Sable

Le sable forme naturellement des pentes stables jusqu'à environ 30°, au-delà de cet angle, il s'écoule par avalanches successives pour retrouver cette pente stable. Cette propriété peut être exploitée pour étudier des formes parfaites générées par l'écoulement du sable sur des plaques de formes différentes. Par exemple, en faisant couler du sable sur un socle de forme carrée, le sable va former une pyramide parfaite avec des pentes de 30°.

Sable de plage formant de petites rivières tressées là où les vagues arrivent sur le rivage, grâce à des minéraux sombres différenciés par leur poids, en Algarve, Portugal. Avril 2018.

Sur les plages balayées deux fois par jour par les marées montantes et descendantes et où le sable est souvent brassé par le vent, peu de traces de vie sont visibles en surface hormis les sauts de petits crustacés tels que les talitres ; Talitrus saltator quand la mer remonte par exemple.

Avec un bon microscope et des colorants adaptés (car la plupart de ces organismes sont transparents), on observerait dès les premiers millimètres ou centimètres, une grande quantité de bactéries et quelques champignons.

Ces organismes nourrissent (ainsi que le microplancton et une partie du plancton benthique ou en suspension, dont une partie se réfugie dans le sable à marée basse) d'autres microorganismes un peu plus gros (« méiofaune »). Cette méiofaune par sa présence, son métabolisme, ses excrétions et son activité physique peut favoriser l'activité bactérienne[8], et elle va elle-même servir de nourriture à des animaux plus gros qu'elle, en particulier sous l'eau dans la communauté benthique[9]. Ces derniers sont plus faciles à voir, bien que souvent cachés pour échapper à leurs prédateurs (c'est le cas par exemple des coques, palourdes et couteaux, de petits crabes, etc. vers le bas de plage et des talitres un peu plus en hauteur).
La méiofaune est surtout composée de décomposeurs et de prédateurs de type copépodes, rotifères ou tardigrades. Certains se nourrissent des bactéries et champignons qui décomposent la matière organique, d'autres peuvent se nourrir de mucus ou de divers détritus déposés en surface par l'eau, ou encore de cadavres ou d'excréments. D'autres se nourrissent des premiers et d'autres enfin des seconds. Sous les laisses de mer, grâce à une nourriture plus abondante, la biomasse augmente considérablement.

Dans les années 1970 et 1980, de nombreuses études ont porté sur ce sujet, afin de pouvoir différencier les variations naturelles liées à des facteurs physiques[10] et de distinguer d'éventuels effets des activités humaines.

Les espèces et biocénoses du sable varient selon le type de sable et de climat, et aussi selon la saison, même dans la zone intertidale[11]. Un autre facteur de variation, en bord de mer, d'étang ou de cours d'eau est la zonation correspondant à la durée quotidienne ou saisonnière d'immersion du sable.

La productivité primaire est parfois assez fortement contrôlée par la photosynthèse (par exemple sur une plage un peu vaseuse et très horizontale où un biofilm d'algues et bactéries peut se former à marée basse[12].

Une exposition plus prononcée au vent, aux courants ou aux vagues[13] est un autre facteur, particulièrement pour les milieux sableux les plus « exposés »[14] "extrêmes", c'est-à-dire dans ce cas très fréquemment fortement battus par les vagues dits « à haute énergie »[15]

Les variations de température et de salinité sont aussi des sources de modification de ces écosystèmes[16]. La pollution peut aussi fortement modifier cet écosystème.

