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.

0.0010.010.1110100Diamètre (mm) — échelle logarithmique

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.

FractionIntervalle (mm)Classe
Argile[0 ; 0,004[ mmArgiles
Silt (limon granulométrique)[0,004 ; 0,0625[ mmSilts
Sable très fin[0,0625 ; 0,125[ mmSables
Sable fin[0,125 ; 0,25[ mmSables
Sable moyen[0,25 ; 0,5[ mmSables
Sable grossier[0,5 ; 1[ mmSables
Sable très grossier[1 ; 2[ mmSables
Granule (gravier fin)[2 ; 4[ mmGraviers et plus grossier
Caillou (galet)[4 ; 64[ mmGraviers et plus grossier
Galets (cobble)[64 ; 256[ mmGraviers et plus grossier
Bloc (boulder)≥ 256 mmGraviers 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