Dissertations / Theses on the topic 'Spéléologie'

Les calcaires urgoniens constituent le principal aquifère karstique du massif des bornes. La structure plissée et la fracturation conduisent à la délimitation de systèmes karstiques d'extension modeste. Entre les vallées du borne et du fier une douzaine de systèmes sont recensés. Ils sont essentiellement alimentes par les précipitations dont une part assez importante est temporairement stockée a leur surface sous forme de neige durant la saison froide. L’acquisition de données hydrométriques et hydro chimiques journalières durant 2 a 3 cycles hydrologiques sur les 4 principales émergences du secteur a permis la mise en évidence: 1) du caractère très karstifié des systèmes étudiés avec cependant un drainage moins fonctionnel en période d'étiage mis en relation avec l'évolution actuelle de ces systèmes; 2) du rôle prépondérant de la zone non saturée dans les modalités de transit des eaux et l'acquisition de la charge dissoute. L’expérience acquise permet de perfectionner la méthodologie d'étude des systèmes karstiques subalpins. Les faibles réserves des systèmes sont évaluées et des aménagements sont proposés pour accroitre et protéger les ressources en eau des systèmes karstiques étudiés

Cette histoire de la spéléologie, monographie traitant d'une pratique physique particulière, apporte un éclairage singulier à l'histoire des sports. La complexité de l'objet a donné lieu à une analyse de l'évolution des différentes formes de pratiques de la spéléologie entre le XIXe siècle et la fin du XXe siècle. Le but de cette thèse est de comprendre si l'évolution de la science des cavernes vers une pratique sportive est due à une transformation interne de la pratique ou à son investissement par un groupe qui aurait projeté sur elle sa propre conception de l'activité. En effet, les pionniers, concentrés sur une activité scientifique, sont progressivement dépassés par l'arrivée d'infatigables explorateurs. Néanmoins, l'admiration que ces derniers éprouvent pour les arcanes du sous-sol les incite d'une part, à entretenir une démarche compréhensive du milieu et, d'autre part, à partager ses secrets avec le plus grand nombre en développant un tourisme souterrain de plus en plus accessible. L'engagement pluriel du spéléologue est une constante dans son histoire, ce qui maintient la spéléologie dans une position à la fois riche et ambiguë : entre science, tourisme et sport

Aux marges de la Lorraine et de la Champagne, au contact des plateaux calcaires jurassiques et de la plaine argilo-sableuse crétacée se développe le karst du Barrois, un géosystème naturel en interaction permanente avec son environnement. La structure du système est marquée par un étagement des horizons karstiques et une mobilité des formes (recul de pertes et de puits, réorganisation des réseaux souterrains) en étroite liaison avec l'épaisseur, la nature et la localisation du front d'une couverture non-carbonatée. Ces structures évolutives, exo et endokarstiques, impliquent aujourd'hui la coexistence de structures fonctionnelles (actives), relictuelles (semi-actives) et héritées (inactives) traduisant une adaptabilité constante du système aux modifications des conditions externes. Le fonctionnement du système se traduit par une dualité de l'infiltration et un écoulement souterrain rapide et concentré. Les dépôts argilo-sableux de couverture constituent un aquifère perché, véritable compresse humide qui étale le flux hydrique annuel et concentrent les écoulements lors des fortes averses vers le point bas des bassins de surface : les pertes. Les crues du système sont un élément majeur d'une morphogénèse active marquée par des transports solides et dissous très importants. L'évolution du système montre que le recul des couvertures non-carbonatées, l'incision des vallées et la karstification des masses calcaires sont les trois modes d'une même évolution qui conduit à l'exhumation des plateaux calcaires. L'incision du réseau hydrographique et le décapage des couvertures sont jalonnés par des paléo-systèmes karstiques qui sont les marqueurs des paléo-niveaux de base régionaux et des paléo-extensions du front de couverture. Ces dispositions conduisent à s'interroger sur les relations entre spatial et temporel dans l'édification et l'évolution des structures karstiques et sur le rôle des couvertures non-carbonatées dans cette évolution.

