Brevet FR3147145A1 — publié le 20241004

La présente invention a pour objet un pneumatique (1) pour un véhicule léger, apte à être équipé d’un insert de flanc (9), ledit pneumatique (1) comprenant un cordon de protection (32) ayant une arête (321), étant la zone la plus axialement extérieure du flanc, la mesure étant faite sur le pneumatique monté sur une jante (2) à une pression de 2 bar. Le flanc (3) comprend un moyen d’ancrage (6), ayant une ligne moyenne circonférentielle (61), destiné à coopérer avec au moins l’insert de flanc (9). La ligne moyenne circonférentielle (61) du moyen d’ancrage (6) est positionnée, radialement à l’intérieur de l’arête (321) du cordon de protection (32). Fig. 1 Pneumatique comprenant un insert de flanc La présente invention a pour objet un pneumatique, destiné plus particulièrement à équiper un véhicule léger à quatre roues (automobile, camionnette), ou à deux roues (moto), et comprenant au moins un flanc avec un insert de flanc, destiné à personnaliser le design du flanc de pneumatique. Une préoccupation constante des constructeurs et des utilisateurs de véhicules est de personnaliser le design des flancs de pneumatiques par des moyens colorés et/ou des éléments additionnels, appelés inserts dans le présent document. Un pneumatique ayant une géométrie de révolution par rapport à un axe de rotation, la géométrie du pneumatique est généralement décrite dans un plan méridien contenant l’axe de rotation du pneumatique. Pour un plan méridien donné, 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 au plan méridien. La direction circonférentielle est tangente à la circonférence du pneumatique. Dans ce qui suit, les expressions «radialement intérieur», respectivement «radialement extérieur» signifient «plus proche », respectivement «plus éloigné de l’axe de rotation du pneumatique». Par « axialement intérieur », respectivement « axialement extérieur », on entend « plus proche », respectivement « plus éloigné du plan équatorial du pneumatique », le plan équatorial du pneumatique étant le plan passant par le milieu de la surface de roulement et perpendiculaire à l’axe de rotation. Par « un élément A axialement intérieur à un élément B d’une distance axiale D », on entend que l’élément A est plus proche du plan équateur que l’élément B et que la distance axiale entre les deux éléments est égale à la distance D. Ce type de phrase est généralisable avec la direction radiale et circonférentielle et la position extérieure versus intérieure, de l’un ou l’autre des éléments. De façon générale un pneumatique comprend une bande de roulement, destinée à venir en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement, dont les deux extrémités axiales sont reliées par l’intermédiaire de deux flancs à deux bourrelets assurant la liaison mécanique entre le pneumatique et la jante sur laquelle il est destiné à être monté. Par « bourrelet » d'un pneumatique, on entend une partie du pneumatique destinée à prendre assise sur une jante de roue. Un pneumatique radial comprend en outre une armature de renforcement, constituée d’une armature de sommet, radialement intérieure à la bande de roulement, et d’une armature de carcasse, radialement intérieure à l’armature de sommet. Un moyen coloré connu pour personnaliser le flanc d’un pneumatique est une composition de caoutchouc colorée, par exemple de couleur blanche, contenue dans le flanc du pneumatique et contrastant avec la couleur noire des compositions de caoutchouc adjacentes. Toutefois cette solution technique présente un certain nombre d’inconvénients. Tout d’abord, certains composants chimiques, tels que des composants de protection, contenus dans les compositions de caoutchouc adjacentes au moyen coloré, peuvent migrer vers la composition de caoutchouc colorée et entrainer sa décoloration progressive au fil du temps. De plus, les déformations du flanc au cours de la vie du pneumatique peuvent initier des fissurations dans la composition de caoutchouc colorée et dégrader son aspect. Par ailleurs les moyens mécaniques utilisés pour le montage du pneumatique sur sa jante, en