Prévision climatique 3D dans la grotte de Lascaux

Résumé Fr En

La grotte de Lascaux (Dordogne) est dotée d’un important dispositif de surveillance de son fonctionnement climatique. Outre le suivi en continu des principaux paramètres climatiques, un outil de conservation préventive basé sur la 3D a été développé. Ce simulateur s’appuie sur un code de mécanique des fluides (Thétis). À partir du relevé 3D de la cavité et des conditions en température de surface, les équations de la mécanique des fluides sont résolues et les paramètres climatiques telles que température, vitesse, et humidité sont obtenus en tout point du maillage, pour une configuration climatique donnée. Il permet de produire des analyses rétrospectives, notamment dans le cas de recherche de compréhension d’événements passés, mais aussi de se projeter dans l’avenir pour pouvoir se préparer à d’éventuels éléments perturbateurs pour la grotte. C’est dans ce cadre qu’a été mis au point un modèle de prévision de la température dans la cavité à six mois, basé sur l’analyse théorique de l’évolution des températures de surface dans l’épikarst. L’onde thermique met en effet six mois pour parcourir les 10 m de toit calcaire au-dessus de la cavité dans sa partie la plus superficielle (salle des Taureaux), c’est pourquoi nous proposons une prédiction validée sur cette durée. Les simulations numériques des prévisions microclimatiques sont présentées afin de disposer des trois dimensions pour analyser la répartition des températures et des vitesses. L’impact sur le microclimat de la cavité et sur les dispositions à prendre du point de vue de la conservation de la grotte est également envisagé.

3D climate prediction in the Lascaux cave. The microclimate of the Lascaux cave (Dordogne, France) is thoroughly studied. In addition to the continual follow up of the major climate parameters, a preventive conservation tool based on the 3D model has been developed. This simulator lies on a computation fluid dynamics code (Thétis). Starting from the 3D numerical model of the cavity and from the surface temperature conditions, the equations of the fluid mechanics are solved and the climatic parameters such as temperature, velocity, and humidity are calculated on each point of the grid, for a given climatic configuration. It allows producing retrospective analyses, particularly for the understanding of past events, and to anticipate the future to get prepared to potential disruptive elements for the cave. In this framework, a model to forecast the temperature at 6 months in the cavity was developed, based on the theoretical analysis of the evolution of the surface temperatures in the epikarst. The thermal wave needs 6 months to go through the 10 meters of rock above the cavity in its most shallow area (Great Hall of the Bulls), we hence propose a validated forecast for this duration. Numerical simulations of the forecasts are presented to include the 3 dimensions and analyse the distribution of the temperatures and the velocities. The influence on the microclimate of the cavity and on the conservation policy is also considered.