Brevet FR3059421A1 — publié le 20180601

PROCEDE DE PREPARATION D'UN PNEUMATIQUE POUR DES TESTS A L'ETAT USE Domaine de l'invention [0001] La présente invention est relative aux bandages pneumatiques, et plus 5 particulièrement à un procédé de préparation d'un pneumatique pour pouvoir estimer ses performances à l'état usé sur sol enneigé. Etat de la technique [0002] De manière connue, la bande de roulement d'un bandage pneumatique, qu'il soit destiné à équiper un véhicule de tourisme ou un véhicule poids lourd, est pourvue d'une 10 sculpture comprenant notamment des éléments de sculpture ou blocs élémentaires délimités par diverses rainures principales, longitudinales, 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 définissent les bords d'attaque des éléments de sculpture. 15 [0003] Quand un bandage pneumatique est neuf, la bande de roulement a son épaisseur maximale. Cette épaisseur initiale peut varier en fonction du type de bandage pneumatique considéré ainsi que de l'usage auquel il est destiné ; à titre d'exemple, les bandages pneumatiques « hiver » ont généralement une profondeur de sculpture supérieure à celle de bandages pneumatiques « été ». Lorsque le bandage pneumatique s'use, la hauteur des 20 blocs élémentaires de la sculpture diminue et la raideur de ces blocs élémentaires augmente. L'augmentation de raideur des blocs élémentaires de sculpture entraîne une diminution de certaines performances du bandage pneumatique, comme le comportement ou l'adhérence sur sol mouillé ou enneigé. [0004] Il est donc nécessaire de ne pas se limiter à tester les bandages pneumatiques à 25 l'état neuf mais de réaliser aussi des tests de performance à l'état usé, notamment sur sols mouillé ou enneigé. [0005] La durée de vie des pneumatiques est variable en fonction de leurs conditions d'usage. Mais, même dans des conditions d'usage sévère, c'est-à-dire lors de roulages à 2016PAT00051FR 3059421 -2 accélérations latérales du véhicule élevées, cette durée de vie est souvent supérieure à 10 000 kms. [0006] Pour limiter les coûts liés à l'obtention d'un pneumatique usé, on propose de raboter la bande de roulement, c'est-à-dire de diminuer par découpe ou brossage 5 l'épaisseur de la bande de roulement du pneumatique d'une hauteur correspondant à celle qui serait obtenue par usure en roulage du pneumatique. [0007] Or, on a constaté qu'un pneumatique dont la bande de roulement a été rabotée ne présente pas des niveaux de performance, notamment en test sur sol enneigé, équivalents à ceux d'un pneumatique usé naturellement. 10 [0008] La norme ASTM F 1046-01 décrit un mode de préparation de pneumatiques dont la bande de roulement est rabotée en vue de tests ultérieurs de performances. L'objectif est de diminuer l'épaisseur de la bande de roulement du pneumatique d'une hauteur H pour l'amener à une épaisseur comparable à celle d'un pneumatique en fin de vie, c'est-à-dire lorsque la profondeur des rainures de la sculpture devient proche de 1,5 à 2 mm. 15 [0009] Ce document propose, après avoir mesuré la géométrie de la bande de roulement, dans une première étape de diminuer l'épaisseur de la bande de roulement d'une épaisseur égale à 0,95 H par rabotage avec par exemple un couteau rotatif et dans une deuxième étape de réaliser un rabotage fin par brossage avec un papier de verre par exemple. [0010] Ce document propose ensuite une étape optionnelle de roulage du pneumatique 20 sur un véhicule pour éliminer la pellicule de surface de la bande de roulement qui est fortement fonction des rabotages précédents. [0011] Mais ce document ne donne pas de conditions concrètes pour la préparation de pneumatiques pour pouvoir estimer leur performance sur sol enneigé. Description brève de l'invention 25 [0012] L'invention a pour objet un procédé de préparation d'un pneumatique pour pouvoir estimer les performances à un état usé donné sur sol enneigé du pneumatique, état dans lequel l'épaisseur de la bande de roulement du pneumatique est diminuée d'une hauteur H, comportant les étapes suivantes : 2016PAT00051FR 3059421 -3 - mesurer la géométrie de la bande de roulement