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The city of Tiwanaku (UNESCO World Heritage Center) is one of the largest pre-Hispanic urban centers in the Andes. Water management was central to the development of ancient civilizations. Until now, knowledge about the existence of a water network around the city of Tiwanaku is limited to hypotheses from surface and aerial observations. Geoscientific techniques (morphology, geophysics and chronostratigraphy) were used to restore the chronology of use, the morphology and to map the main hydrological components of the canals., La ville de Tiwanaku (Centre du patrimoine mondial de l'UNESCO) est l'un des plus grands centres urbains préhispaniques des Andes. La gestion de l'eau était centrale pour le développement des civilisations anciennes. Jusqu'à présent, les connaissances sur l'existence d'un réseau d'eau autour de la ville de Tiwanaku se limitent à des hypothèses issues d'observations de surface et aériennes. Les techniques géoscientifiques (morphologie, géophysique et chronostratigraphie) ont été utilisées pour restituer la chronologie de fonctionnement, la morphologie et cartographier les principales composantes hydrologiques des canaux.

International audience; The electrical methods conventionally used for hydrogeology provide information and uncertainties on aquifers and aquitards. The advantages and limitations of the different techniques are illustrated here on a case study from Indonesia.; Les méthodes électriques utilisées classiquement pour l'hydrogéologie apportent des informations et des incertitudes sur les couches aquifères et aquitardes. Les avantages et les limites des différentes techniques sont ici illustrées sur un cas d'étude en Indonésie.

National audience

National audience; En France, 60% de l’eau potable provient des l’aquifères. Dans le bassin de Paris, l’aquifère de la craie produit une grande partie de l’eau potable. Mais lSa qualité est dégradée, notamment à cause d’utilisation des pesticides en surface par les pollutions diffuses d’origine agricole, notamment par les nitrates et un produit de dégradation de l’atrazine, la dééthylatrazine. La craie est un milieu de multi-porosité qui complexifie les processus de transferts qui contrôle la qualité de l’eau souterraine. L’objectif de ce projet est de montrer les différents transferts dans la zone non saturée (ZNS) en milieu crayeux. Une approche spatiale a été réalisée qui montre que les caractéristiques de la ZNS jouent un rôle important aux processus de transferts : plus la ZNS est épaisse, moins de les contaminants sont trouvés dans l’eau souterraine ; l’argile favorise la dégradation d’atrazine et aussi accélère les transferts. La vitesse de transferts est aussi calculée en utilisant les traceurs agricoles.

International audience; Between 1925 and 1940, an IFAO/Louvre mission has excavated Medamud. A new project has reopened the study on site since 2011 and in 2015 has performed a ceramic and geophysical survey in order to increase our knowledge of the kom. The numerous firing wastes prove that Medamud was one of the biggest production centers in Upper Egypt. The geophysical survey has highlighted the principal remains discovered by Bisson de la Roque around the temple. Our study has been largely focused on the areas never excavated, and has proved the existence of a new artisanal district specialised on the ceramic production, a new surrounding wall and a canal/channel linking Medamud with the Nile.; Les fouilles de Médamoud se sont déroulées entre 1925 et 1940 par l’Ifao à la demande du musée du Louvre. La mission Ifao/Paris-Sorbonne/Labex Resmed de Médamoud a repris depuis 2011 les activités sur le terrain. Les résultats d’une campagne de prospection géophysique et céramologique effectuées en 2015 sont présentés ici afin d’étendre nos connaissances du site. La présence de nombreux déchets de coction assure que Médamoud était un des plus grands centres de production de céramiques en Haute Égypte. La prospection géophysique a signalé par ailleurs la présence des principaux vestiges découverts par Bisson de la Roque dans les abords du temple et a permis de comprendre un peu mieux les parties du kôm qui n’ont pas encore été fouillées. La présence d’un quartier artisanal, d’un nouveau mur de clôture et d’un canal reliant Médamoud au Nil paraît désormais assurée

