Brevet FR3040017A1 — publié le 20170217

PNEUMATIQUE COMPRENANT UN FIL CONDUCTEUR DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001]La présente invention concerne un pneumatique composé d'une carcasse, d'un bloc sommet sensiblement isolant et d'une couche radiale intérieure au sommet sensiblement isolante. Elle concerne plus particulièrement un pneumatique dont la bande de roulement comporte également des éléments sensiblement conducteurs. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002]De manière générale, la résistivité électrique d'un pneumatique sur route doit être appréhendée en fonction de l'utilisation prévue du pneumatique. Ainsi 15 certaines normes régissent les limites maximales de résistivité qu'un pneumatique donné doit comporter. [0003] Les charges électrostatiques stockées par un véhicule en marche doivent pouvoir être évacuées de la roue vers le sol afin de rendre les pneumatiques 20 conformes aux normes spécifiques. Selon la norme WDK110, les pneumatiques doivent présenter un caractère conducteur électrique minimal, lorsque leur conductivité est mesurée entre le sol et la roue. Le seuil maximal de résistance électrique s'élève à 1E10 Ohm. 25 [0004]Or, l'utilisation de plus en plus courante de silice au sein des mélanges élastomères constituant les bandes de roulement et calandrages notamment, a pour conséquence de rendre ces portions de pneumatique isolantes. Tel est également le cas des mélanges faiblement constitués de noir de carbone. Par conséquent, et dans le but d'atténuer cet effet, différents agencements ont été 30 prévus. 2015-00276FR 3040017 2 [0005]Par exemple, la demande de brevet DE19520996 concerne un pneumatique comportant une bande de roulement dont la première couche est sensiblement non conductrice, et dont l'une des couches inférieures est composée de matériaux conducteurs. Ladite couche sensiblement conductrice d'électricité 5 s'étend radialement vers l'extérieur de la surface de contact avec le sol et est connectée à une seconde couche conductrice située sous la bande de roulement et reliée à la région du talon du pneumatique. Cet agencement est conducteur d'électricité. 10 [0006]Le document EP1533144 décrit un pneumatique dont le flanc comporte une couche de caoutchouc interne dont la conductivité électrique est élevée. Cette bande de caoutchouc interne s'étend radialement vers l'extérieur à partir de la portion de talon du pneumatique, jusqu'à l'une des couches de base de la bande de roulement. Ladite bande de caoutchouc permet ainsi de fournir une conductivité électrique accrue. [0007] Le document EP1175992 décrit un procédé de fabrication d'une bande de roulement de pneumatique pourvue d'une couche conductrice d'électricité. Cette couche comporte un ruban en caoutchouc non vulcanisé, fortement conducteur 20 d'électricité. [0008]De même, la demande EP2193934 concerne un pneumatique dont la bande de roulement contient une bande en caoutchouc conductrice d'électricité. Cette couche conductrice s'étend radialement d'une couche de base de la bande 25 de roulement vers l'extérieur de la bande de roulement. Cette couche entraîne une conductivité électrique à travers la couche non conductrice de la bande de roulement. [0009]Selon ces diverses solutions, la conductivité électrique est assurée par 30 l'agencement de couches conductrices. En outre, ces architectures obligent à recourir à l'ajout de couches spécifiquement conçues pour assurer la conductivité. 2015-00276FR 3040017 3 [0010]Une autre manière de maîtriser la conductivité électrique du pneumatique consiste par exemple, selon le document DE102011000361, en une méthode destinée à former un fil conducteur d'électricité. Ce fil conducteur est déroulé en continu à partir d'une bobine cylindrique, et est maintenu en position au moyen 5 d'un élastique en forme de filet. Le fil est conducteur de par sa composition élastomère. Le fil conducteur est ensuite apposé sur un insert de carcasse de pneumatique afin d'améliorer la conductivité de la paroi latérale du pneumatique. [0011]La demande EP2567833 concerne une nappe carcasse comprenant une 10 pluralité de cordons de purge et de décharge ayant une conductivité électrique suffisante pour permettre de conduire une charge électrique à partir de la structure du pneumatique jusqu'à à une partie du talon du pneumatique, par l'intermédiaire de la nappe carcasse. 