frottant sur la composition de caoutchouc colorée, peuvent également la dégrader. Enfin, la fabrication d’un pneumatique comprenant des portions de couleurs différenciées est plus complexe industriellement. Le document WO2022/069832 A1 décrit un insert sous la forme d’un élément de garniture de pneumatique destiné à être engagé dans un flanc de façon amovible. L’élément de garniture est positionné plus particulièrement radialement à l’extérieur de l’arête du cordon de protection. Toutefois cet élément de garniture est susceptible de se déformer et de se décrocher du flanc notamment lors de chocs contre les trottoirs ou lors de la prise de virage à forte poussée transversale. Par ailleurs un tel insert provoque une traînée aérodynamique significativement pénalisante à haute vitesse à savoir supérieure à 120 Km/h. Or les pneumatiques plus spécifiquement concernés par ce type d’insert sont des pneumatiques de voitures sportives de luxe dont l’indice de vitesse est au moins égal à S (180 Km/h). Les inventeurs se sont donnés pour objectif de proposer un pneumatique apte à être équipé d’au moins un insert de flanc, avec un montage et un accrochage sur le flanc amélioré résistant aux chocs et aux râpages trottoir et à la prise de virage à forte poussée transversale et diminuant significativement la traînée aérodynamique de l’insert. Cet objectif a été atteint par un pneumatique pour un véhicule léger, destiné à être monté sur une jante et apte à être équipé d’au moins un insert de flanc, ledit pneumatique comprenant: -deux flancs reliant un sommet respectivement à deux bourrelets, destinés chacun à entrer en contact avec la jante, - au moins un flanc comprenant, sur sa face axialement extérieure de flanc un cordon de protection ayant une arête, étant la zone la plus axialement extérieure du flanc, la mesure étant faite sur le pneumatique monté sur une jante à une pression de 2 bar, -au moins un flanc comprenant un moyen d’ancrage, destiné à coopérer avec au moins un insert de flanc, - le moyen d’ancrage s’étendant circonférentiellement, selon une direction circonférentielle (XX’) du pneumatique, et comprenant au moins un creux formé dans une couche axialement extérieure du flanc comprenant au moins un matériau caoutchoutique, ledit creux s’étendant à partir d’une face axialement extérieure du flanc axialement vers l’intérieur du flanc, - le moyen d’ancrage ayant une ligne moyenne circonférentielle, - la ligne moyenne circonférentielle du moyen d’ancrage étant positionnée, radialement à l’intérieur de l’arête du cordon de protection. Le principe de l’invention est d’avoir un moyen d’ancrage, pour un insert de flanc, comprenant au moins un creux circonférentiel, formé dans une couche axialement extérieure de flanc. Un creux comprend toujours au moins deux parois reliées par une surface de fond. Un creux circonférentiel sur le flanc comprend au moins une paroi circonférentielle la plus radialement extérieure et une paroi circonférentielle la plus radialement intérieure. De ce fait le moyen d’ancrage comprend au moins une paroi circonférentielle la plus radialement extérieure et une paroi circonférentielle la plus radialement intérieure appartenant l’une et l’autre ou non au même creux. Le moyen d’ancrage peut comprendre une protubérance, formée dans ledit creux ou entre deux creux pour améliorer la tenue mécanique de l’insert notamment lors du roulage, ou pour améliorer le positionnement de l’insert, notamment le centrage au moment du montage de l’insert. Le pneumatique selon l’invention comprend également un cordon de protection du flanc pour protéger la carcasse contre les chocs ou les râpages sur le flanc, notamment les chocs contre les trottoirs. Le cordon de protection est donc la zone la plus axialement extérieure du pneumatique. Il est constitué d’une surépaisseur axiale circonférentielle de gomme, parfois pyramidale, d’une épaisseur radiale maximale d’environ 5 mm sur une hauteur radiale de 15 mm. Un cordon de protection peut comporter une surépaisseur axiale de gomme variable dans la circonférence, avec des bosses, des stries ou tout autre motif. La