Les inversions des circulations d'air dans une grotte de la craie à une entrée. Exemple de la grotte des Petites Dales (Normandie, France)  Laurent Magne1, Nicolas Lecoq2, Joël Rodet2, Stéphane Chédeville2,Caroline Fournial 2, Jean-Pierre Viard3, 1 - Ingénieur hydrogéologue & CNEK, 94430 Chennevières sur Marne, France, lmim.ber@gmail.com 2 - UMR 6143 CNRS, Laboratoire de Morphodynamique Continentale et Cotiêre, Université de Rouen, 76821 Mont Saint Aignan, France & CNEK, nicolas.lecoq@univ-rouen.fr, joel.rodet@univ-rouen.fr, stephane.chedeville@etu.univ-rouen.fr 3 - Centre Normand d'Etude du Karst et des Cavités du Sous-sol - CNEK, 27400 Montaure, France follainjanine@orange.fr

Grotte de la craie en Normandie

Quelques idées sur les inversions de circulation d’air Les inversions se font en hiver et en été Les inversions sont fonction des variations de la température Les inversions sont fonction des variations de la pression atmosphérique extérieure

Les paramètres du facteur déclenchant Pression atmosphérique : Phpa: Humidité relative H% Températures : grotte et extérieur Pression de vapeur saturante : fx(T°) Pression de vapeur : Pv = fx(H%,Pvsat) Poids d’eau : fx(Pv;Phpa)

Inversion des poids d’eau Capteur ht Phase de mélange stationnaire Air ext Période d’inversion Air ext Air Gt Air Gt Air Gt Capteur bas Air ext Absence d’inversion suite à l’absence de vitesse

Inversion poids d’eau 30 octobre au 1 novembre 2015 Capteur ht Capteur bas

Inversion des températures Capteur haut Phase d’inversion Air ext Air Gt mélangé Capteur bas Air Gt Air ext

Inversion T°(C) Poids d’eau 30 oct 1 nov 2015

Quelques observations Le poids d’eau extérieur baisse mais n’entraîne pas d’inversion tant que la différence entre le poids d’eau de l’entrée et celui de la grotte ne dépasse pas 0,1g/kg pendant plusieurs heures. On peut le voir sur le graphique température On observe une phase de mélange stationnaire avant l’inversion L’inversion est brutale et ce fait en quelques secondes Une petite remontée de température due à du mélange juste avant le phénomène

Inversion des vitesses

Inversion et chute barométrique (capteurs en radier)

Inversion des humidités relatives

Mélange du CO2 pendant l’inversion Co2 grotte Capteur ht Phase de mélange pendant l’inversion Co2 grotte Co2 Ext Co2 Ext Capteur bas

Absence de mélange de CO2 pendant l’inversion

Les périodes d’inversions

Absence d’inversion en janvier Absence d’inversion en janvier. Le capteur voûte n’est pas en phase avec l’extérieur. L’air extérieur rentre par le bas, l’air de la grotte sort par le haut

La courbe des poids d’eau n’est que très peu influencée par les températures extérieures. L’air de la grotte sort par le haut l’air extérieur rentre par le bas.

Le capteur en voûte en phase avec le capteur extérieurs : l’air rentre par la voûte, celui de la grotte sort par le bas

Inversion en été

Fonctionnement du modèle d’une grotte à une entrée Si pdeext = pde int : pas d’inversion Si pdeext > pde int : air entre par le ht Si pdeext < pde int : air entre par le bas Durée : quelques heures à plusieurs jours. Les périodes transitoires à inversion journalière encadrent les périodes sans inversion sur plusieurs mois. Des périodes transitoires: printemps et automne Des périodes stables : été et hiver

Evolution du poids d’eau dans la grotte sur 4 années Points topo

Evolution de la température dans la grotte

Evolution du CO2 dans la grotte

Quelques conclusions Modèle et mode opératoire universel pour la compréhension du fonctionnement des grottes à une entrée Débouché sur les conditions de mise en œuvre de la condensation et de l’évaporation Conséquence sur la protection de l’art pariétal et les formes pariétales Autres conclusions et débouchés…