FR3035616A1

FR3035616A1 - Pneumatique avec une bande de roulement comportant des elements de renforcement

Info

Publication number: FR3035616A1
Application number: FR1553798A
Authority: FR
Inventors: Patrick Pallot; Frederic Perrin
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2016-11-04

Abstract

Pneumatique dont la bande de roulement comporte un renforcement circonférentiel constitué d'un mélange caoutchouteux de rigidité supérieure à la rigidité du mélange caoutchouteux du reste de la bande de roulement, caractérisé en ce que, le pneumatique ayant un côté extérieur et un côté intérieur, le renforcement circonférentiel comporte un élément de renforcement de forme effilée placé dans les éléments de sculpture disposés axialement extérieurement relativement à la deuxième rainure circonférentielle de la bande de roulement en allant de l'extérieur vers l'intérieur et axialement à proximité de ladite rainure circonférentielle.

Description

PNEUMATIQUE AVEC UNE BANDE DE ROULEMENT COMPORTANT DES ELEMENTS DE RENFORCEMENT Domaine de l'invention [0001] La présente invention est relative aux pneumatiques, et plus particulièrement à un 5 pneumatique dont les performances d'adhérence sont améliorées. État de la technique [0002] De manière connue, la bande de roulement d'un pneumatique, qu'il soit destiné à équiper un véhicule de tourisme ou un véhicule poids lourd, est pourvue d'une sculpture comprenant notamment des éléments de sculpture ou blocs élémentaires délimités par 10 diverses rainures principales, longitudinales ou circonférentielles, transversales ou encore obliques, les blocs élémentaires pouvant en outre comporter diverses incisions ou lamelles plus fines. Les rainures constituent des canaux destinés à évacuer l'eau lors d'un roulage sur sol mouillé et les parois de ces rainures définissent les bords d'attaque et de fuite des éléments de sculpture, en fonction du sens du virage. 15 [0003] Pour améliorer l'adhérence d'un pneumatique, et plus particulièrement pour l'adhérence sur sol sec et sur sol humide, il est bien connu de diminuer la rigidité ou la dureté du mélange caoutchouteux constituant de la bande de roulement. Cette diminution de rigidité de la bande de roulement permet à celle-ci de mieux épouser la surface rugueuse du sol de roulage et ainsi la surface réelle de contact avec le sol de roulage est augmentée 20 et la performance d'adhérence améliorée par rapport à une bande de roulement dont le mélange caoutchouteux est plus rigide. [0004] Cependant, notamment dans le cas de l'adhérence transversale, l'utilisation d'un mélange caoutchouteux de bande de roulement moins rigide favorise le cisaillement des éléments de sculpture, leur basculement et cela génère de fortes surpressions sur les arêtes 25 d'attaque des éléments de sculpture qui à leur tour génère des échauffements très importants. [0005] Ces surpressions et ces échauffements peuvent contribuer à un endommagement très rapide de la bande de roulement du pneumatique et à une exploitation non optimale du potentiel d'adhérence du mélange de la bande de roulement. P10-3587 FR 3035616 100061 Pour améliorer la performance d'adhérence des pneumatiques en stabilisant les éléments de sculpture, le document EP 2 708 382 Al propose un pneumatique ayant un axe de rotation et un plan médian perpendiculaire à l'axe de rotation, comprenant deux bourrelets, deux flancs reliés aux bourrelets, un sommet relié aux extrémités des deux flancs avec une armature de sommet, et une bande de roulement radialement extérieure, la bande de roulement comprenant une pluralité d'éléments de sculpture avec des faces latérales et une face de contact destinée à venir en contact avec la chaussée pendant le roulage du pneumatique, une pluralité de rainures circonférentielles chacune délimitée par des faces latérales d'éléments de sculpture adjacents, en vis-à-vis l'une par rapport à l'autre, et délimitée par un fond, et un renforcement circonférentiel constitué d'un mélange caoutchouteux de dureté supérieure à la dureté du mélange du reste de la bande de roulement.

100071 Ce pneumatique est tel que le renforcement circonférentiel comporte un élément de renforcement placé sous chaque rainure circonférentielle et s'étendant radialement de la 15 surface radialement intérieure de la bande de roulement jusqu'à former la totalité du fond de la rainure.