15 [0012]Le document FR2930192 décrit une nappe de renfort de pneumatique constituée d'un ensemble de fils enrobés d'un mélange caoutchoutique faiblement conducteur d'électricité. Une partie des fils sont enrobés d'un mélange caoutchoutique dont la couche externe est conductrice d'électricité. D'autres fils sont enrobés d'un mélange caoutchoutique dont la couche externe est très faiblement conductrice d'électricité. L'ensemble des fils est intercalé de manière à former un ou plusieurs passages conducteurs d'électricité entre la partie supérieure et la partie inférieure de la nappe. [0013]La demande EP1621365 concerne un bandage de pneumatique en caoutchouc contenant au moins un cordon électriquement conducteur. Le cordon électriquement conducteur s'étend d'une surface externe de la jante du pneumatique à une couche interne de la bande de roulement. Un tel agencement permet de créer un passage électriquement conducteur entre la surface externe de la jante du pneumatique et la couche de base interne de la bande de roulement. Le cordon est constitué d'au moins un filament métallique conducteur enroulé en spirale autour d'un noyau disposé au centre d'au moins une fibre organique. 2015-00276FR 3040017 4 [0014]Les documents cités supra concernent le contrôle de la conductivité électrique de pneumatique par la mise en place de fils ou cordons matériellement conducteurs d'électricité. Ces fils et cordons s'étendent de manière générale à 5 l'intérieur du pneumatique le long de différentes parois. Aucun élément ne permet l'évacuation de l'électricité au niveau de la bande de roulement. [0015]Un autre agencement conducteur d'électricité est par exemple, tel que décrit par le document DE102006050840, un pneumatique possédant une bande 10 de roulement constituée d'une portion conductrice et d'une bobine constituée de couches de matériaux non conducteurs provenant d'un mélange composite. La couche la plus externe est composée de matériaux électriquement conducteurs entre sa partie extérieure et sa partie inférieure afin de produire un passage conducteur d'électricité. 15 [0016]La demande EP0658452 concerne également un pneumatique comportant un insert conducteur. L'insert conducteur est incorporé dans la bande de roulement du pneumatique, et s'étend selon une configuration annulaire, circonférentiellement autour de la bande de roulement. L'insert conducteur s'étend 20 au travers de la largeur de la bande de roulement jusqu'à l'extérieur de la bande de roulement. L'insert a une conductivité électrique suffisante pour permettre aux charges électrostatiques stockées par le véhicule d'être évacuées vers le sol par le pneumatique. 25 [0017]Le document US6220319 décrit un pneumatique composé de caoutchouc présentant une résistance électrique élevée. La bande de roulement comporte un filament électrique conducteur qui s'étend de la surface intérieure à la surface extérieure de la bande de roulement. Un passage électriquement conducteur est créé à travers la bande de roulement. 30 [0018]La demande US2004069386 concerne un bandage pour pneumatique dont la bande de roulement est conductrice d'électricité. La bande de roulement est 2015-00276FR 3040017 5 agencée avec une composition caoutchoutique électriquement résistante et un passage conducteur figurant dans la ceinture du pneumatique. En variante, un passage conducteur s'étend de la couche de ceinture jusqu'à une section de la carcasse du pneumatique. 5 [0019]Les documents ci-dessus décrivent divers moyens de maîtriser la conductivité électrique du pneumatique par la mise en place d'un insert moulé, conducteur d'électricité, agencé au travers de la bande de roulement. 10 [0020]L'état de la technique révèle par conséquent une multitude d'agencements permettant le transfert des charges électriques de la roue d'un véhicule vers le sol. Pour autant, quelle que soit la manière dont la conductivité électrique est maîtrisée, la fabrication des différents pneumatiques reste complexe et coûteuse, tant pour l'agencement des différentes couches, pour la mise en place d'un cordon 15 conducteur, que pour la fabrication d'un insert moulé au niveau de la bande de roulement. [0021]Le document EP1659005 décrit un pneumatique dont les flancs sont constitués de matériaux très faiblement conducteurs d'électricité, et sont par 20 ailleurs pourvus d'une bande conductrice de faible épaisseur et de faible largeur réalisée avec des matériaux conducteurs d'électricité et assurant la liaison entre la zone du sommet et la zone basse du pneumatique, afin d'assurer la transmission des charges électriques vers la roue du véhicule. Le mode de réalisation présenté permet d'assurer la fonction de conduction électrique, mais implique la mise en 25 oeuvre d'une architecture spécifique pour permettre l'intégration des bandes conductrices sans affecter la pérennité du produit. [0022]Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit différents moyens techniques. 