Brevet FR3065909A1 — publié le 20181109

- 1 - DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La prÃ©sente invention concerne un pneumatique de vÃ©hicule de tourisme, et plus particuliÃ¨rement le sommet d'un tel pneumatique. [0002] Un pneumatique ayant une gÃ©omÃ©trie de rÃ©volution par rapport Ã un axe de rotation, la gÃ©omÃ©trie du pneumatique est gÃ©nÃ©ralement dÃ©crite dans un plan mÃ©ridien contenant l'axe de rotation du pneumatique. Pour un plan mÃ©ridien donnÃ©, les directions radiale, axiale et circonfÃ©rentielle dÃ©signent respectivement les directions perpendiculaire Ã l'axe de rotation du pneumatique, parallÃ¨le Ã l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire au plan mÃ©ridien. [0003] Dans ce qui suit, les expressions Â« radialement intÃ©rieur Ã Â» et Â« radialement extÃ©rieur Ã Â» signifient respectivement Â« plus proche de l'axe de rotation du pneumatique, selon la direction radiale, que Â» et Â« plus Ã©loignÃ© de l'axe de rotation du pneumatique, selon la direction radiale, que Â». Les expressions Â« axialement intÃ©rieur Ã Â» et Â« axialement extÃ©rieur Ã Â» signifient respectivement Â« plus proche du plan Ã©quatorial, selon la direction axiale, que Â» et Â« plus Ã©loignÃ© du plan Ã©quatorial, selon la direction axiale, que Â». Une Â« distance radiale Â» est une distance par rapport Ã l'axe de rotation du pneumatique, et une Â« distance axiale Â» est une distance par rapport au plan Ã©quatorial du pneumatique. Une Â« Ã©paisseur radiale Â» est mesurÃ©e selon la direction radiale, et une Â« largeur axiale Â» est mesurÃ©e selon la direction axiale. [0004] Un pneumatique comprend un sommet comprenant une bande roulement destinÃ©e Ã venir en contact avec le sol par l'intermÃ©diaire d'une surface de roulement, deux bourrelets destinÃ©s Ã venir en contact avec une jante et deux flancs reliant le sommet aux bourrelets. En outre, un pneumatique comprend une armature de carcasse comprenant au moins une couche de carcasse, radialement intÃ©rieure au sommet et reliant les deux bourrelets. [0005] La bande de roulement est en outre constituÃ©e par un ou plusieurs mÃ©langes caoutchouteux. L'expression Â« mÃ©lange caoutchouteux Â» dÃ©signe une composition de caoutchouc comportant au moins un Ã©lastomÃ¨re et une charge. [0006] Le sommet comprend au moins une armature de sommet radialement intÃ©rieure Ã la bande de roulement. L'armature de sommet comprend au moins une armature de travail comprenant au moins une couche de travail composÃ©e d'Ã©lÃ©ments de renforcement parallÃ¨les entre eux formant, avec la direction circonfÃ©rentielle, un angle compris entre 150 et 50Â°. L'armature de sommet peut Ã©galement comprendre une 3065909 - 2 - armature de frettage comprenant au moins une couche de frettage composÃ©e d'Ã©lÃ©ments de renforcement formant, avec la direction circonfÃ©rentielle, un angle compris entre 0Â° et 10Â°, l'armature de frettage Ã©tant le plus souvent mais pas obligatoirement radialement extÃ©rieure aux couches de travail. 5 ETAT DE LA TECHNIQUE [0007] Dans le contexte actuel de dÃ©veloppement durable, l'Ã©conomie de ressources et donc de matiÃ¨res premiÃ¨res est un des objectifs majeurs des industriels. Pour les pneumatiques de vÃ©hicule de tourisme, une des voies de recherche pour cet objectif, consiste Ã diminuer la masse et donc la rÃ©sistance Ã rupture des cÃ¢bles mÃ©talliques 10 habituellement utilisÃ©s comme Ã©lÃ©ments de renforcement de diffÃ©rentes couches de l'armature de sommet. Cette dÃ©marche peut conduire Ã remplacer ces cÃ¢bles mÃ©talliques par des fils unitaires ou monofilaments tels que dÃ©crits dans le document EP 0043563 dans lequel ce type d'Ã©lÃ©ments de renforcement est utilisÃ© dans un double objectif de gain de masse et de rÃ©sistance au roulement. 15 [0008] De mÃªme, les architectures de pneumatiques dont l'armature de carcasse est composÃ©e d'une unique couche de carcasse sont plus intÃ©ressantes d'un point de vue de l'Ã©conomie de matiÃ¨re que les architectures dont l'armature de carcasse comporte au moins deux couches de carcasse. [0009] Ainsi les gains de matiÃ¨res premiÃ¨res amÃ¨nent Ã concevoir des pneumatiques 20 tels que les couches de travail, composÃ©es de monofilaments, aient une rÃ©sistance Ã la rupture de plus en plus faible. Cette modification des couches de sommet n'exige pas en principe de modification de la couche de carcasse pour une mÃªme dimension et une mÃªme pression. [0010] Cependant l'utilisation de ce type d'Ã©lÃ©ments de renforcement dans les 25 couches de sommet prÃ©sente l'inconvÃ©nient d'entraÃ®ner la baisse de la rÃ©sistance Ã la perforation du sommet par certains objets. Ainsi II existe des rÃ¨glements notamment amÃ©ricaine (ASTM VVK20631) et chinoise (GB 9743-2007) basÃ©es sur la mesure de l'Ã©nergie nÃ©cessaire Ã la pÃ©nÃ©tration d'un indenteur Ã travers le sommet des pneumatiques. La baisse de la rÃ©sistance Ã la perforation qu'amÃ¨ne l'utilisation de ces 30 Ã©lÃ©ments de renforcement dans un pneumatique a pour consÃ©quence que ces pneumatiques ne satisfont plus ces rÃ¨glements. Ces pneumatiques deviennent alors impropres Ã la vente dans ces pays, Ã l'importation soit en tant