Brevet FR3068916A1 — publié le 20190118

Domaine de l'invention [0001] La présente invention est relative aux pneumatiques, et plus particulièrement à un pneumatique dont les performances en matière de résistance au roulement et comportement routier sont améliorées. [0002] De façon générale, un pneumatique est un objet ayant une géométrie de révolution par rapport à un axe de rotation. Un pneumatique comprend deux bourrelets destinés à être montés sur une jante ; il comprend également deux flancs reliés aux bourrelets, un sommet comportant une bande de roulement destinée à entrer en contact avec le sol, le sommet ayant un premier côté relié à l'extrémité radialement extérieure de l'un des deux flancs et ayant un deuxième côté relié à l'extrémité radialement extérieure de l'autre des deux flancs. [0003] La constitution du pneumatique est usuellement décrite par une représentation de ses constituants dans un plan méridien, c'est-à-dire un plan contenant l'axe de rotation du pneumatique. Les directions radiale, axiale et circonférentielle désignent respectivement les directions perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique, parallèle à l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à tout plan méridien. Dans ce qui suit, les expressions « radialement », « axialement » et « circonférentiellement » signifient respectivement « selon une direction radiale », « selon la direction axiale » et « selon une direction circonférentielle » du pneumatique. Les expressions « radialement intérieur, respectivement radialement extérieur » signifient « plus proche, respectivement plus éloigné, de l'axe de rotation du pneumatique, selon une direction radiale ». Le plan équatorial CP est un plan perpendiculaire à l'axe de révolution du pneumatique, positionné axialement de façon à couper la surface de la bande de roulement sensiblement à mi-distance des bourrelets. Les expressions « axialement intérieur, respectivement axialement extérieur » signifient « plus proche, respectivement plus éloigné, du plan équatorial du pneumatique, selon la direction axiale ». État de la technique [0004] Comme on le sait, les pneumatiques pour applications routières, et tout particulièrement les pneumatiques pour véhicules de tourisme, apportent une contribution essentielle aux performances des véhicules en matière de résistance ou roulement (et donc d'efficacité énergétique des véhicules), d'adhérence, de réponse dynamique pour le guidage des véhicules (notamment en virage) et d'usure (et donc de coût global d'utilisation des véhicules). Parmi les paramètres de conception des pneumatiques, l'homme du métier connait l'importance du choix du matériau 2 constitutif de la bande de roulement et du matériau constitutif de la sous-couche. Un exemple de sous-couche, c'est-à-dire de couche de caoutchouc insérée entre l'armature de sommet et le matériau de la bande de roulement, est décrit dans le document FR 2 954 333. Un autre exemple où cette fois le matériau constitutif de la sous-couche est affleurant au fond des sillons de la bande de 5 roulement est donné par le document EP 2 865 543. En général, on utilise des matériaux de sous- couche sous la bande de roulement de manière à améliorer la résistance au roulement du pneumatique avec un matériau peu hystérétique, ou encore pour rigidifier la bande de roulement en cisaillement, mais avec des rigidités modestes pour ne pas trop s'opposer à la mise à plat de la bande de roulement du pneumatique dans l'aire de contact avec le sol. 10 [00051 Cependant, plus la rigidité est faible, moins bonne est la réponse en poussée de dérive du pneumatique sur sollicitation de braquage du véhicule. En effet, de façon schématique, on peut considérer que l'empilage de couches de caoutchouc radialement à l'extérieur de l'armature de sommet comme une succession de ressorts en série. C'est pourquoi on évite d'introduire des matériaux de trop faible module pour ne pas pénaliser la rigidité de dérive. Or ceci peut être 15 contraire à l'objectif de minimiser la résistance au roulement. Même dans les variantes de rigidités les plus élevées, le module dynamique de cisaillement G* d'un matériau de sous-couche est en général très inférieur à 8 MPa, même lorsque l'on recherche les meilleures performances en comportement. Dans le présent mémoire, précisons