L’objectif majeur du  projet est de développer des approches innovantes dans l’étude du comportement mécanique des matériaux constituant les lunes de glace, en combinant l’expertise du GPEM sur la description des matériaux granulaires à celle du LPG sur la dynamique des intérieurs planétaires.
Nous nous attaquons en particulier à trois problématiques :

(1) déterminer des lois de comportement pour les couches poreuses superficielles des lunes glacées, afin de comprendre la stabilité du matériau en relation à la géomorphologie  et de préparer les analyses in-situ qui seront réalisées par des futurs atterrisseurs;

(2) déterminer des lois de comportement et quantifier la production de chaleur par friction de marée pour les noyaux rocheux poreux saturés en eau, représentatifs des petites lunes du système solaire

(3) caractériser les propriétés mécaniques des agrégats glace-eau-roche et les processus de segrégation conduisant à des structures différenciées des petites lunes, avec une approche de modélisation « granulaire ».

Afin de comprendre le comportement des matériaux constituant les lunes de glace, nous allions des méthodes expérimentales et numériques.

Au niveau des expériences, des tests mécaniques (statiques, quasistatiques, dynamiques) sont effectués sur des matériaux modèles (ex. poudres analogues à température ambiante, poudres de glace à basse température). Ces matériaux modèles sont caractérisés par différentes méthodes (spectrométrie, distribution de taille, forme).

Du point de vue numérique,  nous développons des modèles aux éléments discrèts (DEM) afin de reproduire les comportements observés en laboratoire et fonder les lois de comportement sur des observables micromécaniques. Les résultats obtenus dans le projet sont intégrés dans des modèles numériques continus de dynamique planétaire et confrontées aux observations géomorphologiques et géophysiques disponibles.