100081 Le renforcement des rainures circonférentielles ainsi réalisé permet d'augmenter la poussée de dérive du pneumatique mais la présence d'un mélange rigide en fond de rainure entraîne une difficulté de moulage des témoins d'usure. On constate aussi une 20 augmentation sensible de la résistance au roulement liée notamment à la limitation de la mise à plat transversale et longitudinale. Description brève de l'invention [00091 L'invention a pour objet un pneumatique similaire caractérisé en ce que, le pneumatique ayant un côté extérieur et un côté intérieur, le renforcement circonférentiel 25 comporte un élément de renforcement placé dans les éléments de sculpture disposés axialement extérieurement relativement à la deuxième rainure circonférentielle de la bande de roulement en allant de l'extérieur vers l'intérieur et axialement à proximité de ladite rainure circonférentielle et en ce que l'élément de renforcement s'étend radialement de la surface radialement extérieure de l'armature de sommet vers l'extérieur de la bande de P10-3587 FR 3035616 - 3 - roulement avec une largeur axiale qui diminue progressivement et sur une hauteur partielle ou totale de l'épaisseur de la bande de roulement. [0010] L'élément de renforcement circonférentiel disposé ainsi sur le bord de fuite de la nervure ou des éléments de sculpture les plus sollicités du côté extérieur de la bande de 5 roulement du pneumatique lors d'un roulage rapide en virage s'oppose par sa forte raideur en compression et en cisaillement au cisaillement et au basculement de ces éléments de sculpture et permet ainsi de conserver une surface de contact avec le sol de roulage importante, de limiter les surpressions sur le bord d'attaque de la nervure ou des éléments de sculpture et ainsi de limiter les échauffements. Cet élément de renforcement permet 10 aussi de limiter le glissement du bord de fuite de la nervure ou des éléments de sculpture et ainsi leur usure rapide. [0011] La forme de l'élément de renforcement circonférentiel est de section effilée radialement vers l'extérieur. Cela renforce son efficacité en tant que point d'appui. Les parois de cet élément de renforcement circonférentiel peuvent être concaves, convexes ou 15 en escalier. [0012] De préférence, l'angle des deux parois latérales du ou des éléments de renforcement circonférentiels est compris entre 35 et 45 degrés. [0013] En dessous de 35 degrés, l'efficacité du point d'appui est réduite et au-delà de 45 degrés, le volume de l'élément de renforcement circonférentiel devient trop important. 20 [0014] L'élément de renforcement circonférentiel a aussi comme caractéristique essentielle de s'appuyer directement sur l'armature du sommet du pneumatique. Cela permet d'avoir un point d'appui pour rigidifier le sommet et la bande de roulement. [0015] La présence d'un élément de renforcement pour une seule rainure permet d'obtenir une amélioration sensible des performances d'adhérence transversale des 25 pneumatiques d'un véhicule. [0016] Selon un mode de réalisation avantageux, la bande de roulement ayant au moins trois rainures circonférentielles, le renforcement circonférentiel comporte aussi un élément de renforcement placé dans les éléments de sculpture adjacents extérieurement à la 1310-3587 FR 3035616 - 4 - troisième rainure circonférentielle de la bande de roulement en allant de l'extérieur vers l'intérieur et axialement à proximité de cette troisième rainure circonférentielle. [0017] Cela renforce l'effet de stabilisation des nervures et éléments de sculpture les plus sollicitées. 5 [0018] Avantageusement, le renforcement circonférentiel comporte aussi un élément de renforcement placé dans les éléments de sculpture adjacents extérieurement à la première rainure circonférentielle de la bande de roulement en allant de l'extérieur vers l'intérieur et axialement à proximité de ladite première rainure circonférentielle. [0019] Le renforcement circonférentiel peut aussi comporter des éléments de 10 renforcement placés dans tous les éléments de sculpture adjacents extérieurement à une rainure circonférentielle. [0020] Le renforcement circonférentiel peut aussi selon un mode de réalisation avantageux comporter un élément de renforcement placé dans les éléments de sculpture adjacents intérieurement à la rainure circonférentielle la plus proche axialement du côté 15 intérieur du pneumatique. [0021] Cela permet de stabiliser les nervures ou éléments de sculpture du côté intérieur du pneumatique lorsque ce côté intérieur est sollicité en tant que bord d'attaque en virage. [0022] Selon un mode de réalisation préférentiel, les éléments de renforcement comportant une base dont la hauteur radiale est strictement inférieure à la distance entre le 20 fond d'une rainure circonférentielle et la surface radialement extérieure de l'armature de sommet et une partie haute, la partie haute s'étend radialement extérieurement jusqu'au moins la demi-hauteur des faces latérales des rainures circonférentielles adjacentes. [0023] Cette hauteur minimale des parties hautes des éléments de renforcement circonférentiels est utile pour obtenir un effet de stabilisation tout au long de la vie du 25 pneumatique. [0024] Selon un mode de réalisation avantageux, la partie haute des éléments de renforcement constitue au moins une partie de la face latérale de la rainure circonférentielle adjacente. P10-3587 FR 3035616 [0025] Selon un autre mode de réalisation avantageux, la partie haute des éléments de renforcement est disposé à une distance axiale de 1 à 8 mm et préférentiellement de 2 à 5 mm de la face latérale de la rainure circonférentielle adjacente. [0026] Ce mode de réalisation permet de ne pas perturber le moulage des rainures 5 circonférentielles de la bande de roulement tout en conservant un effet sensible d'amélioration des performances d'adhérence transversale des pneumatiques d'un véhicule. [0027] La base des éléments de renforcement peut avantageusement s'étendre axialement sous au moins une partie des fonds des rainures circonférentielles adjacentes. 