que le module dynamique de cisaillement G* considéré est le module dynamique de cisaillement G* mesuré à 23°C, et sous une contraite de 20 cisaillement alterné à une fréquence de 10 Hz et à 10% de déformation. [0006] Par le document WO 2015/170615, on connait aussi un pneumatique comportant une couche de base, c'est-à-dire une sous-couche, formée par deux matériaux superposés radialement. Le module du matériau de la bande de roulement et la valeur de tg (tangente delta) de celui-ci sont inférieurs aux valeurs des mêmes paramètres du matériau de sous-couche en contact avec le 25 matériau de bande de roulement, c'est-à-dire de celle des deux couches la plus à l'extérieur radialement. Le module du matériau de la couche radialement intérieure des matériaux de sous-couche et la valeur de tg 3 de celui-ci sont inférieurs aux valeurs des mêmes paramètres du matériau de sous-couche en contact avec le matériau de bande de roulement. Cependant, un pneumatique réalisé selon cet enseignement n'apporte pas de progrès dans l'équilibre de performances. 30 [00071 Pour apporter une amélioration de performances globales en cas d'utilisation de mélanges caoutchouteux de bande de roulement de basse rigidité, le document W02016/174100 propose d'utiliser un mélange caoutchouteux de bande de roulement de faible dureté et de renforcer la bande de roulement en y incluant un ou plusieurs renforcement circonférentiels ayant une forme triangulaire, vue en coupe méridienne, ledit triangle ayant sa pointe orientée radialement vers l'extérieur. -3 [0008] La multiplicité de ces propositions et leur grande diversité indiquent qu'il n'est pas simple d'atteindre un bon équilibre de toutes les performances attendues d'un pneumatique et notamment de concilier une excellente adhérence permettant un équipement de véhicules à caractère sportif, une faible résistance au roulement et faible usure afin de préserver les ressources en matériau et en 5 énergie, et ceci sans dégrader le bruit engendré par le pneumatique, ce qui est un paramètre de confort et de faible nuisance pour l'environnement d'importance croissante. [0009] L'invention a pour objectif d'apporter une meilleure réponse dynamique en poussée de dérive sur sollicitation de braquage sans dégrader ni la résistance au roulement du pneumatique ni le bruit engendré par le pneumatique. 10 Description brève de l'invention [0010] L'invention a pour objet un pneumatique ayant un axe de rotation et un plan médian perpendiculaire à l'axe de rotation, et comprenant : - une armature de sommet, 15 - une bande de roulement radialement à l'extérieur de l'armature de sommet, et axialement entre deux épaules, la bande de roulement comprenant une face de contact destinée à venir en contact avec la chaussée pendant le roulage du pneumatique, la bande de roulement comportant une pluralité de sillons orientés essentiellement circonférentiellement, chaque sillon présentant un fond de sillon, la bande de roulement étant constituée majoritairement 20 par au moins un mélange caoutchouteux de rigidité M donnée, - une sous-couche disposée radialement extérieurement à l'armature de sommet et radialement intérieurement à la bande de roulement, la sous-couche affleurant à chaque fond de sillon, la sous-couche étant constituée par au moins un mélange caoutchouteux de rigidité A donnée, caractérisé en ce que, d'un côté au moins axialement par rapport au plan médian, : 25 - chacun des sillons est bordé axialement de part et d'autre par un élément renforçant s'étendant radialement depuis la sous-couche vers l'extérieur de la bande de roulement jusqu'à une hauteur radiale supérieure à 75% de l'épaisseur radiale de la bande de roulement, ledit élément renforçant étant de largeur axiale variable, depuis une valeur maximale inférieure à 30% de la largeur axiale dudit bloc de sculpture, ladite largeur axiale 30 allant en décroissant lorsque l'on se déplace radialement vers le haut, chaque élément renforçant étant constituée par un mélange caoutchouteux de rigidité B donnée, - une couche de recouvrement est disposée radialement sur la sous-couche et axialement recouvrant la sous-couche entre les éléments renforçant en dehors des sillons, et 4 respectivement entre un élément renforçant et l'épaule, ladite couche de recouvrement étant constituée par le même matériau que