Un type de prismation basaltique spectaculaire et atypique aux îles de la Madeleine (Dakar, Sénégal) : la prismation « en arcs »

Gilbert Crevola

Anciennement, Université Bordeaux 3

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

15/06/2015

Résumé

Un type inhabituel de prismation en longs prismes courbés en arcs disposés à plat, entre colonnade et entablement.


Figure 1. Prismation « en mégachevrons » à la pointe Sud de l'île de la Madeleine

Prismation « en mégachevrons » à la pointe Sud de l'île de la Madeleine

Les faisceaux de prismes courbes sont opposés au niveau d'une discontinuité agrandie par l'érosion marine.


Figure 2. Vue d'ensemble de la pointe Sud de l'île de la Madeleine, depuis l'intérieur de l'île

Vue d'ensemble de la pointe Sud de l'île de la Madeleine, depuis l'intérieur de l'île

Les tronçons de la coulée, séparés par des discontinuités verticales, sont constitués chacun, par un seul ensemble de prismes en arcs de grande longueur (de 50 à 80 m), concaves vers le haut.


Nous avons déjà présenté plusieurs exemples d'orgues basaltiques (les orgues basaltiques des îles de Mitsio à Madagascar, de l'île de Staffa en Écosse ou de Panska Skala en République tchèque), de prismation de sills (sills basaltiques sur l'île de la Réunion, parc national de Yellowstone ) ou de dykes (dykes des îles du Cap Vert). Rappelons que la prismation se développe perpendiculairement aux surfaces de refroidissement, le substratum et l'atmosphère dans le cas d'une coulée, l'encaissant dans le cas d'un sill ou d'un dyke. La prismation est donc verticale dans une coulée ou un sill, en une seule colonnade, avec toutefois, dans les coulées de vallée, l'intercalation fréquente d'un niveau intermédiaire, l'entablement, à prismation fine et irrégulière (cf. Sill et coulée dans le Parc National de Yellowstone, USA , La formation des orgues volcaniques ).

Nous présentons ici un cas de prismation, remarquable autant par son caractère spectaculaire que par son type inhabituel, observé aux îles de la Madeleine près de Dakar, l'un des témoins du volcanisme miocène de la presqu'île du Cap-Vert (Sénégal). Cet archipel comprend l'île de la Madeleine (ou île aux Serpents), l'île principale, et au Sud-Est de celle-ci, l'île Lougne, qui regroupe des îlots et des récifs. Ces îles sont les restes d'une épaisse coulée basaltique. Elles font partie de la petite province volcanique néogène non différenciée de la presqu'île du Cap-Vert, située sur la marge atlantique passive de l'Afrique de l'Ouest. Les formations volcaniques occupent essentiellement la tête de la presqu'île et les petites îles de Gorée, de la Madeleine et de N'gor (Crevola et al. , 1994 [2]).

Les îles de la Madeleine, inhabitées, sont un sanctuaire pour l'avifaune marine, ce qui a conduit à leur classement en Parc National en 1976. Elles offrent, en outre, au visiteur le spectacle grandiose de colonnades et de gerbes de prismes basaltiques surgissant des flots. La prismation y est soit classique, en orgues à une seule colonnade de prismes verticaux grossiers, soit atypique, avec de longs faisceaux de prismes courbes disposés à plat et séparés par de grandes discontinuités verticales. Cette dernière prismation sera par la suite dénommée prismation « en arcs » (sous-entendu, arcs disposés à plat).

Figure 3. Vue d'ensemble de la pointe Sud de l'île de la Madeleine depuis l'île Lougne

Vue d'ensemble de la pointe Sud de l'île de la Madeleine depuis l'île Lougne

0n remarquera, outre la prismation « en arcs », la large entaille verticale et une arche naturelle.


Figure 4. L'île Lougne, vue de l'île de la Madeleine

L'île Lougne, vue de l'île de la Madeleine

L'île Lougne, formée de pittoresques îlots basaltiques prismés, est située au Sud-Est de l'île de la Madeleine, l'île principale.