10 [0028] Ce mode de réalisation a l'avantage de renforcer l'efficacité du ou des éléments de renforcement circonférentiels tout en conservant pour les fonds des rainures le mélange de la bande de roulement. [0029] Selon un autre exemple de réalisation, la base des éléments de renforcement s'étend axialement sous les éléments de sculpture du côté opposé aux rainures 15 circonférentielles adjacentes. [0030] Comme précédemment, cela a l'avantage de stabiliser les éléments de renforcement circonférentiels. [0031] Avantageusement le mélange constitutif du renforcement circonférentiel a un module dynamique G* mesuré à 60°C à 10 Hz et sous une contrainte de cisaillement 20 alterné de 0,7 MPa supérieur à 20 MPa et préférentiellement supérieur à 30 MPa, de même avantageusement, le mélange de bande de roulement a un module dynamique G* mesuré à 60°C à 10 Hz et sous une contrainte de cisaillement alterné de 0,7 MPa inférieur ou égal à 1,3 MPa. [0032] Cela est particulièrement utile dans le cas d'un pneumatique pour véhicule de 25 tourisme. [0033] Selon un autre mode de réalisation avantageux, la bande de roulement comporte deux mélanges distincts disposés axialement l'un au-dessus de l'autre. Le mélange disposé radialement intérieurement est usuellement appelé « sous-couche ». Cette sous-couche peut avoir des propriétés hystérétiques plus favorables que le mélange en contact avec la 30 chaussée ce qui améliore le bilan global de résistance au roulement du pneumatique. P10-3587 FR 3035616 6 [0034] L'invention concerne plus particulièrement les pneumatiques destinés à équiper des véhicules à moteur de type tourisme, SUV (« Sports Utility Vehicles »), deux roues (notamment motos), avions, comme des véhicules industriels choisis parmi camionnettes, « Poids-lourd » - c'est-à-dire métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route tels qu'engins agricoles- ou de génie civil -, autres véhicules de transport ou de manutention. Description des Figures [0035] Les objets de l'invention sont maintenant décrits à l'aide du dessin annexé dans lequel : 10 - la figure 1 représente de manière très schématique (sans respect d'une échelle spécifique), une coupe radiale d'un pneumatique conforme à un mode de réalisation de l'invention ; - les figures 2 à 7 présentent en coupe radiale des bandes de roulement de pneumatiques conformes à différents modes de réalisation de l'invention ; et la figure 8 présente en coupe radiale le mode de réalisation de bande de roulement testé. Description détaillée de l'invention [0036] La figure 1 représente de manière schématique une coupe radiale d'un bandage pneumatique ou pneumatique incorporant un renforcement circonférentiel 20 selon un mode de réalisation de l'invention. [0037] Le pneumatique 1 est asymétrique et a un côté extérieur E destiné à être placé vers l'extérieur d'un véhicule et un côté intérieur I destiné à être placé vers l'intérieur d'un véhicule. [0038] La figure 1 indique aussi les directions axiale X, circonférentielle C et radiale Z ainsi que le plan médian EP (plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique qui 25 est situé à mi-distance des deux bourrelets 4 et passe par le milieu de l'armature de sommet 6). [0039] Ce pneumatique 1 comporte un sommet 2 renforcé par une armature de sommet ou ceinture 6, deux flancs 3 et deux bourrelets 4, chacun de ces bourrelets 4 étant renforcé avec une tringle 5. L'armature de sommet 6 est surmontée radialement extérieurement P10-3587 FR 3035616 7 d'une bande de roulement caoutchouteuse 9. Une armature de carcasse 7 est enroulée autour des deux tringles 5 dans chaque bourrelet 4, le retournement 8 de cette armature 7 étant par exemple disposé vers l'extérieur du pneumatique 1. L'armature de carcasse 7 est de manière connue en soi constituée d'au moins une nappe renforcée par des câbles dits 5 « radiaux », par exemple textiles ou métalliques, c'est-à-dire que ces câbles sont disposés pratiquement parallèles les uns aux autres et s'étendent d'un bourrelet à l'autre de manière à former un angle compris entre 80° et 90° avec le plan circonférentiel médian EP. Une couche étanche 10 s'étend d'un bourrelet à l'autre radialement intérieurement relativement à l'armature de carcasse 7. 10 [0040] La bande de roulement 9 comporte quatre rainures 11, 12, 13 et 14 en allant du côté extérieur E vers le côté intérieur I. Chaque rainure comporte une face extérieure 11.1, 12.1, 13.1 et 14.1, un fond de rainure 11.2, 12.2, 13.2 et 14.2 et une face intérieure 11.3, 12.3, 13.3 et 14.3. [0041] Cette bande de roulement 9 comporte aussi un renforcement circonférentiel 20 15 constitué d'un élément de renforcement 22 disposé de façon adjacente à la paroi extérieure 12.1 de la deuxième rainure 12. Cet élément de renforcement 20 s'appuie contre la paroi radialement extérieure de l'armature de sommet 6 et a une section sensiblement triangulaire. Cet élément de renforcement constitue en partie la paroi extérieure 12.1 de la rainure 12. 