Brevet FR2984802A1 — publié le 20130628

BANDE DE ROULEMENT COMPORTANT DES BLOCS OBLIQUES DOMAINE DE L'INVENTION [01] La présente invention concerne une bande de roulement pour pneumatique pour roulages hivernaux et plus particulièrement une bande de roulement pour pneumatique comportant des blocs orientés principalement selon une direction oblique. ETAT DE LA TECHNIQUE [2] Pour améliorer l'adhérence sur un sol enneigé d'un pneumatique pour roulages hivernaux, dit pneumatique neige, il est connu d'utiliser dans la bande de roulement un matériau caoutchouteux présentant un faible module élastique. La rigidité globale des blocs constituant cette bande de roulement est alors diminuée et leur résistance à l'usure peut également diminuer. [3] Afin d'améliorer la rigidité des blocs tout en conservant une bonne résistance à l'usure, il est connu de former une bande de roulement avec des blocs inclinés faisant un angle supérieur à 0° avec une direction axiale. De cette manière, chaque bloc offre une poutre apparente plus importante vis-à-vis des sollicitations exercées sur ce bloc. [4] Toujours pour améliorer la rigidité des blocs, il est connu de pourvoir les faces latérales des blocs avec une couche d'un matériau de recouvrement présentant un module élastique supérieur au module élastique du matériau caoutchouteux. Cependant l'utilisation d'un tel matériau de recouvrement peut entraîner une augmentation du bruit généré par le pneumatique au cours de son roulage. [5] Il existe donc un besoin pour optimiser le compromis entre l'adhérence sur un sol enneigé d'un pneumatique neige et le bruit généré par ce pneumatique au cours de son roulage. DEFINITIONS [6] Par « pneumatique », on entend tous les types de bandages élastiques soumis à une pression interne ou non. [7] Par « pneumatique neige » (« snow tyre » ou « winter tyre » en 5 anglais), on entend un pneumatique repéré par une inscription M+S ou M.S. ou encore M&S, marquée sur au moins un des flancs du pneumatique. Ce pneumatique neige se caractérise par un dessin de la bande de roulement et une composition caoutchoutique destinés avant tout à assurer, dans la boue et la neige fraîche ou fondante, un comportement meilleur que celui d'un pneumatique du type routier (en anglais appelé 10 « road type tyre ») conçu pour rouler sur des sols non enneigés. [8] Par « bande de roulement » d'un pneumatique, on entend une quantité de matériau caoutchoutique délimitée par des surfaces latérales et par deux surfaces principales dont l'une est destinée à entrer en contact avec une chaussée lorsque le pneumatique roule. 15 [09] Par « surface de roulement », on entend la surface formée par les points de la bande de roulement du pneumatique qui entrent en contact avec la chaussée lorsque le pneumatique roule. [10] Par « bloc », on entend des éléments en relief délimités par des découpures (« cut-out »), c'est-à-dire des rainures (« groove » en anglais), et/ou des 20 incisions (« sipe » en anglais). [11] Par « coin » appartenant à la surface de contact d'un bloc, on entend un secteur délimité par deux côtés de la surface de contact du bloc. Ces deux côtés se coupent pour former, par exemple, un angle aigu. En variante, l'extrémité du coin formée par ces deux côtés peut être arrondie, biseautée ou autres. 25 [12] Par « rainure », on entend une découpure dont les faces de matière ne se touchent pas dans les conditions usuelles de roulage. Généralement, la largeur d'une rainure est supérieure ou égale à 2 mm. [13] Par « incision », on entend une découpure dont les faces de matière se touchent dans les conditions usuelles de roulage. Généralement, la largeur d'une 30 incision est inférieure à 2 mm. [14] Par « module d'élasticité » d'un matériau élastique, on entend le rapport entre la variation de contrainte et la variation de déformation lorsque ce matériau est soumis à des efforts de traction ou de compression. RE SUME DE L'INVENTION [15] L'invention concerne une bande de roulement en matériau caoutchouteux pour pneumatique pour roulages hivernaux, ce pneumatique comprenant une pluralité de blocs de hauteur H, chaque bloc comportant une face de contact destinée à entrer en contact avec un sol au cours d'un roulage du pneumatique et au moins une face latérale, cette face latérale étant recouverte par une couche d'un matériau de recouvrement sur au moins 50% de sa surface. La face de contact du bloc comporte une zone d'attaque destinée à entrer en contact en première avec le sol au cours du roulage du pneumatique, cette zone d'attaque étant un coin d'attaque. Le matériau de recouvrement a un module élastique supérieur au module élastique du matériau caoutchouteux composant le bloc et la face latérale comporte une zone non recouverte par le matériau de recouvrement, cette zone non recouverte s'étendant du coin d'attaque sur au moins 1/3 de la hauteur du bloc. [16] Le bloc de la bande de roulement va toucher le sol en premier au niveau du coin d'attaque. Les conditions dans lesquelles ce contact est réalisé 20 déterminent l'intensité des bruits au roulage du pneumatique. [17] L'invention