1/ Présentation
ÉLASTOMÈRES ou CAOUTCHOUCS
Les élastomères, comme les matières plastiques, font partie de la famille des polymères. Le terme "élastomère" est utilisé aujourd’hui pour désigner d’une façon générale tous les caoutchoucs c’est-à-dire les substances macromoléculaires, naturelles ou synthétiques, possédant l’élasticité caoutchoutique.
Le terme "caoutchouc" vient du mot indien cahutchu ("bois qui pleure") et rappelle ainsi l’origine du caoutchouc naturel, précurseur des élastomères d’aujourd’hui.
Le caoutchouc est, soit d’origine naturelle, provenant essentiellement de l’Hevea Brasiliensis , soit synthétique, issu de la pétrochimie.
Les élastomères sont présents dans de nombreuses applications de la vie quotidienne et occupent une place de choix dans l’industrie.
Si les pneumatiques consomment 55 p. 100 de la production des élastomères, on utilise aussi ces derniers dans un grand nombre d’autres secteurs industriels: l’automobile (à elle seule 80 p. 100 de toutes les utilisations des élastomères) sous la forme de joints, de liaisons élastiques, de tubes et de tuyaux, de membranes ou de dispositifs antivibratoires, ainsi que dans l’industrie mécanique, dans l’industrie aéronautique, dans les transports, dans l’industrie électrique, dans le bâtiment, en médecine et en pharmacie, et même dans l’industrie nucléaire. Dans ces différentes applications, les élastomères peuvent être associés à d’autres matériaux tels que les métaux, les textiles et certaines matières plastiques.
L’industrie de transformation du caoutchouc est divisée en deux grands secteurs: le pneumatique (70 p. 100 de la production en France) et le caoutchouc industriel , c’est-à-dire toutes les pièces en caoutchouc hors pneumatique (30 p. 100 de la production en France).
Dans le secteur du pneumatique en 1995, Michelin (France) occupe le deuxième rang mondial (en chiffre d’affaires) derrière Bridgestone (Japon) et devant Goodyear (États-Unis).
Dans le secteur du caoutchouc industriel, toujours en chiffre d’affaires, Hutchinson (France) est au quatrième rang mondial après Bridgestone (Japon), B.T.R. (Grande-Bretagne) et Freudenberg (Allemagne).
L’industrie Française de transformation du caoutchouc a produit un peu plus de un million de tonnes (pièces finies) en 1995, avec un chiffre d’affaires de trente-neuf milliards de francs. Les exportations ont très nettement dépassé les importations.
Les usines de transformation se situent un peu partout en France, mais principalement dans le Nord, la région Rhône-Alpes, l’Ouest et le Centre.
Enfin, le rôle du pneumatique dans la conception des véhicules apparaît aujourd’hui fondamental. On pourrait assister à la création de pneumatiques adaptés à une voiture donnée, ce qui conduirait au couple pneu-voiture indissociable.
2/ Rôle du pneumatique
Utilisation de la puissance
L’automobile se déplace sur le sol par l’intermédiaire de ses roues dont, en général, deux sont motrices.
L’énergie fournie par le moteur est transmise aux roues motrices par les organes de transmission et est utilisée pour vaincre les efforts résistants s’appliquant au véhicule.
Au niveau d’une roue motrice, l’énergie fournie par le moteur se traduit par l’application à la roue d’un couple moteur Cm, donc au niveau du point de contact du pneumatique avec le sol d’un effort F:
L étant la circonférence de roulement du pneumatique utilisé.
Par réaction, il apparaît la force FM, égale et opposée à F, appliquée à l’axe de la roue, qui constitue l’effort moteur ou "poussée".
Adhérence
Si P est le poids du véhicule appliqué sur la roue et f le coefficient de frottement de glissement du pneumatique sur le sol, l’effort F ne pourra être transmis au sol que dans la mesure où il sera inférieur ou égal à l’effort maximal FR=f P .
Dans le cas contraire, l’effort moteur ne pourra pas être utilisé entièrement et on aura glissement de la roue sur le sol (patinage). Il en serait de même au freinage pour un effort de freinage supérieur à la même limite.
Le coefficient de frottement f dépend de la nature des surfaces en contact, c’est-à-dire du pneumatique et de l’état du sol. Il peut varier, pour un pneumatique courant en bon état, de 0,9 environ sur bon sol adhérent, à moins de 0,1 sur sol très glissant (boueux, verglas, etc.).
RECHERCHE
Résistance au roulement des pneumatiques : La résistance à l’avancement d’un pneumatique roulant sur le sol s’exprime en général sous la forme d’un rapport entre la force de traînée en direction du déplacement, et la charge verticale, soit Fx /Fz en kilogrammes par tonne. En 1980, cette valeur était en moyenne de 14 à 16 kg/t. Grâce aux recherches menées par les manufacturiers (en particulier par la société Michelin) sur la forme de la bande de roulement ou les types de gomme, une valeur de 8 à 9 kg/t a pu être obtenue en respectant la sécurité et la longévité du pneumatique.
