thumbnail|right|Dunes de la vallée de la Mort en Californie. vignette|Les charroyeurs de sable Stanislao Pointeau 1861. vignette|La Seine à Port-Marly, tas de sable par Alfred Sisley (1875), Chicago, Art Institute of Chicago.
Le sable est une matière solide granulaire constituée de petites particules provenant de la désagrégation de matériaux d'origine minérale (essentiellement des roches) ou organique (coquilles, squelettes de coraux, foraminifères) dont la dimension est comprise entre (limon) et (gravier) selon la définition des matériaux granulaires en géologie. Sa composition peut révéler jusqu'à 180 minéraux différents (quartz, micas, feldspaths, etc.) ainsi que des débris calcaires.
Le sable a de nombreuses applications en tant que matériau granulaire, dont la principale est la fabrication du béton. C'est une ressource non renouvelable. Certains sables très riches en silice (± 99 %) notamment les sables de Fontainebleau sont utilisés pour la fabrication du cristal ou de verrerie. (Le sable de Larchant (77), pur à plus 99 % de silice a été utilisé dans la fabrication des vitres de la pyramide du Louvre).
Caractéristiques physicochimiques Une particule individuelle est appelée grain de sable. Les sables sont identifiés grâce à la granulométrie (la grosseur des grains). Le sable se caractérise par sa capacité à s'écouler. Plus les grains sont ronds, plus le sable s'écoule facilement. Le sable artificiel, obtenu par découpage ou broyage mécanique de roches, est principalement composé de grains aux aspérités marquées. On peut également différencier un sable qui a été transporté par le vent d'un sable transporté par l'eau. Le premier est de forme plus ronde, sphérique, alors que le deuxième est plus ovoïde. De plus, le sable éolien présente une diaphanéité plus mate que le sable fluviatile ou marin qui est dit « émoussé-luisant ». L'aspect de la surface du grain de sable éolien est due aux multiples impacts que subit le sable lors de son déplacement.
Le sable est souvent le produit de la décomposition des roches du fait de l'érosion. Les plus fréquents de ses composants sont le quartz, constituant le moins altérable du granite, ainsi que des micas et feldspaths.
Il peut avoir plusieurs couleurs : en fonction de la nature des particules sableuses (minéraux) issues de la roche-mère : noir (exemple : sable issu d'une roche volcanique) ; blanc (exemple : White Sands, dunes de gypse pur ; sable coquillier enrichi de certains débris de coquillages ; sables riches en quartz usés et micas blancs) ; grenat (exemple : plage de Groix constituée de grenats, minéraux riches et abondants dans la roche-mère de cette île) ; rose (plages de la côte de granit rose). L'extrême diversité vient des quelque 180 minéraux différents qui ont été découverts dans les sables sur les connues et décrites par les minéralogistes.. en fonction du type et de la quantité de pigments qui recouvrent les particules sableuses (oxyde de fer...), il prend une couleur jaunâtre, rouille..
Le sable peut aussi prendre d’autres formes : arène, grès.
Les grains de sable sont assez légers pour être transportés par le vent et l'eau. Ils s'accumulent alors pour former des plages, des dunes. Un vent violent qui se charge en sable est une « tempête de sable ». Les grains les plus lourds se déposent en premier dans les milieux à forte énergie (rivière, haut d'une plage), les plus fins dans les milieux à énergie plus faible (delta, lac, bassin, crique).
La masse volumique du sable sec varie, selon sa granulométrie et sa composition, de 1,7 à (en moyenne ).
Propriétés mécaniques 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°.
Vitrification Lorsqu'il est soumis à des pics de température extrêmes dépassant 1 713 °C, le point de fusion du quartz, le sable voit sa structure cristalline se briser, il fond et se restructure en se vitrifiant lors d'un refroidissement brusque où le sable initial se transforme en verre. Les atomes liquides se figent en un solide amorphe avant d'avoir pu se réorganiser en un réseau cristallin régulier. La vitrification du sable peut être causée soit par des phénomènes naturels comme l’impact de la foudre sur du sable (fulgurites) ou l'impact d'un astéroïde (tectites), soit par une intervention humaine comme un processus de fabrication maîtrisé (verre industriel ou verrerie artisanale) ou les conséquences de l'explosion d'une bombe atomique (trinitite) comme le 16 juillet 1945 à Alamogordo au Nouveau-Mexique, lors de l’essai Trinity où la chaleur a fait fondre le sable du désert et des gouttes de verre incandescent ont plu dans un rayon de plusieurs centaines de mètres.