propose de ne pas mettre de matériau de recouvrement au niveau du coin d'attaque de la face de contact. De cette manière, le bloc reste suffisamment élastique au niveau de ce coin pour limiter l'intensité des bruits liés au contact de ce coin avec le sol. En outre, comme les faces latérales du bloc sont 25 recouvertes sur au moins 50% de leur surface par le matériau de recouvrement, on maintient la rigidité globale du bloc ce qui garantit une bonne adhérence du pneumatique sur un sol enneigé. [18] Dans une variante de réalisation, l'incision s'étend sur la face de 30 contact du bloc à partir du coin d'attaque. [19] L'incision permet de donner encore plus de souplesse au coin d'attaque de la surface de contact. On diminue ainsi encore plus les bruits liés au contact du coin d'attaque avec le sol. [20] Dans une variante de réalisation, l'incision à une profondeur variable dans le bloc, la profondeur de cette incision augmentant lorsque celle-ci s'éloigne du coin d'attaque. [21] En donnant une profondeur variable à l'incision de telle manière que celle-ci s'enfonce dans le bloc de manière plus importante plus celle-ci s'éloigne du coin d'attaque, on maintient une certaine rigidité du bloc. On évite ainsi une dégradation trop grande de ce bloc au niveau de son coin d'attaque sous l'effet des contacts répétés avec le sol. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [22] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une vue partielle d'une bande de roulement d'un pneumatique conforme à l'invention ; - la figure 2 représente une vue en perspective d'un bloc appartenant à la bande de roulement de la figure 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 représente une vue en perspective d'un bloc appartenant à la bande de roulement de la figure 1 selon un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 4 représente est une vue en coupe du bloc de la figure 3. [23] Dans la description qui va suivre, des éléments sensiblement identiques ou similaires seront désignés par des références identiques. [24] La figure 1 représente schématiquement une vue partielle d'une bande de roulement 1 conforme à l'invention. Cette bande de roulement comprend une pluralité de blocs 3 en relief. Les blocs 3 sont ici globalement parallélépipédiques et s'étendent principalement selon une direction d'extension J. Cette direction d'extension J fait un angle non nul y par rapport à une direction axiale Y du pneumatique. Dans une variante de réalisation, les blocs peuvent avoir une toute autre forme telle qu'une forme cylindrique. [25] La figure 2 est une vue en perspective d'un bloc de la figure 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce bloc 3 présente une hauteur H et une longueur L. Plus particulièrement, le bloc 3 comprend des faces latérales 5 et une face de contact 7 reliant ces faces latérales 5. Chaque face latérale 5 est recouverte par une couche 9 d'un matériau de recouvrement sur au moins 50% de la surface de la face. Le matériau de recouvrement présente des bonnes caractéristiques de rigidité, c'est-à-dire une bonne capacité à résister à une déformation élastique sous des efforts de compression et/ou de cisaillement. [26] Plus particulièrement, le matériau de recouvrement présente un module élastique supérieur au module élastique du matériau caoutchouteux composant le bloc 3. Un tel matériau de recouvrement est par exemple un matériau élastomère dont le module dynamique de cisaillement G* soumis à une contrainte maximale alternée de 0,7 MPa, à une fréquence de 10 Hz et à une température de -10°C est supérieur à 200 MPa et de préférence supérieur 300 MPa. Dans le présent document, les termes « module élastique G' » et « module visqueux G" » désignent des propriétés dynamiques bien connues de l'homme du métier. Ces propriétés sont mesurées sur un viscoanalyseur de type Metravib VA4000 sur des éprouvettes moulées à partir de compositions crues. Des éprouvettes telles que celles décrites dans la norme ASTM D 5992 - 96 (version publiée en Septembre 2006, initialement approuvée en 1996) à la figure X2.1 (mode de réalisation circulaire) sont utilisées. Le diamètre de l'éprouvette est de 10 mm (elle a donc une section circulaire de 78.5 mm2), l'épaisseur de chacune des portions de composition caoutchouteuse est de 2 mm, ce qui donne un ratio « diamètre sur épaisseur » de 5 (contrairement à la norme ISO 2856, mentionnée dans la norme ASTM, paragraphe X2.4, qui préconise une valeur d/L de 2). On enregistre la réponse d'un échantillon de composition caoutchouteuse vulcanisée soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquence de 10 Hz. L'éprouvette est sollicitée en cisaillement sinusoïdal à 10 Hz, à contrainte imposée (0.7 MPa), symétriquement autour de sa position d'équilibre. La mesure est réalisée au cours d'une rampe de température croissante de 1,5°C par minute, depuis une température Tmin inférieure à la température de transition vitreuse (Tg) du matériau, jusqu'à une température Tmax qui peut correspondre au plateau caoutchoutique du matériau. Avant de commencer le