La fabrication des pneumatiques.
Elle comporte quatre étapes importantes : préparation des produits semi-finis, assemblage de ces derniers, cuisson de l'enveloppe, contrôle de la qualité.
Préparation des produits semi-finis.
Les matières premières utilisées, et en particulier les gommes, ont un impact écologique très important. Des recherches sont conduites actuellement pour améliorer les composants en vue de diminuer les pertes d'énergie, d'utiliser davantage de produits de base provenant du recyclage et capables eux-mêmes d'être recyclés, et enfin d'utiliser des matières premières renouvelables. Il s'agit en particulier d'industrialiser de nouveaux procédés de fabrication de l'isoprène à partir de la biomasse et non plus du pétrole ; l'utilisation de bactéries modifiées pour produire cette gomme à partir du sucre est actuellement envisagée. Le marché est évidemment énorme.
Assemblage des composants.
Dans cet état, on obtient un « bandage cru », encore plastique et dont la cohésion n'est assurée que par le caractère plus ou moins collant des gommes.
Cuisson.
Le chauffage sous pression dans un moule provoque la vulcanisation au cours de laquelle le pneumatique prend sa forme définitive et acquiert son élasticité. Cette opération a lieu dans des presses de moulage spéciales. Une poche torique en caoutchouc est mise sous pression à l'intérieur du futur pneumatique pour forcer la gomme à remplir les empreintes qui permettent de créer les sculptures de la bande de roulement et d'obtenir les inscriptions permettant d'identifier le pneumatique. 
Le bandage est chauffé à la fois par l'extérieur, généralement par une circulation de vapeur, et par l'intérieur grâce au fluide qui gonfle la poche interne. La pression peut atteindre environ 10 bars, la température varie de 100 à 200°C, le temps de cuisson varie de quelques minutes pour les pneumatiques les plus légers, par exemple ceux des bicyclettes, à 24 h ou plus pour les plus lourds, comme ceux qui équipent les gros engins de chantier. Au cours de cette cuisson sous pression, les différents mélanges et les armatures adhèrent entre eux, assurant la cohésion de l'ensemble et la stabilisation des propriétés élastiques. 
Contrôle final.
Ils permettent de garantir la conformité des pneumatiques au cahier des charges correspondant à leur catégorie. Les modes de contrôle font appel aux ultrasons, à la radioscopie ou à la radiographie, entre autres.
L'adhérence des pneumatiques.
Les pneumatiques sont en contact avec le sol par l'intermédiaire d'une bande de roulement principalement constituée d'un mélange d'élastomères dont la principale caractéristique est d'être visco-élastiques et donc de présenter un comportement intermédiaire entre celui des fluides visqueux et celui des solides élastiques.
Selon les polymères présents au départ (latex naturel, polyisoprène, polybutadiène, butadiène-styrène ...) et la proportion de soufre, la dureté et la viscosité peuvent varier pour donner des pneus plus ou moins tendres ou plus ou moins durs, ce qui correspond respectivement à un « module » plus ou moins faible ou fort. L'adhérence sur la route est d'autant plus forte que le module est faible et la viscosité importante. Ces deux caractéristiques sont elles-mêmes fonction de la vitesse du véhicule et de la température. 
Ces effets ont bien sûr été largement étudiés et Michelin indique qu'en multipliant par 10 la vitesse et donc la fréquence des contacts, on obtient le même effet qu'avec un abaissement de la température de 7 à 8°C.
Le choix des matériaux constituant les pneumatiques dépend donc des conditions de roulage prévues et qui ne sont évidemment pas les mêmes pour les véhicules automobiles ordinaires ou les bolides de formule 1. Pour ces derniers, l'optimisation varie selon les circuits. Par ailleurs, dans les pays très froids comme le Canada, on utilise deux jeux de pneumatiques, l'un pour l'été et l'autre pour l'hiver, car il n'est pas possible de fabriquer des mélanges donnant satisfaction en toute saison.
L'adhérence des pneumatiques est due pour l'essentiel à deux mécanismes distincts :
L'indentation intervient à l'échelle des aspérités, qui peut varier de quelques microns à quelques millimètres ou plus. Pour l'adhésion et les micro glissements, l'échelle est beaucoup plus petite, de l'ordre de quelques nm (nanomètres). En pratique ces phénomènes sont très rapides : pour une voiture de formule 1 roulant à 300 km/h, les roues effectuent une cinquantaine de tours à chaque seconde. Si l'on estime que la zone de contact du pneumatique avec la route concerne, à un instant donné, environ 1/10e de la circonférence des roues, il s'ensuit que les contacts se reproduisent toutes les 0,02 s et durent 0,002 s ...
