Elle permet de donner la répartition des grains du sol par classes de taille. Deux techniques sont classiquement mise en œuvre :

• le tamisage (pour les grains de taille supérieure à 80µm) ;
• la sédimentation (pour les grains de taille inférieure à 80µm).

La valeur de la granulométrie coupure entre grains "grossiers" et grains "fins" est conventionnelle ; celle qui est donnée ici correspond au standard de la mécanique des sols.

Les résultats de ces mesures sont donnés en général sous forme graphique, en mécanique des sols, on représente des courbes cumulatives de tamisat (% de grains inférieurs à une taille donnée) en fonction de logarithme décimal de la taille (figure 2.1).

Figure 2.1 : Représentation des résultats d'une analyse granulométrique sous la forme de passing (passant / tamisat) en fonction du logarithme de la taille des grains. Définition des valeurs utilisées dans les classifications.

Le tamisage donne une taille vraie des grains mais n'intègre pas leur forme. Les méthodes de sédimentation donne une taille équivalente basée sur la loi de Stokes qui régit la vitesse de chute de grains sphériques dans l'eau suivant certaines hypothèses. Il y a assez souvent un problème de continuité entre les deux types de mesure.

Loi de Stokes : elle décrit la vitesse de chute de petites particules sphériques en suspension indépendante dans un fluide sous l’action de la gravité.

où

• d est le diamètre des particules
• r_s la masse volumique des grains
• r_f la masse volumique du fluide
• h la viscosité du fluide
• g l’accélération de la pesanteur (9,81 m/s²)

L’utilisation de cette méthode de sédimentation nécessite que les grains soient bien individualisés. Il faut également se souvenir que la viscosité du fluide (eau + dispersant) est liée à la température.

La courbe granulométrique est un élément essentiel de la description géotechnique des sols, elle permet de comparer les différents sols entre eux et sert de base aux différentes classifications des sols réels en se référant à des valeurs coupures types dont les plus souvent considérées sont les suivantes :

• le tamisat (passant-passing) à 80µm correspond à la coupure entre grains fins et grains grossiers;
• le tamisat à 2mm sépare les sables des graviers ;
• le tamisat à 2µm correspond aux "argiles" au sens granulométrique.

On appelle dy la taille de grains qui correspond à un tamisat égal à y%. La valeur d₁₀ est appelée diamètre efficace du sol.
La forme de la courbe granulométrique est aussi extrêmement importante, elle est caractérisée par deux coefficients :

• Cu coefficient d'uniformité d₆₀/d₁₀ (dit de Hazen) ;
• Cc coefficient de courbure (d₃₀)²/d₆₀ x d₁₀ .

On parlera de granulométrie uniforme si les grains sont à peu près tous de la même taille et de granulométrie étalée si toutes les tailles de grains sont représentées (figure 2.2).

Une famille donnée de sols sera caractérisée par un fuseau granulométrique. Pour les sols naturels, ce fuseau est une traduction des conditions de mise en place  du dépôt.