Near-surface seismic methods are mainly used to determine the geometricalcharacteristics of hydrosystems. However, they have been recently suggested toinvestigate the mechanical properties of the Critical Zone (CZ) influenced bywater content, thanks to the combined estimation of P- and S-wave velocities. Wepropose here a time-lapse application of this approach. Two seismic acquisitionswere carried out under distinct hydrogeological conditions along the same lineat the Ploemeur hydrogeological observatory (France). Vertical componentseismic data were recorded to extract: (i) P-wave first arrival times and (ii)Rayleigh-wave phase velocities. The significant variations with time and space,of both datasets, indicate marked changes in mechanical properties of the CZ tobe compared with hydrological data., Les méthodes sismiques de subsurface sont souvent utilisées pour lacaractérisation géométrique des hydrosystèmes. De récentes recherches mettenten évidence leur potentiel pour l’étude des propriétés mécaniques de la zonecritique (ZC) influencées par la teneur en eau, grâce à l’estimation conjointe desvitesses des ondes P et S. Une approche « time-lapse » est ici proposée. Deuxacquisitions sismiques selon le même profil ont été réalisées sous conditionshydrogéologiques distinctes à l’observatoire hydrologique de Ploemeur(Morbihan). L’utilisation de géophones à composante verticale permetl’extraction (i) des temps des premières arrivées des ondes P et (ii) des vitessesde phase des ondes de Rayleigh. La variation significative des données dans letemps et l’espace, indique des changements notoires des propriétés mécaniquesde la ZC, à comparer avec les données hydrogéologiques.

Sezione di Museologia Scientifica e Naturalistica, Vol 6 (2010)

The results of geophysical prospections in an archaeological site of hispanic type in Panama (Central America) are presented in this article. The archaeological site of Old Panama has been intensively investigated with the objective to know the space – time organization of man in the past. A magnetic prospection was developed in the central sector of the site; the rank of magnitude of the magnetic anomalies allowed the identification of certain characteristics of hispanic type and in addition, the presence of metallic devices, typical of more recent occupation times. On the other hand, the results of three electrical tomographies are presented. From these results it was possible to identify the depth of the metallic objects detected by magnetic prospection. The results of geophysical prospections in an archaeological site of hispanic type in Panama (Central America) are presented in this article. The archaeological site of Old Panama has been intensively investigated with the objective to know the space – time organization of man in the past. A magnetic prospection was developed in the central sector of the site; the rank of magnitude of the magnetic anomalies allowed the identification of certain characteristics of hispanic type and in addition, the presence of metallic devices, typical of more recent occupation times. On the other hand, the results of three electrical tomographies are presented. From these results it was possible to identify the depth of the metallic objects detected by magnetic prospection.

National audience

International audience; Vertical water seepage in soils results in convective heat transport that modifies the temperature profiles and their variations with time; consequently, there is a relationship between temperature profile variations with time and the vertical Darcy velocity associated with the seepage. Considering the annual sinusoidal time variation of the temperature at the soil surface, it can be shown that convective heat transport has a significant effect on the amplitude damping with depth and a negligible effect on the phase lag with depth of the temperature time signal. Standard meteorological stations constitute a relatively dense network, and we show that their routinely collected data can be used to determine an average value of the vertical Darcy velocity, uz, representing the effective annual recharge over long time periods (several years). A new procedure for determining uz from these temperature records is presented. First, the layering of the medium is determined by an electrical sounding. Then the thermal properties of each layer are inferred from the phase lag with depth. Finally, uz is calculated from the amplitude damping. After having tested this approach with synthetic data, we used the 1984-2001 Abbeville (Somme, France) data to determine the average recharge over six 3-year periods. The results are in good agreement with classical meteorological recharge estimates and show a significant increase in the recharge during the last 3-year period, consistent with the observed phreatic 2001 flood event. Specific temperature measurements at appropriate depths and time steps could drastically improve the sensitivity of the method.

International audience

International audience; Pas de résumé

International audience; Different sets of geophysical data (airborne and land) were carried out on humid zones (Aube river) to describe the spatial distribution of superficial materials. Results of single and integrated interpretation, including approximate ID inversion of Slingram apparent conductivity and geostatistics on infrared thermographic, were achieved.

