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Doctorat en statistiques appliquées à la modélisation chronologique H/F

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Informations générales

Référence : UMR5060-PHILAN-001
Lieu de travail : PESSAC
Date de publication : mercredi 17 juin 2020
Nom du responsable scientifique : Philippe Lanos
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Contexte
Le projet ChronoCurve vient à la suite du projet Chronomodel ANR-11-MONU-007 (novembre 2011 - janvier 2015) qui a permis la réalisation d'un logiciel de modélisation chronologique reposant sur la statistique bayésienne. Il est gratuit, open-source et multiplateforme (https://chronomodel.com/). Ce logiciel de traitement et de modélisation statistique est à la base de la construction de scénarios chronologiques par les archéologues, historiens, paléo-écologues et géologues en possession d'un grand nombre de données de datation mises en relation selon des modèles plus ou moins complexes. Sont ainsi prises en compte au sein d'un seul outil les contraintes stratigraphiques, les phasages et les corrélations qui lient les données entre elles, mais aussi les différentes sources d'incertitudes intervenant aux différents niveaux des méthodes de datation.

Approche scientifique
Le projet de thèse ChronoCurve a pour but d'aborder la question de la construction des référentiels (appelés « courbes de calibration »). Ces référentiels sont indispensables pour convertir toute mesure de laboratoire (de datation) en date calendaire : c'est par exemple le cas du radiocarbone et de l'archéomagnétisme.
Le projet est à caractère nettement interdisciplinaire et exploratoire. Dans le cadre d'une approche bayésienne, il se propose de fournir de nouveaux outils pour la construction des courbes de référence (courbes de variation séculaire géomagnétiques, courbes âge-profondeur) et pour le calcul des dates en archéomagnétisme (calcul vectoriel) et en dendrochronologie (synchronisation bayésienne des séquences dendrologiques).

Verrous scientifiques
Nous proposons un changement de paradigme dans le domaine du calcul des dates : la modélisation statistique bayésienne permet en effet de considérer simultanément le calcul des dates et la construction des courbes de référence. Ceci constitue une nouveauté qui nécessite un travail de modélisation statistique avec simulations.
D'autre part, le développement des Plugins (Plugiciels) pour la dendrochronologie et pour l'archéomagnétisme va nécessiter de nouveaux modes de calcul numérique associant MCMC (Monte Carlo par Chaines de Markov) et filtrage particulaire.

Méthodologies à mettre en place
Les outils mathématiques qui seront mis en œuvre reposent sur le calcul matriciel, les noyaux reproduisants, les fonctions spline, la statistique bayésienne, le calcul MCMC et le filtrage particulaire. Les différents développements algorithmiques se feront en C++ sous Qt. Le logiciel ChronoCurve sera intégré dans ChronoModel et sera multi-plateforme et open-source sur GitHub.
Le rôle du doctorant dans le projet sera de mettre en place et de tester les algorithmes de calcul des courbes de référence. Il s'agira d'optimiser les procédures de calcul numérique (calcul matriciel, calcul par noyaux reproduisants, calcul MCMC). Le développement des plugins « dendrochronologie » et « archéomagnétisme » à implémenter dans ChronoModel nécessiteront eux aussi une recherche spécifique au niveau modélisation bayésienne et calcul numérique.

Contexte de travail

Ce contrat doctoral s'inscrit dans le cadre du programme 80 Prime 2020 du CNRS.
Le doctorant sera rattaché à l'école doctorale Montaigne-Humanité à Bordeaux-Montaigne.
Le doctorant sera affecté à l'UMR 5060 IRAMAT (Institut de Recherche sur les Archéomatériaux), dans le centre CRP2A (Centre de Recherche en Physique Appliquée à l'Archéologie) basé à l'Université Bordeaux-Montaigne.
Lieu d'exercice de la thèse : à Rennes, au sein de l'UMR 6118 Géosciences-Rennes, campus de Beaulieu, Université Rennes 1, dans le cadre d'un partenariat entre IRAMAT et Géosciences-Rennes.
La thèse sera réalisée en interaction avec l'équipe « Chronologie et référentiels » du CRP2A à Bordeaux, avec l'équipe « Modélisation Chronologique et datation par archéomagnétisme » à Géosciences-Rennes et avec l'équipe « Paysages, Changements Climatiques, Biodiversité » (en collaboration avec D. Marguerie, co-directeur de la thèse) de l'UMR 6553 ECOBIO à Rennes.

Contraintes et risques

Des déplacements entre Rennes et Bordeaux sont à prévoir pour les réunions d'équipe et pour le suivi des cours de l'école doctorale durant la thèse pour valider le doctorat.

Informations complémentaires

Le (la) candidat(e) recherché(e) devra avoir un profil de mathématiques appliquées spécialisées en statistique avec des compétences dans le domaine de la simulation numérique stochastique. De plus, le (la) candidat(e) devra présenter un réel intérêt pour les applications à l'archéologie et aux sciences naturelles impliquant les questions de chronologie (Paléoenvironnements).
Compétences et qualités requises :
- Ingénieur / Master 2 en mathématiques appliquées, statistiques et probabilités
- Compétences en programmation informatique et calcul numérique
- Intérêt marqué pour les sciences humaines, et en particulier pour l'archéologie et les méthodes de datation en archéométrie
- Autonomie, ouverture d'esprit, capacité de travail en équipe
- Bonne aptitude de communication orale et écrite (français et anglais)

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