Les pneumatiques et la consommation d'énergie.
Une partie considérable des pertes par frottement lors du roulement d'un véhicule automobile provient des pneumatiques : pour une voiture particulière roulant à 90 km/h dans des conditions ordinaires, les pneumatiques consomment de 25 à 35 % de la puissance fournie par le moteur au niveau des roues ! 
Compte tenu des récents progrès accomplis dans la conception et la fabrication des pneumatiques, on peut admettre en 2006 que dans des conditions optimales, la résistance au roulement représente 20 % de la consommation de carburant des automobiles. En fait ce chiffre est plutôt optimiste, car les conditions réelles de roulement sont rarement idéales ; en particulier, beaucoup d'automobilistes roulent avec des pneumatiques sous-gonflés. Dans le cas des poids lourds on arrive couramment à 30 %, car la part due à la résistance de l'air est plus faible en raison d'une moindre vitesse moyenne.
La résistance à l'avancement des pneus varie énormément :
Ainsi, on comprend mieux pourquoi, dans les compétitions automobiles, on monte des pneus lisses quand la piste est sèche, et pourquoi on pratique un « tour de chauffe » ou même le « brûlage » des pneus avant le début de la course. Les conditions de roulage sont évidemment très différentes pour le véhicule de « monsieur Toutlemonde ». 
Les pertes d'énergie sont dues pour 85 à 95 % au frottement de roulement et interviennent donc, par hystérésis, dans la matière même. Si l'échauffement qui s'ensuit est trop important, il peut dégrader énormément les caractéristiques du pneu et provoquer son éclatement.
Prenons pour base 100 la résistance au roulement pour une vitesse stabilisée à 90 km/h depuis une quinzaine de minutes, sur une bonne route lisse, avec une température ambiante de 30°C et des pneus en fin d'usure normalement gonflés : on passera à 140 avec des pneus neufs, à 190 si la température ambiante descend à 0°C, à 280 si le sol devient très rugueux, à 330 si la mesure est réalisée en début de roulage ... et bien davantage si l'on roule à 130 km/h avec des pneumatiques insuffisamment gonflés.
Les fabricants de pneumatiques ont fait des progrès sur le plan de la résistance au roulement depuis quelques dizaines d'années, mais les améliorations sont limitées par la nécessité de conférer aux pneumatiques bien d'autres qualités parfois contradictoires : adhérence, résistance à l'usure, longévité, confort, etc.
Les pneumatiques ne peuvent pas être considérés indépendamment de la surface sur laquelle ils roulent. Celle-ci intervient sur l'adhérence, sur l'usure, mais aussi sur le bruit émis lors du roulement des véhicules. Les chaussées en béton et celles qui sont striées semblent particulièrement bruyantes.
Les pneumatiques sous-gonflés augmentent la consommation de carburant et donc les rejets de gaz polluants, sans compter le surcoût payé par les automobilistes eux-mêmes. On a pu calculer par exemple que pour la Belgique, chaque année, le sous-gonflage provoquait l'émission de 700 tonnes de dioxyde de carbone et coûtait finalement, tous frais confondus, environ 500 000 000 €.
Les pneumatiques et les accidents.
Les pneumatiques sont le seul lien d'un véhicule avec la chaussée. Ils ne peuvent assurer une bonne tenue de route et un bon freinage que s'ils sont maintenus en parfait état et si la chaussée est propre et sèche.
L'usure et le sous-gonflage sont la cause de nombreux accidents, particulièrement sur autoroute. On attribue à l'éclatement des pneumatiques environ 20% des accidents et 10% des morts. Malgré toutes les campagnes d'information, près de la moitié des automobilistes roulent avec des pneumatiques sous-gonflés.
À 130 km/h, la bande de roulement d'un pneumatique arrive environ 20 fois par seconde en contact avec le sol. Si la pression est insuffisante, le pneumatique se déforme de façon excessive et les pertes par frottement interne provoquent un échauffement qui peut devenir très vite destructeur, aboutissant alors à l'éclatement ou au déchapage. La tenue de route n'est pas bonne, particulièrement dans les virages, le freinage devient délicat, la consommation de carburant et l'usure croissent très rapidement.
