Johann Leplat, Stéphanie Touron, Dominique Genty, Michel Ramonet, Marc Massault, Paulo Pinheiro Rodrigues, Alexandre François, Édouard Régnier, Marc Delmotte, Jean-Pascal Dumoulin, François Bourges, Frédéric Girault, Frédéric Perrier, Bruno Lartiges, Faisl Bousta, Charles Chauveau, Géologie Environnement Conseil, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Météo France-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Géochrononologie Traceurs Archéométrie (GEOTRAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche sur la Conservation (CRC ), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Paris Saclay (GEOPS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear [Lisboa] (IPFN), and Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa (IST)
International audience; Carbon dioxide (CO 2) concentration (CDC) is an essential parameter of underground atmospheres for safety and cave heritage preservation. In the Chauvet cave (South France), a world heritage site hosting unique paintings dated 36,000 years BP, a high-sensitivity monitoring, ongoing since 1997, revealed: 1) two compartments with a spatially uniform CDC, a large volume (A) (40,000 to 80,000 m 3) with a mean value of 2.20 ± 0.01% vol. in 2016, and a smaller remote room (B) (2000 m 3), with a higher mean value of 3.42 ± 0.01%; 2) large CDC annual variations with peak-to-peak amplitude of 2% and 1.6% in A and B, respectively; 3) long-term changes, with an increase of CDC and of its annual amplitude since 1997, then faster since 2013, reaching a maximum of 4.4% in B in 2017, decreasing afterwards. While a large effect of seasonal ventilation is ruled out, monitoring of seepage at two dripping points indicated that the main control of CDC seasonal reduction was transient infiltration. During periods of water deficit, calculated from surface temperature and rainfall, CDC systematically increased. The carbon isotopic composition of CO 2 , correlated with water excess, is consistent with a time-varying component of CO 2 seeping from above. The CO 2 flux, which is the primary driver of CDC in A and B, inferred using box modelling, was found to confirm the relationship between water excess and reduced CO 2 flux into A, compatible with a more constant flux into B. A buoyancy-driven horizontal CO 2 flow model in the vadose zone, hindered by water infiltration, is proposed. Similarly, pluri-annual and long-term CDC changes can likely be attributed to variations of water excess, but also to increasing vegetation density above the cave. As CDC controls the carbonate geochemistry, an increased variability of CDC raises concern for the preservation of the Chauvet cave paintings.