20 [0042] Le renforcement circonférentiel 20 s'oppose au basculement et au cisaillement de la nervure adjacente extérieurement à la nervure 12 lors de fortes sollicitations transversales du pneumatique orientées axialement de l'extérieur vers l'intérieur par exemple lors d'un virage du véhicule sur lequel est monté le pneumatique en direction du côté intérieur du pneumatique. [0043] Les figures 2 à 7 présentent des coupes radiales de bandes de roulement selon différents modes de réalisation de l'invention dans le cas de sculptures à trois rainures circonférentielles. [0044] La bande de roulement 30 de la figure 2 comporte trois rainures 11, 12 et 13 ainsi qu'un renforcement circonférentiel 32 comprenant deux éléments de renforcement 30 circonférentiels 34 et 36. L'élément de renforcement circonférentiel 34 est disposé comme P10-3587 FR 3035616 à la figure 1 de façon adjacente à la paroi extérieure 12.1 de la deuxième rainure 12. Cet élément de renforcement circonférentiel 34 s'appuie contre la paroi radialement extérieure de l'armature de sommet 6 et constitue en partie la paroi extérieure 12.1 de la rainure 12. [0045] L'élément de renforcement circonférentiel 36 additionel est disposé de façon 5 adjacente à la paroi extérieure 11.1 de la première rainure 11. Il s'oppose par sa présence au cisaillement et au basculement des éléments de sculpture adjacents extérieurement à la première rainure 11 et coopère ainsi à l'action de l'élément de renforcement circonférentiel 34 lors de sollicitations transversales fortes du pneumatique [0046] Le renforcement circonférentiel 42 de la bande de roulement 40 de la figure 3 10 comprend trois éléments de renforcement circonférentiels 44, 46 et 48. L'élément de renforcement circonférentiel additionnel 48 relativement au renforcement circonférentiel 32 est disposé de façon adjacente à la paroi extérieure 13.1 de la troisième rainure. Les trois éléments de renforcement circonférentiels de cette bande de roulement coopèrent pour s'opposer aux basculement et au cisaillement des éléments de sculptures adjacents 15 extérieurement aux trois rainures lors de sollicitations transversales fortes orientées de l'extérieur vers l'intérieur. [0047] La figure 4 présente un mode de réalisation d'une bande de roulement 50 selon l'un des objets de l'invention dans lequel le renforcement circonférentiel 52 comporte comme à la figure 3 trois éléments 54, 56 et 58 et un élément de renforcement 20 circonférentiel additionnel 59. Cet élément de renforcement circonférentiel 59 est disposé de façon adjacente à la paroi intérieure 13.3 de la rainure 13. Cet élément de renforcement circonférentiel 59 s'oppose au basculement et au cisaillement des éléments de sculpture adjacents intérieurement à la troisième rainure 13 lors de sollicitations transversales orientées de l'intérieur vers l'extérieur. Dans un tel cas, compte tenu de la dynamique des 25 véhicules en virage, les sollicitations orientées de l'intérieur vers l'extérieur sont nettement moins fortes que celles orientées dans l'autre direction et il est inutile d'ajouter d'autres éléments de renforcement circonférentiels. Dans un virage pris à la limite d'adhérence, le pneu disposé sur le véhicule à l'intérieur du virage est fortement déchargé, compte tenu de la dynamique des véhicules en virage. Ce pneu intérieur virage est tout de même contributif de l'adhérence transversale par son épaule d'attaque, situé vers le véhicule. La P10-3587 FR 3035616 présence d'un renforcement sur le pneu asymétrique permet d'augmenter la poussée globale à l'essieu, résultant de la poussée des deux pneus du même essieu. [0048] A la figure 5, la bande de roulement 60 comprend un renforcement circonférentiel 62 composé de quatre éléments de renforcement circonférentiels 64, 66, 68 et 69 disposés 5 de façon similaire à la figure 4. Ces quatre éléments de renforcement circonférentiel ont une base 61 et une partie haute 63. Dans l'exemple de réalisation présenté, les bases 61 s'étendent sous les nervures ou éléments de sculptures adjacents aux trois rainures. Ces extensions renforcent la rigidification apportée par les différents éléments de renforcement circonférentiels. La hauteur radiale des bases 61 est strictement inférieure à la position 10 radiale des fonds des rainures. Le fond des nervures est ainsi toujours constitué uniquement par le mélange de la bande de roulement. [0049] A la figure 6, la bande de roulement 70 comprend un renforcement circonférentiel composé comme à la figure 5 de quatre éléments de renforcement circonférentiel 74, 76, 78 et 79. Ces éléments de renforcement circonférentiel sont tels que leurs bases 71 15 s'étendent sous les rainures adjacentes. Comme précédemment, ces extensions renforcent la rigidification apportée par les différents éléments de renforcement circonférentiel. [0050] La forme des éléments de renforcement circonférentiel présentés est triangulaire mais cette forme peut varier et les parois latérales peuvent être concaves, convexes ou en escaliers notamment sans sortir du cadre de cet invention. 