30 2015-00276FR 3040017 6 EXPOSE DE L'INVENTION 5 [0023] Tout d'abord, un premier objet de l'invention consiste à prévoir une architecture de pneumatique conforme aux normes de sécurités. [0024]Encore un objet de l'invention vise à préserver la conductivité électrique en présence de différents composants, notamment isolants, de pneumatique. 10 [0025]Encore un objet de l'invention consiste à prévoir un pneumatique disposant de bonnes caractéristiques de conductivité électrique, avec un impact minimal sur les caractéristiques mécaniques de ce pneumatique. 15 [0026]Enfin, un autre objet de l'invention consiste à prévoir un procédé simple permettant l'installation d'éléments conducteurs entre certaines couches du pneumatique. [0027]Pour ce faire, l'invention prévoit un pneumatique comprenant une carcasse, 20 un bloc sommet sensiblement isolant, et une bande de roulement sensiblement isolante constituée d'une couche interne de bande de roulement radialement intérieure à une couche externe de bande de roulement, une languette circonférentielle sensiblement conductrice constituée de matériaux élastomères et agencée radialement à travers la bande de roulement, le pneumatique 25 comprenant également au moins un fil conducteur avec une première extrémité en contact avec la languette et une seconde extrémité en contact avec une couche conductrice coopérant électriquement avec la jante, ou avec la jante lorsque le pneumatique est monté sur cette dernière. 30 [0028] Par « sensiblement isolant », on entend, une conductivité électrique ayant pour effet que le pneumatique serait susceptible de se rapprocher du seuil minimal de conductivité tel que défini par la norme WDK110 préalablement évoquée. 2015-00276FR 3040017 7 [0029]Le fil conducteur selon l'invention permet, en reliant la languette à une couche conductrice au contact d'une jante du véhicule, d'assurer une continuité électrique entre le sol et la jante. La mise en oeuvre n'a pas d'impact significatif sur l'architecture et la fabrication du pneumatique. Il est ainsi possible d'utiliser cette 5 approche pour corriger à postériori des mises en oeuvres dans lesquelles on constate une conductivité insuffisante. En outre, le fil conducteur a un impact mécanique neutre sur le pneumatique. Sa masse et son épaisseur sont très faibles, de sorte que le fil est sans effet perceptible sur le pneumatique, contrairement à la bande de matière élastomère de l'art antérieur qui crée une 10 zone de surépaisseur et augmente la masse du pneumatique. [0030]Selon divers modes de réalisation, la couche conductrice en liaison électrique avec le fil conducteur peut être soit la couche de mélange élastomère de carcasse, soit la couche de mélange élastomère de renfort d'épaule du 15 pneumatique, soit la couche externe flanc du pneumatique. [0031]De manière avantageuse, le fil conducteur est un fil textile de faible titrage. Par exemple, un filament conducteur de 2.4tex/1 associé à un drain en coton de 100tex/1, de dimension proche de 400 microns seulement est suffisant pour 20 procurer l'effet de conductivité recherché. Le TEX correspond à la masse linéique du fil, soit le poids en gramme pour 1000 m de fil. En pratique, le choix du fil implique un compromis entre la taille minimale pour ne pas impacter l'architecture du pneumatique et la facilité de pose. 25 [0032]De manière avantageuse, le pneumatique présente un seuil maximal de résistance électrique mesuré entre le sol et la roue s'élevant à 1E10 Ohm. [0033]Selon un mode de réalisation avantageux, le fil conducteur est disposé sous la couche interne de la bande de roulement isolante. 30 [0034] Le parcours du fil conducteur est alors soit sensiblement linéaire ou encore forme une pluralité d'ondulations. 2015-00276FR 3040017 8 [0035]Selon encore un mode de réalisation avantageux, deux fils conducteurs sont superposés et croisés par rapport à l'axe central de la bande de roulement. 5 [0036]De manière avantageuse, le parcours du fil conducteur s'étend uniquement le long de la couche interne de la bande de roulement. Le fil ne se prolonge pas au-delà de cette couche interne. Cette architecture permet de simplifier la pose du fil, en prévoyant une étape dans laquelle le fil est posé sous la bande de roulement avant la pose de cette dernière sur la carcasse. 