Brevet FR3026055A1 — publié le 20160325

PNEUMATIQUE DONT LA BANDE DE ROULEMENT COMPORTE UN GRADIENT DE RIGIDITE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention concerne un pneumatique comportant deux flancs, un sommet pourvu radialement extérieurement d'une bande de roulement, une structure de renfort de type carcasse, au moins une armature de sommet, et des moyens permettant de réduire le bruit de roulement. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] On connaît des pneumatiques pourvus de dispositifs ou moyens permettant de réduire le bruit de roulement. La plupart du temps, les atténuateurs de bruit sont en mousse avec de nombreuses porosités et sont disposés soit contre la paroi interne de la bande de roulement ou contre la jante. Ces inserts, du fait de leur grand volume, présentent une masse sensiblement importante. Ils constituent par ailleurs un composant additionnel au niveau de la roue. [0003] Le document EP 2554617 décrit un pneumatique pourvu d'une couche de mousse anti-bruit collée à l'intérieur du pneumatique, sous la bande de roulement. Un adhésif à base de silicone est appliqué sur la surface réceptrice avant l'application de la couche de mousse. Le procédé d'application en deux étapes, dont l'étape d'application de la couche de mousse implique une manipulation fastidieuse d'une couche difficile à manipuler, est complexe, coûteux et sujet à des aléas. [0004] La demande W02012161314 décrit un pneumatique comportant une paire de tringles, une couche de carcasse de forme toroïdale et s'étend entre la paire de tringles et une partie de bande de roulement qui a une surface de contact avec la route. La partie de bande de roulement comprend une section centrale qui n'inclut pas une couche de caoutchouc mousse, et une section extérieure qui comprend la P10-3411fr couche de caoutchouc mousse. Les niveaux de compressibilité entre le centre et l'épaule diffèrent mais le centre, étant dépourvu de mousse, est également dépourvu des propriétés d'absorption de cette dernière. [0005] Il existe donc un besoin pour un pneumatique avec des caractéristiques d'atténuation du bruit de roulement ne présentant pas les inconvénients des solutions actuelles. Il existe également un besoin pour un pneumatique pourvu de moyens réduisant l'impact du bruit de roulement, sans affecter la masse de la roue. [0006] Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit différents 10 moyens techniques. EXPOSE DE L'INVENTION [0007] Tout d'abord, un premier objet de l'invention consiste à prévoir un pneumatique présentant un niveau sonore réduit. 15 [0008] Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un pneumatique présentant un niveau sonore réduit, sans détérioration importante des caractéristiques de résistance au roulement. [0009] Encore un autre objet de l'invention consiste à prévoir un pneumatique présentant un niveau sonore réduit, sans détérioration importante des 20 caractéristiques liées à l'usure. [0010] Encore un objet de l'invention consiste à prévoir un pneumatique présentant un niveau sonore réduit, sans augmentation significative de la masse. [0011] Pour ce faire, l'invention prévoit tout d'abord un pneumatique comportant deux flancs, un sommet pourvu radialement extérieurement d'une bande de 25 roulement, ladite bande de roulement ayant une épaule à chaque extrémité axiale, une structure de renfort de type carcasse, au moins une armature de sommet, la bande de roulement comportant une couche d'absorption de l'énergie acoustique P10-3411fr s'étendant d'une épaule à l'autre et ladite couche étant constituée de matériaux dont les caractéristiques de rigidité varient du centre vers les épaules avec, en se dirigeant du centre vers les épaules, une diminution de la rigidité. [0012] La présence de la couche anti-bruit permet une réduction du niveau de bruit 5 interne (souvent désigné par le terme anglais « Road Noise ») perçu par l'utilisateur final. Par la même occasion, on constate une réduction ou une suppression des bruits de cavité. 100131 Selon un mode de réalisation avantageux, la couche d'absorption d'énergie acoustique comporte un matériau agencé selon deux zones de niveaux de rigidité 10 différents. [0014] De manière avantageuse, l'écart entre les niveaux de dureté des différentes zones est au moins de 10 unités Shore A et plus préférentiellement supérieur à 15 unités Shore A entre chacune des zones. [0015] Dans une variante avantageuse, le niveau de dureté est compris pour la 15 zone centrale entre 60 et 70 Shore A et de préférence 65 Shore A, et pour la zone d'épaules entre 40 et 60 Shore A, et de préférence 50 Shore A. [0016] Selon encore un mode de réalisation avantageux, la couche absorbant l'énergie acoustique est composée d'un mélange habituel dans le pneumatique comprenant un élastomère (tel que NR, SBR, PB, etc), une charge (telle que le 20 noir de carbone ou la silice), des plastifiants (tels que des résines ou des huiles), des additifs de vulcanisation ou d'autres matériaux tels que les thermoplastiques, ou l'un ou plusieurs des matériaux suivants : le polyuréthane, le polyéthylène, le polypropylène, le polyimide, le polychloroprène, le caoutchouc EPDM, l'éthylènecoacétate de vinyle et leurs mélanges. 