Le géologue Marcel Combier décrivait en 1952 le Sud de l'île de la Madeleine, l'île principale, en ces termes [1] : « Le Sud de l'île est divisé en secteurs d'une trentaine de mètres de hauteur, séparés par de profondes coupures au fond desquelles gronde la mer. Des gerbes de colonnes basaltiques d'axe courbe mais quasi horizontal paraissent se jeter l'une contre l'autre. On croirait saisi -depuis longtemps figé- le mouvement même des laves qui jaillissaient de la profondeur et se rencontraient en chocs gigantesques. À l'extrémité Sud de l'île, inaccessible, l'axe des colonnes se relève jusqu'à la verticale et dessine une arche naturelle entourée d'écume ».




Figure 8. Prismes « en arcs » disposés à plat, Sud-Ouest de l'île de la Madeleine

Prismes « en arcs » disposés à plat, Sud-Ouest de l'île de la Madeleine


Figure 10. Prismes fins « en arcs » surmontés par une fausse colonnade à prismes massifs, côte Est de l'île de la Madeleine

Prismes fins « en arcs » surmontés par une fausse colonnade à prismes massifs, côte Est de l'île de la Madeleine

On notera la différence de diamètre et d'attitude entre les deux types de prismes et les analogies avec la figure 19.


Figure 11. Extrémité Sud de l'île Lougne à prismation redressée

Extrémité Sud de l'île Lougne à prismation redressée

À l'extrémité Sud de l'île, des pitons basaltiques déchiquetés ou « statues de basalte », emblématiques des îles de la Madeleine, présentent une prismation fine et redressée. La photographie suggère une continuité avec la prismation inclinée qui est à l'arrière-plan, le tout s'inscrivant dans des arcs de grande longueur.


Figure 12. Les « statues de basalte » à prismation verticale du Sud de l'île Lougne

Les « statues de basalte » à prismation verticale du Sud de l'île Lougne

Les caractéristiques de la prismation « en arcs » des îles de la Madeleine sont donc :

  • Un empilement de prismes très longs (jusqu'à 80 m), en forme d'arcs à grand rayon de courbure et à concavité tournée vers le haut. La partie médiane des arcs se présente à plat, leur terminaison est redressée. Ces prismes sont de petit diamètre et d'aspect homogène sur toute leur longueur.
  • La pointe Sud de l'île de la Madeleine est divisée en trois tronçons par des entailles verticales, agrandies par l'érosion marine, à partir desquelles les prismes ont des inclinaisons divergentes, se disposant en « mégachevrons ».
  • La présence locale de restes d'une fausse colonnade faite de prismes très larges indique que les parties à prismation fine « en arcs » ont valeur d'entablement. La base des prismes est immergée et on n'observe pas le substratum, ni la vraie colonnade.
  • La prismation « en arcs » contraste avec la prismation verticale en une seule colonnade de prismes grossiers (les classiques orgues basaltiques) de la plus grande partie de l'île (voir ci-dessous) sans que le passage d'un type à l'autre soit clairement défini.

Figure 15. Photographie aérienne de l'île de la Madeleine

Photographie aérienne de l'île de la Madeleine

L'île de la Madeleine se présente comme une table basaltique à végétation clairsemée, qui rappelle l'île de Staffa, en Écosse. La prismation « en arcs » se développe dans la partie Sud de l'île en particulier dans son appendice (cf. figures 2 et 3). L'île Lougne est cachée par le nez de l'avion. À l'arrière-plan on aperçoit la ville de Dakar avec, à droite, le quartier du Plateau et ses buildings.


Figure 16. Les îles de la Madeleine, île principale et île Lougne, au Sud-Est

Les îles de la Madeleine, île principale et île Lougne, au Sud-Est

Figure 17. La presqu'île du Cap-vert, extrémité occidentale du Sénégal et du continent africain

La presqu'île du Cap-vert, extrémité occidentale du Sénégal et du continent africain

La photographie montre la tête de la presqu'île avec la ville de Dakar et les îles de la Madeleine.


Figure 18. Bordure occidentale de l'Afrique de l'Ouest, avec localisation de la presqu'île du Cap-Vert (Dakar, Sénégal)

Bordure occidentale de l'Afrique de l'Ouest, avec localisation de la presqu'île du Cap-Vert (Dakar, Sénégal)

Les îles du Cap-Vert sont à l'Ouest, au large de Dakar et de la presqu'île du Cap-Vert.