20 [0051] Dans les exemples présentés, l'angle a fait par ces deux parois latérales est de l'ordre de 40 degrés, soit entre 35 et 45 degrés. [0052] La hauteur radiale des éléments de renforcement circonférentiel peut atteindre la face de contact des éléments de sculpture lorsque le pneumatique est neuf, mais aussi être inférieure. Elle ne doit pas être inférieure à la demi-hauteur des éléments de sculpture pour 25 pouvoir avoir une action pendant toute la durée de vie du pneumatique. [0053] Les éléments de renforcement circonférentiel doivent servir de point d'appui pour s'opposer aux cisaillement et au basculement des éléments de sculpture qui les contiennent. Pour cela le mélange constituant ces éléments de renforcement circonférentiel est de préférence très notablement plus rigide que celui de la bande de roulement. À titre P10-3587 FR 3035616 -10- préférentiel, le module dynamique G* mesuré à 60°C, à 10 Hz et sous une contrainte de cisaillement alterné de 0,7 MPa est supérieur à 20 MPa, et très préférentiellement supérieur à 30 MPa. [0054] De telles mélanges sont décrits notamment dans la demande WO 2011/045342 Al 5 des Demanderesses. [0055] L'homme du métier saura adapter les formulations décrites dans cette demande et rappelées ci-dessous pour obtenir des mélanges adaptés à l'utilisation décrite. Tableau 1 Constituant C.1 C.2 C.3 C.4 C.5 NR (1) 100 100 100 100 100 Noir de carbone (2) 70 70 70 70 70 Résine Formophénolique (3) 12 - - - - Résine époxyde (4) - 12 12 12 12 ZnO (5) 3 3 3 3 3 Acide stéarique (6) 2 2 2 2 2 6PPD (7) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 HMT (8) 4 - - - - 3,3'-diaminobenzidine (9) - 4 - - - p-xylylènediamine (10) - - 4 - - 1,3bis(aminométhyl)cyclohexane(11) - - - 4 - 1,8-diaminooctane (12) - - - - 4 Soufre 3 3 3 3 3 CBS (13) 2 2 2 2 2 (1) Caoutchouc Naturel ; 10 (2) Noir de carbone N326 (dénomination selon la norme ASTM D-1765) ; (3) Résine formophénolique novolac (« Peracit 4536K » de la société Perstorp) ; (4) Résine époxyde (« DEN 439 » de la société Uniqema) ; (5) Oxyde de zinc (grade industriel - société Umicore) ; (6) Stéarine (« Pristerene 4931 » de la société Uniqema) ; 15 (7) N-1,3-diméthylbutyl-N-phénylparaphénylènediamine (Santoflex 6-PPD de la société Flexsys) ; (8) Hexaméthylènetétramine (de la société Degussa) ; (9) 3,3'-diaminobenzidine (de la société Sigma-Aldrich) ; P10-3587 FR 3035616 (10) p-xylylènediamine (de la société Sigma-Aldrich) ; (11) 1,3bis(aminométhyl)cyclohexane (de la société Sigma-Aldrich) ; (12) 1,8-diaminooctane (de la société Sigma-Aldrich) ; (13) N-cyclohexyl-benzothiazyl sulphénamide(Santocure CBS de la société Flexsys). 5 [0056] L'ensemble de ces formulations permet d'obtenir des mélanges de rigidité élevée notamment grâce à l'action combinée d'une résine époxyde et d'un durcisseur aminé. [0057] La figure 7 présente une bande de roulement 100 comportant un renforcement circonférentiel 102 comportant trois éléments de renforcement circonférentiel 104, 106 et 108 disposés comme à la figure 3 à proximité des trois rainures et extérieurement. Mais, 10 dans cet exemple, les parois latérales intérieures des trois éléments de renforcement circonférentiel ne constituent pas un partie des faces extérieures des nervures mais sont décalées axialement extérieurement pour s'écarter de ces faces extérieures des nervures d'une distance a de 1.à 8 mm et préférentiellement de 2 à 5 mm. Ce décalage permet de ne pas perturber le moulage des nervures lors de la vulcanisation des pneumatiques sans 15 diminuer l'efficacité des éléments de renforcement circonférentiel. [0058] À cette figure 7, on note aussi que l'élément de renforcement circonférentiel 104 a sa partie haute qui s'étend radialement jusqu'à la face extérieure de l'élément de sculpture. Cela facilite l'évacuation des charges électrostatiques en raison du caractère conducteur du mélange de l'élément de renforcement circonférentiel. 20 [0059] L'homme du métier, concepteur de pneumatiques pourra adapter le nombre et la position des éléments de renforcement circonférentiel pour obtenir une résistance optimale aux basculement et cisaillement des nervures et éléments de sculpture. Tests [0060] Les mélanges caoutchouteux sont caractérisés comme indiqué ci-après. 25 [0061] Les propriétés dynamiques sont bien connu des hommes du métier. Ces propriétés sont mesurées sur un viscoanalyseur (Metravib VA4000) avec des éprouvettes moulées à partir de mélanges crus ou d'éprouvettes collées ensemble à partir de mélanges vulcanisés. Les éprouvettes utilisées sont décrites dans la norme ASTM D 5992-96 (on utilise la version publiée en septembre 2006 mais initialement approuvée en 1996) à la figure X2.1 30 (éprouvettes circulaires). Le diamètre « d » des éprouvettes est de 10 mm (la section P10-3587 FR 3035616 -12- circulaire est ainsi de 78.5 mm2), l'épaisseur « L » de chaque portion de mélange est de 2 mm, donnant un rapport « d/L » de 5 (par opposition au standard ISO 2856, mentionné au paragraphe X2.4 du standard ASTM, qui recommande une valeur d/L de 2). [0062] On enregistre la réponse d'un échantillon de composition vulcanisée soumis à une 5 sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquence de 10 Hz. La contrainte de cisaillement maximale imposée est de 0.7 MPa. [0063] Les mesures sont faites avec une variation de température de 1,5°C par minute, d'une température minimale inférieure à la température de transition vitreuse (Tg) du mélange ou caoutchouc jusqu'à une température maximale supérieure à 100°C. Avant le 10 commencement du test, l'éprouvette est conditionnée à la température minimale pendant 20 minutes pour garantir une bonne homogénéité de température dans l'éprouvette. 10064] Le résultat utilisé est notamment température de 60°C. la valeur du module dynamique G* à la [0065] Les performances des pneumatiques selon les objets de l'invention ont été 15 mesurées lors des essais suivants : Distance de freinage longitudinal : on mesure la distance nécessaire pour passer de 80 à 20 km/h sur sol mouillé. Rigidité de dérive : on mesure en roulage la force axiale de poussée latérale du pneumatique pour un angle de dérive donné.

