pneumatique (suite)

• Le verre, que l’on sait depuis longtemps fabriquer sous forme de fibres, possède une haute ténacité et une parfaite stabilité dimensionnelle aux températures atteintes par les pneumatiques au cours de leur fabrication ou de leur service. Son point faible est une assez mauvaise résistance à la fatigue, en particulier aux efforts de compression répétés, C’est surtout aux États-Unis que les fibres de verre sont utilisées pour la Fabrication des pneumatiques.

• L’acier fit en 1931 l’objet d’études par la société Michelin qui devaient conduire à l’utilisation des câbles dans le pneumatique. Le premier pneu à carcasse en acier (baptisé Metalic et destiné aux poids lourds) fut commercialisé par cette société en 1937. L’utilisation d’acier dans les pneumatiques présente de multiples avantages, dus à sa résistance à la rupture d’environ 250 kg/mm² (c’est-à-dire trois fois supérieure à celle du plus résistant des matériaux cités précédemment) et à son allongement à la rupture de 2 p. 100 (cinq fois plus faible que celui du matériau le moins déformable déjà cité). La résistance de l’acier aux températures atteintes par les pneus figure également au nombre de ses avantages. Longtemps boudé par beaucoup de fabricants en raison des difficultés éprouvées lors de la fabrication des câbles et de leur mise en œuvre dans la confection des pneumatiques, l’acier est actuellement, en raison de ses qualités, l’objet d’un intérêt grandissant de la part de nombreuses sociétés.

Principales architectures

Architecture « croisée » ou « conventionnelle » ou « diagonale »

Dans ce type d’architecture, le plus ancien, la carcasse du pneumatique est constituée par des nappes de câbles superposées, entrecroisées et disposées en biais. Le nombre des nappes est variable : généralement de quatre dans les pneus pour voitures de tourisme, il passe à quatorze dans les gros pneus pour camions et à trente-deux dans certains pneus équipant les engins de génie civil.

Architecture « radiale » ou à « arceaux droits »

Dans ce type d’architecture, apparu pour la première fois sur le marché en 1948 avec le pneu X, commercialisé par la société Michelin, il convient de distinguer deux sortes de nappes de câbles : la ou les nappes constituant la carcasse proprement dite et les nappes formant la ceinture.

La ou les nappes de la carcasse ont leurs câbles disposés comme les rayons d’une roue (d’où le nom de radial).

Les nappes de la ceinture, généralement au nombre de deux ou trois, sont disposées en biais. Leur largeur est approximativement celle de la bande de roulement du pneumatique. Leur ensemble forme réellement une ceinture qui entoure la carcasse radiale. Cette ceinture présente une grande souplesse dans le sens radial et une grande rigidité dans les sens latéral et longitudinal.

L’architecture radiale est plus difficile à mettre en œuvre que l’architecture diagonale, mais elle présente sur celle-ci des avantages d’une importance considérable ; elle permet, en effet, de dissocier les flancs du pneumatique de la bande de roulement. Tout en restant évidemment solidaires, ces deux zones peuvent remplir leurs rôles respectifs, fort différents, avec une grande indépendance. La bande de roulement d’un pneumatique radial n’est pas soumise aux déformations imposées par les flancs et s’adapte aux inégalités du sol. Il en résulte une meilleure stabilité du véhicule et, par suite de l’absence de mouvements parasites dans la zone de contact pneu-sol, une usure moins rapide. La disposition radiale des câbles de la carcasse permet aux flancs du pneumatique de fléchir aisément, et le confort du véhicule est amélioré. De plus, et contrairement à ce qui se passe dans les flancs d’un pneumatique diagonal, dont les nappes croisées sont soumises à des efforts divergents, il ne prend naissance aucun mouvement de cisaillement dans les flancs d’un pneumatique radial : ils s’échauffent beaucoup moins que ceux d’un pneumatique diagonal. L’absence de mouvements parasites dans la zone de roulement d’un pneumatique radial est également à l’origine de son moindre échauffement en service. Aussi l’énergie dissipée dans les flancs et la bande de roulement est-elle moins importante dans un pneumatique radial que dans un pneumatique diagonal. C’est pourquoi l’utilisation de pneumatiques radiaux permet de réaliser de substantielles économies de carburant.

D’autre part, la souplesse de ses flancs et la rigidité transversale de sa bande de roulement confèrent au pneumatique radial, lorsqu’il est soumis à un effort latéral (force centrifuge, vent latéral, etc.), une résistance à la dérive bien supérieure à celle dont ferait preuve un pneumatique diagonal soumis au même effort, lui assurant ainsi une incontestable supériorité dans le domaine de la tenue de route.

Architecture « croisée ceinturée »

Un pneu « croisé ceinturé » possède une carcasse de pneu diagonal et la ceinture d’un pneu radial. Cette ceinture lui confère certains des avantages de l’architecture radiale, et la disposition croisée de nappes de la carcasse les inconvénients de la structure diagonale. Les pneus croisés ceinturés ont acquis une certaine place sur le marché américain sous le nom de Bias Belted. En Europe, où les pneus de type radial sont beaucoup plus répandus, leur avenir paraît très limité.

Fabrication des pneumatiques

Préparation des produits semi-ouvrés

• Préparation des mélanges. Elle se fait au cours d’opérations de malaxage et de mélangeage conduites dans des malaxeurs internes dont les éléments essentiels sont deux cylindres à pales hélicoïdales tournant en sens inverse dans une chambre close. Les opérations de malaxage ont pour objet d’accroître la plasticité des caoutchoucs. Celles de mélangeage, qui, généralement, leur succèdent immédiatement dans les mêmes malaxeurs, sont destinées à introduire au sein de ces caoutchoucs les autres ingrédients des mélanges : plastifiants, charges renforçantes, agents de vulcanisation ; etc.