[Dendrochronologie] niveau confirmé

[IFred]

Bon alors, nous avons vu dans les sujets précédents comment fonctionnait dans les grandes largeurs la dendrochronologie, et tout va bien dans le meilleur des mondes. On prend son bout de bois on le mesure on le compare avec des bases des données de bois existantes avec des maths et paf on trouve, (ou pas) un "match" (une corrélation) en bon français. Elle nous donne la date de la cerne la plus récente du morceau de bois , et par conséquence la date la plus ancienne à la quelle la quelle notre violon a été pue être construit. Simple / impartiale (comparé à l'expertise humaine) / scientifique.

Mais c'est un peu plus compliqué que cela ...

La question de la précision du relevé.
Si l'on mesure avec son double décimètre, si l'on mesure avec un microscope, avec une loupe binoculaire, si l'on prend une photo, si l'on scan et à quelle résolution il peut y avoir une différence sensible dans la précision des relevés. Pour illustrer la chose j'ai fait un même relevé sur la même pièce mais à une résolution zoomée 2 fois moins et cela m'a donné ceci: (c)LFred

t1pture.JPG

Alors oui on peut calculer la corrélation entre les deux relevés et dire que ce sont les mêmes morceaux de bois MAIS avec une incertitude, alors que nous savons que ce sont bien les mêmes morceaux.
Entre deux opérateurs , entre les outils optiques, les numériques etc on introduit une première source de variations.Non seulement au niveau de tout les échantillonnages : celui que l'on fait aujourd’hui (sur le violon par ex) , mais aussi sur ceux de références ! (qui ont put être fait il y a x années )


La question du relevé.
En fait dans une même foret si les saisons sont les mêmes pour tout les arbres, et bien ils ne croissent pas tous de la même façon, ils ne sont pas espacés pareil, ils n'ont pas la même exposition au soleil etc.. cela donne des variations des mécohérences .

Une autre source de variation est liée au type de relevé: arbre vivant, bois coupé avec date d'abatage, ou vièle poutre ou objet utilisé(faisant un lien entre deux donénés arbre) (cf sujet niveau débutant) et bien en fait on s'aperçoit (enfin on sait) que le bois en vieillissant se contracte et quand vous avez un relevé fait sur un arbre vivant avec des parties encore jeunes qui ont un certain espacement et que vous les comparées avec un relevé sur le même arbre mais prélevé à la coupe ou encore vivant 30 ans plus tards, vous constatez que sur les 60 dernières années (30+30) les 30 plus anciennes n'ont pas du tout les mêmes têtes que lorsque vous aviez fait le relevé il y a 30 ans.. (et encore là je parle du même arbre dans la pratique on parle d'arbre différents, d’opérateur d’différents de mode de mesure différent.

Alors les bases de données..(que l'on appelle pas comme cela en fait)
Alors si vous vous imaginez la base de données bien sympa, genre la bible contre la quelle on compare les violons tip top..avec une formule de math qui vous sort l'année.. ben .. pas vraiment.
Il y a une bonne et une mauvaise nouvelle la Dendro est une discipline que je classerai initialement comme universitaire, mais aussi amateur et enfin commerciale.
La bonne nouvelle c'est qu'il existe une base de donnée mondiale gratuite qui donne des liens vers de milliers de base d'arbre:
https://www.ncdc.noaa.gov/data-access/p ... /tree-ring
pour l’épicéa seul je vous met cela en photo: en Europe prêt de 400 set de données

Capture.JPG

Capture2.JPG

.
La plus part de ces données ne sont pas de simples relevés sur un arbre mais des db croisées de dizaines d'arbres /sources à un même endroit à des années différentes.
Note on ne parle pas de DB le bon terme est "Collection", chacune des ces collections est le travail d'un dendrochonologue (edu/partic/commercial). (donc avec des méthodes de prélèvement, de mesures qui varies je ne vous refais pas le topo).

jure.JPG

(c)LFRED (C'est 'contre' cela que vous allez comparer votre bout de violon..)

ci dessous une collection que j'ai traité avec un logiciel (qui fait les calculs pour moi) et me donne les valeurs maximales moyennes et minimales de croissance des cernes pour 1 zone géographique (toute petite) sur X années.
Les dendrochonologues "commerciaux" ne publient pas leur collections ils les créent à partir de leur propre prélèvement ou éventuellement à partir des collections données plus haut mais retravaillés ( si c'est trop éloignés de collection produisant du bois à violon cela ne donne rien) Il garde ces collections raffinées secrètes.


