Prisme d'accrétion

Le terme « prisme d'accrétion » vient d'une traduction erronée du terme anglais issu de la géologie océanique accretionary wedge (et non accretionary prism), wedge désignant plus précisément un objet prismatique de section triangulaire comme un coin ou une cale biseautée[1].

On distingue deux types de prismes d'accrétion suivant l'endroit (dans les fonds océaniques ou en bordure de continents) où survient la collison entre les plaques tectoniques et la nature des plaques impliquées dans le phénomène de subduction : rencontre de deux plaques océaniques entre elles, ou bien de deux plaques continentales. Le prisme océanique est formé par l'accrétion de sédiments marins au contact de deux plaques océaniques tandis que le prisme orogénique est le résultat d'une collision entre plaques continentales également responsable de la formation des chaînes de montagnes. L'épaisseur des écailles tectoniques formées est très différente : allant de l'ordre de la centaine de mètres dans le cas des prismes sédimentaires océaniques à plusieurs dizaines de kilomètres pour les prismes orogéniques (écailles de la croûte terrestre et nappe de charriage).

Modèles schématiques de prismes d'accrétion dans des bassins d'avant-arc. (A) Modèle à vergence simple. (B) Modèle à vergence double. (C) Modèle à décrochement.

Les caractéristiques des déformations qui ont lieu dans les prisme dépendent de plusieurs facteurs : vitesse et obliquité de la convergence des plaques, friction à la base des prismes, rhéologie des différents matériaux... La forme générale des prismes d'accrétion peut être classée en trois modèles : simple vergence, double vergence et décrochement[3].

Lorsque le système convergent formé par les deux plaques est relativement symétrique, il se forme un prisme à vergence simple. Lorsque ce système est asymétrique, l'essentiel du matériel crustal accrété au prisme provient de la plaque plongeante et il se forme deux prismes à vergence opposée, le pro-prisme (pro-wedge sur le schéma) et le retro-prisme (retro-wedge)[4] - [5].

Modèle de Coulomb : la plaque chevauchante (plaque supérieure) agit comme un butoir (backstop sur le schéma) qui pousse les sédiments à la manière d'un prisme de terre ou de neige déformé au front de la lame d'un bulldozer.

De nombreux travaux de modélisations analogique et numérique ont été réalisés afin d'expliquer la formation de ces prismes. Les modèles anciens relatifs à la mécanique des prismes d'accrétion (modèle du « glissement gravitaire » de Bucher[6], de l'étalement gravitaire (en) de Price (en) & Mountjoy[7], du fluide visqueux à l'intérieur d'un coin orogénique solide[8]) présentent trop d'incohérences et sont rejetés au profit du modèle de Coulomb, théorie développée par Elliott[9] et Chapple[10].