chimie (rapport CO2 / O2) de l’atmosphère, ainsi que les relations de l’atmosphère avec l’ensemble karstique et le milieu extérieur. Les analyses de tendance, la saisonnalité, les corrélations
pression / température et le maintien des signatures chimiques de l’atmosphère souterraine sont les éléments principaux de l’évaluation des équilibres du milieu et de la pérennité de conditions conservatoires optimales dans la grotte Chauvet.

FIG. 273. Échantillonnage de l’eau d’infiltration dans la Galerie du Cierge.
FIG. 273. Sampling infiltration water in the Candle Gallery.

FIG. 273. Échantillonnage de l’eau d’infiltration dans la Galerie du Cierge. FIG. 273. Sampling infiltration water in the Candle Gallery.

FIG. 274. Appareils d’enregistrement climatique.
FIG. 274. Climatic recording devices.

FIG. 274. Appareils d’enregistrement climatique. FIG. 274. Climatic recording devices.

A montage de la centrale d’acquisition des paramètres climatiques (Micrologger CR3000 de marque Campbell Scientific).
B capteur de température type fil de platine (PT 100), sur son support.
A the central climatic parameter data logger (Campbell Scientific Micrologger CR3000).
B temperature sensor, platinum wire wound type (PT100), on its support.

7.4. Analyse des écoulements : la double vulnérabilité de la grotte.

28Yves Perrette

29Un suivi hydrologique a été réalisé dans les premières années de recherche pour caractériser la nature des écoulements rejoignant la grotte. Il a été complété depuis par d’autres suivis analytiques (cf. supra, § 7.3.). Il importe de rappeler que les écoulements alimentant la cavité sont mineurs : ils se caractérisent par des films d’eau temporaires alimentés par les joints de stratification et par l’alimentation stalactitique (cf. supra, partie 2, Carte 9 ; § 7.2.). Le suivi hydrologique s’est focalisé sur l’alimentation de stalactites présentant un régime pérenne. Il a été réalisé à l’aide d’un compte-gouttes à impulsion de type Stalagmate couplé à un enregistreur de données de type MicroDAS installés dans deux secteurs de la cavité, l’entrée de la Galerie du Cactus [fig. 275] et le fond de la Galerie des Croisillons. Étant donnés les impératifs de conservation de la grotte Chauvet, la mise en œuvre de cette instrumentation a demandé une attention particulière (alimentation autonome, étanchéité, non dégagement de chaleur…). Mené sur trois ans (2001-2003), ce suivi a fourni des données hydrologiques qui permettent d’appréhender la vulnérabilité de la cavité aux eaux d’infiltration. Seules sont ici présentées, à valeur d’exemples, les données issues de l’un des égouttements étudiés de la Galerie des Croisillons et de l’un de ceux de la Galerie du Cactus.

FIG. 275. Compte-gouttes à impulsion, entrée de la Galerie du Cactus.
FIG. 275. Drip impulse counter, entrance to the Cactus Gallery.

FIG. 275. Compte-gouttes à impulsion, entrée de la Galerie du Cactus. FIG. 275. Drip impulse counter, entrance to the Cactus Gallery.

De tels capteurs ont permis de déterminer les divers types de circulations hydrologiques rejoignant la grotte Chauvet, et d’évaluer ainsi les vulnérabilités de cette dernière aux eaux d’infiltration.
Using sensors such as this, we can identify the various types of hydrological circulations reaching Chauvet Cave, and thus evaluate the vulnerabilities of the cave to infiltration water.

7.4.1. Régime différencié et rôle de l’épikarst en Galerie des Croisillons

30Le suivi effectué sur l’une des stalactites de la Galerie des Croisillons [fig. 276] a permis de souligner un double fonctionnement hydrogéologique, particulièrement visible avant et après l’épisode pluviométrique exceptionnel des 8 et 9 septembre 2002 (jours 251 et 252). En 2001 et début 2002, le débit est très faible (de 10 à 30 gouttes toutes les dix minutes), et aucune relation entre les précipitations hivernales et printanières et l’augmentation de débit de la stalactite n’a été observée ; en revanche, les précipitations exceptionnelles des 8 et 9 septembre 2002 ont entraîné une augmentation brutale et importante du débit qui passe à 2,5 gouttes par seconde. Suite à cet événement pluviométrique majeur, les égouttements de la Galerie des Croisillons semblent « connectés » aux précipitations, avec une relation pluie/débit claire, et un temps de transfert de l’ordre de onze jours.

FIG. 276. Hydrogramme d’une stalactite de la Galerie des Croisillons (2002‑début 2003).
FIG. 276. Hydrograph of a stalactite in the Gallery of the Crosshatching (2002‑early 2003).

FIG. 276. Hydrogramme d’une stalactite de la Galerie des Croisillons (2002‑début 2003). FIG. 276. Hydrograph of a stalactite in the Gallery of the Crosshatching (2002‑early 2003).

Les variations de débit de la concrétion (en haut) sont mises en relation avec les variations de la température extérieure et la pluviométrie (toutes deux relevées à la station météorologique d’Orgnac). D’après les données météorologiques Sete et Géoconseil.
The variations in the drip rate of the concretion (above) are compared to the variations in exterior temperature and rainfall (both recorded at the Orgnac weather station).

31Ces observations apparemment contradictoires permettent d’appréhender le fonctionnement hydrogéologique suivant [fig. 277] :

  1. écoulements rapides de la surface vers la cavité lors d’événements météorologiques exceptionnels –ce paramètre doit être pris en compte dans la définition de la vulnérabilité de la grotte aux éléments extérieurs ;

  2. stockage de l’eau dans l’épikarst et/ou à proximité des voûtes de la cavité, en raison de quoi une partie des eaux d’infiltration ne rejoint pas la cavité, notamment en période d’étiage (par exemple, durant la période antérieure à septembre 2002) ;

  3. existence de transferts horizontaux dans les zones plus saturées (épikarst et proximité de la voûte de la cavité) permettant de « connecter » ou non certaines zones de la cavité aux eaux météorologiques.

FIG. 277. Corrélogrammes croisés pluies / débits.
FIG. 277. Cross-correlations of rain and drip rate.

FIG. 277. Corrélogrammes croisés pluies / débits. FIG. 277. Cross-correlations of rain and drip rate.

Ces corrélogrammes mettent clairement en évidence que le débit n’est pas –ou n’est que très faiblement– relié aux précipitations.
These cross-correlations clearly demonstrate that the drip rate is not –or is only slightly– linked to rainfall.