10 [0037]L'invention prévoit également un procédé de fabrication d'un pneumatique tel que préalablement décrit, dans lequel, avant l'étape consistant à poser une bande de roulement sur une carcasse, le procédé comporte une étape consistant à poser au moins un fil conducteur contre la surface radialement interne de la 15 bande de roulement. Le procédé n'implique pas d'opération supplémentaire d'assemblage, et reste simple, sans modification des machines d'assemblage. [0038]De manière avantageuse, le fil conducteur est posé contre la surface radialement interne de la couche interne de la bande de roulement. 20 DESCRIPTION DES FIGURES [0039]-fous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, 25 complétée par les figures 1 à 3E, présentées uniquement à des fins d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles: - la figure 1 est une vue en coupe d'une portion de pneumatique conforme à l'art antérieur ; - la figure 2A est une coupe d'une section transversale du pneumatique selon 30 l'invention ; - la figure 2B est une coupe d'une même portion de pneumatique selon un autre mode de réalisation de l'invention; 2015-00276FR 3040017 9 - les figures 3A à 3E illustrent divers exemples de pose de fil conducteur dans la zone de sommet. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 5 [0040]La figure 1 illustre un exemple de réalisation d'un pneumatique de type connu dans lequel la conductivité électrique à travers la bande de roulement isolante est assurée par une languette 21 traversant la bande de roulement 8. 10 [0041]La languette 21 est composée de mélanges élastomères, traverse la bande de roulement 8 et assurer la conductivité électrique depuis les couches internes conductrices vers le sol. Un tel agencement permet par conséquent d'obtenir un passage conducteur entre le sol et la roue du véhicule dès lors que le bloc sommet 7 et/ou le renfort d'épaule 4 du pneumatique, et/ou la carcasse 6, ainsi 15 que le matériau élastomère en contact avec la jante, sont sensiblement conducteurs. [0042]Toutefois, pour certaines architectures de pneumatiques, un tel agencement ne permet pas d'assurer une telle continuité électrique. Le recours de 20 plus en plus fréquent à des mélanges élastomères comprenant de la silice pour former des couches internes du pneumatique rend les zones concernées moins conductrices. Les figures 2A et 2B illustrent par exemple un pneumatique dans le lequel le bloc sommet 7 est isolant. Dans ce cas, la languette 21 n'étant plus en contact avec un mélange élastomère conducteur, la continuité électrique n'est plus 25 assurée. [0043]L'introduction d'un fil conducteur 20 juxtaposé au bloc sommet 7 du pneumatique 1 et en contact avec la languette 21, permet de connecter la languette 21 au mélange élastomère conducteur le plus proche. 30 [0044]La figure 2A illustre un mode de réalisation selon lequel le fil conducteur 20 se situe au-dessus du bloc sommet 7 et se prolonge jusqu'à la nappe carcasse. 2015-00276FR 3040017 10 Une telle architecture favorise la conductivité du pneumatique 1 vers le sol à travers le bloc sommet 7 et éventuellement le renfort d'épaule 4 constitués de matériaux isolants. 5 [0045]La figure 2B et la figure 2C représentent une variante de réalisation dans laquelle le fil conducteur 20 est placé au-dessus du bloc sommet 7 et s'étend jusqu'au renfort d'épaule 4 de pneumatique 1. Lorsque le renfort d'épaule 4 est sensiblement conducteur, ce dernier assure la conductivité électrique entre le talon du pneumatique et le fil conducteur. 10 [0046]Les figures 3A, 3B et 3C illustrent différents agencements de fils conducteurs 20 dans des pneumatiques 1, en veillant à ce que les fils conducteurs 20 soient les moins intrusifs possible. 15 [0047]Le fil conducteur 20 peut prendre diverses configurations, en combinaison avec divers agencements de matériaux. On utilise par exemple un fil conducteur partiellement textile avec une partie conductrice avantageusement en carbone ou en alliage métallique. La partie textile est réalisée par exemple en coton. Le fil peut être réalisé selon un profil enroulé ou en hélice. La partie conductrice est 20 avantageusement prévue de façon à former un contact électrique d'une part au niveau de la languette 21 de la bande de roulement et d'autre part au niveau d'une ou plusieurs couches conductrices agencées pour coopérer avec la jante lorsque le pneumatique est monté sur celle-ci. 25 [0048]La figure 3A est une représentation schématique d'une pose d'un fil conducteur 20 en ondulation et de manière symétrique par rapport à l'axe centrale du bloc sommet 7. [0049]La figure 3B illustre la pose droite d'un fil conducteur 20 sur le bloc sommet 30 7 d'un pneumatique 1. 