Les pneus, architecture et sculpture

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Architecture diagonale et radiale

L'architecture radiale est composée d'une nappe-carcasse formée d'arceaux textiles qui vont de tringle en tringle. Chaque arceau fait un angle de 90 avec la direction de roulement du pneu. Au sommet du pneu, cette nappe-carcasse est surmontée d'une ceinture sommet constituée de plusieurs nappes armées de câbles métalliques. Ces nappes sommet sont superposées et croisées entre elles selon des angles adaptés à chaque type de pneus. L'empilage des nappes au sommet et sur les flancs est différent pour mieux spécialiser le travail de chacune des parties du pneu. Pour ce qui est du pneu diagonal, plusieurs nappes textiles sont posées obliquement de tringle à tringle, alternativement dans un sens puis dans l'autre. Le nombre de nappes dépend de la taille du pneu et de la charge portée. L'empilage de nappes est identique au sommet du pneu et dans les flancs.

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C'est en analysant l'origine des pertes d'énergie du pneu que Michelin a développé le montage des nappes métalliques en position radiale. Il avait fabriqué un pneu expérimental, appelé " cage à mouche ", où la bande de roulement était indépendante des flancs. La bande de roulement avait des nappes métalliques croisées alors que les flancs étaient composés de câbles très espacés en position radiale. Michelin s'aperçut alors que la majorité des pertes était due à l'échauffement des flancs. En évitant un montage croisé des nappes, les flancs sont plus souples et absorbent moins d'énergie.

Pour ce qui est de la carcasse, il en existe deux types : à structure métallique et à structure textile. Le choix de l’un ou l’autre dépendra du résultat recherché. La carcasse à structure métallique sera plus résistante et s’échauffera moins, donc il sera plus rigide; ainsi il répondra plus vite aux manœuvres d’un pilote. La carcasse à structure textile est plus molle, il répondra donc moins brusquement aux sollicitations de la direction, et pour une même rigidité, il sera plus lourd que l’autre type et aura l’inconvénient de se déformer plus facilement; par contre, il aura un travail de rupture plus élevé en ce qui concerne la ceinture.

La sculpture

Le caoutchouc naturel ne permet pas, dans toutes les conditions climatiques, d'avoir une adhérence constante. Les sculptures servent à assécher la chaussée sous la bande de roulement afin que celle-ci puisse toucher le sol et y trouver l'adhérence. En quelques millièmes de seconde, la sculpture collecte l'eau dans les canaux et la rejette hors de la zone de contact.

Valves, TPMS et azote

Trois types de valves sont actuellement utilisés à travers le monde. Une valve est absolument nécessaire pour permettre de gonfler ou de dégonfler le pneu afin de lui donner la bonne pression. On retrouve donc sur la presque totalité des voitures, des valves de type Schrader. Cette valve, inventée en 1891 par August Schrader, consiste en une sorte de petit tube fileté dans lequel prend place un petit piston à ressort. On appuie sur la douille centrale pour faire sortir l’air du pneu puis en la relâchant, la pression d’air à l’intérieur du pneu vient refermer le piston. C’est ce type de valve qui est largement utilisé pour les pneus de voitures. Tout récemment, s’est ajouté un mini transmetteur à batterie, intégré au piston pour constamment mesurer la pression des pneus. Appelé TPMS (Tire Pressure Monitoring System), il mesure la pression d’air de chacun des pneus puis retransmet l’information par ondes radio en utilisant la puissance que lui transmet une minuscule batterie. Outre l’information précise donnée au conducteur sur l’état de ses pneus, le système coûte souvent plus cher à l’achat et occasionne plus de soins et de frais lors de l’entretien du véhicule, notamment lors du changement de pneus à l’automne et au printemps. Le système est également fragile et facilement endommageable, ce qui pousse souvent les propriétaires de voitures à se rendre au concessionnaire pour faire l’entretien au niveau des roues.  L’autre type de valve, la Presta n’est presque pas utilisé en automobile. Elle est cependant bien présente sur les vélos, en particulier ceux disposant de roues minces. Cette valve a en effet l’avantage de présenter un diamètre plus petit que la Shrader et peu donc être utilisé aux endroits restreints comme les vélos de course et les jantes de vélos de montagne. En présentant un diamètre plus petit, cette valve permet de limiter le diamètre du trou dans la jante et donc d’offrir une plus grande résistance aux coups. La valve Presta ne nécessite pas de capuchon de plastique car le piston est divisé en deux sections, une intérieur et l’autre extérieur devant être dévissée pour pouvoir gonfler le pneu.

Lorsqu’il s’agit de régulariser la pression des pneus de notre voiture, on se rend la plupart du temps au garage du coin pour y insérer quelques PSI. On utilise alors de l’air normal, compressé mécaniquement et jaugé par un manomètre. Il faut habituellement vérifier la pression des pneus hebdomadairement et ajuster en conséquence pour ne pas se retrouver avec des pneus sous ou sur gonflés. Dans les deux cas, une usure prématurée de la semelle du pneu s’ensuit ainsi qu’une plus grande consommation d’essence. Mais tout récemment est arrivé un nouveau produit sur le marché, l’azote. Remplaçant l’air, l’azote permet de pallier certains problèmes occasionnés par l’air. On remarque les pneus gonflés à l’azote par les petits capuchons de plastique verts montés sur les valves et qui remplacent les traditionnels bouchons noirs. L’azote a la propriété de ne pas être influencé par les différences de température, donc le pneu reste gonflé à la même pression autant en hiver qu’en été. Il ne faut cependant pas ajouter de l’air comprimé à l’azote lorsqu’un pneu est dégonflé, ce qui annulerait totalement la principale qualité de l’azote. Un pneu gonflé à l’azote doit alors être absolument gonflé à l’azote, souvent disponible seulement chez le concessionnaire et à un certain coût.

Dur ou mou?

Un pneu sur-gonflé, ainsi qu'un pneu sous-gonflé provoque une diminution de l'adhérence qui peut être dangereuse en virage ou au freinage. Il est donc conseillé de vérifier régulièrement la pression des pneus. Il est aussi conseillé de légèrement surgonfler les pneus au cas où l'on transporterait de lourdes charges pour éviter que le pneu ne se plie sur les bords. Un pneu sous-gonflé subit une déformation plus importante des flancs et de la bande de roulement. Les principales conséquences sont une usure plus rapide du pneumatique, un risque augmenté d'éclatement et une augmentation de la consommation de carburant du véhicule. Il faut noter qu'un pneu trop gonflé s'use également plus rapidement au centre de la bande de roulement et est plus sensible aux arrachements de gomme (patinage notamment).