que piÃ¨ces dÃ©tachÃ©es, 3065909 - 3 - soit montÃ©s sur des vÃ©hicules. La conformitÃ© Ã ce rÃ¨glement est dÃ¨s lors un enjeu commercial important pour tous les manufacturiers fabricants ou non dans ces pays. [0011] Ces tests de pÃ©nÃ©tration sont appelÃ©s couramment Â« tests de breaking energy Â». L'Ã©nergie Ã rupture du pneumatique dans les conditions de test imposÃ©es par 5 le rÃ¨glement est donc nommÃ©e Â« performance en breaking energy Â». Les tests et la performance associÃ©e seront ainsi nommÃ©s dans la suite du document. Pour des pneumatiques de mÃªme type, c'est-Ã -dire de mÃªme usine, de mÃªme architecture, de mÃªme bande de roulement, les rÃ©sultats sont dispersÃ©s de prÃ¨s de 10%, de sorte que la performance minimale visÃ©e pour un pneumatique au moment de sa conception est 10 la valeur prescrite par le rÃ¨glement majorÃ©e de 10%. [0012] Pour ce type de performance, la rÃ©sistance Ã rupture des Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail est considÃ©rÃ©e comme prÃ©pondÃ©rante comme le montre le brevet US8662128, via leur renforcement soit par l'augmentation de la densitÃ©, soit par l'augmentation du diamÃ¨tre des fils Ã©lÃ©mentaires des Ã©lÃ©ments de 15 renforcement des couches de travail. Cependant ces solutions sont contraires Ã l'objectif premier des inventeurs qui est le gain de masse et de matiÃ¨res premiÃ¨res. Les Ã©lÃ©ments de renforcement de la au moins une couche de carcasse sont dimensionnÃ©s usuellement en fonction de la pression d'Ã©clatement du pneumatique. EXPOSE DE L'INVENTION 20 [0013] L'objectif principal de la prÃ©sente invention est donc d'augmenter la performance en rÃ©sistance Ã la pÃ©nÃ©tration d'un pneumatique dont les Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail ont une faible masse, de maniÃ¨re Ã satisfaire les tests de breaking energy et d'amÃ©liorer sa rÃ©sistance au roulement. [0014] Cet objectif est atteint par un pneumatique, de largeur nominale au moins 25 Ã©gale Ã 135 mm, de prÃ©fÃ©rence au moins Ã©gale Ã 185 mm et au plus Ã©gale Ã 235 mm, de prÃ©fÃ©rence au plus Ã©gale Ã 225 mm, comprenant : - une bande de roulement, - une armature de sommet radialement intÃ©rieure Ã la bande de roulement et comprenant au moins une armature de travail, 3065909 - 4 - - l'armature de travail comprenant au moins deux couches de travail, chaque couche de travail ayant une rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique Rct, et chaque couche de travail comprenant des Ã©lÃ©ments de renforcement mÃ©talliques, - les Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail comprenant des fils 5 mÃ©talliques unitaires ou monofilaments, - une unique couche de carcasse, radialement intÃ©rieure Ã l'armature de sommet et reliant entre eux deux bourrelets destinÃ©s Ã entrer en contact avec une jante et comprenant des Ã©lÃ©ments de renforcement textiles, la couche de carcasse ayant une rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique Rcc, 10 - la couche de carcasse ayant une Ã©nergie Ã la rupture surfacique Erc dÃ©finie par Erc=(Rcc*Acc)/2, Rcc Ã©tant la rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique de la couche de carcasse, Acc Ã©tant l'allongement Ã rupture des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse, - la rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique Rct de chaque couche de travail Ã©tant au moins 15 Ã©gale Ã 300 daN/cm et au plus Ã©gale Ã 400 daN/cm, - l'Ã©nergie Ã rupture surfacique Erc de la couche de carcasse Ã©tant au moins Ã©gale Ã 1.75 J/cm2. [0015] Les pneumatiques dont les couches de travail ont des rÃ©sistances Ã la rupture linÃ©iques au plus Ã©gales Ã 400 daN/cm prÃ©fÃ©rentiellement au plus Ã©gales Ã 360 20 daN/cm, ne peuvent pas satisfaire les rÃ¨glements de breaking energy sans une adaptation du sommet. Etant donnÃ© l'objectif de l'invention, il n'est pas envisageable d'augmenter la rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique des couches de travail via la densitÃ© et le diamÃ¨tre de leurs Ã©lÃ©ments de renforcement. Par ailleurs l'augmentation de la densitÃ© des Ã©lÃ©ments de renforcement diminue de fait l'Ã©paisseur de mÃ©lange caoutchouteux 25 entre deux Ã©lÃ©ments de renforcement adjacents sans diminuer leurs dÃ©formations en cisaillement. Ceci augmente le risque de fissuration des mÃ©langes caoutchouteux des couches de travail. [0016] La rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique d'une couche Rc est dÃ©finie par Rc=Fr*d, oÃ¹ Fr est la force Ã la rupture en traction des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche 30 considÃ©rÃ©e, et d la densitÃ© des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche considÃ©rÃ©e, mesurÃ©e autour du point le plus radialement extÃ©rieur de chaque couche. 3065909 - 5 - [0017] Pour respecter les autres performances du pneumatique, il est nÃ©cessaire que les couches de travail aient des rÃ©sistances Ã la rupture linÃ©iques au moins Ã©gales Ã 300 daN/cm. [0018] Selon les rÃ¨gles de conception usuelles de l'Ã©tat de l'art pour la performance 5 au test de breaking energy, le sommet du pneumatique se dÃ©forme autour de la tÃªte de l'indenteur et subit principalement une flexion. Selon ces rÃ¨gles, Ã©tant donnÃ© les positions respectives des couches de travail qui sont plus proches de l'indenteur qui est appliquÃ© sur la surface de roulement, et de la couche de carcasse, les contraintes de flexion sont plus Ã©levÃ©es dans la couche de carcasse que dans la couche de travail. 