balayage, on stabilise l'échantillon à la température Tmin pendant 20 min pour avoir une température homogène au sein de l'échantillon. Le résultat exploité est le module élastique de cisaillement dynamique (G') et le module visqueux de cisaillement (G") aux températures choisies (en l'occurrence, 0°, 5° et 20°C). Le « module complexe » G* se définit comme la valeur absolue de la somme complexe des modules élastique G' et visqueux G" : G* = (G'2 +G"2 ) . [27] Dans une variante de réalisation, le matériau élastomère de la couche de recouvrement comprend une composition à base d'au moins un élastomère diénique très fortement chargé en souffre, tel que de l'ébonite. [28] Dans une autre variante de réalisation, la couche de recouvrement comprend un assemblage de fibres, par exemple un assemblage tridimensionnel de fibres formant un feutre. Les fibres de ce feutre peuvent être choisies dans le groupe des fibres textiles, des fibres minérales et de leur mélange. On notera également que les fibres de ce feutre peuvent être choisies parmi des fibres textiles d'origine naturelle, par exemple, dans le groupe des fibres de soie, de coton, de bambou, de cellulose, de laine et de leurs mélanges. [29] Dans une autre variante de réalisation, le matériau élastomère de la couche de recouvrement comprend une composition à base d'au moins un polymère thermoplastique, tel que du polyéthylène téréphtalate (PET). Un tel polymère peut présenter un module de Young supérieur à 1 GPa.30 [30] La figure 3 présente une variante de réalisation dans laquelle les zones non recouvertes 11a, 1 lb des faces latérales ont une forme globalement triangulaire. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le bloc 3 comprend également une incision 13 s'étendant sur la face de contact 7 du bloc à partir du coin d'attaque 9. Cette incision forme un angle 0 avec une des arêtes formant le coin 9. Cet angle 0 est, par exemple, compris entre 30° et 60°. On notera ici que la profondeur de l'incision 13 dans le bloc est constante. [31] En variante, la profondeur de cette incision 13 est variable dans le bloc. Par exemple, cette profondeur augmente plus on s'éloigne du coin d'attaque 9. La figure 4 illustre une telle variante. Plus particulièrement, la figure 4 illustre une variante dans laquelle la profondeur de l'incision suit une évolution selon une courbure 15. [32] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et 15 diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. [33] Ainsi, la face de contact comporte également une zone de fuite entrant en dernière en contact avec le sol. Cette zone de fuite comporte un coin de fuite et des faces latérales du bloc comportent des zones non recouvertes par le matériau de recouvrement. Ces zones non recouvertes s'étendant du coin de fuite sur au moins 1/3 20 de la hauteur du bloc. [34] En variante, les faces latérales du bloc comportent des zones non recouvertes par le matériau de recouvrement, ces zones non recouvertes s'étendant à partir des 4 coins de la face de contact. [35] Dans un autre mode de réalisation, la face de contact du bloc 25 comprend 4 incisions s'étendant à partir des 4 coins de la face de contact. Ces 4 incisions rejoignent des extrémités d'une incision principale s'étendant sur au moins 60% de la longueur L du bloc dans la direction d'extension J du bloc. REVENDICATIONS1. Bande de roulement en matériau caoutchouteux pour pneumatique pour 5 roulages hivernaux, ce pneumatique comprenant une pluralité de blocs (3) de hauteur H, chaque bloc comportant une face de contact (7) destinée à entrer en contact avec un sol au cours d'un roulage du pneumatique et au moins une face latérale (5), cette face latérale étant recouverte par une couche d'un matériau de recouvrement sur au moins 50% de sa surface, la face de contact comportant une zone d'attaque destinée à entrer en 10 contact en première avec le sol au cours du roulage du pneumatique caractérisée en ce que cette zone d'attaque est un coin d'attaque (9) et en ce que le matériau de recouvrement a un module élastique supérieur au module élastique du matériau caoutchouteux composant le bloc et en ce que la face latérale comporte une zone non recouverte (11a, 11b) par le matériau de recouvrement, cette zone non recouverte 15 s'étendant du coin d'attaque sur au moins 1/3 de la hauteur du bloc. 2. Bande de roulement selon la revendication 1, caractérisée en ce que cette bande de roulement comprend une incision (13) s'étendant sur la face de contact du bloc à partir du coin d'attaque. 20 3. Bande de roulement selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'incision a une profondeur variable dans le bloc, la profondeur de cette incision augmentant plus celle-ci s'éloigne du coin d'attaque (9). 25 4. Bande de roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la couche de recouvrement comprend un matériau élastomère dont le module dynamique de cisaillement G* soumis à une contrainte maximale alternée de 0,7 MPa, à une fréquence de 10 Hz et à une température de -10°C est supérieur à 200 MPa et de préférence supérieur 300 MPa. 30