Cette thèse est consacrée aux grottes et aux dépôts souterrains du grand bassin karstique charentais de la Touvre, la deuxième source de France qui alimente Angoulême. Le premier objectif est de montrer que la série calcaire jurassique est affectée dans sa masse par le processus de fantômisation (altération isovolume) qui s’est produit pendant le Crétacé inférieur durant 45 millions d’années. Les preuves ont été apportées dans les carrières, les grottes et à partir des forages. La fantômisation de la roche explique la genèse des grottes labyrinthiques et permet d’expliquer que les grandes réserves aquifères sont contenues principalement dans la roche devenue poreuse (circulation très lente) et secondairement dans des conduits karstiques (circulation rapide). Cette conclusion est confirmée par l’analyse des courbes de tarissement de la résurgence qui suggère une mauvaise karstification. Le deuxième objectif est l’étude de deux grands remplissages détritiques situés dans les grottes de la Fuie et du Bois du Clos. L’étude géochimique, sédimentologique et minéralogique des dépôts a permis de caractériser les dynamiques hydro-sédimentaires et les conditions paléoenvironnementales, notamment entre les stades isotopiques marins 6 et 3, obtenus à partir des datations 14C et U/Th sur les stalagmites de la grotte du Bois du Clos. L’imagerie chimique par fluorescence X met en évidence des niveaux carbonatés, apportant une preuve supplémentaire de la spéléogenèse par fantômisation. Enfin l’étude comparée des séquences spéléologiques et archéologiques régionales rend compte du rôle des paramètres locaux et régionaux, mais aussi des facteurs globaux au niveau paléoclimatique
This PhD aims to study caves and subterranean karst infillings deposits from Charente (Touvre catchment) as a memory of past climate and environments. From the concept of site effect, the two studied caves (Bois du Clos and Fuie) show an original recording of the regional palaeoclimatic conditions of the Middle-Upper Pleistocene and of the Holocene. The prominent role of the ghost-rock processe during the long geological time of Lower Cretaceous (45 Ma) was demonstrated by the study of three quarries, drilling and the young cave of La Fuie. This alteration process explains the genesis of labyrinthic caves and also the complexity of the Touvre aquifer which supplies the city of Angoulême. Indeed the large water reserve is situated into the porous rock (slow drainage) while a small part is drained by the karst conduits (fast drainage coming from river losses). The geochemical, sedimentological and mineralogical studies of detrital infillings deposits into Bois du Clos and la Fuie allowed to characterize hydrosedimentary dynamics and palaeoenvironmental conditions between marine isotope stages 6 and 3, obtained by 14C et U/Th in speleothems of Bois du Clos cave. The microchemical imagery by X-ray fluorescence has highlighted the existence of some carbonated levels related to the process of speleogenesis by ghost rock and the major role of groundwater level fluctuations. The compared chronostratigraphic study of the regional speleological and archaeological sequences finally allowed reflecting the role of local and regional settings, as well as global parameters in palaeoclimate

La haute montagne karstique correspond au domaine supraforestier : zones alpine, proglaciaire, glaciaire. A partir de sept exemples régionaux, on souligne la multiplicité des évolutions géomorphologiques liées à la tectonique, au décapage variable des couvertures imperméables, aux surfaces d'altération portées en altitude par la surrection néogène. Dans le livre ii, on étudie le fonctionnement actuel et la génèse des karsts d'altitude. En raison de sa situation bioclimatique marginale, le domaine supraforestier a été sensible aux ruptures climatiques au cours des cycles du pléistocène. Ces changements ont été enregistrés en surface (exokarst) et en profondeur (endokarst). Par rapport à la géomorphologie traditionnelle, on remarque l'intérêt majeur du karst souterrain car il piège des sédiments exogènes et des concrétionnements (spéléothemes) qui sont protégés de l'érosion externe. L'avantage réside dans leur signification climatique et dans la datation u th des concrétions calcitiques. A un dépot limoneux varve carbonaté correspond un contexte glaciaire. A un concrétionnement correspond une amélioration climatique importante. Les séquences souterraines alpines sont des enregistrements de valeur régionale et continentale. Cette valeur reproductible de l'interprétation des coupes à partir des datations isotopiques est fondamentale dans la géologie du quaternaire continental.