10 D'autre part les matÃ©riaux constituant leurs Ã©lÃ©ments de renforcement respectifs, textile pour la couche de carcasse et mÃ©tallique pour les couches de travail, les couches de travail rompent Ã un niveau de sollicitation bien supÃ©rieur Ã celui de la couche de carcasse. [0019] Par ailleurs, la couche de carcasse textile a un allongement Ã rupture de l'ordre 15 de dix fois supÃ©rieur Ã celui des couches de travail, les couches de travail Ã©taient considÃ©rÃ©es comme rompant donc les premiÃ¨res. [0020] Ainsi les couches de travail apparaissent selon l'Ã©tat de l'art comme l'Ã©lÃ©ment essentiel de la performance en breaking energy et la couche de carcasse est considÃ©rÃ©e comme un paramÃ¨tre n'influenÃ§ant que peu la performance. 20 [0021] Une analyse plus poussÃ©e montre que la flexion n'est pas le paramÃ¨tre majeur de la performance en breaking energy. La rupture du sommet est due Ã la mise sous tension des diffÃ©rentes couches Ã l'aplomb de la bande de roulement sur laquelle l'indenteur vient appuyer. En raison de la gÃ©omÃ©trie du pneumatique, les couches de travail Ã©tant d'une longueur, d'une valeur proche du pÃ©rimÃ¨tre extÃ©rieur du 25 pneumatique, trÃ¨s supÃ©rieure Ã leur largeur, le rayon de courbure du sommet est au niveau de l'indenteur est plus petit dans la direction transverse que dans la direction circonfÃ©rentielle. Ceci est vÃ©rifiable par test et par simulation. Ainsi la carcasse qui est orientÃ©e dans la direction transverse est plus sollicitÃ©e que les couches de travail. [0022] Cet aspect est par ailleurs accentuÃ© par les sculptures actuelles dont les sillons 30 longitudinaux favorisent la dÃ©formation dans la direction transversale. [0023] Pour une sollicitation donnÃ©e, le composite qu'est le pneumatique se dÃ©forme jusqu'Ã une position d'Ã©quilibre. Les couches de travail se cisaillent de maniÃ¨re que leurs Ã©lÃ©ments de renforcement puissent reprendre efficacement les efforts appliquÃ©s. 3065909 - 6 - Pour le gonflage et la charge qui sont les sollicitations basiques d'un pneumatique, l'angle d'Ã©quilibre des Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail est proche de 20Â°. L'angle d'Ã©quilibre des Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail pour la dÃ©formation due au test de breaking energy, n'est pas obtenu pour un angle proche de 5 25Â° mais pour un angle au moins Ã©gal Ã 30Â° et pouvant atteindre 45Â°. Etant donnÃ© les rigiditÃ©s respectives des diffÃ©rentes couches, la couche de carcasse va se dÃ©former en tension et les couches de travail vont se dÃ©former par le cisaillement des gommes et plus de la mise en tension et la rotation des Ã©lÃ©ments de renforcement jusqu'Ã que ce que les Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail forment un angle avec la 10 direction circonfÃ©rentielle proche de l'angle d'Ã©quilibre. [0024] Pour un sommet dont les couches de travail ont une rÃ©sistance Ã la rupture linÃ©ique Ã©levÃ©e, supÃ©rieure Ã 400 daN/cm, la couche de carcasse est un Ã©lÃ©ment secondaire pour satisfaire la valeur minimale du rÃ¨glement de la performance en breaking energy. Que la couche de carcasse ait rompu avant ou aprÃ¨s les couches de 15 travail pendant le test, le pneumatique atteint le niveau de performance exigÃ© par ce rÃ¨glement en prenant la marge de sÃ©curitÃ© de 10% mentionnÃ©e auparavant. [0025] Dans le contexte de l'invention, les couches de travail ne permettent pas Ã elles seules d'atteindre le niveau exigÃ© par le rÃ¨glement. L'idÃ©e de l'invention est de crÃ©er une collaboration entre le dimensionnement de la couche de carcasse et celui 20 des couches de travail pour atteindre cet objectif. Pour cela deux conditions sont nÃ©cessaires. La premiÃ¨re condition est que la couche de carcasse puisse absorber l'allongement lorsque les couches de travail se cisaillent pour que leurs Ã©lÃ©ments de renforcement soient Ã l'angle d'Ã©quilibre de la dÃ©formation imposÃ©e par le test. La deuxiÃ¨me condition est que l'Ã©nergie de rupture surfacique de la couche de carcasse 25 soit suffisamment Ã©levÃ©e pour permette d'atteindre le seuil du rÃ¨glement plus 10%. [0026] Cette collaboration est obtenue en augmentant l'Ã©nergie Ã rupture surfacique de la couche de carcasse en regard de l'Ã©nergie Ã rupture surfacique nÃ©cessaire pour la tenue Ã la pression. Cela implique une augmentation de la masse de la couche de carcasse qui va Ã l'encontre de l'objectif global recherchÃ© mais cette augmentation est 30 faible en regard du gain de masse obtenu via utilisation de monofilaments dans les couches de travail. [0027] Pour les Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail selon l'invention, Ã savoir dont la rÃ©sistance Ã la rupture linÃ©ique est au plus Ã©gale Ã 400 daN/cm, il a Ã©tÃ© proposÃ© puis validÃ© par calcul et par tests que la couche de carcasse devait avoir une 3065909 - 7 - Ã©nergie