Conjonction de données et de modèles pour la datation des forages profonds d'Antarctique et du Groenland

We are hereby presenting a new dating method based on inverse techniques, which aims at calculatingconsistent gas and ice chronologies for several ice cores. The proposed method yields new datingscenarios simultaneously for several cores by making a compromise between the chronological infor-mation brought by glaciological modeling (i.e., ice flow model, firn densification model, accumulation ratemodel), and by gas and ice stratigraphic constraints. This method enables us to gather widespreadchronological information and to use regional or global markers (i.e., methane, volcanic sulfate, Beryllium-10, tephra layers, etc.) to link the core chronologies stratigraphically. Confidence intervals of the newdating scenarios can be calculated thanks to the probabilistic formulation of the new method, which takesinto account both modeling and data uncertainties. We apply this method simultaneously to oneGreenland (NGRIP) and three Antarctic (EPICA Dome C, EPICA Dronning Maud Land, and Vostok) icescores, and refine existent chronologies. Our results show that consistent ice and gas chronologies can bederived for depth intervals that are well-constrained by relevant glaciological data. In particular, wepropose new and consistent dating of the last deglaciation for Greenland and Antarctic ice and gas records.Les relations de phase entre augmentation de la concentration des gaz à effet de serreet augmentation de la température constitue un en jeu sociétal. Pour affiner notre compré-hension des mécanismes climatiques sur la Terre, une datation précise des enregistrementsclimatiques du passé (carotte de glace, carotte de sédiments marins, spéléothèmes) est in-dispensable. En échelle relative, les datations permettent d’évaluer les relations de phasedes variations climatiques en différents points du globe. En échelle absolue, les liens entrechangements de l’orbite terrestre et réponse climatique peuvent être étudiés. Les carottes deglace d’Antarctique et du Groenland constituent des archives uniques à l’échelle des grandscycles glaciaire-interglaciaire. Elles offrent de nombreux marqueurs stratigraphiques pour ladatation relative (méthane, couches de cendre...). Les échelles d’âge de ces carottes peuventen outre être calculées grâce à des modèles numériques simulant la déformation des calottes,l’évolution de la température et des précipitations, ainsi que les caractéristiques du névépolaire. Toutefois les incertitudes sur ces datations modélisées demeurent considérables, no-tamment sur la datation relative des signaux de température enregistrés dans la glace solideet des signaux de composition de l’atmosphère enregistrés dans les bulles d’air piégées dansla glace. Le gaz et la glace à une même profondeur n’ont en effet pas le même âge. Au coursde ce travail de thèse, un code d’assimilation de données a été développé afin de réduire lesincertitudes sur les chronologies. Ce code permet de calculer simultanément les datationsgaz et glace de plusieurs forages glaciaires en réalisant un compromis entre les informationschronologiques fournies par les modèles glaciologiques et celles apportées par les contraintesstratigraphiques issues des mesures dans la glace et le gaz. La méthode repose sur une in-férence Bayésienne formulée à l’aide d’une fonction coût. Cette formulation met en jeu desmatrices de covariance d’erreur qui rendent compte des incertitudes sur les données ainsique sur les sorties des modèles fournissant la première ébauche de datation. Elle permet deproposer des échelles d’âge optimisées ainsi que des intervalles de confiance. Dans ce manus-crit, on présente les premières expériences de datation réalisées avec l’outil numérique. Enparticulier, la datation simultanée des forages de North GRIP (Groenland), Vostok, EpicaDôme C et Epica Dronning Maud Land (Antarctique) montre le potentiel de cet outil pourconstruire les futures échelles d’âge des forages profonds d’Antarctique et du Groenland