7.4.2. Relation entre égouttement et climat de la cavité en Galerie du Cactus

32L’hydrogramme issu du suivi hydrologique d’une des stalactites de la Galerie du Cactus [fig. 278] met en relation le régime de celle-ci, la température de la grotte et les précipitations enregistrées à la station de Vallon-Pont d’Arc (année 2002). Ce suivi a permis de mettre en évidence deux fonctionnements hydrologiques des stalactites : un égouttement très structuré, sans relation avec les précipitations extérieures, et des variations journalières du débit. Ces oscillations journalières ont été rapportées à la variation de la pression, qui agit également sur des phénomènes d’évaporation / condensation ainsi que sur les régimes d’écoulement en milieu non saturé. Étant donné que les deux phénomènes sont physiquement plausibles (variation de température comme de pression), une analyse du débit a été réalisée dans le domaine spectral (ondelettes continues et discontinues, croisées ou non) [fig. 279]. Elle met en évidence, sur une durée de vingt-quatre heures, une bonne corrélation de l’égouttement, aussi bien avec la pression qu’avec la température. Quelle que soit la cause de cette périodicité –température ou pression qui pourraient d’ailleurs agir conjointement–, il apparaît clairement que les égouttements lents mis ici en évidence et très présents dans la grotte Chauvet-Pont d’Arc sont intimement liés à la climatologie de la cavité. Celle-ci est contrôlée à la fois par la circulation de l’eau et de l’air dans le karst et par la ventilation au sein de la grotte. Ce type de signal est, de fait, particulièrement sensible non seulement à l’ouverture de la cavité mais aussi au couvert végétal du karst et au fonctionnement hydrogéologique du massif. Dans la cavité, le rôle de l’Éboulis d’Entrée est fondamental dans les échanges aérologiques entre la cavité et l’extérieur (cf. supra, chapitre 4).

FIG. 278. Hydrogramme d’une stalactite de la Galerie du Cactus (année 2002).
FIG. 278. Hydrograph of a stalactite in the Cactus Gallery (2002).

FIG. 278. Hydrogramme d’une stalactite de la Galerie du Cactus (année 2002). FIG. 278. Hydrograph of a stalactite in the Cactus Gallery (2002).

Les variations du débit de la concrétion sont mises en relation avec les variations de la température de l’air dans la cavité et avec les variations pluviométriques enregistrées à la station de Vallon-Pont d’Arc. D’après les données Sete et Géoconseil.
The drip rate variations of the concretion are compared to the air temperature variations in the cave and with the rainfall variations at the Vallon-Pont d’Arc station.

FIG. 279. Analyse spectrale de la relation entre l’égouttement stalactitique en Galerie du Cactus et la pression atmosphérique (à gauche), la température (à droite).
FIG. 279. Relationship between stalactite drip rate and pressure or temperature in the Cactus Gallery.

FIG. 279. Analyse spectrale de la relation entre l’égouttement stalactitique en Galerie du Cactus et la pression atmosphérique (à gauche), la température (à droite). FIG. 279. Relationship between stalactite drip rate and pressure or temperature in the Cactus Gallery.

En haut : répartition de la variance par échelle d’ondelettes Daubechies 10. L’échelle 4 correspond au signal journalier.
En bas : analyse sous forme d’ondelette continue croisée Morlet. Les périodes sont exprimées en jours (0 correspond au premier jour de traitement).
Above : Variance distribution of the pressure (left) and the temperature (right) as a function of wavelet scale decomposition (Daubechies, 10). The daily period corresponds to the scale 4 ;
Below : cross-correlation of continuous wavelets (Morlet) between drip rates and air pressure (left) or temperature (right). The daily period corresponds to the scale 0. Light colors correspond to correlated scales.

33Ce suivi hydrologique des égouttements en plusieurs points de la grotte souligne la double sensibilité de celle-ci : sensibilité aux infiltrations exceptionnelles, qui se traduisent par un transit rapide des eaux depuis la surface du massif jusqu’à l’intérieur de la cavité (cf. supra, § 7.3.3.), et sensibilité à la climatologie interne de la grotte. Cette dernière étant elle-même liée à la circulation de l’eau et de l’air dans le karst, donc au degré d’ouverture de la masse karstique (due au travail de la dissolution et aux phénomènes mécaniques), il importe de ne pas modifier les relations qu’entretient la cavité avec son environnement karstique (via les réseaux spéléologiques et de fissuration), mais aussi avec l’extérieur (vers la surface du plateau et/ou via l’Éboulis d’Entrée).

34Le couvert végétal est important dans le fonctionnement hydrogéologique actuel de cette zone vadose. Il joue à la fois un rôle de tampon et d’interception d’une partie de la lame d’eau. En l’état des connaissances, il reste difficile de déterminer si la disparition du couvert végétal diminuerait le confinement de la cavité du fait d’une circulation d’eau plus importante dans la masse calcaire, ou au contraire l’augmenterait du fait d’une connexion plus importante de la cavité aux eaux météorologiques. Quoi qu’il en soit, préserver le climat actuel de la grotte implique de veiller à la conservation de l’actuelle couverture végétale. Cette préconisation a été intégrée au plan de gestion de la grotte dans le cadre de son insciption sur la Liste du patrimoine mondial de l’Unesco.

7.5. Implications des périmètres de protection et de précaution dans la gestion du site classé.

35Jean-Jacques Delannoy

36Les travaux menés sur la définition du compartiment hydrogéologique de la grotte et sur les infiltrations karstiques par les analyses isotopiques et le suivi du débit des concrétions ont permis de préciser l’extension du bassin d’alimentation de la grotte et de mettre en évidence différentes modalités d’écoulement au sein de la masse calcaire en fonction des conditions météorologiques. L’analyse de la répartition spatiale des écoulements rejoignant la cavité et de leur fonctionnement hydrologique a, par ailleurs, souligné l’influence des anciens épisodes spéléogéniques dans les conditions hydroclimatiques actuelles de la grotte. Les remplissages paragénétiques et les colmatages stalagmitiques qui remontent à plusieurs millions d’années ont pour effet de dévier voire de bloquer une part des écoulements actuels qui, sans cela, alimenteraient la grotte, notamment dans le secteurs où les morphologies noyées et les dépôts paragénétiques sont bien conservés. Dans les secteurs ayant connu des réajustements mécaniques (effondrement), les conditions d’écoulement sont tout autres et apparaissent directement soumises au dispositif géologique (pendage et perméabilité différentielle des assises rocheuses).

37L’ensemble de ces résultats indique que la grotte présente plusieurs types de vulnérabilité aux infiltrations, selon l’évolution spéléogénique de ses différents secteurs et les conditions météorologiques. Cette multi-vulnérabilité, à la fois spatiale et temporelle, nécessite des réponses adaptées en termes de définition du (voire des) périmètre(s) de protection et des modalités de préservation de la grotte. Ces dernières doivent être modulées : très strictes pour des secteurs à forte vulnérabilité tel le petit impluvium engendré par le tablier d’éboulis extérieur en lien direct avec la cavité, elles seront moindres dans les secteurs les plus éloignés compte tenu du rôle de rétention joué par la nappe épikarstique (Mangin 1974a ; 1974b ; 1975). C’est ainsi que l’on a été amené à distinguer deux types de périmètres : de protection et de précaution [fig. 280]. Le périmètre de protection englobe les espaces de plus forte vulnérabilité, liée en milieu karstique aux écoulements les plus transmissifs. Couramment, en l’absence d’étude hydrogéologique, le périmètre se rapporte à la projection verticale, à la surface du massif, de l’extension maximale des réseaux souterrains. Dans le cas de la grotte Chauvet, la prise en compte du pendage et du rôle des vires marneuses au sein de la masse urgonienne dans l’organisation des écoulements karstiques a montré que les limites et l’extension du bassin d’alimentation karstique actuel de la grotte ne se situent pas juste à son aplomb mais s’étendent sur plus d’un kilomètre vers l’est, en direction du ravin de Combe Longue. La délimitation du bassin d’alimentation karstique sur des critères hydrogéologiques a ainsi permis de fixer précisément le tracé du périmètre de protection de la grotte (surface d’affleurement des assises calcaires comprise entre les vires marneuses V3 et V4) [fig. 280]. Un périmètre de précaution plus étendu a été par ailleurs défini : il prend en compte l’espace compris entre les deux failles nord-nord-est - sud-sud-ouest qui délimitent le plateau entre le ravin de Combe Longue et sa retombée nord-ouest vers la vallée de l’Ibie.