surépaisseur s’évalue en considérant pour le flanc du pneumatique, la différence entre la distance locale entre la couche de carcasse la plus axialement intérieure et la surface externe – à savoir la surface au contact de l’air externe – du flanc, et la moyenne de cette distance. Au niveau du cordon de protection, cette différence d’épaisseur croit puis décroit sur une hauteur radiale de l’ordre de 10 mm à 15 mm de la hauteur du flanc, d’une épaisseur axiale comprise approximativement entre 2 et 5 mm. L’arête du cordon de protection n’est pas obligatoirement saillante, le cordon pouvant être chanfreiné ou arrondi. Les mesures des distances entre la couche de carcasse la plus axialement extérieure et la surface externe du flanc, se feront sur une coupe méridienne. Le moyen d’ancrage, donc le creux, peut être continu circonférentiellement ou discontinu circonférentiellement, c’est-à-dire formé de portions circonférentielles disjointes entre elles. La ligne circonférentielle moyenne du moyen d’ancrage est située au rayon moyen entre le rayon de la paroi circonférentielle la plus radialement extérieure et le rayon de la paroi circonférentielle la plus radialement intérieure au niveau de leurs jonctions avec la surface extérieure du flanc. En cas de l’existence d’un congé au niveau des jonctions entre lesdites surfaces, le rayon de chaque paroi circonférentielle sera considéré comme étant radialement équidistant deux extrémités du congé considéré. En cas de creux discontinu le calcul de la ligne circonférentielle moyenne du creux sera faite sur les portions du pneumatique dans lesquels un creux est présent. Le creux permet également d’engager l’insert de flanc dans l’épaisseur du flanc, de façon à ne pas créer de protubérance significative par rapport à la face axialement extérieure de flanc, et donc de ne pas perturber l’écoulement de l’air au voisinage du flanc dans cette zone. Le principe de l’invention est que contrairement à l’état de l’art, le moyen d’ancrage apte à recevoir un insert est radialement intérieur au cordon de protection car de manière inattendue cette position protège beaucoup mieux l’insert de l’arrachement entre autres intérêts de l’invention. La couche axialement extérieure de flanc dans lequel est formé le moyen d’ancrage s’étend axialement à partir d’une face axialement extérieure de flanc, en contact avec l’air atmosphérique, jusqu’à une couche de renforcement la plus axialement extérieure, formée de renforts le plus souvent textiles. Plus précisément, la couche axialement extérieure de flanc est en contact axialement intérieur avec le mélange caoutchoutique enrobant les renforts de la couche de renforcement la plus axialement extérieure, appelé usuellement mélange d’enrobage. Le creux permet d’ancrer l’insert dans le flanc, par un blocage des bords de l’insert de flanc entre ses parois. Il contribue donc au maintien de l’insert de flanc susceptible d’être éjecté lors du roulage. Selon l’invention, une solution préférée est que le pneumatique étant destiné à être monté sur une jante de diamètre D en mm, dans tout plan méridien (YZ), la ligne moyenne circonférentielle du moyen d’ancrage soit positionnée à un diamètre D1 au moins égal à D+44 mm et au plus égal à D+80 mm, de préférence au plus égal à D+70 mm. Il s’agit de positionner l’insert dans la zone la plus optimale du flanc entre la jante et le cordon de protection. Selon une réalisation de l’invention, l’arête du cordon de protection, est à une distance radiale de la ligne moyenne circonférentielle du moyen d’ancrage au moins égale à 4 mm afin d’optimiser l’effet de protection du cordon de protection vis-à-vis de l’insert contre les chocs trottoir notamment. Pour une optimisation de l’effet de l’insert vis-à-vis du pneumatique, il est avantageux que l’arête du cordon de protection, soit positionnée à un diamètre D2 au moins égal à D+52 mm et au plus égal à D+96 mm, de préférence au plus égal à D+86 mm. Par ailleurs une telle position du moyen d’ancrage diminue son usure potentielle liée aux frottements entre l’insert et les parois du creux car elle n’est pas dans