25 [0017] La couche d'absorption de l'énergie acoustique s'étend préférentiellement de manière continue d'une épaule à l'autre du pneumatique. P10-3411fr [0018] Dans un mode de réalisation avantageux, la zone de plus faible rigidité s'étend de manière continue d'une épaule à l'autre en passant radialement intérieurement par rapport à la couche de rigidité plus élevée. [0019] Selon encore un mode de réalisation avantageux, l'épaisseur de la zone de plus faible rigidité est inférieure à celle de la zone de rigidité plus élevée. DESCRIPTION DES FIGURES [0020] Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, 10 complétée par les figures 1 et 2, présentées uniquement à des fins d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'une coupe transversale d'un premier exemple de pneumatique selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique d'une coupe transversale d'une 15 variante de réalisation de l'exemple de la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION DEFINITIONS 20 [0021] Dans le présent document, on entend par « mode de cavité » un mode vibratoire selon lequel le roulage d'un pneumatique sur une surface présentant des macro rugosités cause une excitation de la structure du pneumatique, mais aussi une excitation de l'air situé à l'intérieur de la cavité du pneumatique. La colonne d'air présente à l'intérieur de la cavité du pneumatique vibre selon son ou 25 ses modes d'excitation naturelle. Le premier mode naturel, désigné par le terme « premier mode de cavité », se situe généralement entre 200 Hz et 250 Hz pour un pneumatique de véhicule automobile, en fonction de la dimension du pneumatique. Lors de la résonnance, il y a création d'une pression acoustique sur l'ensemble monté comprenant une roue et un pneumatique pouvant entrainer la P10-3411fr vibration de cet ensemble monté. Ces vibrations sont ensuite transmises au centre de la roue, puis à l'habitacle, au moyen d'une propagation par la structure du véhicule. Puisqu'il s'agit d'une vibration sonore structurale, la structure du véhicule peut avoir une influence importante sur la performance globale. [0022] La figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'un pneumatique 1 selon l'invention, présenté en coupe transversale. Les deux flancs 2 sont surmontés d'un sommet 4. Une structure de renfort de type carcasse 5 assure le maintien de l'ensemble, tandis qu'une ou plusieurs armatures de sommet 6 sont prévues pour renforcer cette zone du pneumatique. La portion de bande de roulement radialement externe, c'est-à-dire celle en contact avec la surface de roulement lors du roulage, comporte une couche 10 (ou un arrangement) d'absorption de l'énergie acoustique. Cette couche se prolonge de façon continue d'une épaule à l'autre, en passant par le centre de la bande de roulement. Une telle continuité assure une efficacité maximale, en évitant que l'énergie puisse transiter par une éventuelle discontinuité. [0023] Selon l'invention, la couche 10 d'absorption d'énergie acoustique est constituée de matériaux dont les caractéristiques de rigidité varient du centre vers les épaules avec, en se dirigeant du centre vers les épaules, une diminution de la rigidité. Ceci permet l'obtention d'un bon compromis pour atteindre un bon niveau d'absorption de l'énergie acoustique tout en assurant une bonne rigidité de la zone centrale afin de minimiser l'usure et la résistance au roulement. [0024] Dans l'exemple de la figure 1, le matériau de la couche 10 d'absorption d'énergie acoustique est agencé en deux zones 11 et 12 ayant chacune un niveau de rigidité distinct, soit une zone d'épaules 11 entourant une zone centrale 12 de part et d'autre. Le niveau de rigidité est inférieur dans la zone d'épaules 11 en comparaison à celle de la zone centrale 12. Dans l'exemple de la figure 1, la dureté du matériau de la zone d'épaules est de sensiblement 50 shore A et celui de la zone centrale est de sensiblement 65 shore A. Ce type d'architecture offre le double avantage de bien contenir le niveau des vibrations acoustiques tout en P10-3411fr minimisant les détériorations de performances de résistance