Erc Ã rupture surfacique au moins Ã©gale Ã 1.75 J/cm2, prÃ©fÃ©rentiellement au moins Ã©gale Ã 2.0 J/cm2 [0028] L'invention est valable pour des pneumatiques dont la largeur nominale est au moins Ã©gale Ã 135 mm, de prÃ©fÃ©rence au moins Ã©gal Ã 185 mm et au plus Ã©gale Ã 235 5 mm. Par largeur nominale, on entend la largeur sommet donnÃ©e par l'appellation dimensionnelle bien connue de l'homme de l'art. En effet, la largeur du pneumatique influence le rayon de courbure transversal appliquÃ© notamment Ã la couche de carcasse lors de l'application de l'indenteur pendant le test et donc influence la sollicitation appliquÃ©e Ã la couche de carcasse. Pour des pneumatiques hors de cette 10 plage dimensionnelle, il faut dimensionner les diffÃ©rentes couches d'Ã©lÃ©ments de renforcement de maniÃ¨re diffÃ©rente. [0029] Une solution prÃ©fÃ©rÃ©e est que la couche de carcasse ait une rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique Rcc au moins Ã©gale Ã 190 daN/cm, prÃ©fÃ©rentiellement Ã©gale Ã 200 daN/cm et prÃ©fÃ©rentiellement au moins Ã©gale Ã 220 daN/cm. 15 [0030] Plus la rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique de la couche de carcasse sera Ã©levÃ©e, si tant est que la rupture des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse survienne Ã un niveau d'allongement suffisant pour que la couche de carcasse collabore avec les couches de travail pour satisfaire le niveau de performance exigÃ© par le rÃ¨glement, plus l'apport d'Ã©nergie par la couche de carcasse sera Ã©levÃ©e et donc 20 plus le pneumatique passera aisÃ©ment le niveau de performance exigÃ© par le rÃ¨glement. Le choix du concepteur pourra se faire entre plusieurs natures d'Ã©lÃ©ments de renforcement satisfaisant ces caractÃ©ristiques en fonction de leurs matÃ©riaux, du diamÃ¨tre des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse, de leurs coÃ»ts, de la facilitÃ© d'approvisionnement entre autres critÃ¨res de choix possibles. 25 [0031] Avantageusement l'allongement Ã rupture Acc des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse est au moins Ã©gal Ã 15%, et plus avantageusement encore au moins Ã©gal Ã 20%, plus avantageusement encore au moins Ã©gal Ã 25%. [0032] Le niveau d'allongement Ã rupture Acc des Ã©lÃ©ments de renforcement nÃ©cessaire de la couche de carcasse pour une collaboration efficace des couches de 30 travail et la couche de carcasse dÃ©pend entre autres paramÃ¨tres de la rÃ©sistance des Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail, de la rÃ©sistance des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse, et dans une moindre mesure de la dimension du pneumatique, et de la sculpture de sa bande de roulement, et des angles que font 3065909 - 8 - les Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail avec la direction circonfÃ©rentielle Ã l'Ã©tat neuf du pneumatique. Selon la valeur de ces paramÃ¨tres, le concepteur de pneumatique pourra choisir le matÃ©riau le plus apte pour satisfaire le niveau de performance exigÃ© par le rÃ¨glement en fonction de l'allongement Acc de la couche de 5 carcasse nÃ©cessaire. [0033] Avantageusement les Ã©lÃ©ments de renforcement textiles de la couche de carcasse sont en polytÃ©rÃ©phtalate d'Ã©thylÃ¨ne, en rayonne, une combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique, ou une combinaison de polytÃ©rÃ©phtalate d'Ã©thylÃ¨ne et de polyamide aromatique, chacun de ces matÃ©riaux 10 ayant des intÃ©rÃªts diffÃ©rents dans ce contexte de rÃ©sistance et d'allongement Ã la rupture entre autres critÃ¨res. [0034] Il est avantageux que la rÃ©sistance Ã la rupture linÃ©ique Rcc de la couche de carcasse soit au moins Ã©gale Ã 0.55 fois la rÃ©sistance Ã la rupture linÃ©ique Rct des couches de travail, prÃ©fÃ©rentiellement au moins Ã©gale Ã 0.6 fois. Cela permet une 15 contribution significative de la couche de carcasse Ã la performance de breaking energy. [0035] Pour ce qui concerne les Ã©lÃ©ments de renforcement, les mesures de rÃ©sistance Ã la rupture et d'allongement Ã la rupture sont effectuÃ©es en traction selon des procÃ©dures bien connues comme par exemple selon la norme ISO 6892 de 1984 20 pour les Ã©lÃ©ments de renforcement en acier. [0036] Dans l'objectif de diminuer la masse du pneumatique, un optimum, notamment de simplicitÃ© et donc de coÃ»t de fabrication, est atteint quand tous les Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail sont des fils mÃ©talliques unitaires ou monofilaments. Les monofilaments permettent d'obtenir une couche de travail avec une 25 Ã©paisseur radiale plus faible qu'avec un cÃ¢ble. Il est toujours possible d'imaginer des solutions proposant d'inclure dans les couches de travail d'autres Ã©lÃ©ments de renforcement que des monofilaments. InsÃ©rer des cÃ¢bles mÃ©talliques gÃ©nÃ¨rerait un surcoÃ»t de matiÃ¨re par la surÃ©paisseur de la couche de travail consÃ©cutive Ã l'introduction de cÃ¢bles. L'insertion de tout autre Ã©lÃ©ment de renforcement que les 30 monofilaments mÃ©talliques gÃ©nÃ¨re un coÃ»t de fabrication important par la complexitÃ© de fabrication amenÃ©e par cette dÃ©standardisation des Ã©lÃ©ments de renforcement. Pour le type d'application visÃ©e, les