pneu

pneu, enveloppe en caoutchouc, en général gonflée d'air comprimé ou de gaz neutre, placée autour de la jante métallique d'une roue d'un véhicule automobile, industriel ou de transport.

Le pneu, à l'état gonflé, assure la suspension, l'amortissement des chocs et la tenue de route du véhicule sur différents types de surfaces ; il doit transmettre efficacement les forces longitudinales et latérales ainsi que les couples résultant de l'accélération, du freinage, des variations de charge ou des changements de direction. L'air comprimé des pneus peut être contenu dans une chambre à air interne, aujourd'hui encore utilisée sur certains véhicules spécifiques. Dans les pneus sans chambre, dits tubeless, l'air est retenu directement par une couche interne de caoutchouc étanche appliquée sur la surface intérieure du pneu, ainsi que par un joint hermétique formé entre le talon du pneu et la jante, garantissant l'étanchéité globale.

Un pneu moderne doit pouvoir supporter environ 28 millions de cycles de déformation sans perdre ses propriétés mécaniques essentielles ; sa durée de vie (pour un pneu de type tourisme standard, par exemple) est en moyenne d'environ 50 000 km, avec, statistiquement, moins d'une crevaison tous les 30 000 km, selon les conditions d'usage, de route et d'entretien.

Historique

L'ancêtre du pneu moderne est le bandage pneumatique, dispositif technique qui remplaça progressivement les bandages en caoutchouc plein utilisés sur les voitures à chevaux, les charrettes et les premières automobiles. Le premier bandage pneumatique pratique, utilisant de l'air comprimé pour supporter le poids du véhicule et améliorer le confort de roulement, fut inventé par l'Écossais R. W. Thomson, qui obtint un brevet en 1845 après avoir expérimenté plusieurs prototypes. Ce bandage fut ensuite largement oublié puis redécouvert en 1888 par l'ingénieur écossais John Dunlop, qui l'appliqua avec succès aux bicyclettes afin d'améliorer la vitesse et réduire les vibrations. Il s'agissait alors d'une simple membrane de caoutchouc fermée et remplie d'air comprimé, soudée aux extrémités et fixée sur une jante adaptée. En 1891, les frères Michelin déposèrent le brevet du premier pneu démontable, facilitant la réparation et le remplacement, dont ils équipèrent ensuite une automobile en 1895, marquant une étape importante de l'industrie automobile.

Structure

Les premiers pneus, constitués de simples enveloppes de caoutchouc homogène, étaient trop élastiques et peu contrôlés dans leur déformation : ils se déformaient fortement à chaque rotation, avaient une durée de vie limitée (environ 3 000 km) et crevaient très fréquemment (en moyenne tous les 50 km dans certaines conditions d'usage intensif). Afin de rigidifier ces pneus et de réduire leur déformation sous charge, on introduisit progressivement une carcasse composée de fils textiles, puis métalliques selon les applications : ce furent les premières carcasses diagonales ou croisées. On s'aperçut très vite que ce type de structure améliorait significativement la tenue de route, la stabilité et la sécurité. Cette architecture est encore utilisée de nos jours dans certains pneus spécifiques comme ceux des avions, des engins agricoles ou de certains cycles.

Dans le domaine des pneus de tourisme et de poids lourds modernes, on utilise principalement des carcasses radiales, plus performantes. Sous la bande de roulement, on a inséré une deuxième nappe de fils métalliques ou textiles enrobés de caoutchouc, appelée ceinture, qui améliore la rigidité et facilite la transmission des couples résultant de la conduite des véhicules. La bande de roulement, en contact direct avec la chaussée, comporte des sculptures plus ou moins profondes et complexes, dont le dessin est optimisé selon les usages (pneu neige, pluie, sol sec, terrain dur ou meuble). On y ajoute également des micro-rainures pour améliorer l'adhérence et l'efficacité au freinage sur sol mouillé. Les flancs du pneu sont constitués d'un caoutchouc relativement souple mais très résistant aux flexions répétées ; le talon, élément d'accrochage du pneu à la jante, est formé d'un mélange très dur entourant un cerceau de fils d'acier haute résistance. L'enveloppe extérieure protège le pneu contre les agressions extérieures telles que les intempéries, les UV, les chocs et les déchirures.

L'ensemble est enrobé dans un mélange complexe d'élastomères (caoutchoucs naturel et synthétiques), dont la rigidité et les propriétés mécaniques sont ajustées selon leur position dans le pneu et leur fonction. Ces caractéristiques sont déterminées par le choix des fibres de renforcement, par la nature des élastomères utilisés et par leurs additifs : charges de renforcement, plastifiants, agents anti-vieillissement et améliorateurs d'adhérence entre les différentes couches. Au total, environ une quinzaine de mélanges élastomères différents peuvent entrer dans la fabrication d'un pneu de tourisme moderne, chacun ayant un rôle précis dans la performance globale.

Les pneus trop usés pour être utilisés en sécurité peuvent être rechapés, opération consistant à remplacer uniquement leur bande de roulement tout en conservant la carcasse intacte si elle est encore en bon état. Il est cependant difficile de se débarrasser des pneus usagés, car ils sont volumineux, peu biodégradables et peuvent dégager des gaz toxiques lors de leur combustion non contrôlée.

Producteurs

Aujourd'hui, les principaux pays producteurs de pneus sont les États-Unis, qui ont produit plus de 190 millions de pneus d'automobiles en 1993, le Japon, avec une production annuelle d'environ 95 millions de pneus, et la France, avec plus de 50 millions de pneus produits. Ce marché représente environ 55 à 60 % de la consommation mondiale de caoutchouc naturel et synthétique, mais il tend à évoluer lentement en fonction des cycles économiques.

Cette évolution est liée au ralentissement du marché automobile mondial, à l'augmentation de la durée de vie des pneus radiaux modernes grâce aux progrès technologiques, ainsi qu'à la hausse du prix de l'essence, qui a tendance à réduire les distances parcourues annuellement par les véhicules.

Voir aussi Automobile ; Automobile, industrie.