Écologie des milieux sableux Des fonds marins aux déserts de sable en passant par les fonds de fleuves et rivières et les plages, un grand nombre d'espèces sont adaptées à un cycle de vie se déroulant pour toute ou en partie dans le sable. La flore des sables est maintenant assez bien connue, mais l’écologie de la microfaune interstitielle du sable et l'écologie du sable sont encore des disciplines balbutiantes, bien que nées dans les années 1930 au moins (avec une thèse universitaire de Robert William Pennak) et quelques études sur la plage considérée comme écosystèmeMcLachlan A (1983) Sandy beach ecology—a review. In Sandy beaches as ecosystems (pp. 321-380) Springer Netherlands (résumé en anglais). Difficiles à étudier dans le milieu naturel (sur la zone intertidale notamment), on les étudie parfois en laboratoireBoucher, G., & Chamroux, S. (1976). Bacteria and meiofauna in an experimental sand ecosystem. I. Material and preliminary results. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 24(3), 237-249..
Sur terre et en zone sèche ou drainante, les plantes sont souvent épineuses (cactées, panicautsTurmel, J. M. (1954). Écologie descriptive et expérimentale du genre eryngium Bulletin du Muséum national d'histoire naturelle, 26....), crassulacées ou adaptées à la conservation de leur eau et fixatrices du milieu (Oyats).
Dans les sables anciens, humides, oligotrophes et acides, les animaux fouisseurs tels que les vers de terre ne survivent pas, mais des minuscules enchytraeidae (qui ressemblent à des vers de terre translucides ou blancs) peuvent être abondants. Les dunes sont habitées et stabilisées par des organismes halophiles adaptés à des conditions de vie difficiles, notamment dans les pays froids ou chauds<ref>Bigot, L. (1970). Contribution à létude écologique des peuplements halophiles de la région de Tuléar (Madagascar). II) La plage et le Cordon dunaire. Ann. Univ. Madagascar, 7, 159-163.</ref>. Dans tous les cas, entre les grains de sable, à l'abri des ultraviolets solaires vivent des communautés d'organismes microscopiques. Même dans les zones où il gèle presque toute l'année, des microorganismes et des tardigrades peuvent être trouvés.
Le cas des plages vignette|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 bactérienneGerlach SA (1978) Food-chain relationships in subtidal silty sand marine sediments and the role of meiofauna in stimulating bacterial productivity ; Oecologia, 33(1), 55-69 (résumé), et elle va elle-même servir de nourriture à des animaux plus gros qu'elle, en particulier sous l'eau dans la communauté benthiqueGerlach SA (1971) On the importance of marine meiofauna for benthos communities. Oecologia, 6(2), 176-190 (résumé). 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.
Facteurs environnementaux et physicochimiques contrôlant la méiofaune et de la microfaune du sable
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 physiquesHulings NC & Gray JS (1976) Physical factors controlling abundance of meiofauna on tidal and atidal beaches. Marine Biology, 34(1), 77-83 ( Résumé) 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 intertidaleHarris, R. P. (1972). Seasonal changes in the meiofauna population of an intertidal sand beach. J. mar. biol. Ass. UK, 52, 389-403 (résumé).. 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 basseMunro, A. L. S., Wells, J. B. J., & McIntyre, A. D. (1978). Energy flow in the flora and meiofauna of sandy beaches. Proceedings of the Royal Society of Edinburgh. Section B. Biological Sciences, 76(04), 297-315 ([Munro, A. L. S., Wells, J. B. J., & McIntyre, A. D. (1978). Energy flow in the flora and meiofauna of sandy beaches. Proceedings of the Royal Society of Edinburgh. Section B. Biological Sciences, 76(04), 297-315. (résumé).
Une exposition plus prononcée au vent, aux courants ou aux vaguesGray JS & Rieger RM (1971) A quantitative study of the meiofauna of an exposed sandy beach, at Robin Hood's Bay, Yorkshire. J. mar. biol. Ass. UK, 51, 1-19 (résumé). est un autre facteur, particulièrement pour les milieux sableux les plus « exposés »Koop, K., & Griffiths, C. L. (1982). The relative significance of bacteria, meio-and macrofauna on an exposed sandy beach. Marine Biology, 66(3), 295-300 (résumé) « extrêmes », c'est-à-dire dans ce cas très fréquemment fortement battus par les vagues dits « à haute énergie »McLachlan, A. (1980). Intertidal zonation of macrofauna and stratification of meiofauna on high energy sandy beaches in the Eastern Cape, South Africa. Transactions of the Royal Society of South Africa, 44(2), 213-223 (résumé).