Les traceurs fluorescents présentent tous un caractère anionique ou cationique et sont donc sensibles aux phénomènes d'adsorption et de désorption. Le comportement des plus courants d'entre eux vis-à-vis des principaux constituants du sol (CaC03, silice, argile, acide humique) a été étudié sur colonnes de filtration, le lithium servant d'étalon interne. Ces mêmes traceurs ont été testés sur des portions d'aquifères de dimensions restreintes. Les résultats ont montré que leur restitution dépend plus des conditions hydrodynamiques que de leur nature elle-même. Des essais " in situ ", réalisés sur des aquifères fissurés, ont prouvé qu'il était possible, à partir de la forme des courbes de concentration en fonction du temps, de distinguer les différents modes de circulation des eaux souterraines et de calculer la dispersivité même dans les cas où le milieu n'est ni homogène, ni isotrope. La combinaison de cette dispersivité avec le rapport de la vitesse maximale sur la vitesse moyenne, permet de séparer les circulations en chenaux des circulations en milieu fissuré.

Le présent travail est le résultat de 10 années de recherches sur la fréquentation et l'aménagement des cavités naturelles. Au départ, un postulat qui voudrait bouscouler quelques idées reçues : les cavernes, les gouffres, loin d'avoir toujours suscité la frayeur parmi les populations, ont été de longues date intégrées aux terroirs ; dans la mesure où cela pouvait représenter quelque intérêt, on n'a jamais hésité à pénétrer sous terre, ni à vaincre parfois de grandes difficultés. Les deux premiers chapitres sont consacrés à réunir les éléments de la démonstration, en passant en revue les différents modes de fréquentation des cavernes : grottes-refuges, grottes fortifiées ou aménagées en fromageries, grottes-mines. . . Tous ces usages avaient crée une sorte de familiarité avec le monde souterrain, dans le cadre de massifs beaucoup plus peuplés qu'aujourd'hui. Le troisième chapitre s'intéresse au tourisme souterrain, activité dans laquelle se juxtaposent les perceptions des populations locales et celles des visiteurs souvent urbains. Les quatrième et cinquième chapitres délaissent la fréquentation au quotidien pour s'intéresser au statut scientifique et patrimoniale des cavernes, le souci de protection s'affirmant au fur et à mesure que progressent les découvertes et une meilleure compréhension du monde souterrain. Ainsi sont donc mis en évidence les rapports anciens et complexes entretenus par l'homme avec le monde des cavernes, au-delà du goût pour les anecdotes et les curiosités naturelles
This thesis results from a ten years search about human presence and arrangements of natural caves. First, our assumption stood out clearly with prejudices often repeated about caves, allways and anywhere frigtening people and keeping them abroad. Now, caves had full place in traditional development of limestone countries and montains. In so far as there was an actual interest, nobody never hesitated in going underground nor in facing great difficulties and risks. In the first two chapters are collected elements of proof and the human presence in caves is looked at in all its various bearings : shelters-caves, caves arranged to forteresses and maturing cheese places, caves turned in sanctuaries and so on. . . Third chapter deals with underground tourism, where interface caves as they were perceived by local populations able to catch a little money with visitors, and underground landscapes contemplated by urban travellers. Genesis of this touristic ressource had narrow links with progress of cave science, history of sensibilities and needing in touristic attractions around spas. Fourth and fifth chapters forsake daily presence in caves and take an interest in scientific and patrimonial status of caves : as varius sights of caves were discovered, progressively grows the care of their protection. Around 300 caves and pot-holes are today protected in France by several laws and status here studied

