Projet de recherche CO2 - RADON (2021-2022) dans 3 cavités du sud de la France

Introduction et objectifs :

    Le karst est un milieu naturel parcouru de grottes. C’est un écosystème à part entière et en principe très stable, l’eau (hydrologie), la roche (géologie), la vie (faune cavernicole), la flore (racines) et l’atmosphère (climatologie souterraine) conditionnent le milieu souterrain. Cependant, depuis quelques années, les spéléologues et scientifiques s’inquiètent d’un changement atmosphérique notable par la présence de forts taux de CO2 jamais observés auparavant. C’est peut-être en relation avec le changement climatique. On s’interroge également sur la possible présence du Radon en lien avec les différentes caractéristiques géologiques de certaines cavités (géologie, failles, fractures, fissures etc.).


    Nous proposons donc d'installer une série d'appareils de mesure pour suivre sur du long terme la climatologie et les concentrations en gaz CO2 et Radon dans trois cavités horizontales du sud de la France. Conjointement, une petite campagne de détection du Radon sera menée dans plusieurs cavités varoises.


    Les trois cavités choisies sont la Foux de Sainte-Anne d’Evenos, la Baume de Dardennes et le barrage souterrain de Port Miou. Elles présentent l’avantage d’être faciles d’accès (c’est un élément indispensable pour assurer le suivi des équipements électroniques), et présentent également une diversité de conditions hydro-climatiques et géologiques susceptibles de contrôler les teneurs en gaz.

Ce projet participera à l’acquisition de nouvelles connaissances sur le fonctionnement des grottes et permettra également aux utilisateurs du monde souterrain d’être sensibilisés sur les problématiques de l'air respiré en milieu karstique.

   

    Parallèlement, les données serviront aux collégiens, lycéens, universitaires et scientifiques dans le cadre du projet «Eaux Souterraines» ou d’autres programmes collaboratifs.

Ce projet est le fruit d'une coproduction scientifique et éducative entre l'association Spélé-H2O, l’entreprise Syera et lʼUniversité dʼAix-Marseille.


Campagne de détection du Radon dans plusieurs cavités de l’ouest varois et l’est des Bouches-du-Rhône :


    Dans cette étude, il est possible qu’une de nos 3 grottes laboratoires soient exempt de CO2 et/ou du gaz Radon. Le gaz Radon n’a jamais été étudié dans les cavités du Var et des Bouches-du-Rhône, contrairement au CO2 où nous connaissons aujourd’hui plusieurs grottes qui en dégagent (notamment nos 3 grottes laboratoires).


    Nous allons donc équiper plusieurs cavités de dosimètres Radon à configuration fermée, ce sont des détecteurs solides de traces nucléaires (DTSN) passif (une mesure moyenne) permettant de prendre la teneur en Radon par exposition sur une plus ou moins longue période (de 2 à 6 mois). Cette campagne permettra de dresser une carte Radon représentative de la concentration moyenne et réelle du gaz dans les cavités varoises. À chaque installation, une mesure de CO2 sera effectuée grâce à un appareil multigaz mobile de type Dräger.


    Cette opération contribuera également au redéploiement du matériel de mesures en continu dans des cavités repérées à forte concentration de gaz Radon et de CO2. Les cavités et protocoles d’installation pour cette campagne seront identifiés ultérieurement.


Calendrier du projet :


-Janvier 2021 : mise en place des appareils de mesure dans les 3 cavités. Les mesures seront faites automatiquement (pression, humidité, température, CO2, O2 et Radon) à pas de temps horaire continu et vérifiées régulièrement lors de visites spéléologiques. Nomination des autres cavités en fonction des différents types de karst. Élaboration d’un protocole d’installation. Lancement de la campagne hivernale de pose des dosimètres Radon EasyRad dans les cavités choisies.


  1. -Tous les 1 à 2 mois : nous effectuerons la relève des données jusqu'à décembre 2021. Lors de ces relèves, nous évaluerons la pertinence des premiers résultats, avec bien entendu la vérification et l'entretien des sondes. Entre temps, ces données seront traitées sous forme de compte-rendu sommaire (la plupart du temps des courbes). Ces comptes-rendus seront mis en ligne sur nos 2 sites respectifs : speleh2o.fr et karsteau.fr.


  1. -Juin 2021 : évaluation des résultats des dosimètres Radon (ceux qui se trouvent dans les 2 cavités précitées dans la description détaillée du projet + ceux se trouvant dans les autres grottes) et lancement de la campagne estivale. Élaboration de la carte des mesures moyennes dans les cavités de l’ouest varois et l’est des Bouches-du-Rhône en période hivernale.


- Septembre 2021 : évaluation des résultats des dosimètres Radon (ceux qui se trouvent dans les 2 cavités précitées dans la description détaillée du projet + ceux se trouvant dans les autres grottes) et redéploiement des sondes Radons-Scout-Home le cas échéant.

Élaboration de la carte des mesures moyennes dans les cavités de l’ouest varois et l’est des Bouches-du-Rhône en période estivale.


  1. -Janvier 2022 : mise au propre des résultats, comparaison entre les 3 cavités, mises à disposition pour les scolaires et scientifiques des fichiers de données traités avec courbe et compte-rendu. Puis, même cas de figure pour l'année 2022.


- Décembre 2022 : fin du projet initial, mise au propre des résultats, compilation des comptes-rendus et des données dans un rapport final.


  1. -Après 2022, 2 solutions : soit on rallonge l’étude sur les mêmes sites, soit on redéploie le matériel dans d'autres cavités.


    L'équipe pilote se compose de 3 personnes :


  1. -T.Lamarque, spéléologue professionnel et technicien scientifique à l'association SPELE-H2O, responsable du projet.

  2. -L.Rossi, spéléologue et concepteur des sondes GLOG, conseils techniques.

  3. -B.Arfib, spéléologue et maître de conférence/chercheur en hydrologie karstique à l'Université Aix Marseille CEREGE, conseils scientifiques.


    Lʼassociation Spélé-H2O mettra à disposition T.Lamarque 1 à 2 fois tous les 2 mois pour la mise en place des capteurs, lʼentretien, la relève des données et leurs traitements. Des comptes-rendus sommaires seront effectués à chaque relève et mis en ligne sur la page dédiée : voir le lien


     Les nombreux bénévoles de l’association Spélé-H2O et des autres clubs de spéléologie (Var et Bouches-du-Rhône) nous aiderons à mettre en place et à relever les dosimètres Radon dans les cavités des 2 futures campagnes (hivernale et estivale).



Pour en savoir plus sur le descriptif de l’Etude.

Mise à jour : le 01/12/20


Site réalisé : T.Lamarque

Contenu : T.Lamarque, B.Arfib, 

Photos :   T.Lamarque

Vidéos : T.Lamarque, P.Maurel, 

Infographie :  L.Rossi, T.Lamarque