E TAPE 5 – I NTERDATATION ET ANALYSE DES SERIES BRUTES DE LARGEURS DE CERNE

2.3.1.3.1 I

L’interdatation (ou cross-dating) est une étape cruciale du traitement des jeux de données

croissance en dendrochronologie. Son principal objectif est la détection des erreurs d’encodage

croissance (faux-cerne, cerne manquant) généralement consécutives à des conditions de croissance très particulières. Cette étape permet d’assigner à chaque cerne une année calendaire qui doit correspondre à l’année véritable de sa formation.

Le principe général est de vérifier le synchronisme de chacune des séries chronologiques par comparaison avec une référence, supposée sans erreur. Pour cela, il est nécessaire de repérer, sur cette référence, les années durant lesquelles la croissance des arbres a été extrême (soit très faible, soit très forte) puis de vérifier le synchronisme de ces évènements avec ceux observés sur chacune des séries individuelles. Ces années témoignent souvent d’évènements climatiques limitants ou stimulants (Kelly et al., 2002 ; Kelly et al., 1989 ; Rolland et al., 2000 ; Schweingruber, 1986, 1992 ; Schweingruber et Nogler, 2003), qui, par conséquent, dépendent d’un contexte bioclimatique (collinéen tempéré, montagnard, méditerranéen, etc.) et de la sensibilité d’une espèce. Ainsi, l’interdatation se fait indépendamment pour chaque espèce et contexte bioclimatique. Il est important de rappeler que cette étape est essentiellement visuelle et que, in

fine, c’est l’opérateur qui décide ou non de corriger les éventuelles erreurs.

Il existe de nombreuses méthodes d’interdatation à partir des données brutes ou détendancées (Cook et Kairiukstis, 1990 ; Fritts, 1976 ; Schweingruber, 1990). Parmi les approches sur séries brutes, Becker (1989) propose une méthode fondée sur (i) le calcul statistique des

années caractéristiques (ou pointer years) et (ii) la construction d'une chronologie de référence.

La première étape consiste à regrouper les arbres d’un même contexte climatique et à calculer, pour chaque arbre Tij et chaque année k, l’écart relatif (ERijk) entre la largeur de cerne de

l’année k (LCijk) et celle de l’année k-1 (LCij(k-1)) :

) 1 ( ) 1 ( ) 1 ) 1 k ij k ij ijk ijk

LC

LC

LC

ER

L’année k est considérée comme caractéristique quand au moins 75 % (parfois 70 %) des arbres de l’échantillon présentent (i) un ER de signe constant (positif lors d’année de forte croissance, négatif dans le cas contraire), et (ii) une valeur absolue d’ER supérieure à 10 %. Une année est d'autant plus caractéristique que l’écart relatif moyen (ERMk) de l'échantillon est

important et que le pourcentage d'arbres présentant le même comportement est élevé.

Une fois les années caractéristiques définies, une courbe de référence provisoire est construite à partir des chronologies brutes disponibles en calculant la moyenne arithmétique des largeurs de cerne par année k. Chaque profil individuel est alors comparé visuellement à cette courbe. Si un décalage est observé, la carotte correspondante est réexaminée sous une loupe binoculaire afin de déceler les causes du décalage. A chaque correction d’une série individuelle, les années caractéristiques et la courbe de référence provisoire sont recalculées. L’étape d’interdatation est réalisée le plus souvent avec les applications INTERDAT (développée par Becker et Dupouey, non publié) ou COFECHA (Holmes, 1983). Ces deux programmes facilitent l’interdatation en proposant (i) un coefficient de corrélation entre chaque série individuelle et la chronologie moyenne, et (ii) une interface graphique pour une comparaison visuelle.

2.3.1.3.2 E

’

L’âge des arbres carottés à cœur ou dont la série de croissance est obtenue à partir d’une rondelle est connu avec exactitude. En revanche, pour les carottes ne passant pas exactement à la moelle, il est nécessaire de calculer le nombre d’années (i.e. de cernes) correspondant à la distance estimée entre la moelle et le dernier cerne mesuré. Pour cela, la méthode traditionnellement utilisée fait l’hypothèse d’une vitesse de croissance constante des premières années de la vie de l’arbre. La distance d entre le dernier cerne mesuré et le cœur présumé est estimée à l’aide d’une mire transparente graduée sur laquelle sont tracés des cercles concentriques. La distance au cœur est évaluée en faisant coïncider les rayons de courbure des cernes avec ceux de la mire. L’âge A de l’arbre est estimé avec la formule suivante (Bert, 1992) :

5 15

LCM

d

C

A

où, C est le nombre de cernes mesurés sur la carotte, d la distance présumée séparant le dernier cerne du cœur (mm) et LCM1-5 la largeur de cerne moyenne des cinq derniers cernes mesurés près

du cœur (mm).

2.3.1.3.3 S

Un grand nombre de statistiques dendrochronologiques peuvent être calculées sur les séries individuelles de largeurs de cerne afin de connaître les caractéristiques de leur signal (Cook et Kairiukstis, 1990 ; Fritts, 1976). Seules les statistiques utilisées dans la suite de ce travail sont détaillées :

la sensibilité moyenne (MSb) : ou Mean Sensitivity. Cette statistique donne le pourcentage

moyen de variation de largeur entre deux cernes consécutifs. Elle exprime l’ampleur des changements affectant à court terme la largeur des cernes et varie de 0, pour deux cernes successifs égaux, à 2 lorsque l’épaisseur de l’un d’entre eux est nulle. La sensibilité moyenne de la série brute de l’arbre Tij est calculée avec la formule suivante :

1 1 ( 1) ) 1 (

)

(

)

(

2

1

1

LC

LC

LC

LC

n

MSb

Les sensibilités moyennes individuelles sont ensuite moyennées arithmétiquement par placette pour obtenir la sensibilité moyenne MSbi de la placette Pi.

le coefficient d’auto-corrélation de 1er ordre (ACb) : cette statistique estime la corrélation

moyenne entre la largeur de deux cernes successifs. Il s’agit d’un indicateur de la persistance du signal environnemental d’une année à la suivante dans l’élaboration du cerne. L’auto- corrélation de premier ordre ACbij correspond donc au coefficient de corrélation de la

régression linéaire simple entre la série de la largeur de cerne de l’arbre Tij et cette même

série décalée d’une année. Un coefficient moyen ACbi par placette est ensuite calculé par