la zone de la plus grande flexion du flanc. En effet lors de l’usage, le flanc se déforme notamment lors de son passage au droit de l’aire de contact avec le sol. Cette déformation est croissante depuis la jante en raison de la rigidité de la jante et de celle de la tringle. Ayant des rayons différents et l’insert n’étant pas partie prenante du pneumatique, les parois des creux et les parois de l’insert se déforment différemment créant des mouvements et des frottements sur leurs zones de contact, créant ainsi de l’usure. Les préconisations données diminuent très fortement ce phénomène. Le diamètre D d’une jante est défini par les normes usuelles relatives aux pneumatiques, telles que par exemple, la norme de la « European Tyre and Rim Technical Organisation » (Organisation technique européenne du pneumatique et de la jante) ou norme « ETRTO ». Une protubérance, formée dans le creux à partir du fond de creux, destinée à entrer en contact avec une face axialement intérieure de l’insert de flanc, peut permettre un meilleur ancrage de l’insert de flanc grâce à une forme spécifique. Une solution pour un telle protubérance est d’avoir sensiblement une forme de champignon, dont le pied est axialement intérieur à la tête, portion de plus grande largeur radiale. Cette configuration de protubérance permet un clipsage efficace de l’insert de flanc sur la protubérance et garantit son maintien en position au cours du roulage, sous les sollicitations mécaniques de flexion et de centrifugation appliquées au pneumatique. Une épaisseur de 1 mm est l’épaisseur minimale de couche de matériau caoutchoutique, garantissant un découplage mécanique entre l’insert de flanc, destiné à être engagé dans ledit creux, et l’armature de renforts axialement intérieure la plus proche. Cette épaisseur minimale évite des concentrations de contrainte en fond de creux. Préférentiellement le creux est formé dans une couche axialement extérieure de flanc constituée d’un matériau caoutchoutique unique. Avantageusement le creux n’est pas formé dans une couche composite, constituée d’une superposition de matériaux, et, donc, potentiellement sensible à des problèmes de tenue mécanique des interfaces entre lesdits matériaux. Avantageusement la droite, contenue dans tout plan méridien et passant par deux points d’intersection respectivement de chaque paroi de creux avec la face axialement extérieure de flanc, forme, avec la direction radiale, un angle au plus égal à 25°, de préférence au plus égal à 15°. Lorsque l’angle A est supérieur à 25°, la face axialement extérieure de flanc devient trop inclinée par rapport à la direction radiale, dans la zone du moyen d’ancrage, généralement à proximité du bourrelet de pneumatique. Par conséquent, l’insert devient moins visible et perd de son intérêt. L’insert de flanc est destiné à coopérer avec un moyen d’ancrage selon l’un des modes de réalisation de pneumatique précédemment décrits, par engagement dans le creux du moyen d’ancrage et éventuellement par clipsage si le moyen d’ancrage est pourvu d’une protubérance. Si le moyen d’ancrage comprend une protubérance ayant un profil méridien extérieur, l’insert de flanc a préférentiellement un profil méridien intérieur sensiblement parallèle au profil méridien extérieur de la protubérance. En d’autres termes, dans cette configuration l’insert de flanc a une forme en champignon qui constitue une portion femelle dans laquelle s’emboîte la forme en champignon mâle de la protubérance, ce qui permet garantir un bon ancrage. Selon un mode de réalisation préféré, l’insert de flanc comprend au moins un matériau polymérique, tel qu’un matériau élastomérique, caoutchoutique, un silicone ou un matériau thermoplastique. Le ou les matériaux qui constituent l’insert de flanc doivent être suffisamment déformables pour ne pas générer de contraintes excessives à l’interface entre l’insert de flanc et le moyen d’ancrage, susceptibles d’induire une usure de l’insert. Un matériau polymérique, tel que, de façon non exhaustive, un matériau élastomérique, caoutchoutique, un silicone ou un matériau thermoplastique, satisfait