20 Test de vitesse sur circuit de Charade : le test consiste à faire quatre tours de circuit et la performance retenue est la moyenne des quatre chronos. On fait un test avec des pneumatiques témoins au début et à la fin des essais pour pouvoir corriger une éventuelle dérive par exemple liée à une évolution des conditions de température air et température sol.

25 Essais [0066] La figure 8 présente de façon très schématique une coupe de la bande de roulement des pneumatiques utilisés pour les tests véhicules. [0067] La bande de roulement 110 comporte quatre rainures 11, 12, 13 et 14. Deux mélanges constituent la bande de roulement, le mélange 113 radialement extérieur et la P10-3587 FR 3035616 -13- sous-couche 115. Elle comporte aussi un renforcement circonférentiel 112 comprenant cinq éléments de renforcement circonférentiel 114, 116, 118, 119 et 120. Les éléments de renforcement circonférentiel 114, 116 et 118 sont disposés chacun de façon adjacente à une face extérieure d'une des trois nervures disposées le plus vers l'extérieur. Les éléments de 5 renforcement circonférentiel 119 et 120 sont eux disposés de façon adjacente à une face intérieure d'une des deux nervures disposées le plus vers l'intérieur. La troisième nervure est ainsi renforcée par deux éléments de renforcement circonférentiel. Chaque élément de renforcement circonférentiel est de forme sensiblement triangulaire, est destiné à être en contact direct avec la surface radialement extérieure de l'architecture du sommet du 10 pneumatique dont doit faire partie la bande de roulement et l'une de ses parois latérales constitue en partie une face latérale d'une nervure. Chaque élément de renforcement circonférentiel a sa base qui se prolonge sous le fond de la nervure adjacente. La sous-couche est interrompue par les éléments de renforcement circonférentiel.