du pneumatique ; - raboter la bande de roulement du pneumatique d'une hauteur H diminuée d'un seuil h supérieur à 0,1 mm ; et - effectuer un roulage sur véhicule du pneumatique de telle sorte que l'épaisseur de la bande de roulement du pneumatique diminue d'une hauteur supérieure ou égale au seuil h. [0013] Les essais réalisés par les Demanderesses ont montré que la deuxième étape de rabotage de la bande de roulement doit obligatoirement être complétée par un roulage sur véhicule pour amener le pneumatique et sa bande de roulement en particulier dans un état proche de celui obtenu par une usure naturelle. Cette deuxième étape doit entraîner une diminution significative de l'épaisseur de la bande de roulement pour être efficace. [0014] Avantageusement, le seuil h est supérieur à 0,2 mm. Cela permet une meilleure robustesse du procédé de préparation du pneumatique. [0015] Très avantageusement, le seuil h est inférieur à 0,4 mm. On constate en effet 15 qu'augmenter la valeur de ce seuil et donc la durée du roulage sur véhicule n'améliore plus la qualité de la préparation au-delà de ce seuil. [0016] De préférence, l'étape de roulage du pneumatique sur véhicule est réalisée sur un circuit représentatif d'un usage sévère du pneumatique. [0017] Cela permet d'obtenir la diminution d'épaisseur du seuil h en un nombre de 20 kilomètres raisonnable compris entre 500 et 2 000 km et de préférence entre 800 et 1 500 km. [0018] Avantageusement, le procédé de préparation comprend une étape additionnelle de vérification du pneumatique. [0019] Cette étape peut comporter une observation visuelle de la bande de roulement. 25 [0020] Cette étape peut aussi comporter une détermination de la rugosité de surface de la bande de roulement du pneumatique. [0021] En effet, les études ont montré qu'une opération de rabotage crée une rugosité de surface non représentative de l'état usé d'un pneumatique. 2016PAT00051FR 3059421 -4 [0022] De préférence, après l'opération de rabotage, on mesure la rugosité de surface de la bande de roulement, et on vérifie qu'après l'étape de roulage sur véhicule, la bande de roulement du pneumatique a une rugosité de surface inférieure à la rugosité de surface mesurée après l'opération de rabotage. 5 [0023] Cela permet de garantir que la préparation a été suffisante. Description des Figures [0024] L'invention sera mieux comprise à l'aide du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 illustre la distribution des kilométrages atteints par un ensemble de conducteurs de véhicules ; 10 - la figure 2 illustre l'évolution des performances neige de pneumatiques en fonction de la profondeur des sculptures et de leur état ; et - la figure 3 présente l'influence de l'histoire des pneumatiques sur la rugosité de surface de leur bande de roulement. Description détaillée de l'invention Méthodes de test A Mesure de la géométrie d'une bande de roulement d'un pneumatique [0025] La mesure se fait au moyen d'une jauge de profondeur qui donne la différence de hauteur entre le fond d'une sculpture et le sommet adjacent. On prend plusieurs points de mesure transversalement et circonférentiellement. Usuellement on prend de 15 à 25 20 mesures par pneumatique. La précision des mesures est de l'ordre de 0,1 mm. B Rabotage de la bande de roulement d'un pneumatique [0026] Le rabotage des bandes de roulement des pneumatiques neuf a été réalisé au moyen d'une machine de rabotage équipée d'une tête abrasive. On pilote la trajectoire de la tête abrasive de façon à maitriser le profil de la bande de roulement recherché. Un 25 exemple d'une telle machine de rabotage est présenté dans le document US 3,935,676. C Test d'usure sévère de pneumatiques [0027] La procédure pour caractériser l'usure en usage réel de pneumatiques consiste à constituer un échantillon de 25 à 100 véhicules équipés de pneumatiques donnés, à 2016PAT00051FR 3059421 -5 déterminer pour chaque véhicule sa sévérité d'usage, c'est-à-dire la durée de vie de ses pneumatiques. La performance d'usure d'un tel ensemble pneumatiques / véhicules dans une zone déterminée est décrite par une distribution statistique des durées de vie en service des pneumatiques. C'est une distribution log normale (voir fig. 1). 