Les maths dans un monde d’anarchie
En fait on utilise des maths non seulement pour colorer votre bout de violon mais à tout les niveaux pour transformer tout les facteurs d'imperfections évoqués plus haut en 'pourcentage d'erreur" pour parler simplement. Mais Non seulement les personnes utilisent des méthodes mathématiques différentes avec des tolérances différentes, mais en plus que parfois ces méthodes peuvent donner des résultats différents et dans des sens pas forcement uniformes.
C'est la raison pour laquelle j’évoquais dans un autre sujet que la méthodologie (qui n'est pas systématiquement fournie et qui est généralement incompréhensible pour une personne n'étant pas dendrochronologue) a en fait une grande importance pour comprendre la façon dont sont interprétés les matchs. En changeant des paramètres "moyennant" on peut gagner énormément en fiabilité du résultat de match (normal on est moins sélectif) et changer totalement la datation de 200 ans. Le fait que l'on utilise des maths n'implique pas que la démarche et l'analyse fasse pas appel à une expertise humaine, la discipline est loin d'être triviale.

Pour faire un parallèle avec l'expertise humaine en lutherie: Utiliser des outils (logiciel/matériel) de dendro avec des collections est à la porté de n'importe qui, pas trop idiot. Comprendre ce que l'on fait, pourquoi, ce que cela implique, et dans quelle mesure on peut s'engager sur des résultats en est une autre.. Tout comme en expertise , voir des collections de photos et comparer avec un violon est à la porté de n'importe qui .. Arriver à en faire une expertise en est une autre.

[IFred]

Les histoires de T..
Alors si vous avez déjà eut un rapport de dendro entre les mains.. vous est sûrement tombé sur des calculs aboutissant à une valeur "T value", ou peut être "résultat d'u test de t" (il faudrait que je redemande pour le nom français j'ai un petit doute) . La procédure de corrélation (trouver les similitudes qui vont bien) est un calcul statistique selon la loi de Student (https://www.wikiwand.com/fr/Loi_de_Student).
Calcul auquel on ne comprendra pas grand chose .. suivit de qq chose du genre
Sur votre sample on a une forte corrélation de 6.7 , et on vous explique " 3.5 c'est significatif, 4-5 c'est pas mal, 5 c'est bien, 7 c'est incroyable, 10 c'est le même. "

Et c'est bien de connaître la valeur T, mais Il faut avoir conscience qu'en fonction de la grandeur de l'échantillon (le nombre de cerne) la valeur T doit s'interpréter différemment: (je n'ai pas fait le calcul exacte) mais un T de 5 sur un violon on l'on a mesuré 100 cernes, c'est un aussi bon résultats qu'un violon qui donnerai T= 5,5 avec 40 cernes.
Ça c'est facile à comprendre sans calcul: si on a un plus petit morceau a comparer on a plus de chance de pouvoir le faire correspondre à plusieurs endroit..

Comme je l'expliquais plus haut qu'il existe plusieurs algo ou façon de "moyenner" des données: je vais en citer quelques unes:
-"Besancon" enfin plutôt " Besançon" en ref à Paul de Casteljau mathématicien français
- Baillie & Pilcher
- Hollstein
etc
Les méthodes employées ne sont pas toujours explicités ni les paramètres exactes mais admettons qu'elles le soit .. là encore l’interprétation qui doit être fait de la valeur du test T doit être modulée (exemple à peut prêt fictif) Un T de 5 après avoir utilisée une méthode Besançon va être aussi bon qu'un T de 6 obtenu après un traitement Baillie & Pilcher.

*par aussi bon j’entends la probabilité que la corrélation soit vraie.

Pour finir... en fonction des espèces... et des zones de croissances pour un même espèce.. certain algo fonctionnent mieux que d'autres (je ne me sens pas capable de vous expliquer pourquoi)




extrait de " Pratique de la dendrochronologie " par Catherine Lavier Patricia Perrier Sophie Vincenot Georges Lambert:

"Les diverses mesures qu'on peut faire sur le cerne nous donnent une information synthétique globale de l'activité de l'arbre pendant sa période de croissance (de mars en août par exemple). Or cette activité n'est pas constante au cours de la vie d'un arbre. L'activité est grande dans la période de jeunesse et se réduit progressivement à mesure que l'arbre vieillit. De plus, indépendamment du phénomène de vieillesse, la production d'un cerne à l'année n est encore liée aux phénomènes qui ont conditionné la croissance des cernes immédiatement précédents (cernes n-1, n-2, n-3, etc.).
Aussi, il est nécessaire de faire subir une première modification aux séquences dendrochronologiques directement acquises à partir de la mesure des cernes pour éliminer le facteur de vieillissement. Cette correction est la normalisation des séquences {standardization) (Fritts,Mosimann et Bottorf 1969). Le processus de la normalisation consiste à estimer la valeur d'un cerne théorique Cot qui se serait développé à l'année t de l'arbre indépendamment de son âge. On corrige alors la valeur Crt observée par la valeur Cot et on obtient une donnée corrigée C, plus significative des facteurs de conditionnement de la croissance à l'année t: Q = Crt / Cot
En réalité, la fonction de vieillissement qui permettrait d'approcher par calcul Cot est assez variable selon les individus. Diverses techniques de correction ont été proposées: du type exponentiel (Fritts 1976) ou, au contraire, logarithmique ou linéaire (de Martin 1974^ ou encore parabolique, hyperbolique ou polynomial (Jonsson 1969). Mais ces procédés posent, pour chaque échantillon, la double question du choix de l'équation et de la définition de ses paramètres. Aussi on préfère, dans la pratique, appliquer une technique de filtrage qui permet de calculer Cot en fonction du bois effectivement produit dans une période qui inclut l'année t (Fritts 1976 ; Mitchell et coll. 1966 ; Craddock 1957 ; Munro 1984). Le filtre Cot est calculé sur un laps de temps qui va de t-m kt+m, m étant un nombre d'années à définir (si m est inférieur ou égal à 8 ans, le filtrage est dit bas-filtrage sinon le filtrage est dit haut-filtrage. Hollstein, à Trêves, a proposé une solution de filtrage astucieuse qui consiste à calculer le logarithme de chaque cerne puis d'évaluer la différence de croissance entre deux années relativement à la somme de la valeur des deux cernes consécutifs en question. La formule peut se comprendre ainsi (Hollstein 1975, 1980): Ct = [ logiQ-,) - log(Q) ] / [ logCQ-,) + log(Ct) ] ; Bien que séduisante pour plusieurs raisons qu'on ne développera pas ici, cette formule n'a pas fait école. Mais il semblerait qu'une formule voisine soit plus apte a nous servir: Q = log [ (C,_, - Q) / (Q-x + Q) ] ;Les tests chronologiques sur les séquences filtrées de la sorte sont en cours d'essai dans notre laboratoire.
Baillie et Pilcher à Belfast ont proposé un filtrage basé sur un laps de temps de 5 ans (Baillie et Pilcher 1973) qui transforme aussi le résultat par un logarithme. La formule peut s'écrire ainsi: C, = log(Ct) / log(m=t_22m=«+2Cm) ; A Besançon nous expérimentons un filtre dérivé de celui-ci : C, = log(C,) / log(m=t_42m=<Cm) Quoiqu'il en soit, chaque technique de filtrage a ses avantages et ses inconvénients. Fritts (19/6) montre bien qu'un bas-filtrage est un détecteur de micro-phases climatiques mais n'apporte rien à la simplification des test chronologiques tandis qu'un haut-filtrage permet des tests chronologiques formulés mais écrase les micro-indications qui, dans certains cas, sont justement les seuls éléments de comparaison utiles. Un filtrage issu de ce modèle américain, baptisé ARMA par ses auteurs (Guiot et coll. 1982, Tessier 1984, Guiot 1986), sera introduit prochainement à Besançon.

[Pallasite]

Merci IFred c'est super intéressant !!

Vous faites comment quand vous n'avez pas la moindre idée d'où vient le bois, ni son âge ? Avec les collections, vous avez assez de puissance statistique pour être capable de comparer ton bout de violon contre toute la collection et arriver à une réponse fiable ? Ou bien tu as besoin d'en savoir un minimum sur le bois pour avoir une réponse unique ?

Ce qui m'amène une autre question. On utilise des trucs un peu analogue quand on a une séquence d'ADN inconnue et qu'on veut savoir d'où elle vient : on fait une recherche contre une collection et cela nous donne une idée plus ou moins précise de l'origine (on appelle ça un blast). Si tu blastes une séquences de quelques millions de nucléotides (tes cernes à toi), à coup presque sûr, tu auras une réponse propre, parce que la probabilité que deux organismes très éloignés possèdent la même séquence d'un million de nucléotides est infinitésimale. Par contre, si tu blastes une courte séquence, disons 5/10 nucléotides (5/10 cernes), là tu vas avoir beaucoup d'organismes très différents qui vont avoir exactement ta séquence, simplement par chance. Est-ce qu'en dendro, vous devez avoir une longueur minimale de séquence pour avoir un résultat à peu près fiable ? Et si oui, est-ce quelque chose que vous avez systématiquement quand vous analysez un bout de bois de violon, ou est-ce plutôt l'exception ?