Les pneumatiques lisses utilisés en compétition ne sont pas des pneumatiques usés ... La disparition des sculptures ne pose pas de problème important si la route est sèche, malgré une certaine perte de confort, mais elle devient catastrophique sur un sol humide. L'adhérence est alors diminuée, la tenue de route et le freinage deviennent problématiques. Sous la pluie, les risques d'aquaplaning et de dérapage augmentent, même avec un véhicule équipé de l'ABS.
La loi impose de maintenir les pneumatiques en état de fonctionnement correct, avec des sculptures en relief sur toute leur surface. Il ne doit pas exister, lors de la mesure de profondeur des rainures principales d'un des pneumatiques, plus d'un point sur quatre où la profondeur mesurée soit inférieure à 1,6 millimètre. Les quatre points mesurés doivent être répartis à peu près uniformément sur la circonférence du pneumatique et situés à proximité des indicateurs d'usure. Les pneus ne doivent comporter aucune déchirure sur leur flanc et aucune toile ne doit apparaître en surface.
Les pneumatiques « hiver ».
Grâce à leurs caractéristiques particulières, les pneumatiques « hiver » permettent d'améliorer les conditions de roulement des véhicules pendant la saison froide. En France leur utilisation est relativement limitée mais elle est la règle dans les pays qui connaissent des conditions climatiques plus rigoureuses comme le Canada, la Suède, la Finlande, etc. Des tests récents ont cependant montré que tous les produits mis sur le marché n'offraient pas tous le même niveau de performances (adhérence, confort, bruit de roulement, vitesse d'usure, consommation d'énergie, aquaplaning, vieillissement, etc.) et encore moins le même rapport qualité/prix. Il convient donc d'inviter les futurs acheteurs à se renseigner plus précisément. 
Les gommes et le froid.
Par temps froid, au-dessous de -7 à -8 °C pour fixer les idées, le caoutchouc des pneumatiques ordinaires devient trop dur et il faut trouver d'autres solutions pour conserver une bonne adhérence aussi bien sur le verglas ou la neige que sur les revêtements mouillés à la suite des opérations de salage.
Les deux types de pneumatiques, « classique » et « hiver », ne doivent pas être utilisés dans les mêmes conditions climatiques. Le pneu hiver, employé en période hivernale, dure aussi longtemps que le pneu classique utilisé en été. À froid, le pneu hiver patine moins que le pneu classique, ce qui en limite l'usure ; au dessus de 15 °, en revanche, il s'use beaucoup plus vite.
Adaptation des gommes et formes des sculptures.
Les pneumatiques « hiver » diffèrent fondamentalement des pneumatiques « été » par l'utilisation de gommes très souples et le remplacement des sculptures en forme de pavés par une multitude de lamelles. Les mélanges dits « thermogommes », qui conservent l'essentiel de leur souplesse même si la voiture reste en stationnement alors qu'il gèle fortement, sont obtenus par l'incorporation d'une forte dose de silice dans les gommes de la bande de roulement. Les lamelles améliorent l'adhérence à froid sur les sols mouillés ou enneigés, ce qui améliore la tenue en virage et raccourcit les distances de freinage par rapport au pneumatiques classiques. La résistance à l'usure est améliorée et le bruit de roulement est considérablement diminué.
Comportement routier.
Les premières générations de pneus à lamelles donnaient parfois une impression de « flottement » aujourd'hui disparue par un meilleur tracé des sculptures et une meilleure forme de la zone de contact au sol. Les pneus « hiver » destinés aux voitures dites « sportives » ont une bande de roulement plus dure et moins découpée que celle des pneus qui équipent les véhicules devant rouler à vitesse modérée. Leurs performances sont donc nettement moins bonnes dans des conditions de circulation ordinaires, tout en restant bien meilleures que celles de leurs homologues « été ». 
La société Continental met sur le marché de nouveaux types de « pneus cloutés » dont les crampons rectangulaires augmentent la surface de contact avec le sol sans endommager les revêtements routiers.
Sur les sols mouillés et froids, c'est-à-dire ceux que l'on rencontre le plus fréquemment en hiver, les performances restent inférieures à celles que l'on pourrait avoir avec des pneus ordinaires sur un revêtement sec, mais elles sont généralement très bonnes. Les sculptures plus profondes évacuent mieux l'eau et les lamelles provoquent une sorte d'effet de succion qui permet aux roues de mieux « coller » à la route.