monofilaments ont une section dont la plus petite dimension est au plus Ã©gale Ã 0.40 mm, prÃ©fÃ©rentiellement au plus Ã©gal Ã 0.35 mm. Par 3065909 - 9 - ailleurs des monofilaments dont la plus petite dimension serait supÃ©rieure Ã 0.40 mm poseraient des problÃ¨mes de dÃ©formabilitÃ© et d'endurance. [0037] Il est avantageux que chaque couche de travail comprenne des Ã©lÃ©ments de renforcement mÃ©talliques formant, avec une direction circonfÃ©rentielle (XX') du 5 pneumatique, un angle (Al, A2) au moins Ã©gal Ã 20Â° et au plus Ã©gal Ã 45Â°, prÃ©fÃ©rentiellement au moins Ã©gal Ã 23Â° et au plus Ã©gal Ã 35Â°. Ces angles permettent un fonctionnement optimal du pneumatique sur des performances en endurance sommet, en comportement, en rÃ©sistance au roulement. [0038] Les Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail peuvent Ãªtre rectilignes 10 ou non. Ils peuvent Ãªtre prÃ©formÃ©s, de forme sinusoÃ¯dale, zigzag, ondulÃ©e ou suivant une spirale. Les Ã©lÃ©ments de renforcement mÃ©talliques des couches de travail sont en acier, de prÃ©fÃ©rence en acier au carbone tel que ceux utilisÃ©s dans les cÃ¢bles de type "steel cords" ; mais il est bien entendu possible d'utiliser d'autres aciers, par exemple des aciers inoxydables, ou d'autres alliages. 15 [0039] Lorsqu'un acier au carbone est utilisÃ©, sa teneur en carbone (% en poids d'acier) est de prÃ©fÃ©rence comprise dans un domaine de 0,8% Ã 1,2%. L'invention s'applique en particulier Ã des aciers du type steel cord Ã trÃ¨s haute rÃ©sistance "SHT" (" Super High Tensile "), ultra-haute rÃ©sistance "UHT" ("Ultra High Tensile ") ou "MT" ("Mega Tensile "). Les renforts en acier au carbone ont alors une rÃ©sistance Ã la rupture 20 en traction (Rm) qui est de prÃ©fÃ©rence supÃ©rieure Ã 3000 M Pa, plus prÃ©fÃ©rentiellement supÃ©rieure Ã 3500 MPa. Leur allongement total Ã la rupture (At), somme de l'allongement Ã©lastique et de l'allongement plastique, est de prÃ©fÃ©rence supÃ©rieur Ã 1.6%. [0040] L'acier utilisÃ©, qu'il s'agisse en particulier d'un acier au carbone ou d'un acier 25 inoxydable, peut Ãªtre lui-mÃªme revÃªtu d'une couche mÃ©tallique amÃ©liorant par exemple les propriÃ©tÃ©s de mise en oeuvre du monofilament d'acier, ou les propriÃ©tÃ©s d'usage du renfort et/ou du pneumatique eux-mÃªmes, telles que les propriÃ©tÃ©s d'adhÃ©sion, de rÃ©sistance Ã la corrosion ou encore de rÃ©sistance au vieillissement. Selon un mode de rÃ©alisation prÃ©fÃ©rentiel, l'acier utilisÃ© est recouvert d'une couche de laiton (alliage Zn- 30 Cu) ou de zinc ; on rappelle que, lors du procÃ©dÃ© de fabrication des fils, le revÃªtement de laiton ou de zinc facilite le trÃ©filage du fil, ainsi que le collage du fil avec le caoutchouc. Mais les renforts pourraient Ãªtre recouverts d'une fine couche mÃ©tallique autre que du laiton ou du zinc, ayant par exemple pour fonction d'amÃ©liorer la rÃ©sistance Ã la corrosion de ces fils et/ou leur adhÃ©sion au caoutchouc, par exemple 3065909 - 10 - une fine couche de Co, Ni, Al, d'un alliage de deux ou plus des composÃ©s Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn. [0041] Les monofilaments peuvent avoir toute forme de section, sachant que les sections oblongues reprÃ©sentent un avantage sur les sections circulaires de mÃªme plus 5 petite dimension. Une couche de travail constituÃ© de monofilaments de sections oblongues correctement agencÃ©s peut pour une mÃªme rÃ©sistance Ã la rupture avoir une Ã©paisseur moindre qu'une couche de travail dont les Ã©lÃ©ments de renforcement ont des sections circulaire. Par ailleurs les inerties de flexion de monofilaments de sections oblongues sont supÃ©rieures aux inerties de flexion de monofilaments de sections 10 circulaires et donc leur rÃ©sistance au flambement sont supÃ©rieures, or la rÃ©sistance au flambement est un critÃ¨re important pour le dimensionnement des monofilaments. Pour une section circulaire, la plus petite dimension correspond au diamÃ¨tre de la section. Pour garantir une rÃ©sistance Ã rupture en fatigue des monofilaments et la tenue au cisaillement des mÃ©langes caoutchouteux situÃ©s entre les filaments, la densitÃ© 15 d'Ã©lÃ©ments de renforcement mÃ©talliques de chaque couche de travail est au moins Ã©gale Ã 100 monofilaments par dm et au plus Ã©gale Ã 200 monofilaments par dm, prÃ©fÃ©rentiellement au moins Ã©gale Ã 115 monofilaments par dm et au plus Ã©gale Ã 170 monofilaments par dm. Par densitÃ© on entend le nombre moyen de monofilaments sur une largeur de couche de travail de 10 cm, cette largeur Ã©tant prise 20 perpendiculairement Ã la direction des monofilaments de la couche de travail considÃ©rÃ©e. La distance entre des Ã©lÃ©ments de renforcement consÃ©cutifs peut Ãªtre fixe ou variable. Pour les diffÃ©rents calculs de rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique d'une couche ou de l'Ã©nergie Ã rupture surfacique, la densitÃ© est ramenÃ©e Ã l'unitÃ© adÃ©quate, en Ã©lÃ©ments de renforcement par cm par exemple, pour assurer la cohÃ©rence des calculs. 