100681 La bande de roulement 110 des pneumatiques d'essais a été réalisée de façon 15 artisanale. Un profilé de longueur correspondant à un multiple du périmètre d'un pneumatique d'essai des deux mélanges constituant la bande de roulement 113 et la sous-couche 115 a été obtenu par coextrusion. Ce profilé comportait quatre rainures.

100691 Des profilés de même longueur correspondant aux quatre éléments de renforcement circonférentiel ont aussi été réalisés par extrusion.

20 100701 Puis quatre volumes de mélange correspondant chacun au volume et à la forme d'un élément de renforcement circonférentiel ont été retirés du profilé coextrudé des deux mélanges de la bande de roulement avec une gouge chauffante et on a mis en place manuellement les quatre éléments de renforcement circonférentiel dans les quatre volumes ainsi préparés.

25 100711 Les bandes de roulement ainsi assemblées ont alors été mises en place de façon bien connue d'un homme du métier au sommet d'un pneumatique pour le compléter. Les pneumatiques complets ont alors été vulcanisés comme usuellement dans une presse de cuisson. P10-3587 FR 3035616 - 14 - [0072] Les pneumatiques de référence sont de marque Michelin, types Pilot Sport 3, de dimension 225/45 R17, pression 2.3 bars à l'avant et 2.7 bars à l'arrière et le véhicule de l'essai une Renault Clio Cup. [0073] Ces pneumatiques de référence R1 ont une bande de roulement avec un mélange 5 dont le module dynamique de cisaillement G* à 60°C est de 1,4 MPa. [0074] D'autres pneumatiques de référence R2 ont aussi été réalisés. La bande de roulement de ces pneumatiques est identique à celle de la figure 10 à l'exception des quatre éléments de renforcement circonférentiel et de la sous-couche qui sont absents. Ces pneumatiques ont une sculpture constituée uniquement par les quatre rainures 10 circonférentielles indiquées. [0075] Le mélange de bande de roulement des pneumatiques de référence R2 a une valeur de G* à 60°C de 0,9 MPa. [0076] Les pneumatiques d'essais El ont un mélange de bande de roulement dont la valeur de G* est de 0,9 MPa et les éléments de renforcement circonférentiel sont réalisés 15 avec un mélange dont la valeur de G* est de 30 MPa. Ces pneumatiques El ont un renforcement circonférentiel correspondant à celui de la figure 8 mais pas de sous-couche. [0077] D'autres pneumatiques E2 conformes à l'invention ont été réalisés avec une bande de roulement et un renforcement circonférentiel comme El mais en plus une sous-couche de module dynamique G* égal à 5 MPa. Cette sous-couche est interrompue par les quatre 20 éléments de renforcement circonférentiel comme indiqué sur la figure 8. [0078] Les éléments de renforcement circonférentiel ont un angle entre leurs parois latérales de-40 degrés. Tableau 2 Freinage sol mouillé Rigidité de dérive 80 - 20 km/h R1 100 100 R2 115 85 E1 110 100 P10-3587 FR 3035616 - 15 - [0079] L'utilisation d'une bande de roulement de plus faible rigidité diminue très normalement la rigidité de dérive du pneumatique et améliore la performance freinage sur sol mouillé. [0080] Le pneumatique testé selon l'invention permet d'obtenir un gain de 40 points dans 5 la performance de freinage sur sol mouillé tout en retrouvant une rigidité de dérive comparable à celle du témoin Rl. Tableau 3 Chrono Gain chrono R1 2 min 18 s - R2 2 min 17.7 0.3 s El 2 min 17.2 0.8s E2 2 min 17.0 1.0 s [0081] Un gain est considéré comme significatif à partir de 0.3 s sur ce circuit. 10 [0082] On constate que l'utilisation d'une bande de roulement dont le mélange est nettement moins rigide n'entraîne qu'un gain à peine significatif alors que les résultats obtenus avec les pneumatiques comportant des renforcements circonférentiels selon l'invention sont très nettement marqués. [0083] La présence des renforcements circonférentiels dans la bande de roulement permet 15 ainsi d'utiliser pleinement le potentiel d'adhérence de mélanges de bande de roulement de plus faible rigidité. [0084] Par la combinaison du choix du mélange de la bande de roulement, du choix du mélange de la sous-couche et des renforcements circonférentiels il est alors possible pour le concepteur pneu de décaler les compromis entre l'adhérence et respectivement le 20 comportement et la résistance au roulement, ce qui n'est pas atteignable par le choix d'un seul matériau de la bande de roulement. P10-3587 FR