Précautions d'emploi.
Les pneus hiver doivent toujours être montés sur les quatre roues et pas sur deux seulement, sous peine de compromettre gravement l'adhérence en courbes et la stabilité lors du freinage. Même si leur bande de roulement ne semble pas usée, il faut tout de même les remplacer au bout de 4 ou 5 ans car la gomme durcit et perd donc de son efficacité au fil du temps. Enfin, il faut les considérer comme pratiquement usés lorsque la profondeur des sculptures tombe en-dessous de 4 mm, bien au-dessus donc de la limite légale.
Vérifier ses pneumatiques.
L'usure des pneumatiques s'observe à l'aide des indicateurs d'usure placée au fond d'une rainure.
Par ailleurs, un examen visuel révèle les principales anomalies :
Les pressions à respecter sont indiquées sur les flancs des pneumatiques et les constructeurs automobiles affichent également leurs préconisations à l'intérieur des portières. La mesure de la pression doit toujours se faire à froid, mais si l'on est obligé de procéder à chaud, il faut ajouter environ 0,3 bar à la valeur préconisée. Un léger sur-gonflage (+ 0,2 bar) est sans danger, contrairement au sous-gonflage, et on peut le conseiller si l'on roule fréquemment sur route rapide ou sur autoroute. Ne pas oublier la roue de secours !
La détérioration des flancs des pneumatiques est particulièrement dangereuse. Il faut impérativement les vérifier en cas de choc avec un trottoir, une pierre ou tout autre obstacle. Le constat d'un défaut, déchirure, bosse ou autre, impose le remplacement immédiat, même si le pneumatique n'est pas usé, car le risque d'éclatement est alors considérable.
Sur un même essieu, il ne faut jamais monter des pneumatiques de structures différentes, ni bien sûr un pneumatique neuf et un pneumatique usé. Une différence maximale de diamètre de 3 mm entre les pneumatiques d'un même essieu est cependant admise.
Les pneumatiques neufs doivent être montés de préférence à l'arrière, car les roues arrières d'une automobile sont généralement celles qui sont les plus « directrices », au sens où ce sont elles qui jouent le plus grand rôle dans le maintien du véhicule sur une trajectoire donnée. Par ailleurs, l'éclatement à l'arrière est bien plus dangereux qu'à l'avant.
Les recherches actuelles et les innovations.
Ensemble roue-pneu Tweel.
Michelin a dévoilé au Salon de Détroit, sous le nom de Tweel, un ensemble roue-pneu totalement increvable. Il s'agit d'un ensemble semi-flexible qui ne comporte aucune jante, pratiquement pas de métal et aucune zone gonflable ; tout risque de crevaison est donc éliminé.
Ce pneu-roue a été adapté à certains fauteuils roulants, à des quads électriques et à certains véhicules militaires. Les essais sur des automobiles ont montré que les performances étaient équivalentes à celles des pneumatiques classiques, avec moins de pertes d'énergie. Le Tweel est insensible aux dommages provoqués par les nids de poules ou le frottement latéral sur les trottoirs. Il rend inutiles les opérations de montage et d'équilibrage mais la bande de roulement doit être remplacée quand elle est usée. Michelin estime à 10 ou 15 ans le temps de recherche et d'expérimentation nécessaire pour faire accepter ce produit par les constructeurs d'automobiles et par les consommateurs.
Pneumatique à trois chambres.
Alors qu'aujourd'hui la tendance est plutôt d'utiliser des pneus sans chambre, la société japonaise Bridgestone annonce en mars 2006 la mise prochaine sur le marché d'un nouveau pneu comportant pas moins de trois chambres à air, une principale au centre et deux latérales, dont les pressions peuvent être contrôlées indépendamment.
Les avantages de ce pneumatique seraient de deux ordres :
Pneumatiques « auto-régénérants ».
La société Michelin innove en proposant un pneu pour poids lourds, le XDN 2 GRIP, capable de se « régénérer » lorsque son taux d'usure atteint 2/3. Après environ 150.000 km, l'usure fait apparaître de nouvelles sculptures à la surface du pneu, ce qui permet d'en prolonger la durée de vie d'environ 25 %.
Autres recherches.