FIG. 280. Délimitation des périmètres de protection et de précaution de la grotte Chauvet.
FIG. 280. Designation of the protection and precaution perimeters of the Chauvet-Pont d’Arc Cave.

FIG. 280. Délimitation des périmètres de protection et de précaution de la grotte Chauvet. FIG. 280. Designation of the protection and precaution perimeters of the Chauvet-Pont d’Arc Cave.

La grotte bénéficie de trois dispositifs de protection enchâssés. Le premier répond à une logique juridique et foncière de protection du sous-sol au moyen de l’acquisition par l’État des parcelles cadastrales situées à l’aplomb de la grotte : dès 1995, ces parcelles sont classées au titre des Monuments historiques. Le deuxième périmètre de protection est adapté à la logique fonctionnelle de la grotte. Faisant pièce à la vulnérabilité engendrée par les circulations souterraines, sa surface couvre l’impluvium du bassin d’alimentation actuel de la grotte. Le pendage des couches géologiques justifie que ce périmètre soit bien plus étendu vers l’est que vers l’ouest. Pour des raisons administratives et juridiques (classement des parcelles au titre des sites du Code de l’environnement, art. L341.1), ce périmètre est lui aussi calqué sur le parcellaire cadastral, ce qui explique le caractère relativement anguleux de sa délimitation. Enfin, le troisième dispositif, dit « de précaution », englobe l’ensemble de l’interfluve Ibie-Ardèche. Il a pour fonction de réduire l’impact des aléas naturels (incendies) ou des changements d’usage des sols (agriculture, aménagements, constructions…) sur les modalités d’infiltration et sur la qualité physico-chimique des eaux qui rejoignent la grotte.
The cave benefits from the designation of three intercalated protection perimeters. The first corresponds to the legal and property ownership measures required to protect what lies underground via the State government acquisition of the cadastral parcels situated above the cave. These parcels have been classified as Historic Monuments since 1995. The second protection perimeter is adapted to the functional aspects of the cave. Due to the vulnerability engendered by the underground circulation of water, the surface of this perimeter covers the impluvium of the current drainage basin of the cave. The slope of the geological layers justifies the extension of this perimeter much further to the east than to the west. For administrative and legal reasons (classification of the parcels in adherence to the Code de l’environnement, art. L341.1), the periphery of this perimeter also follows the cadastral parcel boundaries, hence the angular nature of its delimitation.
Finally, the third “precautionary” perimeter encompasses the entire Ibie-Ardèche interfluve. This measure is taken to reduce the impacts of natural hazards (wildfires) or changes in land use (agriculture, landscape modifications, constructions, etc.) on the water infiltration processes and the physical-chemical quality of the water that reaches the cave.

38Cette distinction entre périmètres de protection et de précaution a une incidence en matière de gestion. Le premier nécessite des mesures strictes afin de ne pas modifier les conditions d’infiltration des eaux dans la masse karstique et leur écoulement en direction de la cavité ; le second permet de travailler à plus grande échelle sur la gestion de la couverture biopédologique, et de veiller au maintien du fonctionnement de la zone épikarstique. Cette nature épikarstique a pour effet de réguler les infiltrations karstiques et ainsi de tamponner partiellement les effets de chasse d’eau engendrés par les fortes précipitation liées aux épisodes météorologiques dits « cévenols ». Or le fonctionnement de l’épikarst est en partie conditionné par la couverture biopédologique (Perrin et al. 2003 ; Williams 2008), c’est pourquoi toute modification de la couverture végétale peut avoir des incidences tant sur le régime et la nature plus ou moins incrustante des eaux rejoignant la grotte que sur l’évolution des états de paroi (concrétionnement ou dissolution des films de calcite). Garantir le maintien de la couverture biopédologique et éviter tout risque de dégradation, notamment par des incendies, constituent un des principaux enjeux de la gestion du périmètre de précaution.

39Le croisement de l’ensemble des résultats résumés dans ce chapitre a permis de préciser l’extension des périmètres de protection et de précaution et de poser les bases d’une gestion raisonnée prenant en compte les diverses vulnérabilités de la grotte. Ces éléments ont été portés au dossier d’inscription de la grotte sur la Liste du patrimoine mondial de l’humanité de l’Unesco et ont alimenté le plan de gestion associé à cette inscription. Ils ont également constitué des supports importants dans les réflexions menées pour définir les conditions d’accès et de visite de la grotte dans le but de garantir l’ensemble des conditions nécessaires à sa très bonne conservation (cf. infra, chapitre 8).

Notes

1  Bénédicte Minster a analysé les isotopes de l’eau au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE, UMR 8212 CNRS / CEA) où Édouard Régnier était en charge de l’échantillonnage, Marc Massault a analysé les isotopes du CO2 à l’université Paris-Sud), Jean-Pascal Dumoulin et Christophe Moreau ont analysé le radiocarbone au LSCE-Orme au moyen de l’Accélérateur pour la recherche en sciences de la Terre, environnement, muséologie (Artemis).