A partir d'exemples de réseaux souterrains alpins, l'ouvrage propose des jalons de l'histoire de ces régions karstiques. Dans les Hautes Alpes calcaires de Salzbourg, le karst des Tennengebirge évolue depuis le tertiaire, avec le développent d'un karst à buttes et de vastes réseaux étages. Le système Cosa Nostra - Bergerhohle s'est mis en place au plio-quaternaire, sous l'effet conjugue de la surrection et des glaciations. Le bas plateau de l'île de Crémieu recèle une topographie karstique ancienne oblitérée par les dépôts glaciaires. La grotte de la Balme évolue au moins depuis le début du pléistocène, en fonction des variations du niveau de base du Rhône. Dans les Préalpes, la Dent de Crolles et le Moucherotte recèlent des conduits subhorizontaux perchés datant du Pliocène. Leur élaboration s'est poursuivie au Pleistocène. En Vercors, la grotte Vallier recèle des sédiments du Pléistocene inférieur, témoin alpin unique des glaciations de cette époque. Les remplissages souterrains permettent la reconstitution de l'histoire des réseaux et de leur environnement. La méthode u th et le paléomagnétisme donnent des ages du Pleistocène ancien et moyen. La sédimentologie, la minéralogie, l'anisotropie de susceptibilité magnétique des dépôts détritiques sont étudiés. Les remaniements d'altérites et les sédiments glaciaires, notamment les varves, sont les plus typiques. Le creusement dans la zone temporairement noyée est capital dans la spéléogénèse. On analyse les implications au-dessus et en-dessus du niveau de base, ainsi que le rôle de la
The aim of this work is to propose a number of milestone in the history of these karstic regions, proceeding from examples of underground alpine networks. In the high limestone alps of Salzburg, the karst of the Tennengebirge has undergone modifications since the tertiary with the development of a cone karst and vast tiered networks. The Cosa nostra - Bergerhohle system came into being in the plio-quaternary period as a consequence of the combined effect of upthrust and glaciation. The low plateau of the ile de cremieu conceals an ancient karstic topography oblitarated by glacial deposits. The cave of la Balme has evolved at least since the early pleistocene in acordance with variations in the base level of the rhone. In the Prealps, the dent de crolles and the moucherotte conceal subhorizontal perched conduits dating back to the Pliocene. Their development went on during the Pleistocene. In the Vercors, the Vallier cave harbours sediments of the lower Pleistocene, unique alpine evidence of the glaciation of the time. Underground deposits permit the reconstruction of the history of these networks and their environment. The u th method and paleomagnetism provide ages in the early and middle Pleistocene. Sedimentology, mineralogy and the anisotropy of the magnetic susceptibility of detrital deposits are studied. Reshaping of weathered rocks and glacial sediments, notably varves, are the most typical. Corrosion in the temporarily phreatic zone plays a major part in the speleogenesis. The

Cette thèse documente les processus physiques impliqués dans l’ouverture puis le remplissage des cavités du Cerro Benítez (Patagonie chilienne) ayant aboutit au piégeage de sédiments riches en restes de mégafaune éteinte et en matériel archéologique d’âge pléistocène, au voisinage de la calotte de glace patagonne, lors de la dernière terminaison glaciaire. La cartographie des modelés glaciaires ainsi que la datation des surfaces d’exposition des blocs erratiques par 10Be cosmogénique produit in situ, associée à la modélisation chronologique par les statistiques bayésiennes, nous conduisent d’abord à proposer une chronologie absolue de la déglaciation et de la régression lacustre proglaciaire. La mise en évidence de surfaces d’aplanissement étagées enfouies dans les grottes, par la tomographie de résistivité électrique associée à la modélisation 3D des cavités, nous conduit ensuite à formuler un modèle de spéléogenèse glaciolacustre. Enfin, la stratigraphie comparée associée à l’analyse granulométrique, cristallographique, géochimique et micromorphologique des remplissages sédimentaires de neuf cavités, dont la fameuse Cueva del Milodón, révèle l’influence du substrat rocheux et des fluctuations climatiques de la dernière terminaison glaciaire sur la genèse des sédiments à mégafaune
This thesis documents the physical processes involved in the opening and subsequent filling of the Cerro Benítez cavities (Chilean Patagonia), which led to the trapping of sediments rich in extinct megafaunal remains and archaeological material of Pleistocene age in the vicinity of the Patagonian ice cap during the last glacial termination. The mapping of glacial landforms and the dating of erratic boulder exposure surfaces by in situ cosmogenic 10Be, combined with chronological modelling using Bayesian statistics, lead us first to propose an absolute chronology of deglaciation and proglacial lacustrine regression. Electrical resistivity tomography, combined with 3D cave modelling, reveals the existence of stepped planation surfaces buried in the caves, leading us to formulate a model of glaciolacustrine speleogenesis. Finally, comparative stratigraphy combined with grain-size, crystallographic, geochemical and micromorphological analysis of the sedimentary fillings of nine cavities, including the famous Cueva del Milodón, reveals the influence of bedrock and climatic fluctuations during the last glacial termination on the genesis of megafauna-bearing sediments

