Icechrono1 : un modèle probabiliste pour calculer une chronologie commune et optimale pour plusieurs carottes de glace

International audiencePolar ice cores provide exceptional archives of past environmental conditions. The dating of ice cores and the estimation of the age-scale uncertainty are essential to interpret the climate and environmental records that they contain. It is, however, a complex problem which involves different methods. Here, we present IceChrono1, a new probabilistic model integrating various sources of chronological information to produce a common and optimized chronology for several ice cores, as well as its uncertainty. IceChrono1 is based on the inference of three quantities: the surface accumulation rate, the lock-in depth (LID) of air bubbles and the thinning function. The chronological information integrated into IceChrono1 are modeling scenarios of the sedimentation process (accumulation of snow, densification of snow into ice and air trapping, ice flow), ice-and air-dated horizons, ice and air depth intervals with known durations, Δdepth observations (depth shift between synchronous events recorded in the ice and in the air) and finally ice, air or mix stratigraphic links in between ice cores. the inference problem is formulated as a least squares optimisation, implying that all densities of probabilities are assumed to be Gaussian. It is numerically solved using the Levenberg-Marquardt algorithm (thus assuming that the model is almost linear in the vicinity of the solution) and a numerical evaluation of the model's Jacobian. IceChrono1 is freely available under the General Public License v3 open source license.Les forages polaires fournissent des archives exceptionnelles des conditions climatiques et environnementales passées. Produire une datation robuste des carottes de glace ainsi qu'une estimation de l'incertitude associée est essentiel pour interpréter les enregistrements climatiques et environnementaux qu'elles contiennent. Cependant, c'est une tâche complexe car elle implique d'utiliser différentes méthodes. Dans cet article, nous présentons IceChrono1, un modèle probabiliste qui combine différentes sources d'information chronologique pour produire une datation commune et optimale pour plusieurs carottes de glace, ainsi qu'une estimation de l'incertitude associée. IceChrono1 est basé sur l'inférence de trois quantités : le taux d'accumulation de neige en surface, la profondeur de piégeage de l'air et la fonction d'amincissement. IceChrono1 intègre de multiples informations chronologiques : un scénario modélisé du processus de sédimentation (accumulation de la neige, densification de la neige en glace et piégeage de l'air, écoulement de la glace), des horizons bien datés pour contraindre l'âge de la glace ou l'âge de l'air, des intervalles de profon-deur définis sur la glace ou via des mesures sur l'air piégé dont la durée est connue, des observations du Δprofondeur (le décalage en profondeur entre des événements synchrones enregistrés dans la glace et dans l'air) et finalement des liens stratigraphiques reliant des marqueurs identifiés dans la glace, dans l'air piégé ou dans les deux à la fois entre les carottes de glace. L'inférence est formulée comme un problème d'optimisation aux moindres carrés, impliquant que toutes les densités de probabilités sont supposées gaussiennes. Elle est résolue numériquement en utilisant l'algorithme de Levenberg-Marquardt (supposant ainsi que le modèle est presque linéaire au voisinage de la solution) et une évaluation numérique du Jacobien du modèle. IceChrono1 est librement disponible sous la licence libre GPL v3 (General Public License v3)