Table des illustrations

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Titre FIG. 252. Contexte géologique du compartiment karstique de la grotte Chauvet-Pont d’Arc. FIG. 252. Geological context of the karst zone of the Chauvet-Pont d’Arc Cave.
Légende A Colonne stratigraphique des assises affleurant aux abords des gorges amont de l’Ardèche. La grotte Chauvet se développe dans les calcaires barrémo-bédoulien (n4-n5) à faciès urgonien. Des niveaux marnocalcaires affectent cet ensemble (V1, V3, V4). B Coupe géologique simplifiée recoupant l’interfluve Ibie-Ardèche dans lequel se situe la grotte Chauvet. C Bloc diagramme du dispositif lithostructural à l’entrée des gorges de l’Ardèche. A Stratigraphic column of the outcropping strata on the edges of the upstream gorges of the Ardèche. Chauvet Cave is located in the Barremian-Bedoulian limestone layers (n4-n5) of the Urgonian facies. Marly calcareous layers (V1, V3, V4) are interspersed among these strata. B Simplified geological section through the Ibie-Ardèche interfluve in which Chauvet Cave is located. C Block diagram of the lithostructural organization at the entrance of the Ardèche Gorges.
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Titre FIG. 253. Lecture géologique du Cirque d’Estre. FIG. 253. Geological reading of the Cirque d’Estre.
Légende La structure géologique est bien lisible sur le rebord nord du Cirque d’Estre où s’ouvre la grotte Chauvet. Les assises géologiques sont affectées par un pendage vers l’ouest - nord-ouest et par des failles décrochantes qui font descendre par paliers successifs les couches calcaires. On relève également le caractère plan de la surface du plateau au-dessus de la grotte (plaine des Gras). Elle correspond à une ancienne surface d’aplanissement réalisée lorsque l’Ardèche n’avait pas encore incisé la masse calcaire. The geological structure on the northern edge of the Cirque d’Estre, where the entrance of Chauvet Cave is located, is easily discernable. The geological strata are affected by a west-north-west slope and strike-slip faults causing successive blocks of the limestone layers to descend. The flat morphology of the plateau surface above the cave (Plaine des Gras) corresponds to an ancient planation surface created when the Ardèche River had not yet incised the limestone mass.
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Titre FIG. 254. Bloc diagramme 3D de l’interfluve Ibie-Ardèche, et vue oblique du secteur Combe d’Arc-Cirque d’Estre. FIG. 254. 3D block diagram of the Ibie-Ardèche interfluve and oblique view of the Combe d’Arc-Cirque d’Estre sector.
Légende Le bloc diagramme montre le dispositif litho-structural de la bordure nord des gorges amont de l’Ardèche, depuis sa confluence avec l’Ibie et le vallon du Tiourre. Sur la photo oblique aérienne de la Combe d’Arc-Cirque d’Estre, sont matérialisés les principaux accidents géologiques ayant une incidence hydrogéologique (rouge) et se marquant dans le paysage (jaune).This block diagram shows the lithostructural organization of the northern edge of the upstream gorges of the Ardèche from its confluence with the Ibie and the Tiourre Valley. The oblique aerial photo of the Combe d’Arc-Cirque d’Estre shows the main geological faults that affect the hydrogeology (red) and that are visible on the landscape (yellow).
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Titre FIG. 255. Visualisation 3D du compartiment géologique de la grotte Chauvet-Pont d’Arc.FIG. 256. La grotte Chauvet-Pont d’Arc dans son environnement hydrogéologiqueFIG. 255. 3D visualization of the geological zone of the Chauvet-Pont d’Arc Cave. FIG. 256. The Chauvet-Pont d’Arc Cave in its hydrogeological environment.
Légende La grotte est représentée en rose. De direction générale nord-sud, les réseaux souterrains de la grotte présentent un agencement quasiment perpendiculaire à la direction actuelle du drainage vers l’ouest - nord-ouest. Le compartiment géologique actuel de la grotte est délimité par deux accidents importants : les failles décrochantes du ravin de Combe Longue et du vallon de l’Ibie. Celles-ci fonctionnent comme des murs hydrogéologiques isolant le compartiment central de la grotte. Sur cette figure, les assises calcaires ont été gommées afin de faire ressortir la présence des vires marnocalcaires qui, bien que de faible épaisseur (quelques mètres), jouent un rôle majeur dans le drainage des eaux d’infiltration. The cave is represented in pink. The cave conduits follow a general north-south direction and are nearly perpendicular to the current west-north-west drainage direction. The current geological zone of the cave is delimited by two major features : the strike-slip faults of the Combe Longue ravine and the Ibie Valley. These faults function as hydrogeological walls isolating the central zone of the cave. On this figure, the limestone strata are shown as voids to emphasize the presence of marly calcareous layers, which although thin (a few meters), play a major role in the drainage of infiltration water.Les flèches bleu clair représentent le positionnement de la portion d’infiltrations susceptibles de s’écouler le long de la vire V3 et d’atteindre la grotte. Les flèches bleu foncé localisent la portion d’infiltrations rejoignant les compartiments inférieur (sous le niveau de la vire V3) et supérieur (au-dessus du niveau de la vire V4) et ne pouvant par conséquent rejoindre la grotte.The light blue arrows indicate the position of the water infiltrations that can circulate along the V3 marly calcareous layer and reach the cave. The dark blue arrows indicate the infiltrations that reach the lower (under the level of the V3 layer) and upper (above the V4 marly calcareous layer) zones, and which thus cannot reach the cave.
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Titre FIG. 257. Périmètre d’infiltration des eaux pouvant rejoindre la grotte Chauvet. FIG. 257. The perimeter of water infiltrations that can reach Chauvet Cave.
Légende La zone teintée en bleu sombre correspond à l’affleurement des calcaires à faciès urgonien (n4c-5aU) compris entre les vires marno-calcaires V3 et V4. La zone teintée en bleu clair correspond aux mêmes assises carbonatées mais situées en aval-pendage de la grotte. Les eaux d’infiltration de ce second compartiment ne peuvent rejoindre la grotte du fait du pendage qui éloigne les écoulements de la cavité.
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Titre FIG. 258. Impacts du creusement épinoyé et des colmatages stalagmitiques et argileux sur la circulation des infiltrations aux abords de la grotte et vers celle‑ci. FIG. 258. The impacts of epiphreatic digging and stalagmite and clay clogging on the circulation of infiltrating wate around and toward the cave.
Légende A Conduit de la grotte creusé en régime épinoyé et ayant connu des phases de colmatage stalagmitique et paragénétique. Bien que ces épisodes remontent à plusieurs millions d’années, ils continuent d’influer sur les infiltrations aux abords de la cavité : les remplissages stalagmitiques et argileux étant moins perméables, ils contraignent les eaux à contourner la galerie. B Dès que les plafonds sont affectés par des réajustements mécaniques (tel l’effondrement d’un pan de plafond), les effets du colmatage argileux et stalagmitique sont fortement atténués : les eaux circulant dans les joints de stratification peuvent dès lors rejoindre la grotte. A A cave conduit formed during an epiphreatic phase with stalagmitic clogging and paragenetic phases. Though these episodes occurred several millions of years ago, they continue to influence the water infiltration around the cave ; because the stalagmite and clay fills are less permeable, they force the water to circulate around the gallery. B As soon the ceilings are modified by mechanical readjustments (such as the collapse of a ceiling slab), the effects of the clay and stalagmite clogs are greatly reduced, and the water circulating in the bedding joints can then reach the cave.
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Titre FIG. 259. Ancien colmatage stalagmitique. FIG. 259. Ancient stalagmitic clogging.
Légende La grotte a connu plusieurs phases de colmatage complet et de décolmatage de ses galeries. La présence d’une très ancienne génération de concrétionnement (génération 0) au plafond de la salle Brunel témoigne d’un de ces épisodes de colmatage : cet ancien concrétionnement recreusé en coupoles de plafond présente une perméabilité moindre que celle de l’encaissant calcaire (qui est fissuré) et fait ainsi écran aux infiltrations karstiques. Several complete clogging and unclogging phases occurred in the past the cave galleries. The presence of a very old concretion generation (generation 0) on the ceiling of the Brunel Chamber corresponds to one of these clogging phases. This ancient concretion formation re-sculpted into ceiling cupola is less permeable than that of the surrounding limestone (which is fissured) and thus blocks karstic infiltrations.
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Titre FIG. 260. Remplissage argileux paragénétique. FIG. 260. Paragenetic clay filling.
Légende La présence au plafond d’argile (ici en Salle Hillaire) est le témoin du fonctionnement paragénétique de la grotte Chauvet à une période remontant à plusieurs millions d’années. Ces argiles fonctionnent comme un revêtement imperméable qui retient les eaux d’infiltration au-dessus de la voûte de la galerie. The presence of clay on the ceiling of the cave (here in the Hillaire Chamber) is evidence for the paragenetic functioning of Chauvet Cave several millions of years ago. These clays function like an impermeable layer that prevents infiltrating water from entering the cave.
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Titre FIG. 261. Distribution spatiale des stalagmites dans la grotte Chauvet et ses enseignements sur les types d’alimentation hydrologique. FIG. 261. Spatial distribution of stalagmites in Chauvet Cave and the information they provide on their hydrological alimentation types.
Légende L’analyse de la distribution spatiale des stalagmites en lien avec les données lithostructurales (fracturation, pendage, joints de stratification), géomorphologiques et spéléogéniques permet de distinguer différentes natures d’alimentation stalactitique. Cette différenciation est intéressante pour appréhender les relations de la grotte avec l’encaissant calcaire et avec l’environnement extérieur, et connaître les vulnérabilités qui en découlent. Les trois modalités définies sur la carte sont toutes soumises aux variations climatiques saisonnières mais avec des réponses très différentes : si les alimentations calquées sur les accidents lithostructuraux sont relativement réactives aux événements extérieurs, les autres présentent un fonctionnement plus tamponné et différé dans le temps. Analysis of the spatial distribution of stalagmites in relation to the lithostructural (fracturing, slope, bedding joints), geomorphological and speleogenic data enables identification of the different types of stalactite alimentation. This differentiation contributes information on the relationships between the cave and its enclosing limestone rock and with the exterior environment, as well as its resulting vulnerabilities. The three processes defined on the map are all subject to climatic variations but with very different responses : while the alimentations linked to litho-structural accidents are more closely linked to exterior events, the functioning of the others are less intensive and more delayed in time.
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Titre FIG. 262. Filiation entre concrétionnement récent et ancien. FIG. 262. Filiation between recent and ancient concretion formation.
Légende En plusieurs points de la grotte, on relève une relation très étroite entre concrétionnement ancien et concrétionnement actuel. Ici, dans la Galerie des Panneaux Rouges, les fistuleuses blanches holocènes suivent l’affleurement d’une très ancienne génération de plancher stalagmitique (génération 1) aujourd’hui en position de plafond. De part et d’autre de cet affleurement, les plafonds creusés dans les calcaires sont exempts de stalactites. Les eaux alimentant les fistuleuses proviennent de la condensation qui remobilise les carbonates de l’ancien concrétionnement. At several locations in the cave, we observe a very close relationship between ancient and current forming concretions. Here in the Red Panels Gallery, the white Holocene straw stalactites follow the outcropping of a very ancient stalagmitic floor generation (generation 1), today positioned on the ceiling. Surrounding this outcropping, the ceilings carved into the limestones have no stalactites. The water feeding the straws originates from the condensation that remobilizes the carbonates of the ancient concretions.
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Titre FIG. 263. Ressuyage des pendants de voûte et concrétionnement holocène. FIG. 263. Water circulation on the ceiling pendants and Holocene concretion formation.
Légende Dans la seconde partie de la grotte, plus confinée, la condensation humidifie les parois durant la saison estivale. Cette humidité migre avec une extrême lenteur vers les points bas (comme ici à la base d’un pendant de voûte de la Salle Hillaire). À mesure de leur cheminement, les eaux se chargent en carbonate dissous à l’origine des fistuleuses blanches. In the second, more confined, part of the cave, condensation humidifies the walls during the summer season. This humidity migrates extremely slowly toward the low points (like here at the base of ceiling pendant in the Hillaire Chamber). Along their path, the water picks up the dissolved carbonates responsible for the formation of white straw stalactites.
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Titre FIG. 264. Le rôle d’impluvium de la masse écroulée à l’entrée de la grotte. FIG. 264. The role of the impluvium of the collapsed mass at the cave entrance.