Le massif subalpin des Bornes (Haute-Savoie) est constitué de trois unités delphino- helvétiques (Barqy (ou Bornes externes), Aravis et Charvin-Dent de Cons) surmontées par les klippes préalplnes des Annes et de Sulens. Dans ce mémoire sont établies ou précisées les relations strucuturales entre l'unité des Aravis et la bordure SE des Bornes externes. La cartographie et le levé de nombreuses coupes , entre la haute vallée du Fier , au sud , et la vallée de l'Arve , au Nord, permettent de différencier stratigraphiquement les deux unités puis d'analyser leurs déformations compliquées par les jeux des tectoniques superposées. L'étude des klippes, volontairement n'a pas été reprise . A - Du point de vue stratigraphique : Les principales différences notées entre les deux unités concernent : 1° l'âge de l'installation de la plateforme urgonienne : Hauterivien supérieur - Barrémien inférieur dans les Bornes externes, Barrémien inférieur- Barrémien superieur dans les Aravis. 2° le contenu en argiles des calcaires du Crétacé supérieur : smectite héritée dominante ( Bornes externes) et Illite dominante probablement liée à une diagenèse d'enfouissement ( Aravis) 3° Au Tertiaire ; Dans l'Unité des Aravis : - La séquence des Grès de Taveyannaz débute le flych. Les grès sont riches en éléments dacito-andésitique provenant probablement d 'émissions volcaniques in-situ comme le suggère leur répartition spatiale et temporelle. - La formation pélito-gréseuse surmonte en continuité stratigraphique les Grès de Taveyannaz. Elle renferme ds niveaux dissociés à blocs et mégablocs provenant du démantèlement des nappes préalpines en mouvement. -Les Grès sommitaux du Danay-la Duche, conglomératiques et chenalisés, terminent ce flysch rapporté à l'Oligocène inférieur. Dans l'Unité du Bargy : - Les marnes à Meletta dans lesquelles la présence de micas flottés est soulignée débutent la série détritique. Elles sont, en majeure partie, les équivalents des Grès de Taveyannaz. - La formation marno.micacée sus-jacente renferme des niveaux dissociés de petits blocs. - Les Grès du Val d'Illiez, conglomératiques, chenalisés et semblables pétrographiquement aux Grès sommitaux des Aravis terminent cette série plus distale du flysch delphino-helvétique. B - Du point de vue tectonique : Il est montré que l'Unité des Aravis (prolongement sud du massif de Platé) chevauche constamment les Bornes externes (prolongement sud de la nappe de Morcle). Le chevauchement est une surface de cisaillement dont la trace se suit du Sud au Nord, entre Serraval et Cluses. L'ampleur du recouvrement dont témoigne la demi- fenêtre de la vallée de l'Arve, est au minimum de 5 Km. La mise en place de l'Unité des Aravis sur les Bornes externes est mal datée. Postérieure au flysch de oligocène inférieur, elle est contemporains de la genèse des principales structures du massif des Bornes qui sont liées à l'écaillage du socle de Belledonne durant l'Oligocène supérieur et le début du Miocène. Postérieurement à cette mise en place, l'édifice est affecté, entre autre, par un plissement à grand rayon de courbure, notamment responsable du synclinal de nappes de Thones (Miocène moyen/supérieur ?), puis par divers évènements de fractures radiales.