Claims

REVENDICATIONS1. Pneumatique (1) ayant un axe de rotation et un plan médian perpendiculaire à l'axe de rotation, et comprenant : - deux bourrelets (4) ; - deux flancs (3) reliés aux bourrelets ; - un sommet (2) relié aux extrémités des deux flancs avec -. une armature de sommet (6) ; et - une bande de roulement (9, 30, 40, 50, 60, 70, 100, 110) radialement extérieure, la bande de roulement comprenant : o une pluralité d'éléments de sculpture avec des faces latérales (11.1, 11.3, 12.1, 12.3, 13.1, 13.3, 14.1, 14.3) et une face de contact destinée à venir en contact avec la chaussée pendant le roulage du pneumatique ; o une pluralité de rainures circonférentielles (11, 12, 13, 14) chacune délimitée par des faces latérales d'éléments de sculpture adjacents, en vis-à-vis l'une par rapport à l'autre, et délimitée par un fond (11.2, 12.2, 13.2, 14.2) ; o un renforcement circonférentiel (20, 32, 42, 52, 62, 72, 102, 112) constitué d'un mélange caoutchouteux de dureté supérieure à la dureté du mélange caoutchouteux du reste de la bande de roulement ; caractérisé en ce que, le pneumatique ayant un côté extérieur (E) et un côté intérieur (I), le renforcement circonférentiel comporte un élément de renforcement (22, 34, 36, 44, 46, 48, 54, 56, 58, 59, 64, 66, 68, 69, 74, 76, 78, 79, 104, 106, 108, 114, 116, 117, 118, 119, 120) placé dans les éléments de sculpture disposés axialement extérieurement relativement à la deuxième rainure circonférentielle (12) de la bande de roulement en allant de l'extérieur vers l'intérieur et axialement à proximité de ladite rainure circonférentielle, et en ce que l'élément de renforcement s'étend radialement de la surface radialement extérieure de ladite armature de sommet vers l'extérieur de ladite bande de roulement avec une largeur axiale qui diminue progressivement et sur une hauteur partielle ou totale de l'épaisseur de la bande de roulement. P10-3587 FR 3035616 -17-
2. Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel, la bande de roulement (40, 50, 60, 70, 100, 110) ayant au moins trois rainures circonférentielles (11, 12, 13), le renforcement circonférentiel (42, 52, 62, 72, 102, 112) comporte aussi un élément de renforcement placé dans les éléments de sculpture adjacents extérieurement à la troisième rainure 5 circonférentielle (13) de la bande de roulement en allant de l'extérieur vers l'intérieur et axialement à proximité de ladite troisième rainure circonférentielle.
3. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le renforcement circonférentiel (32, 42, 52, 62, 72, 102, 112) comporte aussi un élément de 10 renforcement placé dans les éléments de sculpture adjacents extérieurement à la première rainure circonférentielle (11) de la bande de roulement en allant de l'extérieur vers l'intérieur et axialement à proximité de ladite première rainure circonférentielle.
4. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le 15 renforcement circonférentiel (42, 52, 62, 72, 102) comporte des éléments de renforcement placés dans tous les éléments de sculpture adjacents extérieurement à une rainure circonférentielle.
5. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le 20 renforcement circonférentiel (52, 62, 72, 112) comporte aussi un élément de renforcement placé dans les éléments de sculpture adjacents intérieurement à la rainure circonférentielle la plus proche axialement du côté intérieur du pneumatique.
6. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel 25 l'angle des deux parois latérales du ou des éléments de renforcement est compris entre 35 et 45 degrés.
7. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, les éléments de renforcement comportant une base (61, 71, 111) dont la hauteur radiale est 30 strictement inférieure à la distance entre le fond d'une rainure circonférentielle et la surface radialement extérieure de l'armature de sommet et une partie haute (63, 73), ladite partie P10-3587 FR 3035616 -18- haute s'étend radialement extérieurement jusqu'au moins la demi-hauteur des faces latérales des rainures circonférentielles adjacentes.
8. Pneumatique selon la revendication 7, dans lequel la partie haute des éléments de 5 renforcement constitue au moins une partie de la face latérale de la rainure circonférentielle adjacente.
9. Pneumatique selon la revendication 7, dans lequel la partie haute (104, 106, 108) des éléments de renforcement est disposé à une distance axiale de 1 à 8 mm et 10 préférentiellement de 2 à 5 mm de la face latérale de la rainure circonférentielle adjacente.
10. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la base (71, 111) des éléments de renforcement s'étend axialement sous au moins une partie des fonds desdites rainures circonférentielles adjacentes. 15
11. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel la base (61) des éléments de renforcement s'étend axialement sous les éléments de sculpture du côté opposé aux rainures circonférentielles adjacentes. 20
12. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mélange constitutif du renforcement circonférentiel a un module dynamique G* mesuré à 60°C à 10 Hz et sous une contrainte de cisaillement alterné de 0,7 MPa supérieur à 20 MPa et préférentiellement supérieur à 30 MPa. 25
13. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mélange de bande de roulement a un module dynamique G* mesuré à 60°C à 10 Hz et sous une contrainte de cisaillement alterné de 0,7 MPa inférieur ou égal à 1,3 MPa.
14. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la 30 bande de roulement comporte deux mélanges distincts disposés axialement l'un au-dessus de l'autre. P10-3587 FR