5 [0028] La courbe F(x) montre le pourcentage de conducteurs dont les pneumatiques ont une durée de vie inférieure à x. La courbe dérivée f(x) montre la probabilité qu'a un conducteur donné d'atteindre un kilométrage donné. Trois points de la courbe F(x) sont largement utilisés. Le D10 (premier décile) représente une usure sévère (au plus 10% des conducteurs atteindront ce kilométrage), le D50 (médian) représente un usage modéré 10 (50% des conducteurs atteindront au moins ce kilométrage) et le D90 représente un usage doux (10% des conducteurs au moins atteindront ce kilométrage). [0029] Un circuit routier à usage sévère ou D10 est un circuit qui impose au véhicule et à ses pneumatiques des conditions telles que le kilométrage de durée de vie des pneumatiques correspond sensiblement au kilométrage D10. 15 [0030] Dans l'exemple de la figure 1, D10 est de 20 331 km, D50 de 32 665 km et D90 de 52482 km. Voir l'article Evaluation of Tire Wear Performance, Olivier Le Maître, Manfred Süssner, Cesar Zarak, SAE Technical Paper Series 980256. D Tests de performance neige [0031] La performance sur sol enneigé des pneumatiques est caractérisée avec un véhicule instrumenté avec une roue unique de test capable de mesurer les performances des pneumatiques sur sol enneigé sous couple moteur lors d'un roulage ligne droite. Ce test est décrit dans la norme ASTM F1805 - 12 : Standard Test Method for Single Wheel Driving Traction in a Straight Line on Snow and Ice-Covered Surfaces, Dec. 2012. E Mesure de la rugosité de surface d'une bande de roulement de pneumatique [0032] Les mesures de rugosité ont été effectuées à l'aide d'un rugosimètre Mitutoyo SI 400 dans un laboratoire climatisé. [0033] Le critère mesuré est le Ra, valeur de rugosité moyenne arithmétique : moyenne arithmétique des valeurs absolues des écarts du profil par rapport à la ligne moyenne du profil de rugosité. 2016PAT00051FR 3059421 -6 [0034] Pour chacun des pneumatiques testés, la rugosité de la surface de la bande de roulement a été mesurée sur 12 points distincts : - 4 sur l'épaule droite ; - 4 au centre ; 5 - 4 sur l'épaule gauche. [0035] Les quatre mesures sont réparties uniformément au tour de roue. [0036] La méthode de mesure nécessite une bande de matériau longue d'environ 10 mm, il faut donc placer le palpeur sur une surface plate significative. Essais 10 [0037] La figure 2 présente de façon très schématique l'évolution de la performance neige de pneumatiques en fonction de leur profondeur de sculpture et de leur histoire. [0038] Les pneumatiques étudiés sont des pneumatiques Alpin 4 de dimensions 205/55 R16 91V et de marque MICHELIN®. Les véhicules utilisés sont des Golf VI 2.0L TDI 140CV de marque Volkswagen° ; pressions de gonflage des pneumatiques : 2,3 bars pour 15 les quatre pneumatiques ; charge : pneumatique de l'essieu avant 540 kg, pneumatique de l'essieu arrière 540 kg. [0039] On compare les performances d'un pneumatique neuf à celles de pneumatiques usés du marché, rabotés et préparés selon l'un des procédés selon l'invention. [0040] Par pneumatique usé du marché, on entend des pneumatiques qui ont eu une vie 20 de service normale jusqu'à se rapprocher de la limite légale de profondeur des sculptures. [0041] Les pneumatiques rabotés sont des pneumatiques neufs dont la bande de roulement a été rabotée pour atteindre une profondeur de sculptures proche de la limite légale, mais toujours supérieure à celle-ci pour autoriser les roulages sur route. [0042] Les pneumatiques préparés sont des pneumatiques qui ont suivi un procédé de 25 préparation selon l'invention comportant les étapes suivantes : - mesurer la géométrie de la bande de roulement des pneumatiques ; - raboter la bande de roulement des pneumatiques jusqu'à avoir une hauteur de sculptures résiduelle de 2,3 mm ; 2016PAT00051FR 3059421 -7 - mesurer la rugosité de surface de la bande de roulement après rabotage ; - effectuer un roulage de l'ordre de 1000 km sur véhicules dans des conditions d'usage sévère ; et - réaliser une mesure de rugosité de surface de la bande de roulement après roulage. 