• La biodiversité de la vie établie dans le substrat sableux des plages s'organise selon un gradient, en particulier pour la méiofaune et les mollusques[17]. Les organismes vivant dans le sable du bas des plages participent à l'épuration du substrat sableux. Ils sont aussi une source de nourriture importante pour les larves et alevins de certains poissons. C'est notamment le cas des poissons plats (dans leurs "nurseries")[18], et directement ou indirectement pour le reste de la communauté benthique[9].
• Dans le haut des plages de sable et dans les dunes ces communautés jouent aussi un rôle dans la stabilité physique des plages et des dunes ; en effet, les mucilages sécrétés par nombre de ces micro-organismes collent les grains de sable entre eux. Et certains de ces organismes sont fouisseurs ; en creusant le sable et s'y déplaçant, ils oxygènent le milieu. D'autres encore vivent en symbiose avec les racines de certaines plantes des sables, les aidant à fixer l'azote.

Des études (faites sur des plages de la mer Baltique et de Méditerranée) ont montré ou confirmé que la présence de touristes sur une plage en modifie l'écosystème du sable, ainsi que la composition de la microfaune qui vit entre les grains de sable. Dans ce cas, l'effet « anthropique » est d'autant plus marqué qu'on se rapproche du haut de la plage (alors que la microfaune du bas de plage côté mer ne change pas ou très peu, qu'il y ait des touristes ou non)[19].

Une pollution marine par hydrocarbures a également un effet sur la microfaune et microflore du sable[20] de même quand la pollution est terrigène (ex : une plage exposée à des déchets et effluents domestiques[21], ou que sa morphologie ou les courants ont été modifiés, par exemple par la construction d’épis destinés à lutter contre l’érosion[22].

Les sables en tant que milieu drainant peuvent absorber de grandes quantités de certains polluants (en cas de déversement). La silice adsorbe aussi facilement à sa surface certains toxiques (le plomb par exemple). Le colmatage ou la mort par polluants biocides de la vie du sable peut être source d'un noircissement de la couche de sable (avec odeur désagréable liée aux mercaptans et émission de gaz à effet de serre (CO₂, méthane) et de gaz toxique (H₂S). La pollution de l'eau ou du sable affecte les communautés qui y vivent, notamment dans les environnements marins[23].

Les plages de sable ont été créées par les courants marins, qui transportent le sable d'une plage à une autre. La plupart des sables proviennent de l’érosion de roches granitiques sur les côtes. Mais il y a aussi une grande partie du sable qui est apportée par les courants fluviaux. Les bandes sablonneuses rencontrées le long du littoral dépendent donc fortement de la nature des types des roches qui les entourent et de la puissance des vagues. Les plages de galets ont plusieurs explications. Il se peut que les courants marins et la force des vagues aient emporté ailleurs les grains de sable : il ne reste sur la plage que les galets arrachés aux endroits proches. D'autres plages ont été créées de toutes pièces par les Hommes. Ceux-ci les rechargent régulièrement en galets, comme c'est le cas dans le Sud de la France.

Dans tous les cas, les plages ne sont pas des endroits invariants, elles peuvent être modifiées par la mer qui les borde. On peut d'ailleurs créer des plages à l'aide de digues et d'épis entreposés pour minimiser les effets néfastes des vagues[24].

Confection de tableaux de sable dans un atelier de Dakar au Sénégal.

Lecture dans le sable lors d'une consultation de médecine traditionnelle au Burkina Faso.

La taille, la nature et la forme plus ou moins arrondie de ses grains en font un matériau de qualité recherché pour la construction.