25 [0042] La pose des Ã©lÃ©ments de renforcement en fabrication peut Ãªtre effectuÃ©e par couche, par bandelette ou de faÃ§on unitaire. [0043] Une solution prÃ©fÃ©rÃ©e est que la densitÃ© d'Ã©lÃ©ments de renforcement textiles de la couche de carcasse, mesurÃ© au voisinage du point le plus radialement extÃ©rieur de la couche de carcasse, est au moins Ã©gale Ã 40 Ã©lÃ©ments de renforcement par dm 30 et prÃ©fÃ©rentiellement au moins Ã©gale Ã 50 Ã©lÃ©ments de renforcement par dm. La performance sur le test de breaking energy Ã©tant liÃ©e Ã la densitÃ© des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse dans la partie radialement Ã l'aplomb des couches de travail, la densitÃ© des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse est mesurÃ©e dans cette partie de la couche de carcasse et non au niveau des 3065909 bourrelets comme il est possible de le faire pour certaines applications. L'invention est liÃ©e Ã la performance du sommet tant pour la masse, la rÃ©sistance au roulement et le test de breaking energy. La mesure de la densitÃ© des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse s'effectue donc Ã©galement au niveau du sommet d'une maniÃ¨re 5 similaire que pour les couches de travail. [0044] PrÃ©fÃ©rentiellement les Ã©lÃ©ments de renforcement textiles de la couche de carcasse sont constituÃ©s de filÃ©s de filaments Ã©lÃ©mentaires soumis Ã une torsion, la torsion des filÃ©s de filaments Ã©lÃ©mentaires constitutifs des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse est au moins Ã©gale Ã 185 t/m et au plus Ã©gale Ã 420t/m. 10 [0045] On rappellera simplement ici que ces retors ou cÃ¢blÃ©s textiles, traditionnellement Ã double torsion (Ti, T2), sont prÃ©parÃ©s par un procÃ©dÃ© dit de retordage (Â« twisting Â») dans lequel : - au cours d'une premiÃ¨re Ã©tape, chaque filÃ© ou fibre multifilamentaire (en anglais Â« yarn Â») constitutive du cÃ¢blÃ© final est tout d'abord individuellement 15 tordue sur elle-mÃªme (selon une torsion initiale Ti) dans une direction donnÃ©e Dl (respectivement sens S ou Z), pour former un brin (en anglais Â« strand Â») dans lequel les filaments Ã©lÃ©mentaires se voient imposÃ©s une dÃ©formation en hÃ©lice autour de l'axe de fibre (ou axe du brin) ; - puis, au cours d'une seconde Ã©tape, plusieurs brins, gÃ©nÃ©ralement au nombre 20 de deux, trois ou quatre, de natures identiques ou diffÃ©rentes dans le cas de cÃ¢blÃ©s dits hybrides ou composites, sont ensuite retordus ensemble selon une torsion finale T2 (pouvant Ãªtre Ã©gale Ã ou diffÃ©rente de Ti) en direction opposÃ©e D2 (respectivement sens Z ou S, selon une nomenclature reconnue dÃ©signant l'orientation des spires selon la barre transversale d'un S ou d'un Z), pour 25 l'obtention du cÃ¢blÃ© (en anglais Â« cord Â») ou assemblage final Ã plusieurs brins. [0046] Le rÃ´le du retordage est d'adapter les propriÃ©tÃ©s du matÃ©riau afin de crÃ©er la cohÃ©sion transversale du renfort, d'accroÃ®tre sa tenue en fatigue et aussi d'amÃ©liorer l'adhÃ©sion avec la matrice renforcÃ©e. De tels cÃ¢blÃ©s textiles, leurs constructions et procÃ©dÃ©s de fabrication sont bien connus de l'homme du mÃ©tier. Ils ont Ã©tÃ© dÃ©crits en 30 dÃ©tail dans un grand nombre de documents, pour ne citer que quelques exemples dans les documents brevet EP 021 485, EP 220 642, EP225 391, EP 335 588, EP 467 585, 3065909 - 12 - US 3 419 060, US 3 977 172, US 4 155 394, US 5 558 144, W097/06294 ou EP 848 767, ou plus rÃ©cemment W02012/104279, W02012/146612, W02014/057082. [0047] Pour pouvoir renforcer des articles en caoutchouc tels que des pneumatiques, la rÃ©sistance Ã la fatigue (endurance en extension, flexion, compression) de ces cÃ¢blÃ©s 5 textile est primordiale. On sait que de maniÃ¨re gÃ©nÃ©rale, pour un matÃ©riau donnÃ©, elle est d'autant plus Ã©levÃ©e que les torsions employÃ©es sont importantes, mais qu'en contrepartie, leur force Ã la rupture en extension (appelÃ©e tÃ©nacitÃ© lorsqu'elle est ramenÃ©e Ã l'unitÃ© de poids) diminue inexorablement lorsqu'augmente la torsion, ce qui bien entendu est pÃ©nalisant du point de vue du renforcement et de la performance en 10 breaking energy. Aussi, les concepteurs de cÃ¢blÃ©s textiles, comme les fabricants de pneumatiques, sont en permanence Ã la recherche de cÃ¢blÃ©s textiles dont les propriÃ©tÃ©s mÃ©caniques, particuliÃ¨rement la force Ã la rupture et la tÃ©nacitÃ©, pour un matÃ©riau et une torsion donnÃ©s, pourraient Ãªtre amÃ©liorÃ©es. C'est cet Ã©quilibre qui est ici recherchÃ© afin de satisfaire l'ensemble des performances du pneumatique dont la 15 performance en breaking energy. [0048] Il est avantageux que l'armature de sommet comprenne au moins une couche de frettage et que la couche de frettage soit radialement extÃ©rieure Ã l'armature de travail pour une bonne tenue de cette derniÃ¨re en endurance. La couche de frettage comprend des Ã©lÃ©ments de renforcement faisant un angle avec la direction 20 circonfÃ©rentielle au plus Ã©gal Ã 8Â° [0049] PrÃ©fÃ©rentiellement les Ã©lÃ©ments de renforcement de la au moins une couche de frettage sont en textile de prÃ©fÃ©rence de type polyamide aliphatique, polyamide aromatique, combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique, polytÃ©rÃ©phtalate d'Ã©thylÃ¨ne ou rayonne car les matÃ©riaux textiles sont particuliÃ¨rement 25 adaptÃ©s Ã ce type d'usage en raison de leur faible masse et de leur rigiditÃ© Ã©levÃ©e. La distance entre des Ã©lÃ©ments de renforcement consÃ©cutifs de la couche de frettage ou pas peut Ãªtre fixe ou variable. La pose des Ã©lÃ©ments de renforcement en fabrication peut Ãªtre effectuÃ©e par couche, par bandelette ou de faÃ§on unitaire. 