CO2 sous surveillance : la grotte du Pech Merle sous impulsion laser 3D

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Terre・Espace

CO2 sous surveillance : la grotte du Pech Merle sous impulsion laser 3D

Numerisation 3D de la grotte du Pech Merle
© Sébastien Chastanet, OMP, Université Toulouse III - Paul Sabatier

Témoin précieux de l’art préhistorique, la grotte du Pech Merle est passée au crible du scanner de scientifiques toulousains. Reconstituer les volumes de toutes ses cavités permettra de comprendre la circulation de l’air et les variations de CO2 qui rendent ses parois ornées si fragiles.

Photographies de Sébastien Chastanet de l'Observatoire Midi-Pyrénées, Université Toulouse III - Paul Sabatier. Reportage réalisé en avril 2018.

43 minutes de visite, pas une de plus. La grotte du Pech Merle est l’une des rares grottes ornées du Paléolithique ouverte au public, mais sous conditions. 25 personnes et leur guide découvrent en un temps chronométré les fresques datant de plus de 20 000 ans. Au cœur du département du Lot, ce joyau de la préhistoire mobilise l’expertise de nombreux domaines scientifiques : la géologie mais aussi l’hydrologie, la biologie, l’aérologie, etc. L’enjeu est de maintenir les conditions environnementales optimales pour garantir la conservation des peintures rupestres et autres curiosités géologiques. Par la reconstitution 3D de l’ensemble des cavités de la grotte ainsi que son extérieur, les chercheurs du laboratoire Géosciences Environnement Toulouse (GET) en partenariat avec le bureau d’étude Géologie Environnement Conseil et la commune de Cabrerets, affinent nos connaissances de la circulation générale de l’air et de son interaction avec les précieuses parois de cette grotte.

Le microclimat souterrain est en perpétuelle interaction avec l’extérieur. La grotte du Pech Merle a la particularité d’être peu profonde, ses interactions en sont d’autant plus importantes. Les racines de certains arbres vont jusqu’à traverser les cavités pour y trouver l’eau nécessaire à leur croissance, et l’humidité si recherchée dans ce massif calcaire du Quercy. Une représentation fine de tous les volumes constitue un défi scientifique et technologique à relever.

Depuis 2016, un scanner terrestre 3D (aussi appelé LIDAR terrestre) a été acquis à l’Université Toulouse III - Paul Sabatier dans le but entre autres d’initier les étudiants de licence et de master en sciences de la terre et de l’environnement à l’utilisation de ces instruments de mesure, qui prennent une place croissante dans ces disciplines scientifiques et bien au-delà dans la société (police scientifique, architecture, archéologie, notamment). Ces appareils enregistrent les réflexions d’un signal laser sur les objets alentours, au millimètre près jusqu’à une distance de 340 m. Grâce à un système de motorisation ultra-précis, un million de points sont mesurés par seconde, permettant de numériser l’environnement en 3D avec une précision remarquable. Les relevés ainsi effectués à Pech Merle, en partie à l’occasion de stages professionnels d’étudiants de master, ont été complétés par l’utilisation d’un autre système laser, plus léger, qui a permis de numériser les étroits boyaux de la grotte, secteurs exigus qui nécessitent de ramper … L’ensemble du jeu de données, plus de 40 milliards de points mesurés aujourd’hui, est finalement assemblé grâce au positionnement de sphères – repères disposées dans la grotte au fur et à mesure des relevés.

Par ce reportage, découvrez les coulisses d’une campagne de mesures dans ce monde souterrain : les joies de la spéléologie associées à celle de l’exigence scientifique pour la récolte de données ultra-précises. Bonne visite !

Grotte Pech Merle
Déambulation dans la grotte Pech Merle © Sébastien Chastanet, OMP, Université Toulouse III - Paul Sabatier
Croquis Grotte Pech Merle
Croquis projetant la mise en place des scanners pour la numérisation 3D de la grotte © Sébastien Chastanet, OMP, Université Toulouse III - Paul Sabatier
Laser Grotte Pech Merle
Léopold De Lavaissière, doctorant au laboratoire GET, positionne le scanner © Sébastien Chastanet, OMP, Université Toulouse III - Paul Sabatier
Boule repère Grotte Pech Merle
En premier plan, les sphères servant de repères lors du changement de position du scanner © Sébastien Chastanet, OMP, Université Toulouse III - Paul Sabatier
Exploration Pech Merle
Exploration spéléologique de la grotte par les équipes de recherche © Sébastien Chastanet, OMP, Université Toulouse III - Paul Sabatier
Equipement numérisation laser Pech Merle
Stéphane Bonnet et Vincent Regard, enseignants-chercheurs à l’Université Toulouse III – Paul Sabatier réinitialisent le scanner « à main » © Sébastien Chastanet, OMP, Université Toulouse III - Paul Sabatier
Laser zones exigues Pech Merle
Numérisation des zones exigües avec le scanner portatif © Sébastien Chastanet, OMP, Université Toulouse III - Paul Sabatier
Repos Pech Merle
Repos après un passage difficile © Sébastien Chastanet, OMP, Université Toulouse III - Paul Sabatier

 

GET : Géosciences et environnement Toulouse, CNRS - INSU, IRD, Université Toulouse III - Paul Sabatier