Prospections géophysiques antérieurs

Avant de présenter les mesures géophysiques dans le cadre de cette thèse, il n'est pas inutile de s'intéresser aux contributions des prospections géophysiques antérieures. Les premières mesures géophysiques ont été réalisées par J. Vouvé, qui a utilisé les méthodes de gravimétrie et d’infrarouge (Vouvé, 1975). Ces mesures ne vont pas être reprises pour plusieurs raisons. Tout d’abord, les données initiales ne sont pas bien archivées, ceci rend difficile l’utilisation des interprétations. Ensuite, les cartes de iso-valeurs issues de gravimétrie ne sont pas numérisées (elles ont été réalisées en 1975). Il est impossible de retrouver les références géographiques qui aideraient à recaler ces cartes sur les cartes topographiques/géologiques actuelles. Finalement, les photos des mesures d’infrarouge sont en mode noir et blanc. Sans données brutes, les mesures d’infrarouge ne peuvent pas être reprise ni exploitées.

Par conséquent, seules les mesures géophysiques réalisées par Lopez (2009) au cours de sa thèse seront prises en compte.

Les emplacements de ces mesures sont présentés sur la figure 13. Seuls quelques points ont été relevés sur chaque profil puis des interpolations linéaires ont été faites. Dans le contexte très arborisé du site, une grande précision du positionnement est délicate à réaliser et fastidieuse à obtenir. Deux profils de tomographie de résistivité électrique et des profils d’EM31 couvrant une grande surface à l’intérieur et à l’extérieur du site de Lascaux ont été effectués.

apparente obtenue en champ horizontal (Figure 14) d’après Lopez (2009). Il faut noter que les mesures à l’intérieur et à l’extérieur ont été faites pendant deux campagnes et qu’elles ne sont pas obtenues avec les mêmes appareils. On ne devrait pas joindre les deux parties pour établir une carte de résistivité mais les données ont été perdues après la thèse de B. Lopez, il n’est plus possible de reprendre ces données.

Figure 14. Carte de résistivité apparente en bobine verticale coplanaire (profondeur d’investigation ≈2,7 m). On constate une limite significative au niveau de l’enceinte métallique, liée à l’absence de mesure, ceci rend difficile l'interpolation entre les parties intérieure et extérieure. À l’intérieur de l’enceinte, la limite entre les altérites ouest et le promontoire calcaire de Lascaux peut être identifiée par cette méthode. Les matériaux sablo-argileux constituant les altérites ont des résistivités plus faibles que les calcaires Coniaciens. Le promontoire calcaire, quant à lui, a des résistivités qui sont comprise entre 150 et 170 Ω∙m (Lopez, 2009). Une anomalie conductrice est observée au nord du promontoire. A titre d’hypothèse, elle est attribuée au cheminement de l’eau qui alimente le point de décharge dans le sas1 (Figure 6). C’est la raison pour laquelle les profils de TRE du suivi temporel sont installés à cet endroit, à proximité de la grotte.

1.3.3.2. Les mesures de TRE

Deux profils de TRE ont été réalisés notamment dans la partie où se trouvent des altérites avec un espacement inter électrode de 3 m. Sur le Pan 2, le modèle de résistivité obtenue par un dispositif pôle-dipôle permettait d’identifier la limite entre les altérites sablo-argileuses et les calcaires du Coniacien (Figure 15).

Figure 15. Modèle de résistivité du Pan 2 du dispositif pôle-dipôle (en haute), l’interprétation géologique (en bas), d’après Lopez (2009).

On constate que les calcaires coniaciens correspondent aux résistivités situées entre 400 et 1000 Ω∙m (Lopez, 2009). De plus, ce profil a recoupé un piton calcaire qui a également été reconnu par le pénétromètre P11. Un autre piton semble se trouver plus à l’est en P15. Les altérites (appelées « formations détritiques » antérieurement) sont plus conductrices que les calcaires. La large gamme de résistivité (de 1 à 150 Ω∙m), au-dessus du calcaire, pourrait correspondre à une forte variabilité de la lithologie. Les fortes résistivités peuvent correspondre aux passées sableuses.

Le profil Pan 1 situé plus au nord (Figure 13), de l’autre côté de la route, montre un modèle de résistivité plus homogène (Figure 16). D’après B. Lopez, on peut clairement distinguer les calcaires, correspondant aux résistivités comprises entre 400 et 1000 Ω∙m. La limite entre les calcaires et les altérites est très nette, presque parallèle à la topographie du sol. Entre 96 m et 126 m, une zone plus résistante est marquée dans les altérites. Elle correspond, dans le terrain, à un arbre déraciné dont la souche contient des plaquettes calcaires. Cette zone pourrait correspondre à des calcaires fortement altérés localement, interprété comme « fantôme de piton calcaire » (Lopez et al., 2008).

Figure 16. Modèle de résistivité du Pan 1 du dispositif pôle-dipôle avec l’interprétation géologique en-dessous d’après Lopez (2009).

Conclusion

Les données antérieures à ce travail sont reportées sur un système SIG permettant leur comparaison aux données récentes et leur validation. Les travaux de recherche montrent la capacité de la méthode TRE pour la caractérisation structurale d’un massif dans un environnement karstique. Les premières mesures réalisées le long de profils ayant montré l’adaptation des méthodes géophysiques à l’étude du site de la grotte de Lascaux, nous avons choisi d’utiliser cette méthode pour faire un suivi temporel et une prospection aboutissant à une reconstitution 3D du site.

L’implantation des profils TRE est basée sur les relevés de fractures et des mesures électromagnétiques obtenues avec un EM31 antérieurement par B. Lopez. On a choisi leur emplacement en tenant compte de l’anomalie conductrice qui avait été alors observée. En effet nous avons fait l’hypothèse que cette anomalie correspondait à l’amont hydraulique de l’écoulement dans le sas1. Par ailleurs, l’orientation des profils pour le suivi temporel a été choisie pour qu’ils soient perpendiculaires aux structures géologiques connues de la grotte. Selon le même critère, les orientations des profils de la prospection 3D ont été choisies tout en ne tenant pas compte de l’unique fracture de petite taille de la famille F3.