cette exigence. L’insert de flanc a préférentiellement une coloration et/ou une texture différente de celles du flanc comprenant le moyen d’ancrage. L’objectif de l’invention étant de personnaliser le design des flancs de pneumatique, l’insert de flanc a préférentiellement une coloration et/ou une texture différenciantes par rapport au flanc. L’insert de flanc préférentiellement coloré peut avoir une ou plusieurs couleurs différenciées par rapport à la couleur usuellement noire du flanc. Encore préférentiellement l’insert de flanc est monochrome dans un but de simplification de sa fabrication. L’insert flanc peut être continu circonférentiellement ou par morceaux. Selon des variantes de réalisation particulières, pour le différencier encore du flanc, l’insert de flanc est recouvert d’un graphisme ou d’une texture, par exemple de type microtexture ou velours, propre à créer des effets de contraste, ou teinté dans la masse. Préférentiellement, le pneumatique est asymétrique et préférentiellement non directionnel et comporte un moyen d’ancrage destiné à coopérer avec au moins un insert de flanc sur un seul des deux flancs du pneumatique. Il n’est pas pertinent d’avoir un insert dans le flanc positionné du côté intérieur véhicule, car celui-ci n’est pas visible. Il est donc intéressant de n’avoir de moyen d’ancrage que sur un seul flanc du pneumatique. Le pneumatique est donc déjà par ses flancs asymétriques, il est donc intéressant que cette asymétrie se retrouve sur la sculpture, un côté de la bande de roulement étant à placer selon les recommandations du fabricant du côté extérieur véhicule. Pour éviter d’avoir deux pneumatiques, un pour le côté droit et un pour le côté gauche du véhicule, il est intéressant que le pneumatique ne soit pas directionnel. Ainsi pour respecter l’axisymétrie du pneumatique, il suffit de tourner le pneumatique droit par rapport au pneumatique gauche sur un même essieu, de manière à ce que le pneumatique droit soit le symétrique par rapport au plan perpendiculaire à l’essieu du pneumatique gauche. L’invention a enfin pour objet un ensemble constitué d’un pneumatique selon l’un quelconque des modes de réalisation du pneumatique précédemment décrits, et d’au moins un insert de flanc selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’insert de flanc précédemment décrits. Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par la schématique et non représentée à l’échelle. La est une demi-coupe méridienne d’un pneumatique 1 selon l’invention monté sur une jante 2 de diamètre D et équipé d’un insert de flanc 9 clipsé dans le flanc 3. Le flanc 3, reliant le sommet 4 respectivement au bourrelet 5, comprend, sur sa face axialement extérieure de flanc 31, un cordon de protection 32 ayant une arête 321 positionnée à un diamètre D2. Cette arête 321 est la zone la plus axialement extérieure du flanc. Le flanc 3 comprend également un moyen d’ancrage 6, comprenant au moins un creux 7 et destiné à coopérer avec l’insert de flanc 9. Le moyen d’ancrage 6 a une ligne moyenne circonférentielle 61, ayant un diamètre D1. La ligne moyenne circonférentielle 61est positionnée radialement à l’intérieur de l’arête 321 du cordon de protection 32 et à une distance radiale d de l’arête 321. La distance radiale d est au moins égale à 4 mm. La droite T passant par les deux points d’intersection 71 et 72 respectivement de chaque paroi de creux avec la face axialement extérieure de flanc 31, forme, avec la direction radiale (ZZ’), un angle A au plus égal à 20°, de préférence au plus égal à 15°. Les inventeurs ont plus particulièrement étudié cette invention pour un pneumatique de dimension 275/35 R 21 103 Y XL, destiné à être gonflé à une pression recommandée égale à 2.9 bars et à porter une charge maximale égale à 875 kg. Le pneumatique selon l’invention a été comparé à un pneumatique témoin selon l’état de l’art. Les moyens d’ancrage des deux pneumatiques ont la même géométrie ainsi que les inserts qui sont clipsées sur des protubérances. Seule change la position du moyen d’ancrage par rapport au cordon de protection. Selon l’invention la