Le sable coquillier est un sable principalement constitué de morceaux de coquilles de coquillages marins ou d'eau douce (roche détritique et biogénique meuble).
Il contient donc des fossiles plus ou moins anciens et joue un rôle (parfois provisoire) de puits de carbone (car riche en CaCO3). De nombreux fossiles et notamment de l’Oligocène nous sont connus grâce aux sables coquilliersSmith, R. (2003). Les vertébrés terrestres de l’Oligocène inférieur de Belgique (Formation de Borgloon, MP 21): inventaire et interprétation des données actuelles. Coloquios de Palaeontologia, Volumen Extraordinario, 1, 488-520.. Ces fossiles nous renseignent, bien mieux que les sables minéraux sur la paléoenvironnements et leur paléofaune, y compris pour certains sables qui se sont formés dans des fleuves ou lacs, dont en environnement hyperaride, ex : paléolac du dernier interglaciaire pléistocène dans l'Extrême-Sud de la JordanieAbed, A., Carbonel, P., Collina-Girard, J., Fontugne, M., Petit-Maire, N., Reyss, J. C., & Yasin, S. (2000). Un paléolac du dernier interglaciaire pléistocène dans l'Extrême-Sud hyperaride de la Jordanie. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences-Series IIA-Earth and Planetary Science, 330(4), 259-264.
Les sables coquilliers forment des gisements souvent très localisés en fonction de la configuration du trait de côte, du fond et des courants marins. Selon les zones biogéographiques les coquillages qui forment ces sables sont principalement celles des bivalves (ex : coques, palourdes et couteaux, ou de gastéropodes mais on y trouvera aussi parfois des restes de squelette d'oursins, de petits coquillages encore entiers ou d'autres organismes à squelettes calcaires (coraux, échinodermes et foraminifères...), quelques os de poissons (otolithes notammentNolf D & Lapierre H (1977) Les otolithes de Téléostéens des Sables Coquilliers du Bois-Gouët (Eocène de Bretagne). Biologisch Jaarboek Dodonaea, 44, 256-268, PDF, 13 pages.), et une part plus ou moins importante de sables minéraux.
Ces sables peuvent être mobilisés par le courant et les vents pour former des dunes et contribuer au comblement de certaines grottes littorales ou immergées (ex : sur d'épaisseur dans la "grotte du Corail" explorée à Villefranche-sur-Mer par des archéologuesBonifay E (1970) Antiquités archéologiques sous-marines. Gallia préhistoire, 13(2), 585-592. Voir /9 du pdf) ou de baies entières Ehrhold, A. (1999). Dynamique de comblement d'un bassin sédimentaire soumis à un régime mégatidal : exemple de la baie du Mont-Saint-Michel (Doctoral dissertation, Université de Caen)..
Les sables coquillers fossiles forment des gisements dénommés faluns.
Caractéristiques physicochimiques Pauvre en quartz, micas et feldspaths, il est très riche en débris calcaires de coquillage et parfois de corail ou d'autres organismes riches en calcium bio-assimilable, et pour cette raison recherché par certains exploitants.
Propriétés physiques et gradation de taille Ces propriétés varient selon l'âge du sable et le type de coquillages qui ont contribué à le former. Il est toujours différent de celles des sables siliceux (qui par exemple s'écoulent généralement de manière plus fluide car présentant des grains plus arrondis).
Plus il est jeune, moins les grains d'un sable coquiller sont petits et ronds, et moins il s'écoule facilement.
Un sable coquiller artificiel peut être obtenu par broyage mécanique de coquilles d'huîtres ou de moules récupérées par l'industrie agroalimentaire, mais si ces coquilles ont grandi devant des estuaires ou dans des régions littorales polluées, peuvent aussi contenir du plomb, des radionucléides ou d'autres éléments indésirables.
La taille et grosseur des grains varient aussi selon la « hauteur » de la plage et les courants
Écologie des sables coquilliers (habitat et niche écologique) Le sable coquiller a longtemps été considéré comme un substrat abiotique, comme s'il s'agissait d'une simple roche fossile meuble. Il abrite en réalité de nombreuses espèces et est aujourd'hui considéré comme un biotope, voire un écosystème à part entière, y compris pour les plagesMcLachlan A (1983) Sandy beach ecology—a review. In Sandy beaches as ecosystems (). Springer Netherlands
Riches en calcium ou plus exactement en carbonate de calcium, ces sables ont un fort pouvoir tampon ; cet effet est local mais très important car il neutralise l'acidification du milieu et diminue fortement la biodisponibilité de certains toxiques (tels que le plomb et d'autres métaux lourds ou métalloïdes qui circulent mieux et sont plus bio-assimilables dans les milieux acides ou acidifiés).
Sous l'eau, ces sables favorisent une microfaune ayant besoin de calcium. De même sur le milieu littoral exondé et en milieu arrière-littoral ; les dunes, pannes dunaires ou autres milieux sableux « coquilliers » abriteront la flore littorale la moins acidiphile. Cependant une « dune fossile » éloignée de la mer (et en particulier sa partie superficielle) peut finir par s'acidifier et changer de composition chimique sous l'effet de milliers à millions d'années de lessivage par les pluies, ou plus rapidement si les pluies sont anormalement acides.
Les oligoéléments peu à peu libérés par le sable coquiller lors de son érosion éolienne ou sous l'effet du ressac alimentent une partie du microplancton et du macro plancton benthique ou en suspension (dont une partie se réfugie dans le sable à marée basse), de même, secondairement que d'autres microorganismes un peu plus gros (« méiofaune », dont le métabolisme, les excrétions et l'activité de fouissage et natatoire favorisent l'aération et 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) du substrat sableux. Elle est elle-même à la base d'une pyramide alimentaire au sein de la communauté benthiqueGerlach SA (1971) On the importance of marine meiofauna for benthos communities. Oecologia, 6(2), 176-190 (résumé).