À notre connaissance les prismations « en arcs », dont nous présentons deux autres exemples,  sont relativement rares et leur étude détaillée reste à faire. Cependant des analogies avec les coulées à entablement permettent une première approche interprétative.


Figure 20. Le Rocher de Prades (43), remarquable coulée à entablement

Le Rocher de Prades (43), remarquable coulée à entablement

Le Rocher de Prades (43) est formé de 2 coulées successives mises en place dans un ravin perpendiculaire à la vallée de l'Allier. La coulée de droite, la plus ancienne, qui nous intéresse, présente une vraie colonnade et un superbe entablement de prismes fins disposés en arcs d'un seul tenant, développés sur 50 à 60 m. À droite, l'ancien versant du ravin a pu jouer le rôle de surface de refroidissement.


Figure 21. Coulée basaltique avec vraie colonnade et entablement à structure « en arcs », Columbia River, USA

Coulée basaltique avec vraie colonnade et entablement à structure « en arcs », Columbia River, USA

Cette photo est extraite d'un article ancien (Waters, 1960 [4]). C'est à notre connaissance la seule étude qui ait concerné des structures de type "arcs" et pour lesquelles un début d'interprétation ait été proposé, à savoir l'apparition de cassures, analogues aux cassures longitudinales d'un glacier de vallée, lors du mouvement de la coulée. Épaisseur de la coulée 25 m.


Les entablements, typiques des coulées de vallée, sont formés de prismes fins et courbes qui peuvent être disposés en éventails ou en chevrons à partir de cassures verticales. Leur texture fine et vitreuse témoigne d'un refroidissement plus rapide que celui des deux colonnades. Les travaux récents l'attribuent à la présence de fluides, pénétrant dans la coulée par des cassures verticales, eau provenant de la surface de la coulée et éventuellement, fluides libérés par la cristallisation de la lave, ce qui crée des surfaces de refroidissement verticales. Leur combinaison avec les surfaces de refroidissement horizontales "normales", parallèles à la base et au sommet de la coulée, conduit à une direction de refroidissement intermédiaire, ce qui explique le développement d'une prismation arquée (Forbes et al. , 2014 [3]).

Bien que de taille très différente, les « mégachevrons » de prismes présentent d'évidentes analogies avec les chevrons des entablements. Ainsi est-on conduit à considérer que les grandes cassures, dans le cas de l'île de la Madeleine et de la Columbia River, ou l'encaissant latéral supposé dans le cas de Prades, ont servi de surfaces de refroidissement verticales. On peut donc considérer que le modèle de prismation proposé pour les chevrons des entablements peut s'appliquer également à la prismation « en arcs ». Il conviendra pour ce dernier cas d'affiner le modèle de refroidissement pour expliquer le développement de prismes réguliers en arcs de très grande longueur, dont la partie centrale est disposée à plat.

Non loin du tumulte de la capitale, le Parc National des îles de la Madeleine est un site touristique attractif qui permet l'observation d'un biotope insulaire remarquable dans un cadre paysager exceptionnel. Il mériterait d'acquérir aussi le statut de site géologique classique, autant pour ses prismations spectaculaires que pour les perspectives d'études des mécanismes de la prismation « en arcs » et de leur contribution à la connaissance du phénomène général de la prismation.

Figure 22. Les îles de la Madeleine et le parc national éponyme sur un timbre sénégalais

Les îles de la Madeleine et le parc national éponyme sur un timbre sénégalais

Quelques références bibliographiques :

M. Combier, 1952. Note sur les pegmatitoïdes de Gorée et de l'Île aux Serpents , Bulletin de la Direction des Mines de l'Afrique Occidentale Française (AOF), Dakar, 10, 55-108

G. Crevola, J.-M. Cantagrel, C. Moreau, 1994. Le volcanisme de la presqu'île du Cap-Vert (Sénégal) : cadre chronologique et géodynamique , Bull. Soc. géol. France, 165, 5, 437-446 [pdf]

A.E.S. Forbes, S. Blake, H. Tuffen, 2014. Entablature: fracture types and mechanisms , Bull. Volcanol., 76, 820

A.C.Waters, 1960. Determining direction of flow in basalts , Am. J. of Sci., 258A, 350-366 [pdf]