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Automatiser le comptage des macrocharbons pour reconstruire l’histoire des feux de forêt

Des chercheurs en paléoenvironnement du laboratoire Chrono-environnement ont développé une nouvelle méthode de comptage, plus rapide et efficiente, qui permet de reconstruire l’histoire des feux de forêt. L’étude de Jonathan Lesven et al. est parue dans le journal Quaternary Science Reviews.

Les feux de forêt représentent aujourd’hui un facteur de perturbation naturel majeur à l’échelle mondiale : ils influencent la dynamique de la végétation, influent sur le cycle du carbone, et menacent les activités humaines. Or, sous l’effet des changements climatiques, une augmentation de leur taille, fréquence et sévérité est attendue dans les prochaines décennies. Dans ce contexte, la paléoécologie est d’une importance majeure : elle permet, à partir (1) du comptage et/ou (2) de la mesure de la surface des macrocharbons piégés dans les sédiments lacustres, de reconstruire l’évolution des feux de forêt dans le passé en fonction des variations du climat et de la végétation. Ces études apportent des informations essentielles à la compréhension des écosystèmes forestiers, et permettent de proposer des solutions pour leur gestion dans le futur.

Photographie d’un des échantillons prêt à être passé dans le logiciel ImageJ. Un charbon de grande taille se distingue sur la droite, mais d’autres particules plus petites sont également présentes.
© Lesven

Pour ces études, différentes méthodes de comptages des macrocharbons (> 150 µm) ont déjà été développées dans le passé : (1) des méthodes permettant de réaliser ces mesures visuellement à partir d’une grille placée dans l’objectif d’une loupe binoculaire ; et (2) des méthodes semi-automatisées, détectant automatiquement les charbons et réalisant ces mesures informatiquement. Cependant, ces deux méthodes présentent des inconvénients : la première est peu précise concernant l’estimation de la surface des charbons, alors que la seconde nécessite tout de même une inspection de chaque particule par l’observateur et a été développée sur des logiciels sous licence.
Pour pallier ces problèmes, une nouvelle méthode de comptage et de mesure des macrocharbons entièrement automatisée a été développée sur le logiciel libre de droit ImageJ. Celle-ci permet de dénombrer et de mesurer la surface des charbons à partir de photographies en haute résolution. Les échantillons étant souvent nombreux et le comptage des charbons parfois fastidieux, cette méthode apporte un gain de temps et de précision important.

Cette méthode de comptage a donc, au préalable, été testée sur trois carottes sédimentaires prélevées dans les provinces canadiennes du Québec et du Labrador, et comparée aux autres reconstructions réalisées dans la zone d’étude. Elle montre une bonne fiabilité des reconstructions des feux de forêt dans le passé sur l’ensemble de la période d’étude. Elle offre donc la possibilité aux différents chercheurs et doctorants du laboratoire travaillant sur ces thématiques en paléoécologie et archéologie de reconstruire de manière fiable et rapide l’histoire des feux de forêt au cours du temps.

Une présentation de cette nouvelle méthode sera réalisée au laboratoire Chrono-environnement au début de l’année 2023.

Lesven J., Druguet Dayras M., Borne R., Remy C.C., Gillet F., Bergeron Y., Arsenault A.,Millet L., Rius D., 2022, Testing a new automated macrocharcoal detection method applied to a transect of lacustrine sediment cores in eastern Canada : Quaternary Science Reviews, v. 295, p. 107780

publié le