ligne moyenne du moyen d’ancrage est à une distance 7 mm de l’arête du cordon de protection mais radialement intérieure à celui-ci. Dans le pneumatique témoin la ligne moyenne du moyen d’ancrage est à une distance 4 mm de l’arête du cordon de protection mais radialement extérieure à celui-ci. La connaissance experte sachant que la position de l’insert pour le pneumatique selon l’invention masque la position de l’arête de l’insert par celle du cordon permet de savoir avec certitude que la trainée aérodynamique de l’invention sera inférieure à celle du pneumatique témoin dans la majeure partie des véhicules. Des tests sur un usage sportif sur un circuit avec de forts virages pour des poussées latérales maximales supérieures à 1 g sur une distance de 50 km ont généré des déboitements locaux hors du moyen d’ancrage sur le pneumatique témoin. Le même test pour le pneumatique selon l’invention a montré que l’insert était resté clipsé sur le pneumatique selon l’invention sur toute sa longueur. Ces tests démontrent l’intérêt de l’invention. Pneumatique (1) pour un véhicule léger, destiné à être monté sur une jante (2) et apte à être équipé d’au moins un insert de flanc (9), ledit pneumatique (1) comprenant : -deux flancs (3) reliant un sommet (4) respectivement à deux bourrelets (5), destinés chacun à entrer en contact avec la jante (2), - au moins un flanc (3) comprenant, sur sa face axialement extérieure de flanc (31) un cordon de protection (32) ayant une arête (321), étant la zone la plus axialement extérieure du flanc, la mesure étant faite sur le pneumatique monté sur une jante (2) à une pression de 2 bar, -au moins un flanc (3) comprenant un moyen d’ancrage (6), destiné à coopérer avec au moins un insert de flanc (9), - le moyen d’ancrage (6) s’étendant circonférentiellement, selon une direction circonférentielle (XX’) du pneumatique, et comprenant au moins un creux (7) formé dans une couche axialement extérieure du flanc (3) comprenant au moins un matériau caoutchoutique, ledit creux (7) s’étendant à partir d’une face axialement extérieure du flanc (31) axialement vers l’intérieur du flanc (3), - le moyen d’ancrage (6) ayant une ligne moyenne circonférentielle (61), - caractérisé en ce que la ligne moyenne circonférentielle (61) du moyen d’ancrage (6) est positionnée, radialement à l’intérieur de l’arête (321) du cordon de protection (32). Pneumatique (1) selon la revendication 1, destiné à être monté sur une jante de diamètre D en mm, dans lequel dans tout plan méridien (YZ), la ligne moyenne circonférentielle (61) du moyen d’ancrage (6) est positionnée à un diamètre D1 au moins égal à D+44 mm et au plus égal à D+80 mm, de préférence au plus égal à D+70 mm. Pneumatique (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel l’arête (321) du cordon de protection (32), est à une distance radiale (d) de la ligne moyenne circonférentielle (61) du moyen d’ancrage (6) au moins égale à 4 mm. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, destiné à être monté sur une jante de diamètre D en mm dans lequel l’arête (321) du cordon de protection (32), est positionnée à un diamètre D2 au moins égal à D+52 mm et au plus égal à D+96 mm, de préférence au plus égal à D+86 mm. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel une droite (T), contenue dans tout plan méridien (YZ) et passant par deux points d’intersection (71, 72) respectivement de la paroi circonférentielle la plus radialement extérieure et de la paroi circonférentielle la plus radialement intérieure du creux (7) avec la face axialement extérieure de flanc (31), forme, avec la direction radiale (ZZ’), un angle (A) au plus égal à 20°, de préférence au plus égal à 15°. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le pneumatique est asymétrique et préférentiellement non directionnel et comporte un moyen d’ancrage (6) destiné à coopérer avec au moins un insert de flanc (9) sur un seul des deux flancs du pneumatique. Ensemble constitué d’un pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 et d’au moins un insert de flanc (9) destiné à coopérer avec le moyen d’ancrage (6).