La surface de Mars présente des ravines qui se forment, entre autres, le long des pentes des cratères et sur les dunes. L'observation de ces formes depuis quelques dizaines d'années a révélé que le transport sédimentaire est actuellement actif. Deux hypothèses sont proposées pour expliquer leur formation et leur activité. (1) La première implique l'action de l'eau liquide par analogie avec les ravines terrestres. Cependant, la présence d'eau liquide actuellement n'est pas compatible avec les conditions de pression et de température de l'atmosphère. L'eau liquide pourrait être présente à la surface de Mars mais seulement en faible quantité, pour un temps court et dans un état métastable. Le volume de sédiment transporté serait trop important comparé au volume d'eau liquide potentiellement disponible. Mais la capacité de transport de sédiments par un liquide métastable est peu caractérisée. (2) La seconde hypothèse implique un processus lié à la condensation/sublimation du CO2 de l'atmosphère à la surface. Cette hypothèse est supportée par la concordance des observations d'activité des ravines avec la phase de la sublimation du givre de CO2. Cependant, la physique contrôlant le transport sédimentaire induit par la sublimation est peu contrainte et pas toujours facile à réconcilier avec les morphologies observées.

Afin d'étudier ces deux hypothèses, nous avons réalisé des expériences en laboratoire dans une chambre de simulation planétaire martienne. Les deux campagnes expérimentales s'appuient sur des protocoles proches, permettant d'évaluer les mécanismes de transport de l'eau liquide et de la sublimation du CO2 au sein d'une surface de sédiments inclinée d'environ 25°, sous une pression martienne (9 mbar). Différents paramètres sont testés tels que la température des sédiments et la teneur en grains fins des sédiments. Le volume de sédiment transporté est évalué par mesures stéréophotogrammétriques.

Les expériences ont montré qu'un transport de sédiment significatif était possible pour les deux hypothèses. (1) Dans le cas de l'eau liquide, son caractère métastable dans les conditions martiennes entraine son ébullition. Ce processus entraine un transport sédimentaire plus vigoureux et efficace que pour de l'eau liquide stable, en particulier lorsque la différence entre la température du sable et l'eau augmente. Ceci implique que le volume d'eau estimé pour transporter les sédiments dans les ravines martiennes puisse avoir été surestimé. (2) Dans le cas de la sublimation du CO2, des éjections et des déstabilisations des grains le long de la pente sont observées. Le volume de sédiment transporté est influencé par la teneur en grains fins, indiquant un rôle probable de la perméabilité dans le processus.