Sédimentologie · Wentworth & φ
Échelle granulométrique : classification des sédiments
Explorez l’échelle de Wentworth sur un axe logarithmique, classifiez un grain, convertissez φ ↔ mm et comparez deux tailles avec des intervalles documentés.
Outil interactif
L’échelle horizontale utilise une graduation logarithmique en millimètres (affichage en µm dans les résultats). Ne confondez pas la plage d’affichage avec le domaine des conversions phi.
Sable grossier
Grains visibles à l’œil nu, drainage rapide.
- Intervalle
- [0,5 ; 1[ mm
- Classe
- Sables
- Diamètre
- 0,5 mm · 500 µm
- Phi φ
- 1
Valeur sur une borne : classée dans la fraction plus grossière ([min ; max[).
Qu’est-ce que la granulométrie ?
La granulométrie décrit la distribution des tailles de grains dans un sédiment ou un sol. Elle renseigne sur le transport (énergie du milieu), le tri, la source et les processus de dépôt. En terrain, on l’estime par tamisage, analyse laser ou comparateur visuel.
L’échelle de Wentworth (1922)
Chester K. Wentworth a proposé une échelle de termes pour les sédiments clastiques, basée sur des puissances de 2 en millimètres. Elle structure le vocabulaire : argile, silt, sable, gravier, cailloux, blocs. L’USGS et de nombreux manuels de sédimentologie s’y réfèrent encore.
Classes et subdivisions
Intervalles semi-ouverts [min ; max[ en mm : une taille égale à une borne appartient à la classe plus grossière.
| Fraction | Intervalle (mm) | Classe |
|---|---|---|
| Argile | [0 ; 0,004[ mm | Argiles |
| Silt (limon granulométrique) | [0,004 ; 0,0625[ mm | Silts |
| Sable très fin | [0,0625 ; 0,125[ mm | Sables |
| Sable fin | [0,125 ; 0,25[ mm | Sables |
| Sable moyen | [0,25 ; 0,5[ mm | Sables |
| Sable grossier | [0,5 ; 1[ mm | Sables |
| Sable très grossier | [1 ; 2[ mm | Sables |
| Granule (gravier fin) | [2 ; 4[ mm | Graviers et plus grossier |
| Caillou (galet) | [4 ; 64[ mm | Graviers et plus grossier |
| Galets (cobble) | [64 ; 256[ mm | Graviers et plus grossier |
| Bloc (boulder) | ≥ 256 mm | Graviers et plus grossier |
Utilité en sédimentologie
La taille des grains aide à reconstruire les paléocourants, la profondeur d’eau, la distance aux sources et les cycles de basculement climatique. Couplée à la forme et à la composition, elle alimente l’interprétation des faciès et des séries stratigraphiques.
Principe de l’échelle phi (φ)
William Krumbein a popularisé l’unité φ = −log₂(d / 1 mm). Chaque unité phi correspond à un doublement ou un demi de la taille. C’est pratique pour moyenner des distributions et tracer des histogrammes log-normaux.Exemple : d = 1 mm → φ = 0 ; d = 0,5 mm → φ = 1 ; d = 2 mm → φ = −1.
Exemples de classification
- 0,5 mm → sable grossier, φ = 1.
- 0,004 mm → limite argile/silt ; 0,004 mm est un silt (borne grossière).
- 2 mm → granule (début des éléments grossiers).
Limites et conventions
- Échelle Wentworth : sédiments clastiques ; autres conventions pour les carbonates.
- Diamètre équivalent de tamis ou de grain individuel selon la méthode.
- Visualisation limitée à une plage log ; conversions phi valables au-delà.
FAQ
- Pourquoi une échelle logarithmique ?
- Les tailles de grains couvrent plusieurs ordres de grandeur (micromètres à mètres). Un axe logarithmique évite d’écraser les fines fractions tout en gardant les blocs visibles. L’unité phi encode directement cette échelle log₂.
- Que se passe-t-il sur une borne exacte, par exemple 0,0625 mm ?
- Les intervalles sont [min ; max[ en millimètres. Une valeur égale à une borne appartient à la classe plus grossière : 0,0625 mm est classé en sable très fin, pas en silt.
- Phi et millimètres : comment vérifier ?
- φ = −log₂(d en mm) et d = 2^(−φ). Un grain de 0,5 mm correspond à φ = 1 ; un grain de 1 mm à φ = 0.
- Limon pédologique et silt granulométrique ?
- Ici « silt » désigne la fraction Wentworth 0,004–0,0625 mm. En pédologie, « limon » renvoie souvent à une texture de sol (silt + argile) : ce n’est pas le même usage strict.
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Sources
- Wentworth (1922) — A Scale of Grade and Class Terms for Clastic Sediments — Échelle de référence des termes granulométriques pour les sédiments déritiques.
- USGS — Sediment Classification — Contexte pédagogique sur la taille des grains et les transports sédimentaires.