L'objectif principal de cette thèse est de proposer une nouvelle approche de modélisation de la spéléogenèse, susceptible à terme d'acquérir de nouvelles connaissances concernant la mise en place des systèmes karstiques méditerranéens.Il existe plusieurs approches de modélisations numériques de la spéléogenèse,prenant en compte des lois physiques et chimiques contrôlant l'écoulement et la dissolution au sein des aquifères fracturés carbonatés. Néanmoins, les réseaux de vides initiaux considérés par ces modèles ne correspondent en général pas à la réalité de la fracturation.L'approche proposée vise à simuler la karstogenèse au sein d'un aquifère caractérisé par un réseau fracturé, aussi réaliste que possible et satisfaisant des propriétés géométriques.Prenant en compte des paramètres statistiques et géométriques pouvant être obtenus par des observations sur le terrain et des expériences analogiques, il est possible de générer des réseaux 3-D réaliste en termes de position relative des diaclases, qui contrôlé la connectivité globale du réseau.Une fois les réseaux de fractures générés, ceux-ci sont traités afin de construire un maillage incorporé dans un modèle à éléments finis d'écoulement et de transport des eaux souterraines. Les simulations d'écoulement et de transport au sein des réseaux fracturés permettent de déterminer la distribution des vitesses d'écoulement ainsi que de l'âge de l'eau souterraines. Ces distributions sont utilisées pour simuler l'évolution de l'ouverture des différents éléments au moyen de l'application d'une loi empirique dédiée de forme polynomiale.Le calibrage de cette loi est effectué au moyen de tests de type benchmark portant sur des configurations de fracture unique, prenant pour référence des travaux existants, et réalisant des analyses de sensibilité. Des résultats de simulations prenant en compte une matrice carbonatée incorporant la fracture ou le conduit unique, et considérant différentes valeurs de perméabilité matricielle et différentes modalités de recharge, sont présentés. Enfin, des résultats obtenus considérant des configurations caractérisées par une strate carbonatée contenant des réseaux de fractures sont présentés, considérant différentes densités de fracturation, conductivités hydrauliques matricielles et conditions aux limites.

Cette étude concerne la partie sud-ouest du Massif du Falacro au nord de la Grèce (Macédoine orientale), un . massif de marbres limité par les plaines de Drama et de Nevrokopl et des Intrusions granitiques. Sa base imperméable est formée de schistes et gneiss. La fracturatlon représentée par quatre familles de failles 0° 20°N, 4O°-6O°N, l00°-120°N et 140°-170° a déterminé la morphologie contemporaine du massif. Elle conditionne également les écoulements souterrains et l'apparition des sources en voisinage de ces failles et le creusement des gouffres sur les failles et le creusement de la grotte Mara selon les directions 140°N et 110°N. L'évaluation des volumes d'eau infiltrée à partir des données hydroclimatiques et des volumes de l'alimentation par les gouffres prouve que le massif reçoit une alimentation supplémentaire par ailleurs. Les études hydrochlmiques, hydrodynamiques montrent que les réserves en eau dans ce massif sont faibles et que les circulations se font à deux niveaux : l'un qui est un niveau surtout fissuré dans les marbres blancs et l'autre dans le niveau des marbres graphiteux où il y a augmentation du nombre des chenaux qui aboutissent à un drain principal correspondant à l'axe des gouffres vers la source Mara. Toutes les études précédentes ont démontré l'alimentation de la source Mara par les gouffres et l'existence d'apports supplémentaires tout en permettant de différencier cette source des sources Milopotamos et Drama qui sortent au sud-est du Massif du Falacro.