POLLUTION
Le rechapage des pneumatiques est la meilleure valorisation envisageable; il économise de substantielles importations de caoutchouc et de dérivés pétroliers.
Les pneumatiques non rechapables et les déchets de fabrication sont potentiellement valorisables par divers procédés de réutilisation, mais cela reste marginal. Seule est significative la pratique de lestage des silos avec des pneus, mais les agriculteurs finissent trop souvent par brûler les vieux pneus, malgré les épaisses fumées noires ainsi produites.
3/ FONCTIONS et COMPOSITION D’UN PNEUMATIQUE
La conception d’un pneumatique (appelé aussi " enveloppe ") pour automobile est une opération délicate car la technologie employée est des plus complexes.
Son rôle est important dans l’ensemble suspension puisqu’il forme un " coussin d’air " entre la chaussée et le véhicule.
Les fonctions du pneumatique sont :
a. Supporter la charge
b. Assurer la transmission des efforts
c. Diriger le véhicule (efforts très importants sur les roues directrices)
d. Contribuer à la tenue de route, au freinage et à la suspension
Composition d’un pneumatique :
Il est composé de quatre parties principales :
a. La bande de roulement : c’est la partie qui est en contact avec le sol, la sculpture (dessins) est très importante pour une bonne adhérence et pour le dégagement de l’eau afin d’éviter les phénomènes d’aquaplaning. Un type M+S (boue + neige) est composé d’une thermo-gomme) résistant mieux au froid (reste plus souple et donc plus adhérente).
b. La carcasse : c’est la structure du pneumatique. Elle est du type " radial " le plus souvent (on trouve encore le type " diagonal " sur des enveloppes de motos). Elle comporte des nappes superposées en plusieurs couches et des câbles noyés dans la gomme.
c. Le talon : c’est la partie en contact avec la jante. Il va assurer la bonne tenue du pneu sur celle-ci sans décrochage même en virage ou en cas de fortes sollicitations. Il est composé d’une tringle de bonne résistance recouverte de gomme.
d. Le flanc : c’est la distance comprise entre la bande de roulement et le talon. C’est toujours la partie la plus fragile du pneu, mais une certaine souplesse est nécessaire pour les déformations et le travail de celui-ci.
4/ Les différents types de pneumatiques
Outre les pneumatiques saisonniers comme les thermo-gommes, on rencontre encore deux types d’enveloppe :
a. L’enveloppe " tube type " qui nécessite une chambre à air auxiliaire, ce type de pneu est en voie de disparition du fait de sa grande facilité au dégonflage en cas de crevaison.
b. L’enveloppe " tubeless " qui comporte une chambre incorporée. Ce pneu a permis un grand pas en avant en matière de sécurité du fait que l’objet qui provoque la crevaison reste souvent dans la bande de roulement (phénomène de bouchon) ainsi l’air contenu à l’intérieur ne peut pas (comme dans le cas du tube type) s’échapper par le trouve de valve puisque on utilise ici une valve fixe sur la jante. a/ Pneu tube type
b/ Pneu tubeless
5/ Marquage des pneumatiques
Légende :
1. Marque et profil
2. Largeur nominale de la section
3. Rapport nominal entre la hauteur et la largeur de section
4. Enveloppe à structure " radial "
5. Diamètre nominal de la jante de montage en pouce
6. Indice de charge
7. Indice de vitesse
8. Pneumatique sans chambre à air (sinon marquage tube type)
9. Indice de structure renforcée
10. La flèche indique le sens de rotation du pneu
11. M+S indique une bande de roulement de type hivernal
Indice de vitesse en Km/h:
Pneus ETE
Pneus HIVER
R : 170
S : 180
T : 190
H : 210
V : 240
W : 270
Y : 300
ZR : >270
Q : 160
R : 170
T : 190
H : 210
Indice de charge :
6/ Montage et entretien
Dans tous les cas il convient d’être très prudent lors d’une intervention sur un pneumatique. Cet élément est la seule liaison entre le véhicule et la chaussée, si le pneu a été mal monté, abîmé ou mal équilibré, le comportement du véhicule en sera affecté.
a. Montage : Lors du montage, il ne faut jamais forcer, il faut bien lubrifier les talons (extérieurs et intérieurs) et prendre soins de rentrer le premier talon dans le creux de jante pour faciliter le montage du second.
Un repère de couleur (souvent marqueur ou peinture) peut apparaître sur un des flancs. Dans ce cas, il convient de le placer au niveau de la valve, afin de faciliter l’équilibrage. (Plusieurs manufacturiers utilisent ce système que l’on retrouve aussi sur les pneus motos en raison de l’importance de l’équilibrage).