3065909 - 13 - DESCRIPTION DES DESSINS [0050] Les caractÃ©ristiques et autres avantages de l'invention seront mieux compris Ã l'aide de la figure 1 reprÃ©sentant une coupe mÃ©ridienne du sommet d'un pneumatique selon l'invention. 5 [0051] Le pneumatique comporte une bande de roulement 2 destinÃ©e Ã entrer en contact avec un sol par l'intermÃ©diaire d'une surface de roulement 21. Le pneumatique comprend en outre une armature de sommet 3 radialement intÃ©rieure Ã la bande de roulement 2, et comprenant une armature de travail 4 et une armature de frettage 5. L'armature de travail comprend deux couches de travail 41 et 42 comprenant chacune 10 des Ã©lÃ©ments de renforcement parallÃ¨les entre eux 411, 421, formant respectivement avec une direction circonfÃ©rentielle ()0(') du pneumatique, un angle orientÃ© Ai, A2 au moins Ã©gal Ã 20Â° et au plus Ã©gal Ã 50Â° en valeur absolue et de signe opposÃ© d'une couche Ã la suivante. Le pneumatique comprend Ã©galement une unique couche de carcasse 6 radialement intÃ©rieure Ã l'armature de sommet. 15 [0052] Les inventeurs ont rÃ©alisÃ© une premiÃ¨re sÃ©rie de tests sur la base de l'invention pour un pneumatique de dimension 225/55 R16, d'une largeur nominale de 225 mm, comprenant deux couches de travail et une couche de carcasse. [0053] Le pneumatique tÃ©moin TA d'une conception classique hors invention comprenant : 20 - deux couches de travail comprenant des Ã©lÃ©ments de renforcement constituÃ©s par des cÃ¢bles de deux fils de 0,3 mm de diamÃ¨tre d'une densitÃ© de 95 Ã©lÃ©ments de renforcement par dÃ©cimÃ¨tre pour une rÃ©sistance Ã la rupture linÃ©ique Rct Ã©gale Ã 420 daN/cm, - une couche de carcasse en polytÃ©rÃ©phtalate d'Ã©thylÃ¨ne comprenant 2 torons 25 de 220 tex ayant une densitÃ© de 63 Ã©lÃ©ments de renforcement par dm pour une Ã©nergie Ã la rupture de 1.72 J/cm2. [0054] Cette conception permet d'avoir une performance en test de breaking energy suffisante de plus de 680 J contre une limite admissible par le rÃ¨glement de 588 J. [0055] Le besoin de gains de masse et de rÃ©sistance au roulement a amenÃ© les 30 inventeurs Ã utiliser des couches de travail comprenant des monofilaments en acier. 3065909 - 14 - [0056] Ils conÃ§oivent, suivant l'Ã©tat de la technique, un pneumatique TA2 dont la couche de carcasse reste inchangÃ©e. Le gain en masse pour cette conception est alors de 200 g et l'amÃ©lioration de la rÃ©sistance au roulement de prÃ¨s de 0.15 kg/t. Ce pneumatique hors de l'invention comprend : 5 - deux couches de travail comprenant des Ã©lÃ©ments de renforcement constituÃ©s par des monofilaments en acier HT (High Tensile) de diamÃ¨tre 0.32 mm, rÃ©partis selon une densitÃ© de 143 monofilaments au dÃ©cimÃ¨tre pour une rÃ©sistance Ã la rupture linÃ©ique Rct Ã©gale Ã 350 daN/cm. [0057] En revanche, ce pneumatique TA2 n'a pas une performance en test de 10 breaking energy satisfaisante Ã 610 j soit Ã peine 3% au-dessus de la valeur rÃ©glementaire, ce qui restreint considÃ©rablement la taille des marchÃ©s sur lesquels il pourrait Ãªtre vendu. [0058] L'invention consiste Ã modifier les Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse pour concevoir le pneumatique A. Le pneumatique A, selon l'invention, 15 comprend : - deux couches de travail, identiques Ã celles de TA2 car innovantes permettant le gain de masse et rÃ©sistance au roulement, comprenant des Ã©lÃ©ments de renforcement constituÃ©s par des monofilaments en acier HT (High Tensile) de diamÃ¨tre 0.32 mm, rÃ©partis selon une densitÃ© de 143 monofilaments au dÃ©cimÃ¨tre 20 pour une rÃ©sistance Ã la rupture linÃ©ique Rct Ã©gale Ã 350 daN/cm, - une couche de carcasse en polytÃ©rÃ©phtalate d'Ã©thylÃ¨ne comprenant 2 torons de 344 tex ayant une densitÃ© de 53 Ã©lÃ©ments de renforcement par dm pour une Ã©nergie Ã la rupture surfacique de 2.03 J/cm2. [0059] Le gain en masse pour cette conception est alors de 200 g et l'amÃ©lioration de 25 la rÃ©sistance au roulement de prÃ¨s de 0.15 kg/t par rapport au pneumatique T initial et sa performance en breaking energy est de 960 J soit trÃ¨s supÃ©rieure Ã la valeur imposÃ©e par le rÃ¨glement. [0060] Pour l'ensemble des pneumatiques dÃ©crits, les angles Al et A2 des Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail sont respectivement Ã©gaux Ã +25Â° et -25Â°. 