Légende La masse de blocs tombés lors des écroulements de l’escarpement calcaire fonctionne comme un impluvium formant un petit compartiment hydrogéologique très perméable. Une part des eaux météoritiques qui s’infiltrent dans l’éboulis butent en profondeur sur le remplissage argilo-limoneux (peu perméable) qui caractérise le sol de la Salle Brunel et de la Salle des Bauges. Ces eaux, s’écoulant au contact de l’éboulis et du remplissage, rejoignent les premiers espaces souterrains de la grotte. Une part des ravines des sols des premières salles et des remaniements des vestiges osseux seraient ainsi liée aux eaux drainant une part de la masse écroulée. The mass of blocks that fell during the collapses of the limestone escarpment function as an impluvium that forms a small, very permeable, hydrogeological compartment. Some of the meteoric water that infiltrates into the talus is blocked deep below the surface against the silty clay layer (slightly permeable) that is found in the Brunel Chamber and the Chamber of the Bear Hollows. This water, circulating at the contact of the talus and this layer, enters into the first underground spaces of the cave. Some of the ravines on the floors of the first rooms and the movements of bone remains would thus be linked to the water draining from part of the collapsed mass.
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Titre FIG. 265. Localisation des points de suivi isotopique, hydrologique et climatique. FIG. 265. Locations of the isotopic, hydrological and climatic monitoring points.
Légende De nombreux capteurs, positionnés sur l’ensemble de la grotte, permettent de suivre l’évolution climatique de la cavité. Lors des campagnes scientifiques, des prélèvements d’eau et d’air complètent ce suivi par des mesures géochimiques et isotopiques.Numerous sensors positioned throughout the cave monitor the climatic evolution of the cavity. During scientific research sessions, water and air samples are taken to contribute geochemical and isotopic measures to this monitoring.
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Titre FIG. 266. Chroniques des moyennes journalières des températures et du CO2 de 1997 à 2011. FIG. 266. Records of the daily temperature and CO2 averages from 1997 to 2011.
Légende Les températures présentent des amplitudes très faibles et des écarts air-paroi réduits (Salle Brunel). On note un amortissement des variations saisonnières plus important vers l’intérieur de la grotte (Salle Hillaire) –même si, à partir de la fin 2008, la qualité des mesures de la température de l’air n’est plus significative en Salle Hillaire. Les chroniques de concentration en CO2 montrent quant à elles une saisonnalité marquée dans les deux parties de la grotte, et une stabilité du compartimentage avec des valeurs constamment plus élevées dans la Salle du Fond. On remarque par ailleurs l’accroissement du taux de ce gaz à partir de l’année 2008. Cet accroissement, qui continue par la suite, est lié à des hivers plus chauds et à des printemps précoces (favorisant la production de CO2 pédologique). (Graphique établi à partir des données du cabinet GEConseil, en charge du suivi climatique de la grotte. Travaux d’interprétation en cours.) The temperatures display very small ranges and air-wall differences (Brunel Chamber). We observe decreased seasonal variations toward the interior of the cave (Hillaire Chamber). The CO2 concentration records show that there are significant seasonal differences in both parts of the cave, and compartmental stability with consistently higher levels in the End Chamber. We also observe a continual increase in the rate of CO2 since 2008. This increase is linked to warmer winters and early springs, favoring the production of pedological CO2.
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Titre FIG. 267. Comparaison des mesures isotopiques (δ18O) d’eau de pluie et de l’eau d’infiltration en grotte Chauvet. FIG. 267. Comparison of the isotopic (δ18O) measures of rain water and infiltration water in Chauvet Cave.
Légende Alors que la pluie montre des variations isotopiques saisonnières de grande amplitude, l’eau qui sort des stalactites possède une composition isotopique stable (ici à ± 0,4 ‰) (losanges bleus). Il faut intégrer l’eau de pluie (δ18O et quantité d’eau) de tous les mois de l’année sur une durée d’environ 54 mois pour retrouver la valeur isotopique de l’eau souterraine (courbe noire continue avec l’incertitude en pointillés) (Genty et al. 2014). While the seasonal isotopic variations of rainwater are very high, the water emanating from the stalactites has a stable isotopic composition (here at ± 0,4 ‰) (blue diamonds). It is necessary to integrate the rainwater (δ18O and water quantity) of all months of the year over approximately 54 months to match the isotopic rate of the underground water (continuous black curve with the uncertainty shown with dashed lines) (Genty et al. 2014).
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Titre FIG. 268. Verre de montre recouvert d’une fine couche de calcite après une année. FIG. 268. Watch glass covered with a thin layer of calcite after one year.
Légende Le boîtier situé dessous est un compteur de gouttes. The box beneath it is a drip counter.
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Titre FIG. 269. Enregistreur de débit en place dans la Galerie du Cierge. FIG. 269. A drip rate recorder in the Candle Gallery.
Légende Ce boîtier est équipé d’un micro qui enregistre l’impact de la chute de chaque goutte d’eau issue de la stalactite. Il est ainsi possible d’étudier l’évolution du débit de la stalactite au cours du temps. This box is equipped with a microphone that records the impact of each drip of water coming from the stalactite. It is thus possible to study the evolution of the drip rate of the stalactite through time.
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Titre FIG. 270. Évolution du débit sous deux stalactites de la grotte Chauvet. FIG. 270. Evolution of the drip rate under two stalactites in Chauvet Cave.
Légende Les trois cycles hydrologiques (zones grises) durant lesquels les mesures ont été effectuées sont marqués par une forte augmentation du débit entre octobre et décembre suivi par une décroissance plus ou moins progressive jusqu’aux mois de septembre-octobre, période la plus sèche.The three hydrological cycles (gray zones) during which measures were recorded show a high increase in the drip rate from October to December, followed by a more or less gradual decrease until September-October, the driest period.
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Titre FIG. 271. Variation du débit sous deux stalactites de la grotte Chauvet. FIG. 271. Variation of the drip rate under two stalactites in Chauvet Cave.
Légende Le débit est ici comparées –durant la période la plus humide (fin automne, hiver)– sous deux stalagtites et avec la variation de la pluviométrie mesurée à la station d’Orgnac. On remarque qu’à chaque épisode pluvieux correspond une réponse (augmentation) rapide du débit sous les deux stalactites –celle en Galerie du Cactus réagissant plus fortement que celle de la Galerie du Cierge. The drip rate under two stalactites is compared here during the wettest period (late autumn, winter). The comparisons are made between the two stalactites, and with the rainfall rate measured at Orgnac. We observe that each rainfall episode corresponds to a rapid increase in the drip rate of the two stalactites –the stalactite in the Cactus Gallery being more affected than the one in the Candle Gallery.
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Titre FIG. 272. Corrélogramme croisé entre la pression barométrique de la grotte et le débit mesuré sous deux stalactites de la grotte Chauvet. FIG. 272. Cross-correlogram between the barometric pressure of the cave and the drip rate measured under two stalactites in Chauvet Cave.
Légende Les courbes montrent qu’il existe une relation inverse entre le débit d’égouttement et la pression atmosphérique.The curves show an inverse relationship between the drip rate and the atmospheric pressure. On this plot, the cross-correlation is shown in the ordinate axis, and the time-delay (0.25 h) in the abscissa axis.
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Titre FIG. 273. Échantillonnage de l’eau d’infiltration dans la Galerie du Cierge. FIG. 273. Sampling infiltration water in the Candle Gallery.
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Titre FIG. 274. Appareils d’enregistrement climatique. FIG. 274. Climatic recording devices.
Légende A montage de la centrale d’acquisition des paramètres climatiques (Micrologger CR3000 de marque Campbell Scientific).B capteur de température type fil de platine (PT 100), sur son support. A the central climatic parameter data logger (Campbell Scientific Micrologger CR3000).B temperature sensor, platinum wire wound type (PT100), on its support.
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Titre FIG. 275. Compte-gouttes à impulsion, entrée de la Galerie du Cactus. FIG. 275. Drip impulse counter, entrance to the Cactus Gallery.
Légende De tels capteurs ont permis de déterminer les divers types de circulations hydrologiques rejoignant la grotte Chauvet, et d’évaluer ainsi les vulnérabilités de cette dernière aux eaux d’infiltration. Using sensors such as this, we can identify the various types of hydrological circulations reaching Chauvet Cave, and thus evaluate the vulnerabilities of the cave to infiltration water.
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Titre FIG. 276. Hydrogramme d’une stalactite de la Galerie des Croisillons (2002‑début 2003). FIG. 276. Hydrograph of a stalactite in the Gallery of the Crosshatching (2002‑early 2003).
Légende Les variations de débit de la concrétion (en haut) sont mises en relation avec les variations de la température extérieure et la pluviométrie (toutes deux relevées à la station météorologique d’Orgnac). D’après les données météorologiques Sete et Géoconseil.The variations in the drip rate of the concretion (above) are compared to the variations in exterior temperature and rainfall (both recorded at the Orgnac weather station).
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Titre FIG. 277. Corrélogrammes croisés pluies / débits. FIG. 277. Cross-correlations of rain and drip rate.
Légende Ces corrélogrammes mettent clairement en évidence que le débit n’est pas –ou n’est que très faiblement– relié aux précipitations.These cross-correlations clearly demonstrate that the drip rate is not –or is only slightly– linked to rainfall.
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Titre FIG. 278. Hydrogramme d’une stalactite de la Galerie du Cactus (année 2002). FIG. 278. Hydrograph of a stalactite in the Cactus Gallery (2002).
Légende Les variations du débit de la concrétion sont mises en relation avec les variations de la température de l’air dans la cavité et avec les variations pluviométriques enregistrées à la station de Vallon-Pont d’Arc. D’après les données Sete et Géoconseil.The drip rate variations of the concretion are compared to the air temperature variations in the cave and with the rainfall variations at the Vallon-Pont d’Arc station.
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Titre FIG. 279. Analyse spectrale de la relation entre l’égouttement stalactitique en Galerie du Cactus et la pression atmosphérique (à gauche), la température (à droite). FIG. 279. Relationship between stalactite drip rate and pressure or temperature in the Cactus Gallery.
Légende En haut : répartition de la variance par échelle d’ondelettes Daubechies 10. L’échelle 4 correspond au signal journalier. En bas : analyse sous forme d’ondelette continue croisée Morlet. Les périodes sont exprimées en jours (0 correspond au premier jour de traitement). Above : Variance distribution of the pressure (left) and the temperature (right) as a function of wavelet scale decomposition (Daubechies, 10). The daily period corresponds to the scale 4 ; Below : cross-correlation of continuous wavelets (Morlet) between drip rates and air pressure (left) or temperature (right). The daily period corresponds to the scale 0. Light colors correspond to correlated scales.
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Titre FIG. 280. Délimitation des périmètres de protection et de précaution de la grotte Chauvet. FIG. 280. Designation of the protection and precaution perimeters of the Chauvet-Pont d’Arc Cave.
Légende La grotte bénéficie de trois dispositifs de protection enchâssés. Le premier répond à une logique juridique et foncière de protection du sous-sol au moyen de l’acquisition par l’État des parcelles cadastrales situées à l’aplomb de la grotte : dès 1995, ces parcelles sont classées au titre des Monuments historiques. Le deuxième périmètre de protection est adapté à la logique fonctionnelle de la grotte. Faisant pièce à la vulnérabilité engendrée par les circulations souterraines, sa surface couvre l’impluvium du bassin d’alimentation actuel de la grotte. Le pendage des couches géologiques justifie que ce périmètre soit bien plus étendu vers l’est que vers l’ouest. Pour des raisons administratives et juridiques (classement des parcelles au titre des sites du Code de l’environnement, art. L341.1), ce périmètre est lui aussi calqué sur le parcellaire cadastral, ce qui explique le caractère relativement anguleux de sa délimitation. Enfin, le troisième dispositif, dit « de précaution », englobe l’ensemble de l’interfluve Ibie-Ardèche. Il a pour fonction de réduire l’impact des aléas naturels (incendies) ou des changements d’usage des sols (agriculture, aménagements, constructions…) sur les modalités d’infiltration et sur la qualité physico-chimique des eaux qui rejoignent la grotte. The cave benefits from the designation of three intercalated protection perimeters. The first corresponds to the legal and property ownership measures required to protect what lies underground via the State government acquisition of the cadastral parcels situated above the cave. These parcels have been classified as Historic Monuments since 1995. The second protection perimeter is adapted to the functional aspects of the cave. Due to the vulnerability engendered by the underground circulation of water, the surface of this perimeter covers the impluvium of the current drainage basin of the cave. The slope of the geological layers justifies the extension of this perimeter much further to the east than to the west. For administrative and legal reasons (classification of the parcels in adherence to the Code de l’environnement, art. L341.1), the periphery of this perimeter also follows the cadastral parcel boundaries, hence the angular nature of its delimitation.Finally, the third “precautionary” perimeter encompasses the entire Ibie-Ardèche interfluve. This measure is taken to reduce the impacts of natural hazards (wildfires) or changes in land use (agriculture, landscape modifications, constructions, etc.) on the water infiltration processes and the physical-chemical quality of the water that reaches the cave.
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Auteurs