au roulement et d'usure. [0025] La Figure 2 illustre une variante de réalisation de l'exemple de la figure 1 dans laquelle la zone d'épaules comporte une portion radialement intérieure à la zone centrale se prolongeant d'une épaule à l'autre en passant radialement intérieurement à la zone centrale. Les niveaux de dureté des matériaux sont similaires à ceux mentionnés ci-dessus. Cette variante constitue un compromis avantageux en regard des caractéristiques recherchées de faible résistance au roulement et de faible niveau d'usure. [0026] Selon divers modes de réalisation, différents matériaux peuvent être utilisés pour former les zones. On utilise avantageusement un ou plusieurs mélanges typiquement utilisés pour la mise en oeuvre de pneumatiques, comprenant un élastomère (tel que NR, SBR, PB, etc), une charge (telle que le noir de carbone ou la silice), des plastifiants (tels que des résines ou des huiles), des additifs de vulcanisation ou d'autres matériaux tels que les thermoplastiques, ou l'un ou plusieurs des matériaux suivants : polyuréthane, le polyéthylène, le polypropylène, le polyimide, la mélamine, le polychloroprène, le caoutchouc EPDM, l'éthylènecoacétate de vinyle et leurs mélanges. Chaque zone peut être constitués d'un ou plusieurs matériaux. Des zones de plusieurs natures et/ou formes et/ou profils et/ou dimensions peuvent être appliquées sur un même pneumatique.Les Figures et leurs descriptions faites ci-dessus illustrent l'invention plutôt qu'elles ne la limitent. En particulier, l'invention et ses différentes variantes viennent d'être décrites en relation avec un exemple particulier comportant un agencement au niveau de la bande de roulement du pneumatique. [0027] Néanmoins, il est évident pour un homme du métier que l'invention peut être étendue à d'autres modes de réalisation dans lesquels en variantes, on prévoit des répartitions différentes des zones respectives, avec des zones plus ou moins larges et/ou épaisses, etc., en fonction des caractéristiques recherchées. P10-3411fr 100281 Les signes de références dans les revendications n'ont aucun caractère limitatif. Les verbes "comprendre" et "comporter" n'excluent pas la présence d'autres éléments que ceux listés dans les revendications. P10-3411fr REVENDICATIONS1. Pneumatique (1) comportant deux flancs (2), un sommet (3) pourvu radialement extérieurement d'une bande de roulement (4), ladite bande de roulement ayant une épaule à chaque extrémité axiale, une structure de renfort (5) de type carcasse, au moins une armature (6) de sommet, caractérisé en ce que la bande de roulement comporte une couche (10) d'absorption de l'énergie acoustique s'étendant d'une épaule à l'autre et en ce que ladite couche est constituée de matériaux dont les caractéristiques de rigidité varient du centre vers les épaules avec, en se dirigeant du centre vers les épaules, une diminution de la rigidité. 2. Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel la couche (10) d'absorption d'énergie acoustique comporte un matériau agencé selon deux zones (11, 12) de niveaux de rigidité différents. 3. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'écart entre les niveaux de dureté des différentes zones est au moins de 10 unités Shore A et plus préférentiellement supérieur à 15 unités Shore A entre chacune des zones. 4. Pneumatique selon la revendication 3, dans lequel le niveau de dureté est compris pour la zone centrale (12) entre 60 et 70 Shore A et de préférence 65 Shore A, et pour la zone d'épaules (11) entre 40 et 60 Shore A, et de préférence 50 Shore A. 25 5. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la couche absorbant l'énergie acoustique est composée d'un mélange habituel dans le pneumatique comprenant un élastomère, une charge, des plastifiants, des additifs de vulcanisation ou d'autres matériaux tels que les thermoplastiques, ou 30 l'un ou plusieurs des matériaux suivants : le polyuréthane, le polyéthylène, le P10-3411fr 20polypropylène, le polyimide, le polychloroprène, le caoutchouc EPDM, l'éthylènecoacétate de vinyle et leurs mélanges. 6. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la 5 couche (10) d'absorption de l'énergie acoustique s'étendant de manière continue d'une épaule à l'autre du pneumatique. 7. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la zone (11) de plus faible rigidité s'étend de manière continue d'une épaule à l'autre en passant 10 radialement intérieurement par rapport à la couche (12) de rigidité plus élevée. 8. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'épaisseur de la zone (11) de plus faible rigidité est inférieure à celle de la zone (12) de rigidité plus élevée. 15 P10-3411fr