GRANULOMÉTRIE

La granulométrie a pour objet la mesure de la taille des particules élémentaires qui constituent les ensembles de grains de substances diverses, telles que farines, poudres, sables, etc., et la définition des fréquences statistiques des différentes tailles de grains dans l'ensemble étudié.

Bien que cette technique soit couramment utilisée dans l'industrie pour les farines, les ciments, les abrasifs, c'est dans les sciences de la Terre que la granulométrie connaît les applications les plus nombreuses et les plus variées : elle permet en particulier, en géologie, de préciser les conditions de sédimentation ; en pédologie, elle offre une définition quantitative d'un des caractères fondamentaux des sols : la texture. La désignation même de la plupart des formations géologiques meubles dans le langage courant est fondée sur leurs dimensions : suivant que des fragments arrondis de roches sont de plus en plus petits, on parle de galets, de graviers, de sables... Ces expressions courantes ont été le plus souvent adoptées par le langage scientifique, et les noms des fractions granulométriques sont assez nombreux.

Les modes d'analyse sont également variés ; ils dépendent de la nature des grains, qui peuvent être plus ou moins friables, solubles ou insolubles, floculés ou défloculés, ainsi que de leur dimension ; par exemple, le tamisage, couramment employé pour les sables quartzeux, ne peut plus l'être pour les gros blocs ou les particules très petites. Enfin, les modes d'expression des granulométries (indices, graphiques) dépendent en particulier du caractère plus ou moins détaillé des analyses effectuées et de l'interprétation envisagée.

Classifications granulométriques

De très nombreuses classifications granulométriques ont été proposées, notamment par A. Atterberg, F. Rinne, J. Bourcart. Les limites entre les catégories distinguées correspondent en général à des changements des propriétés mécaniques et physiques des grains. La plupart des auteurs admettent la limite de 2 mm, et celles de 1 μm, 2 μm, 20 μm, 40 μm, 50 μm, 200 μm, 2 cm, 20 cm, 100 cm apparaissent comme les plus courantes.

Les noms donnés aux différentes fractions sont aussi divers, en particulier pour les fractions fines. Bourcart distinguait les colloïdes (inférieurs à 0,1 μm), les précolloïdes (de 0,1 à 1 μm), les poudres (de 1 μm à 20 μm), les sables (de 20 μm à 2 mm). D'autres expressions sont employées : fines, lutites, pélites pour les fractions inférieures à 50 μm ou 40 μm ; silt, poussières, limons, farines... (de 2 μm à 50 μm environ). Bien qu'il n'existe aucune classification universelle des matériaux géologiques selon leurs dimensions, on distingue en général :

– les rudites, au-dessus de 2 mm, subdivisées en : blocs, au-dessus de 20 cm ; cailloux (anguleux) ou galets (arrondis), de 20 cm à 2 cm ; graviers de 2 cm à 2 mm ;

– les arénites, de 2 mm à 50 μm, subdivisées en : sables grossiers et moyens, de 2 mm à 200 μm ; sables fins (ou sablons), de 200 μm à 50 μm ;

– les pélites, au-dessous de 50 μm, subdivisées en : limons grossiers, de 50 à 20 μm ; limons fins, de 20 à 2 μm ; argiles, au-dessous de 2 μm (le sens du mot « argile », ici purement dimensionnel, diffère du sens minéralogique).

Lorsque les éléments constitutifs des roches sont consolidés, les rudites forment des brèches ou des conglomérats, les arénites des grès, et les pélites des argilites.