Géomorphologue, Delannoy a travaillé dès ses recherches doctorales (1981) sur les grottes en tant que mémoire paléogéographique et sur les relations des hommes avec leur environnement. Il développe ses travaux à la Casa de Velázquez (Madrid) et dans les universités de Séville et de Grenoble avant de rejoindre, en 1999, l’université de Savoie (Chambéry) où il est professeur des universités.
Il crée en 2003 le laboratoire interdisciplinaire « Environnement, dynamiques et territoires de la montagne » (Edytem : UMR 5204 CNRS / université Savoie Mont-Blanc) qu’il dirige jusqu’en 2015. Il est appelé à la direction du CNRS (2003-2006) où il a en charge les unités de recherche en archéologie, écologie humaine et géographie. Il est nommé, en 2006, au comité scientifique de la grotte de Lascaux puis, en 2011, au Conseil scientifique international de la grotte de Lascaux qu’il copréside avec le professeur Yves Coppens. Depuis 2017, il assure la présidence de ce conseil scientifique. Il s’attache au développement de programmes scientifiques permettant de traiter l’écosystème de cette cavité à des fins de conservation. Il est membre, depuis 2010, de la section de la Commission nationale des Monuments historiques (CNMH) consacrée aux grottes ornées.
Membre de l’équipe scientifique de la grotte Chauvet-Pont d’Arc depuis 1998, il conçoit une approche géomorphologique centrée sur les problématiques archéologiques et de conservation, basée sur la cartographie à haute résolution spatiale. Cette approche développée sur des sites d’art rupestre en Papouasie -Nouvelle-Guinée, en Australie, en Sibérie et en Colombie-Britannique lui a permis de faire ressortir la part, parfois majeure, des actions humaines et des aménagements dans la transformation du cadre physique des sites archéologiques. Il pose, en 2012, les bases du concept d’anthropogéomorphologie. Il est depuis 2019 membre senior de l’Institut universitaire de France sur cette thématique.
Il a également travaillé sur les contenus de l’Espace de restitution de la grotte Chauvet (Grotte Chauvet 2 - Ardèche et Centre d’interprétation) et accompagné la réalisation de la réplique ouverte au grand public en avril 2015.

