L’anthropisation est la principale source de perturbations dans les grottes, et dans la grotte de Lascaux cela a entrainé la prolifération de microorganismes et des altérations de paroi menaçant sa conservation. L’objectif de cette thèse était de mieux comprendre l’écologie des microorganismes colonisant la grotte de Lascaux, en identifiant sa communauté microbienne à différentes échelles spatio-temporelles, de caractériser les facteurs qui structurent cette communauté et d’en étudier la dynamique fonctionnelle en utilisant le séquençage à haut débit d’acides nucléiques, une nouvelle approche à Lascaux. Une comparaison à l’échelle régionale de différentes grottes de Dordogne, plus ou moins anthropisées a été réalisée, puis à une échelle locale avec l’étude de salles de Lascaux, le Passage pour évaluer le rôle des substrats minéraux, et l’Abside qui présente deux types d’altérations (taches noires et zones sombres). Nos résultats montrent que les grottes anthropisées (dont Lascaux) ont des communautés microbiennes particulières. Le substrat minéral structure davantage la communauté du Passage que la présence de taches. Dans l’Abside, bien que les zones sombres soient visuellement différentes des taches noires, les communautés microbiennes présentent des similarités fortes, et notamment le rôle des interactions entre les collemboles, les champignons noirs et des bactéries. Enfin, les profils métatranscriptomiques diffèrent en fonction des salles et de la présence de taches. Ce projet a permis de caractériser l’écologie de la communauté microbienne de Lascaux et permet de mieux comprendre le fonctionnement microbien de la grotte / Anthropisation is the main source of disturbance in the caves, and in the cave of Lascaux it has led to the proliferation of microorganisms and alterations of the wall threatening its conservation.The objective of this thesis was to better understand the ecology of microorganisms colonizing the cave of Lascaux, by identifying its microbial community at different spatio-temporal scales, to characterize the factors that structure this community and to study its functional dynamics in using high throughput sequencing of nucleic acids, a new approach to Lascaux.A regional comparison of different Dordogne caves, more or less anthropised was carried out, then at a local scale with the study of Lascaux rooms, the Passage to evaluate the role of mineral substrates, and the Apse which presents two types of alterations (black spots and dark areas).Our results show that anthropogenic caves (including Lascaux) have particular microbial communities. The mineral substrate structures the Passage community more than the presence of spots. In the Apse, although dark areas are visually different from black spots, microbial communities show strong similarities, including the role of interactions between collembolans, black fungi, and bacteria. Finally, the metatranscriptomic profiles differ according to the rooms and the presence of spots.This project has made it possible to characterize the ecology of the Lascaux microbial community and to better understand the microbial functioning of the cave

La grotte de Lascaux (inscrite au patrimoine mondial de l’UNESCO et l’une des plus connues au monde) nécessite, dans le cadre de sa conservation et suite aux aléas subis depuis sa découverte, une attention particulière tant pour elle-même que pour son environnement. L’utilisation d’une méthode géophysique, la Tomographie de Résistivité électrique (TRE) qui est une méthode non intrusive par excellence, est donc proposée pour la reconnaissance du milieu karstique l’environnant.Un suivi temporel par TRE a été mise en oeuvre pour caractériser l’amont hydraulique de la grotte et surveiller la variation temporelle de la résistivité des terrains. A l’aide d’analyses statistiques, et en couplant les données microclimatiques aux résultats d’un suivi temporel de vingt-deux mois, nous avons montré la capacité de ce type de mesures à caractériser l’environnement épikarstique de la grotte, particulièrement les zones d’alimentation et celles permettant l’infiltration des eaux pluviales. Une modélisation du débit d’un écoulement situé à l’entrée de la grotte est proposée à partir des données de résistivité dans la zone d’alimentation identifiée au cours du suivi. Ce modèle a la capacité de prédire les arrêts et les reprises des écoulements dans la grotte, éventuellement des évènements journaliers.A partir des données de résistivité issues d’une prospection 3D du site, des modélisations géostatistiques par krigeage ordinaire et par indicatrice ont été effectuées permettant des représentations spatiales en fonction de la résistivité des terrains. Ces modèles se sont révélés extrêmement instructifs par l’imagerie de l’environnement karstique de la grotte de Lascauxqui en a résulté. Les limites des formations détritiques et des calcaires sont identifiées à l’est et l’ouest du site. A l’intérieur des calcaires, on retrouve, bien sûr, les anomalies conductrices déjà identifiées au cours du suivi temporel mais aussi leur extension spatiale. Ainsi, on a pu mettre en évidence la continuité spatiale de certaines anomalies.Le suivi temporel par TRE a permis la compréhension de la structure et du fonctionnement de l’alimentation de l’épikarst. Les modèles géostatistiques 3D ont montré leur efficacité pour la caractérisation de l’environnement de la grotte. Les résultats aideraient à proposer des conseils pour la protection du milieu environnant la grotte et ainsi pour la préservation de cette dernière. / The Lascaux cave, one of the most important prehistoric caves in the world, located in Dordogne (24, France) needs particular attention both for itself and for the environment interms of conservation and vulnerability since its discovery. Geophysical methods in particular Electrical Resistivity Tomography (ERT) enable us, in a non-invasive way, to monitor the karsticenvironment.A Time-Lapse monitoring by ERT was carried out next to the cave. Together with analysis of the local effective rainfall (ground water recharge) and the flow in the cave, the monitoringhelped us to identify an area where upstream underground water is probably stored e.g. arecharge zone. There is a large electrical contrast between the surrounding limestone and theprobable recharge zone. Then, a multivariate analysis through the resistivity values allowed usto characterize the model blocks, showing a specific behavior over time, especially the blockswith the lowest electrical resistivity. A prediction model of the flow in relation with the recharge zone succeeded to predict the beginning and the end of flow, even the daily event withextremely high value of flow.In order to visualize the environment in 3D condition, a geostatistical modelling was then applied to the resistivity values. The geostatistical models can emphasize the limit betweenthe limestone promontory and the clayey/sandy formations to the east/west part of the site. In the limestone promontory, the models also showed the possible connection between theanomalous conductive areas that may have a special consequence in this karstic environment.The Time-Lapse monitoring by ERT allows us to understand the karstic structures andrecharge phenomena. The 3D geostatistical modeling showed efficiency for the characterization of the cave environment. Those results can help to provide advices for the cave preservation.