Attention au sens de montage des enveloppes. Beaucoup de pneus actuels sont " asymétriques " cet à dire que leur bande de roulement n’a pas un dessin symétrique et a donc un sens de montage (souvent repéré par une " flèche " ou indiqué " extérieur "). Dans tous les autres cas l’inscription " DOT " doit se trouver du coté extérieur de la roue.
Après tout montage ou toute réparation, il faut équilibrer la roue. Un équilibrage électronique sera plus précis qu’avec un système de type mécanique.
b. Pression : Dans tous les cas, il est déconseillé de monter la pression du pneu au dessus de 3,5 bars pour ne pas détériorer les nappes de la structure. Cependant, pour un centrage correct du pneu sur la jante, on peut le gonfler, lors du montage, à une pression supérieure de 0,5 bar à la valeur de pression de roulage.
La pression doit être ajustée en fonction du véhicule et donc de la charge par essieu à la valeur donnée par le manufacturier.
Un surgonflage est nécessaire en cas d’utilisation sur autoroute.
Si la pression des pneumatiques est incorrecte, une usure rapide va apparaître.
L’usure normal d’un pneumatique doit être répartie sur toute la bande de roulement et les sculptures ne doivent pas être inférieure à 1,6 mm.
On trouve sur le coté de la bande de roulement un repère (TWI) qui marque l’endroit ou se trouve l’indicateur d’usure. (Sur pneu Michelin : monogramme bibendum) .
Compléments multimedias
Pour des informations complémentaires ou pour connaître les gammes actuelles, vous pouvez visiter le site des manufacturiers suivants:
(Attention, certains ne sont pas en Français)
Dunlop :
www.dunloptire.com
Michelin :
www.michelin.com
Goodyear :
www.goodyear.com
Pirelli :
www.pirelli.com
Continental :
www.continental.de
Bridgestone-Firestone :
www.bridgestone-firestone.com
Textes légaux
- Arrêté du 18 septembre 1991 modifiant l'arrêté du 29 juillet 1970
relatif aux caractéristiques et aux conditions d'utilisation des pneumatiques des véhicules automobiles et de leurs remorques :
"Article 1er - L'article 9 de l'arrêté du 29 juillet 1970 susvisé est remplacé par les dispositions suivantes :
Article 9 - 9.1 - Sur les véhicules automobiles et les remorques n'excédant pas 3,5 tonnes de poids total autorisé en charge, il ne doit exister, lors de la mesure de la profondeur des rainures principal d'un des pneumatiques les équipant, plus d'un point sur quatre où la profondeur mesurée soit inférieure à 1,6 millimètres. Les quatre points mesurés doivent être répartis à peu près uniformément sur la circonférence du pneumatique et situés à proximité des indicateurs d'usure.../
.../ 9.3 - La différence entre la profondeur des rainures principales de deux pneumatiques montés sur un même essieu ne doit pas dépasser 5 millimètres."
Depuis le 1er janvier 1995, l'article R 59 du Code de la Route du 29 juillet 1970 est complété par l'arrêté du 24 octobre 1994 :
"... Article 3 - Il est interdit de monter sur les véhicules automobiles et leurs remorques visées dans le titre II du Code de la Route :
3.1 Des pneumatiques portant l'une des indications suivantes: Max. 30 km/h, 100 km/h TA, AGRI ou AGRO.
3.2 Des pneumatiques de structures différentes, à l'exclusion de l'éventuel pneumatique de secours à usage temporaire.
3.3 Des pneumatiques de types différents sur un même essieu, qu'il soit à roues simples ou jumelées.
3.4 Des pneumatiques sur lesquels figurent un indice de capacité de charge ou un symbole de catégorie de vitesse inférieurs aux capacités maximales prévues par le constructeur du véhicule.
Les dispositions du point 3.4 ne sont pas applicables aux véhicules dont la vitesse maximale par construction est supérieure à 160 km/h et qui sont équipés de pneumatiques "neige" dont le symbole de vitesse est "Q".
Dans ce cas, une étiquette de mise en garde indiquant la vitesse maximale que peuvent supporter les pneumatiques "neige" doit être apposée à l'intérieur du véhicule, à un emplacement bien en évidence, que le conducteur puisse voir aisément."
"... Article 9 - Les dispositions du présent arrêté sont applicables :
- aux pneumatiques fabriqués à dater du 1er janvier 1995.
- aux véhicules neufs mis en circulation à partir du 1er janvier 1995."
Cet arrêté n'abroge pas les dispositions de l'arrêté du 29 juillet 1970 ni de ses compléments postérieurs.
Lorsque le Code de la Route interdit de monter des pneumatiques de structures ou types différents sur un même essieu (article 3 - points 3.2 et 3.3), il entend, selon le J.O. de la C.E. no 1 - 129/105 du 14 mai 1992, que les pneus doivent être:
- de même marque,
- de même dimension,
- de même catégorie d'utilisation (route, neige, tout terrain, etc.),
- de même structure, radiale ou diagonale,
- de même code de vitesse,
- de même indice de capacité de charge.
Bjr tous, regarde ce qui suit 