2015-00276FR 3040017 11 [0050]La figure 3C représente une autre variante de pose impliquant deux fils conducteurs 20 superposés, croisés et rabattus sous la bande de roulement 8. [0051]La figure 3D illustre schématiquement une variante dans laquelle la pose du 5 fil conducteur est effectuée avec une succession d'ondulations sur une largeur correspondant sensiblement à celle de la bande de roulement. [0052]La figure 3E illustre schématiquement une variante dans laquelle la pose du fil conducteur est effectuée avec une succession d'ondulations de chaque côté de 10 la languette 21 centrale. [0053]De manière avantageuse, le fil conducteur 20 est appliqué sur le bloc sommet 7 isolant, avant la pose de la bande de roulement par exemple en le disposant sous la bande de roulement. 15 [0054]Le fait d'ajouter un fil conducteur 20 en contact avec une languette 21, agencée selon les représentations schématiques des figures 1 à 3E, permet d'assurer une conductivité depuis la jante à travers les couches internes du pneumatique, puis, à travers la bande de roulement, jusqu'au sol. 2015-00276FR 3040017 12 Numéros de référence employés sur les figures 1 Pneumatique 2 Flanc 3 Couche externe flanc 4 Renfort d'épaule 5 Couche d'étanchéité 6 Carcasse 7 Bloc sommet 8 Bande de roulement (avec couche interne et couche externe) 10 Couche interne de la bande de roulement 11 Couche externe de la bande de roulement 20 Fil conducteur 21 Languette 2015-00276FR REVENDICATIONS1. Pneumatique (1) comprenant une carcasse (6), un bloc sommet (7) sensiblement isolant, et une bande de roulement (8) sensiblement isolante constituée d'une couche interne de bande de roulement (10) radialement intérieure à une couche externe de bande de roulement (11), une languette (21) circonférentielle sensiblement conductrice constituée de matériaux élastomères et agencée radialement à travers la bande de roulement (8), caractérisé en ce que le pneumatique (1) comprend également au moins un fil conducteur (20) avec une première extrémité en contact avec la languette (21) et une seconde extrémité en contact avec une couche conductrice coopérant électriquement avec la jante, ou avec la jante lorsque le pneumatique est monté sur cette dernière. 2. Pneumatique (1) selon la revendication 1 dans lequel la couche conductrice en liaison électrique avec le fil conducteur est la couche de mélange élastomère de carcasse (6). 3. Pneumatique (1) selon la revendication 1 dans lequel la couche conductrice 20 en liaison électrique avec le fil conducteur est la couche de mélange élastomère de renfort d'épaule (4) du pneumatique. 4. Pneumatique (1) selon la revendication 1 dans lequel la couche conductrice en liaison électrique avec le fil conducteur est la couche externe flanc (3) du 25 pneumatique. 5. Pneumatique (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le fil conducteur (20) est un fil textile de faible titre. 30 6. Pneumatique (1) selon l'une des revendication précédentes, présentant un seuil maximal de résistance électrique mesuré entre le sol et la roue s'élevant à 1E10 Ohm. 2015-00276FR 3040017 14 7. Pneumatique (1) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le fil conducteur (20) est disposé sous la couche interne (10) de la bande de roulement (8) isolante. 5 8. Pneumatique (1) selon la revendication 6, dans lequel le parcours du fil conducteur (20) est sensiblement linéaire. 9. Pneumatique (1) selon la revendication 6, dans lequel le parcours du fil 10 conducteur (20) forme une pluralité d'ondulations. 10. Pneumatique (1) selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel deux fils conducteurs (20) sont superposés et croisés par rapport à l'axe central de la bande de roulement (8). 15 11. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le parcours du fil conducteur (20) s'étend uniquement le long de la couche interne (10) de la bande de roulement. 12. Procédé de fabrication d'un pneumatique (1) selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel, avant l'étape consistant à poser une bande de roulement (8) sur une carcasse (6), le procédé comporte une étape consistant à poser au moins un fil conducteur (20) contre la surface radialement interne de la bande de roulement. 13. Procédé de fabrication selon la revendication 12, dans lequel le fil conducteur (20) est posé contre la surface radialement interne de la couche interne (10) de la bande de roulement. 2015-00276FR