Modélisation des écoulements et des transferts de masse et de chaleur dans la grotte de Lascaux

Abstract

Les peintures de la Grotte de Lascaux sont soumises depuis leur découverte à de nombreuses perturbations d'origine climatique, humaine ou biologique. Depuis la fermeture du site, leur préservation est assurée par un système de régulation de l'air et par une surveillance quotidienne de la cavité. Dans le cadre d'un partenariat entre EDF R&D et le Ministère de la Culture, soutenu par la fondation EDF, une étude par modélisation numérique est menée afin de mieux comprendre l'équilibre hygrothermique de la Grotte de Lascaux en interaction avec son environnement. Ce mémoire présente une première approche des phénomènes physiques en milieu fluide, permettant par exemple d'identifier les zones à fort risque de condensation, ce processus constituant un des principaux facteurs d'altération des peintures. Le premier chapitre est consacré à la présentation générale de la cavité sous différents aspects et à la description des observations effectuées sur le site depuis sa fermeture. Le deuxième chapitre présente le modèle physique utilisé, une attention particulière ayant été accordée au traitement de l'humidité en paroi. Dans le troisième chapitre, les méthodes numériques utilisées sont détaillées, avec notamment l'étape de création du maillage de la grotte. Enfin, le dernier chapitre est consacré aux simulations numériques de trois scénarios choisis, afin de représenter les mouvements d'air et les variations de température et d'humidité au sein de la cavité en présence ou non de perturbations extérieures. Une méthodologie est ainsi mise en place, permettant une meilleure connaissance du comportement hygrothermique et aéraulique de la grotte de Lascaux et apportant des éléments de réponse quant à la conservation des peintures rupestres.