Géomorphologue, spécialiste du karst et des grottes, docteur de l’université Bordeaux 3 (2000), ingénieur de recherche au CNRS, affecté à Chambéry au laboratoire « Environnement, dynamiques et territoires de la montagne » (Edytem : UMR 5204 CNRS / université Savoie Mont-Blanc). Spécialisé dans l’analyse 3D des surfaces karstiques, qu’elles soient souterraines ou de surface, il utilise la modélisation 3D par acquisition topographique, lasergrammétrique ou photogrammétrique. Il est par ailleurs instructeur fédéral de spéléologie, diplômé d’État supérieur en spéléologie, chef de plongée scientifique CNRS et président de l’Association française de karstologie (2013-2017).
À la grotte Chauvet, il a analysé, notamment avec Jean-Jacques Delannoy et Benjamin Sadier et souvent au moyen de technologies 3D, les morphologies karstiques à l’échelle du massif (entrée des gorges de l’Ardèche), à l’échelle de la grotte (morphogenèse) et à l’échelle du dépôt (structure anthropique). Tous trois ont étudié l’écroulement et la fermeture de la grotte Chauvet dont la datation a pu être contrainte grâce à une collaboration avec le Centre européen de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement (Cerege).
Stéphane Jaillet revendique une certaine sensibilité à propos des modes de représentation du monde souterrain. Passionné de topographie, de cartographie et notamment de topographies anciennes, il cherche dans l’iconographie souterraine produite au cours du temps le lien encore mal compris qui unit les hommes au monde des cavernes. La mise en œuvre de méthodes d’acquisition 3D et sa passion pour la photographie souterraine et le dessin constituent des prolongements logiques de cette quête.