• En maçonnerie, le sable est utilisé comme agrégat[25] mélangé à un liant comme la chaux ou le ciment.
• En électronique, le sable, et plus précisément le silicium contenu dans la silice, est utilisé pour fabriquer des micro-processeurs
• En fonderie de métaux ferreux ou alliages légers, les moules peuvent être réalisés en sable aggloméré par des résines ou des argiles, pour couler les pièces.
• En cuisine, il a été utilisé au XIX^e siècle pour la conservation de la viande.
• Il est utilisé comme matière première du verre.
• Il peut être utilisé pour filtrer les liquides (dont l'eau de piscine, des eaux usées...), des gaz ou de l'air (filtre à sable filtrant les vapeurs d'un four à plomb, ou filtre à sable filtrant un air susceptible de contenir des radionucléides accidentellement émis dans l'air d'une installation nucléaire ; « Après l'accident de Three Mile Island, les centrales françaises ont été équipées de filtres à sable pour dépressuriser l'enceinte en cas d'accident grave »[26], mais ce type de filtre reste inefficace pour certains éléments comme l'iode organique[27], de plus selon les expertises faites après la catastrophe de Fukushima « Les filtres à sable ne tiennent pas face aux séismes »[26]).
• Du fait de sa facilité de manipulation, il est également employé lorsque l'on a besoin d'acheminer de la matière (peu importe sa nature) dans un endroit, par exemple pour servir de lest ou pour protéger (sac de sable contre les éclats d'explosion et les balles).
• Il est utilisé comme abrasif dans des usines pour nettoyer des pièces métalliques : ce procédé est le sablage.
• Le sable est également un élément important dans le domaine touristique, lorsqu'il est présent sur les plages et les dunes où il est également un élément indispensable à la protection de la côte.
• Il est également utilisé en jet à haute pression pour donner l'effet délavé aux jeans.
• Amendement agricole pour à la fois augmenter le pH d'un sol trop acide (ex. : culture maraîchère) et améliorer la texture des terres et bien sûr apport minéral (carbonate de calcium, pour ce qui est du sable coquillier) pour certaines cultures (ex. : choux).
• Défense côtière, pour le rechargement des plages qui cherche à contrecarrer l'érosion, ou pour la création de certaines îles artificielles en particulier celles du golfe Persique.

Après l’air et l’eau, le sable est la ressource la plus utilisée au monde. Il représente un volume d’échanges internationaux de 70 milliards de dollars par an[28]. Plus de 15 milliards de tonnes sont extraits dans le monde chaque année[28], soit un tonnage équivalent à la production naturelle de ces sédiments par les fleuves.

La moitié du sable utilisé chaque année dans la construction au Maroc, soit 10 millions de mètres cubes, est extraite illégalement selon un rapport du Programme des Nations unies pour l'environnement (PNUE) paru en 2019, mettant en danger le littoral. Selon des associations écologistes marocaines, les responsables seraient des entreprises liées à des notables, parlementaires ou militaires à la retraite, disposant de passe-droits. Le sable est prélevé avant tout pour la construction d'infrastructures liées au tourisme[29]

• Être sable, de Roccella Carlo et Varichon Anne. Éditions du Seuil 2006
• La femme des sables, Abe Kôbô

• Jacques Lapaire, Jacques Ayer et Marco Bonifazi, Le sable, Éditions du Museum de Neuchâtel, 2003
• Jacques Duran, Sables émouvants, Belin, 2003
• Jacques Duran, Poudres, sables et grains, Eyrolles, 1997
• Jacques Lapaire et Paul Miéville, Le sable et ses mystères, Brgm éditions & Nouvelles Presses du Languedoc éditeur, Sète, 2012. Préface de Nicolas Meisser, conservateur du musée géologique de Lausanne. (ISBN 978-2-35414-079-3)

• McLachlan A (1983). Sandy beach ecology—a review. In Sandy beaches as ecosystems (pp. 321–380). Springer Netherlands.
• Reise K & Ax P (1979) A meiofaunal “thiobios” limited to the anaerobic sulfide system of marine sand does not exist. Marine biology, 54(3), 225-237 (résumé)
• Wieser W, Ott J, Schiemer F & Gnaiger E (1974) An ecophysiological study of some meiofauna species inhabiting a sandy beach at Bermuda. Marine Biology, 26(3), 235-248 (résumé)

• « Le Sable : enquête sur une disparition », par le réalisateur français Denis Delestrac, diffusé sur Arte, 28 mai 2013.
• La Femme des sables, film japonais réalisé par Hiroshi Teshigahara.

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• Le Dessous des cartes - Sable, en voie de disparition | ARTE