le matériau des éléments renforçants, - les rigidités obéissant aux inégalités suivantes : A REVENDICATIONS1. Pneumatique ayant un axe de rotation et un plan médian (CP) perpendiculaire à l'axe de rotation, et comprenant : - une armature de sommet (5), - une bande de roulement (6) radialement à l'extérieur de l'armature de sommet (5), et axialement entre deux épaules (60), la bande de roulement (6) comprenant une face de contact (61) destinée à venir en contact avec la chaussée pendant le roulage du pneumatique, la bande de roulement (6) comportant une pluralité de sillons (62) orientés essentiellement circonférentiellement, chaque sillon (62) présentant un fond de sillon (620), la bande de roulement (6) étant constituée majoritairement par au moins un mélange caoutchouteux de rigidité M donnée, - une sous-couche (7, 71, 72, 73, 74) disposée radialement extérieurement à l'armature de sommet (5) et radialement intérieurement à la bande de roulement (6), la sous-couche affleurant à chaque fond de sillon (620), la sous-couche étant constituée par au moins un mélange caoutchouteux de rigidité A donnée, caractérisé en ce que, d'un côté au moins axialement par rapport au plan médian (CP), : - chacun des sillons (62) est bordé axialement de part et d'autre par un élément renforçant (81) s'étendant radialement depuis la sous-couche (7, 71, 72, 73, 74) vers l'extérieur de la bande de roulement (6) jusqu'à une hauteur radiale supérieure à 75% de l'épaisseur radiale de la bande de roulement, ledit élément renforçant (81) étant de largeur axiale variable, depuis une valeur maximale inférieure à 30% de la largeur axiale dudit bloc de sculpture, ladite largeur axiale allant en décroissant lorsque l'on se déplace radialement vers le haut, chaque élément renforçant (81) étant constituée par un mélange caoutchouteux de rigidité B donnée, - une couche de recouvrement (80) est disposée radialement sur la sous-couche (7, 71, 72, 73, 74) et axialement recouvrant la sous-couche (7) entre les éléments renforçant (81) en dehors des sillons (62), et respectivement entre un élément renforçant (81) et l'épaule (60), ladite couche de recouvrement (80) étant constituée par le même matériau que le matériau des éléments renforçants (81), - les rigidités obéissant aux inégalités suivantes : A 2. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module dynamique de cisaillement G* du matériau de la la sous-couche (7, 71, 72, 73, 74) est inférieur à 1,5 MPa. - 12 - - 3. Pneumatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le module dynamique de cisaillement G* du matériau de la la sous-couche (7, 71, 72, 73, 74) est inférieur à 0,5 MPa. 4. Pneumatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur de tg mesurée à 23°C à 5 10 Hz et sous une déformation de cisaillement alterné de 10% du matériau de la sous-couche (7, 71, 72, 73, 74) est inférieure à 0,3. 5. Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la sous-couche est rélisée en deux matériaux différents (71 et 72, 73 et 74). 10 6. Pneumatique selon la revendication 5, l'un (72) des matériaux étant disposé axialement vers l'extérieur du pneumatique et l'autre (71) des matériaux étant disposé axialement au centre, le module dynamique de cisaillement G* du matériau de la sous-couche disposé axialement vers l'extérieur étant inférieur d'au moins 1 MPa par rapport au module dynamique de cisaillement G* 15 du matériau de la la sous-couche disposé axialement au centre. 7. Pneumatique selon la revendication 5, l'un (74) des matériaux étant disposé axialement sous les fonds de sillon (620), l'autre (73) des matériaux étant interposé axialement entre les fonds de sillon, en alternance avec le premier cité, le module dynamique de cisaillement G* du matériau (74) 20 de la la sous-couche disposé axialement sous les fonds de sillons (620) étant inférieur d'au moins 1 MPa par rapport au module dynamique de cisaillement G* de l'autre (73) des matériaux. 8. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le module dynamique de cisaillement G* du matériau de la couche de recouvrement (80) et des éléments de renforcement 25 (81) est supérieur à 7 MPa. 9. Pneumatique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le module dynamique de cisaillement G* du matériau de la couche de recouvrement (80) est supérieur à 12 MPa. 30