Microfaune
La microfaune interstitielle du sable coquiller et l'écologie de ce milieu sont encore mal connues, explorés depuis la thèse universitaire de Robert William Pennak soutenue dans les années 1930 et grâce à d'autres études du sable en tant qu'habitats McLachlan A (1983) Sandy beach ecology—a review. In Sandy beaches as ecosystems () Springer Netherlands (résumé en anglais), in situ ou 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..
Parmi les principaux petits animaux de la faune interstitielle figurent les Gastrotriches (notamment de l'ordre des Macrodasyoïdes)Swedmark B (1967) Trois nouveaux gastrotriches macrodasyoïdes de la faune interstitielle marine des sables de Roscoff. Cahiers de Biologie Marine, 8, 323-330, PDF, 7 pages (de 1954 à 1967, Swedmark et Lévi en avaient déjà identifiés 34 espèces différentes, rien que dans la dune sous-marine de sable coquiller de Trezen ; à trois miles environ de l’île de Batz (Nord-Finistère) à 45- de profondeur. Dans cette même dune on a aussi trouvé des Cnidaires (ex : Otohydra vagans, Halammohydra adherens, Armorhydra janowiczi) des turbellariés (ex Acanthomacrostomum spiculiferum) et des polychètes dont Psammodriloides fauveli.
Méiofaune Le sable coquiller abrite une méiofaune constituée de décomposeurs et de micro-prédateurs de type copépodes, rotifères ou tardigrades ; elle contribue d'ailleurs à nettoyer les coquilles récemment abandonnées par leurs propriétaires.
Répartition de la faune dans les sables coquilliers Les organismes s'y répartissent selon la hauteur de la couche d'eau et plus ou moins rythmiquement dans la zone intertidaleHulings NC & Gray JS (1976) Physical factors controlling abundance of meiofauna on tidal and atidal beaches. Marine Biology, 34(1), 77-83 ( Résumé) selon la durée d'exondation du sable ;
Outre de petits crabes plutôt trouvés vers le bas de plage et de nombreux talitres (si la plage n'est pas polluée) plutôt trouvés vers le haut de plage, on y trouvera une méiofaune plus ou moins abondante de décomposeurs et de prédateurs de type copépodes, rotifères ou tardigrades, plus nombreux sous les laisses de mer.
On trouve également dans ces zones des lançons qui sont à la base de la nourriture de nombreux oiseaux marins (macareux, cormorans, fous de Bassan...), de poissons tels le lieu jaune et le bar et des poissons plats tels la barbue et le turbot.
La biocénoses du sable coquiller varie selon la zone bioclimatique, le type de sable et son exposition. La salinité du milieu a aussi une grande importance, ainsi que 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).Rodrı́guez, J., Lastra, M., & López, J. (2003). Meiofauna distribution along a gradient of sandy beaches in northern Spain. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 58, 63-69 (résumé)..
Les organismes qui habitent le sable contribuent à l'épuration et l'aération du substrat sableux et nourrissent de nombreux crustacés et (poissons plats notamment dans leurs "nurseries"McIntyre AD & Murison DJ (1973) The meiofauna of a flatfish nursery ground ; Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 53(01), 93-118), et directement ou indirectement pour le reste de la communauté benthique.
Effets des activités humaines sur les écosystèmes coquilliers Ils sont encore mal appréhendés, mais le chalutage, l'exploitation de gravières subaquatiques, certaines marées noiresWormald, A. P. (1976). Effects of a spill of marine diesel oil on the meiofauna of a sandy beach at Picnic Bay, Hong Kong. Environmental Pollution (1970), 11(2), 117-130. et le rejets de polluants et d'eaux uséesAnsari, A. Z., Chatterji, A., & Parulekar, A. H. (1984). Effect of domestic sewage on sand beach meiofauna at Goa, India. Hydrobiologia, 111(3), 229-233 (résumé). dans l'eau ont des effets plus ou moins marqués et durables sur ces habitats.
Des changements anthropiques de morphologie du fond marin ou du trait de côte ou de courants induits par des constructions submergées ou d'épi ou par des carrières subaquatiques peuvent modifier la répartition du sable, et notamment des sables coquilliersMcLachlan, A., & Hesp, P. (1984). Faunal response to morphology and water circulation of a sandy beach with cusps. Marine ecology progress series. Oldendorf, 19(1), 133-14, en exacerbant le risque d'érosion côtière parfois.
Utilisations par l'Homme Parmi les 15 milliards de tonnes de sable annuellement utilisées dans le monde., le sable coquiller est principalement recherché par certaines entreprises qui le revendent comme amendement calcaire en raison de sa teneur en calcium et autres minéraux facilement bioassimilables. C'est aujourd'hui un des substituts du maërl (substrat composé de débris d'algues marines) qu'on n'a plus le droit d'extraire depuis 2013. Mais il existe d'autres substituts comme sources d’amendement (tangue, crépidule…)
Problèmes écologiques Les sables coquilliers sont essentiellement des sables marins littoraux ou du plateau continental proche des côtes, c'est une ressource naturelle, mais qui n'est que très lentement renouvelable et qui peut être surexploitée.
Il était autrefois directement extrait des plages, et aujourd'hui de plus en plus de certains fonds marins ou de carrières jouxtant des plages.