[IFred]

@Pallasite
Ce que tu explique sur les Nucleotides c'est exactement ce que j'ai rajouté dans le second message ^^
Pour tes autres questions... Elles sont plus à poser à la petite poignée de luthier qui font de la dendrochronologie commerciale. Un des arguments souvent mis en avant est le fait qu'ils fassent des analyses en cross référencant avec d'autres instruments. (ce qui donne des résultats bien mieux corrélés qu'avec les forets)

Je dirais juste ceci: Imagine que dans une même ville il y ai 10 luthiers qui bossent tous un peu dans le même style (ce qui arrive souvent) et qui achètent tous leur bois au même bûcheron (là encore ca arrive encore très souvent), Imagine que tu ai des luthiers qui deviennent beaucoup plus célèbres que d'autres dans les 10... 150 ans plus tard sur ces 10 luthiers, on ne se souvient plus des deux ayant atteint la postérité (là encore cela arrive souvent) .. de plus ces deux luthiers ont bcp plus produit que les autres... En bon dendrochronologue tu vas échantillonner plusieurs de ces violons célèbres..peut être même que dans le lot il y aura un faux car l'expertise humaine est faillible. Arrive un jour ou un Expert ou personne t'envoie un échantillons d'un violon non identifié qui ressemble un peu a ces luthiers célèbres mais pas totalement et elle hésite à l'attribuer / le certifier car cela pourrait aussi être un faux => faisons une dendro pour vérifier... et là PAF dans le mille on trouve avec T=7 que c'est le même arbre 10 violons que du luthier célèbres... Bingo tu fais le certificat..
Sauf d'en fait non la dendro ne t'a pas du tout prouvé que c’était un violon du célèbre luthier, tout au plus qu'il s'agit d'un instrument dont le bois à été acheté au même endroit.. cela peut très bien être un violon d'un des luthiers oubliés, ou même si c'est plus rare mais non négligeable un instrument plus tardif fait en copie avec du bois recupéré d'un vieux stock.

[Pallasite]

Désolée, je n'avais pas rafraichi la page avant de poster et du coup, je n'avais pas vu ton message. Merci pour la réponse

[IFred]

J'ai ajouté ce matin un extrait de extrait de " Pratique de la dendrochronologie " qui n'est pas trop compliqué à lire et fait écho de façon à une partie des choses ce que je vous ai simplifiées. : "première modification pour éliminer le facteur de vieillissement"
Enfin, je ne l'avais pas expliqué mais sur cette courbe les courbes verte et bleu sont les courbes brutes, les rouges et noir les courbes "traités" issue de toutes les modifications (ici sur un échantillon, sur une collection vous vous en doutez vous allez avoir des énormes variations)

t1pture.JPG

[Alain44]

Merci Ifred, c'est très intéressant !

En effet ça rejoint les analyses d'ADN (comme dit plus haut), les datations au Carbone 14 (dont j'ai juste quelques notions) ...
donc des analyses sur des prélèvements.

Ce que tu appelles "les maths", je préfère les appeler "analyses statistiques", car ça met plus en évidence les risques d'erreurs, intervalles de confiance, type de test, biais d'échantillonnage, influence des populations sélectionnées en taille et nature (alors que les "maths" sont jugées habituellement plus "carrées" ... on fait un calcul avec certaine d'hypothèses on arrive à un seul résultat)
C'est la partie uniquement calculatoire (des échantillons et des tests) qui est mathématique, mais l'analyse est statistique (donc avec des biais et erreurs).

De plus l'analyse statistique de dendro comme je le vois d'après ton texte, utilise les stats à deux niveaux:
- corrélation d'échantillons avec des bases de données
- puis corrélation de ces résultats avec des datations certaines.

Ces deux étapes ont leurs méthodes, leurs biais et leurs risques de se tromper...

[IFred]

Ah mais oui tout à fait il s'agit d'analyses statistique, j'aurai du l'écrire plus explicitement

[Pallasite]

Merci Ifred pour toutes ces infos