Directeur de recherche au CNRS au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE : UMR 8212 CNRS / CEA / université de Versailles - Saint-Quentin-en-Yvelines), est spécialisé dans la reconstitution des paléoclimats à partir des spéléothèmes (stalagmites, planchers stalagmitiques). Il a acquis ses compétences en géochimie isotopique au Laboratoire d’hydrologie et de géochimie isotopique à l’université Paris-Sud, à Orsay, avant de rejoindre le LSCE en 2000. Il étudie à la fois les systèmes anciens (reconstructions paléoenvironnementales, essentiellement à partir des isotopes stables et des datations radiométriques) et les systèmes actuels (mesures in situ de nombreux paramètres météorologiques, hydrologiques et géochimiques) afin de comprendre les liens entre climat et caractères géochimiques des spéléothèmes. Il a travaillé sur de nombreux sites préhistoriques (Villars, Cussac, Bruniquel, Arcy-sur-Cure, Teyjat, Lascaux, etc.), toujours en étroite collaboration avec les archéologues et les spéléologues.
Intégré au sein de l’équipe de recherche scientifique de la grotte Chauvet-Pont d’Arc dès les premières années, Dominique Genty a étudié l’ensemble des spéléothèmes issus de ce site et effectué un suivi hydrologique et isotopique de l’eau d’infiltration. Les points marquants de son travail concernent la datation de la mise en place de l’Éboulis d’Entrée, de l’effondrement de la Salle Hillaire et du plancher archéologique. Parallèlement à ces jalons chronologiques, il a extrait d’une stalagmite de la Galerie des Croisillons une courbe paléoclimatique détaillée de la dernière déglaciation comparable à celle issue des glaces du Groenland.

Spécialiste de karstologie, docteur en géographie diplômé de l’université Savoie Mont-Blanc, chargé de recherche au CNRS, au sein du laboratoire « Environnement, dynamiques et territoires de la montagne » (Edytem : UMR 5204 CNRS / université Savoie Mont-Blanc), où il anime un thème de recherche étudiant le changement global des socio-écosystèmes. Spécialiste des flux de matières organiques entre les écosystèmes de surface et les écosystèmes souterrains, il étudie les évolutions de l’environnement enregistrées par les matières organiques piégées dans les stalagmites ainsi que les évolutions de ces flux en lien avec les activités humaines. À partir de ce travail méthodologique et d’instrumentation focalisé sur l’imagerie de spectro-fluorescence, il a étudié les flux de matières organiques dans différents milieux karstiques de montagne et de plateau tant au niveau de leurs sources que de leurs puits. Par l’étude chimique et spectroscopique des sources, il a pu distinguer les matières organiques issues des sols, directement de la végétation voire des retombées atmosphériques. L’étude de la diversité et de la distribution spatiale des formes et des formations endokarstiques lui a permis de montrer différents puits de matières organiques au sein du karst. Appuyées sur le monitoring en site naturel et sur une approche interdisciplinaire de l’environnement (associant karstologie, chimie et pédologie), ses recherches l’ont conduit à participer à différents comités scientifiques, dont le Conseil scientifique de la grotte de Lascaux créé en 2010.
C’est au début des années 2000 qu’il prend part aux levées cartographiques et aux travaux de recherches sur la géomorphologie de la grotte Chauvet-Pont d’Arc.

Spécialisée en analyse et en traitement des données spatialisées, depuis 2006 ingénieure au CNRS et travaille au sein du laboratoire « Environnement, dynamiques et territoires de la montagne » (Edytem : UMR 5204 CNRS / université Savoie Mont-Blanc). Des études de géographie et un travail doctoral en géomorphologie lui ont permis d’acquérir des compétences transversales autour des outils et des méthodes de la géomatique. Depuis dix ans, elle met ses compétences au service de recherches interdisciplinaires (géographie, géologie, géosciences) pour traiter et analyser des données spatialisées de nature très variées (imagerie, topographie haute résolution acquise par lasergrammétrie et/ou multicorrélation d’images, données SIG). Au niveau national, elle est membre du GDR-MoDyS (groupement de recherche sur la Modélisation des dynamiques spatiales) et participe au comité de pilotage du réseau Isa (Information spatiale et archéologie).
Ses recherches actuelles se situent au niveau de l’articulation des SIG (systèmes d’information géographique) avec le 3D et notamment sur l’incorporation du 3D dans les SIG pour tendre progressivement à la réalisation de SIG-3D. Dans ce domaine, elle contribue ponctuellement à l’action prospective 3D du GDR-Magis (groupement de recherche sur les Méthodes et applications pour la géomatique et l’information spatiale). Cette spécialisation l’a conduite à rejoindre et accompagner l’équipe scientifique de la grotte Chauvet-Pont d’Arc dans la conception et la réalisation d’un SIG propre à cette grotte et qui sert notamment de support cartographique à l’Atlas ici présenté.

Géomorphologue et spécialiste en modélisation 3D, Benjamin Sadier réalise ses recherches doctorales sur les grands systèmes souterrains du Sud Ardèche (aven d’Orgnac, grotte Chauvet-Pont d’Arc) dans le cadre d’un partenariat entre le laboratoire « Environnement, dynamiques et territoires de la montagne » (Edytem : UMR 5204 CNRS / université Savoie Mont-Blanc) et la société Perazio Engineering. Il rejoint l’équipe scientifique de la grotte Chauvet en tant que doctorant, puis en reste membre après sa soutenance en 2013. Il travaille sur deux volets de la géomorphologie 3D : la genèse et l’évolution des cavités d’Ardèche, et la modélisation de la réplique de la grotte Chauvet. Toutes deux ont contribué à la connaissance de la grotte, notamment dans son organisation spatiale (répartition des faciès géologiques et de la nature des parois) et dans la définition des modalités et de l’âge de la fermeture de l’entrée préhistorique.
Après sa recherche doctorale, il rejoint la société Perazio Engineering pour développer l’acquisition et le traitement des données 3D dans le cadre de commandes pour la réalisation de répliques (grottes Chauvet-Pont d’Arc et de Lascaux). Il participe également à l’élaboration de clones numériques de sites ornés, alliant ainsi conservation, médiation et études scientifiques.
Rattaché au laboratoire Edytem, il étend à présent l’approche géomorphologique 3D à différentes problématiques de recherche sur les grottes et les sites archéologiques : karstogenèse (Ardèche, Liban), activités sismiques (Liban : ANR Libris), sites ornés de la grotte dite des Deux Ouvertures et de la Grotte aux Points (recherche programmée) et sites archéologiques Jawoyn de Nawarla Gabarnmang et de Genyornis en Terre d’Arnhem (Territoire du Nord, Australie). Il participe également à des formations universitaires sur l’acquisition et la modélisation 3D en milieu souterrain et grottes ornées. Depuis 2019, il a rejoint l’entreprise Art graphique et patrimoine (AGP, Paris).

© Éditions de la Maison des sciences de l’homme, 2020

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