The karst environment and especially its superficial part is typified by an important alteration. At the Lascaux site, alteration is responsible for plate limestone and also detrital clayey-sands soils due to dissolution of limestones. The presence of painted caves in this altered environment raises the need to characterize the karst environment in order to protect the caves and contribute to mural paintings conservation. The aim of this PhD thesis is to characterize the karst environment at different scales using two main methods: (1) geophysics and in particular Electrical Resistivity Tomography (ERT) and (2), petrophysics at the Lab scale, including microscopy, mercury porosimetry and electrical measurements. At the field scale, we characterized the calcareous surroundings of the Lascaux cave relying on a 6 years-long time-lapse monitoring by ERT complemented by geostatistical 3D reconstructions of the resistivity values. The time-lapse monitoring permitted a better understanding of the hydrogeology of the site. Combining ERT time-lapse monitoring, 3D models of the resistivity distribution and additional measurements on samples allowed to identify a drain within the epikarst, which is most likely responsible for the emergence of water at the Lascaux cave entrance. The 3D modelling of the resistivity values also allowed to identify a scarp of unaltered limestones, northeast of the Lascaux cave, leaving room for clayey-sand detrital formations. In relation to a current research program on the Chauvet-Pont d’Arc cave, an original micro-ERT acquisition layout was fitted on the wall of an underground quarry, allowing measurements at a sub-metric scale with a centimetric resolution. At such a fine resolution, an unwanted electrode effect appeared. We remedied this electrode effect by inverting ERT data with an Equivalent Electrode Point (EEP) buried in the ground at a characteristic depth. The quarry wall was subjected to fires. Relying on a micro-ERT time-lapse monitoring during few months complemented by petrophysical analyses, we showed that the fires impacted the first centimeters of the quarry wall whose porosity and connectivity were modified. We also showed that seasonal water saturation variations could be detected at such a small scale. Thus, this small scale acquisition layout may ultimately be used at Lascaux to measure and predict water intakes directly at the cave walls in relation, or not, with the water flow modelled at the field scale. Such an approach may become a new tool for the conservation of painted cave walls.; Le milieu karstique, et tout particulièrement sa partie superficielle, est caractérisé par une altération importante responsable sur le site de Lascaux de formations calcaires en plaquettes mais aussi de dissolutions importantes pouvant laisser place à des sables, argiles, etc. La présence de grottes ornées dans ce milieu nécessite la caractérisation du milieu environnant afin de protéger les grottes et contribuer à la conservation des œuvres pariétales. Cette thèse porte sur la caractérisation du milieu karstique à plusieurs échelles au moyen de deux méthodes : la géophysique avec la Tomographie de Résistivité Electrique (TRE), et la caractérisation pétrophysique, à l’échelle du laboratoire, avec la microscopie, la porosimétrie au mercure et des mesures électriques sur échantillons. A l’échelle du massif, nous avons caractérisé l’amont hydraulique de la grotte de Lascaux par un suivi temporel par TRE durant 6 ans et par trois modélisations géostatistique 3D, à trois dates. Le suivi temporel a permis de comprendre le fonctionnement hydrogéologique du site. Le couplage du suivi temporel avec le 3D complété par les mesures sur échantillons a en outre permis de comprendre le fonctionnement d’un drain situé dans l’épikarst susceptible d’alimenter l’émergence à l’entrée de la grotte de Lascaux. La modélisation 3D a aussi permis d’identifier un escarpement du promontoire calcaire au nord-est de la grotte de Lascaux qui laisse place à des formations argilo-sableuse. A l’échelle de la paroi et en lien avec des recherches menées sur la grotte Chauvet-Pont d’Arc, un dispositif original de micro-TRE a été mis en place à la paroi dans une carrière souterraine, permettant une mesure de TRE à une échelle submétrique et une résolution centimétrique. A cette résolution apparaît un effet d’électrode que nous corrigeons lors de l’inversion des données de TRE par l’utilisation d’une Electrode Equivalente Ponctuelle (EEP) placée à une profondeur caractéristique. La paroi étudiée a été soumise à des feux. On montre par un suivi TRE sur plusieurs mois et des analyses pétrophysiques complémentaires que les feux impactent de façon tangible les premiers centimètres de la paroi dont la porosité et la connectivité sont modifiées. On montre en outre que des variations saisonnières de saturation sont mises en évidence à cette petite échelle. Ce dispositif pourrait être appliqué au site de Lascaux pour, à terme, mesurer et prédire les arrivées d’eau à la paroi, en lien ou pas avec la circulation modélisée à l’échelle du massif. Une telle démarche pourrait devenir un outil de conservation de parois rocheuses support d’œuvres pariétales.