30 REVENDICATIONS1. Pneumatique (1) pour vÃ©hicule, de largeur nominale au moins Ã©gale Ã 135 mm, de prÃ©fÃ©rence au moins Ã©gale Ã 185 mm et au plus Ã©gale Ã 235 mm, de prÃ©fÃ©rence au plus Ã©gale Ã 225 mm, comprenant : - une bande de roulement (2), - une armature de sommet (3) radialement intÃ©rieure Ã la bande de roulement (2) et comprenant au moins une armature de travail (4), - l'armature de travail (4) comprenant au moins deux couches de travail (41, 42), chaque couche de travail (41,42) ayant une rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique Rct, chaque couche de travail (41,42) comprenant des Ã©lÃ©ments de renforcement mÃ©talliques (411, 421), - les Ã©lÃ©ments de renforcement des couches de travail comprenant des fils mÃ©talliques unitaires ou monofilaments, - une unique couche de carcasse (6), radialement intÃ©rieure Ã l'armature de sommet (3) et reliant entre eux deux bourrelets destinÃ©s Ã entrer en contact avec une jante et comprenant des Ã©lÃ©ments de renforcement textiles, la couche de carcasse (6) ayant une rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique Rcc, - la couche de carcasse (6) ayant une Ã©nergie Ã la rupture surfacique Erc dÃ©finie par Erc=(Rcc*Acc)/2, Rcc Ã©tant la rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique de la couche de carcasse (6), Acc Ã©tant l'allongement Ã rupture des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse (6), caractÃ©risÃ© en ce que, la rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique Rct de chaque couche de travail (41, 42) est au moins Ã©gale Ã 300 daN/cm et au plus Ã©gale Ã 400 daN/cm, et en ce que l'Ã©nergie Ã rupture surfacique Erc de la couche de carcasse (6) est au moins Ã©gale Ã 1.75 J/cm2. 2. Pneumatique selon la revendication 1 dans lequel la couche de carcasse (6) a une rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique Rcc au moins Ã©gale Ã 190 daN/cm. 3. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 dans lequel la couche de carcasse (6) a une rÃ©sistance Ã rupture linÃ©ique Rcc au moins Ã©gale Ã 200 daN/cm, et prÃ©fÃ©rentiellement au moins Ã©gale Ã 220 daN/cm. 3065909 - 16 - 4. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 3 dans lequel les Ã©lÃ©ments de renforcement textiles de la couche de carcasse (6) ont un allongement Ã rupture Acc au moins Ã©gale Ã 15%, et prÃ©fÃ©rentiellement au moins Ã©gal Ã 20%. 5. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 4, les Ã©lÃ©ments de 5 renforcement textiles de la couche de carcasse Ã©tant constituÃ©s de filÃ©s de filaments Ã©lÃ©mentaires soumis Ã une torsion, dans lequel la torsion des filÃ©s de filaments Ã©lÃ©mentaires constitutifs des Ã©lÃ©ments de renforcement de la couche de carcasse (6) est au moins Ã©gale Ã 185 t/m et au plus Ã©gale Ã 420t/m. 6. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 5 dans lequel les 10 Ã©lÃ©ments de renforcement textiles (61) de la couche de carcasse (6) sont en polytÃ©rÃ©phtalate d'Ã©thylÃ¨ne, en rayonne, une combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique, ou une combinaison de polytÃ©rÃ©phtalate d'Ã©thylÃ¨ne et de polyamide aromatique. 7. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 6 dans lequel les 15 Ã©lÃ©ments de renforcement mÃ©talliques (411, 421) d'au moins une couche de travail (41, 42) sont constituÃ©s par des fils mÃ©talliques unitaires ou monofilaments ayant une section dont la plus petite dimension est au plus Ã©gale Ã 0.40 mm, prÃ©fÃ©rentiellement au plus Ã©gal Ã 0.35 mm. 8. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 7 dans lequel la 20 rÃ©sistance Ã la rupture linÃ©ique Rcc de la couche de carcasse (6) est au moins Ã©gale Ã 0.55 fois la rÃ©sistance rupture linÃ©ique Rct de chaque couche de travail. 9. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 8 dans lequel chaque couche de travail (41, 42) comprend des Ã©lÃ©ments de renforcement mÃ©talliques (411, 421), formant, avec une direction circonfÃ©rentielle ()0(') du pneumatique, un 25 angle (Al, A2) au moins Ã©gal Ã 20Â° et au plus Ã©gal Ã 45Â°. 10. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 9 dans lequel chaque couche de travail (41, 42) comprend des Ã©lÃ©ments de renforcement mÃ©talliques (411, 421), formant, avec une direction circonfÃ©rentielle ()0(') du pneumatique, un angle (Al, A2) au moins Ã©gal Ã 23Â° et au plus Ã©gal Ã 35Â°. 3065909 - 17 - 11. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 10 dans lequel les Ã©lÃ©ments de renforcement mÃ©talliques (411, 421) des couches de travail (41, 42) sont en acier au carbone. 12. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 11 dans lequel la 5 densitÃ© d'Ã©lÃ©ments de renforcement mÃ©talliques (411, 421) d'une mÃªme couche de travail (41, 42), est au moins Ã©gale Ã 100 monofilaments par dm et au plus Ã©gale Ã 200 monofilaments par dm, prÃ©fÃ©rentiellement au moins Ã©gale Ã 115 monofilaments par dm et au plus Ã©gale Ã 170 monofilaments par dm. 13. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 12 dans lequel la 10 densitÃ© d'Ã©lÃ©ments de renforcement textiles de la couche de carcasse (6), mesurÃ©e au voisinage du point le plus radialement extÃ©rieur de la couche de carcasse, est au moins Ã©gale Ã 40 Ã©lÃ©ments de renforcement par dm et prÃ©fÃ©rentiellement au moins Ã©gale Ã 50 Ã©lÃ©ments de renforcement par dm. 14. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 13, comprenant au 15 moins une couche de frettage (5) dans lequel les Ã©lÃ©ments de renforcement de la au moins une couche de frettage (5) sont en textile, de prÃ©fÃ©rence de type polytÃ©rÃ©phtalate d'Ã©thylÃ¨ne, polyamide aliphatique, combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique, ou combinaison de polytÃ©rÃ©phtalate d'Ã©thylÃ¨ne et de polyamide aromatique.