5 [0043] On obtient ainsi des pneumatiques avec une hauteur de sculpture résiduelle de l'ordre de 2,1 mm. [0044] Les performances sur sol enneigé de l'ensemble des pneumatiques étudiés ont été testées comme précédemment décrit. [0045] On constate que très logiquement les pneumatiques neufs avec une hauteur de 10 sculpture maximale ont les meilleurs performances et que les pneumatiques issus du marché présentent des performances bien inférieures quoiqu'avec une dispersion notable. [0046] Les pneumatiques rabotés et testés après rabotage ont une performance significativement supérieure à celle des pneumatiques issus du marché et cela confirme qu'ils ne peuvent pas être utilisés pour réaliser des tests significatifs pour prévoir la 15 performance sur sol enneigé de pneumatiques. [0047] En revanche, les pneumatiques issus d'une préparation selon l'invention présentent des performances proches de celles des pneumatiques issus du marché. Cela montre que la troisième étape de préparation est critique pour pouvoir obtenir des pneumatiques proches de ceux du marché. 20 [0048] La figure 3 illustre de façon schématique les variations de rugosité de surface de la bande de roulement des pneumatiques étudiés en fonction de leur histoire. [0049] Les pneumatiques issus de roulages réels du marché ont une rugosité de surface dispersée mais relativement faible. Les valeurs de Ra sont de l'ordre de 2 à 5 lm. [0050] Les pneumatiques après rabotage ont une rugosité de surface sensiblement plus 25 élevée de l'ordre de 8 à 101.1.m. [0051] Les pneumatiques préparés, c'est-à-dire ayant eu un roulage de 1 000 km dans des conditions d'usage sévère après leur rabotage ont eu leur hauteur de sculpture diminuée 2016PAT00051FR 3059421 -8 d'une hauteur h de l'ordre de 0,2 mm et leur rugosité de surface diminuée jusqu'à des valeurs de l'ordre de 5 um. [0052] Ces valeurs de rugosité sont comparables à celles des pneumatiques issus du marché et on a aussi constaté que les performances sur sol enneigé de ces pneumatiques 5 préparés sont proches de celles des pneumatiques issus du marché. 20 16PAT0005 1FR REVENDICATIONS1. Procédé de préparation d'un pneumatique pour estimer les performances à un état usé donné sur sol enneigé dudit pneumatique, état dans lequel l'épaisseur de la bande de 5 roulement dudit pneumatique est diminuée d'une hauteur H, comportant les étapes suivantes : - mesurer la géométrie de la bande de roulement du pneumatique ; - raboter la bande de roulement dudit pneumatique d'une hauteur H diminuée d'un seuil h supérieur à 0,1 mm ; 10 - effectuer un roulage sur véhicule dudit pneumatique de telle sorte que l'épaisseur de la bande de roulement dudit pneumatique diminue d'une hauteur supérieure ou égale audit seuil h. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le seuil h est supérieur à 0,2 mm. 15 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le seuil h est inférieur à 0,4 MM. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de 20 roulage du pneumatique sur véhicule est réalisée sur un circuit représentatif d'un usage sévère dudit pneumatique. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'étape de roulage comprend entre 500 et 2 000 km. 25 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'étape de roulage comprend entre 800 et 1 500 km. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de 30 vérification comporte une observation visuelle de la bande de roulement dudit pneumatique. 2016PAT00051FR 3059421 - 10 - 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de vérification de l'état du pneumatique comporte une détermination de la rugosité de surface de la bande de roulement dudit pneumatique. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel, après l'opération de rabotage, on mesure la rugosité de surface de la bande de roulement, et on vérifie qu'après l'étape de roulage sur véhicule, la bande de roulement du pneumatique a une rugosité de surface inférieure à la rugosité de surface mesurée après l'opération de rabotage. 10 2016PAT00051FR