General Electric s'oriente vers l'utilisation d'élastomères à base de silicium (silicones, silanes, ...). Michelin travaille aussi sur des roues susceptibles de s'adapter aux conditions de roulement grâce à de nouveaux polymères capables de changer de forme sous l'effet de champs électriques. La surface est celle d'un pneumatique normal sur revêtement sec, mais la partie centrale peut devenir proéminente pour limiter la résistance au roulement sur autoroute ou au contraire se creuser par temps de pluie pour laisser un chenal d'évacuation de l'eau. Enfin, les sculptures se creusent au maximum sur la neige. À suivre !
Système de rotation des roues d'avion avant atterrissage.
Lorsque les roues d'un avion touchent le sol, le contact est extrêmement brutal en raison de la différence de vitesse entre la piste et la bande de roulement des pneumatiques. L'idéal serait évidemment que la vitesse tangentielle des roues au moment de l'atterrissage soit exactement égale à la vitesse de l'avion, de sorte qu'aucun glissement n'ait lieu lors de la prise de contact.
L'inventeur Christophe Verna propose de munir d'ailettes les roues ou les pneumatiques de telle sorte que ceux-ci soient mis en rotation grâce aux mouvements d'air dus à la vitesse de l'avion . Site
Les pneumatiques automobiles et la pollution.
Le roulement des pneumatiques sur le sol est responsable d'une grande partie de la pollution atmosphérique due aux véhicules routiers. Des microparticules sont émises par le concassage des éléments des revêtements mais aussi par les pneumatiques eux-mêmes, qui perdent progressivement la matière de leur bande de roulement. Chaque année, des milliers de tonnes de caoutchouc et autres produits sont ainsi dispersées dans l'environnement, jusqu'ici dans l'indifférence à peu près générale. Ces microparticules pénètrent profondément dans les voies respiratoires et l'on pense qu'elles contribuent largement, au même titre que les émissions des échappements, au développement de diverses pathologies comme les cancers, les accidents cardiovasculaires et respiratoires.
L'intérêt des « filtres à pollen » de plus en plus souvent proposés pour les circuits d'aération des véhicules est surtout de retenir une partie des microparticules émises par la circulation automobile, plutôt que de lutter contre le « rhume des foins ».
Valorisation des pneumatiques usés.
Normalement on ne pratique plus la mise en décharge, conformément au décret n° 2002-1563 du 24 décembre 2002 relatif à l'élimination des pneumatiques usagés.
Réemploi et rechapage.
Les pneumatiques usés mais non endommagés sont triés en vue de leur réemploi. L'ancienne bande de roulement est retirée et remplacée par une nouvelle. Relativement peu utilisée pour les pneumatiques automobiles, cette technique s'applique surtout aux pneumatiques destinés aux poids lourds et aux avions, qui peuvent être rechapés jusqu'à 8 fois sans que cela nuise à la sécurité.
Les pneumatiques remoulés.
Il ne faut pas les confondre avec les pneumatiques rechapés. Il s'agit ici de pneus recyclés obtenus à partir de carcasses soigneusement sélectionnées et contrôlées que l'on regarnit de caoutchouc avant de les repasser au moule pour effectuer la vulcanisation. Ces pneus sont donc presque refaits à neuf. La technique est italienne et déjà largement répandue en Europe. Elle gagne aujourd'hui l'Amérique, et en particulier le Canada. Grâce à elle, des centaines de milliers de pneumatiques sont remis en service au lieu d'être détruits. Remouler un pneu économise en moyenne 18 litres de pétrole brut et l'acheteur peut équiper son automobile pratiquement à moitié prix. Certaines compagnies aériennes utilisent désormais des pneus remoulés pour leurs avions de ligne ; on ignore généralement qu'en moyenne, un avion parcourt chaque jour au sol plus de km que la plupart des automobiles ...
Utilisation comme source d'énergie.
Le pouvoir calorifique des pneumatiques est à peu près équivalent à celui du charbon. Les pneumatiques sont réduits en fragments et brûlés en France et aux États-Unis dans les cimenteries, en Suède dans les installations de chauffage urbain, etc.
Récupération du matériau.
Après élimination des carcasses les pneumatiques sont broyés pour donner des granulats (de 1 à 10 mm) et de la poudrette (moins de 1 mm). Ces morceaux sont utilisés pour les sols souples des aires de jeux, divers systèmes antivibratoires sur des véhicules ferroviaires ou des installations industrielles, ils peuvent aussi être incorporés aux bétons pour en accroître l'élasticité.
Utilisations directes.
Les pneumatiques ont une forte capacité d'absorption d'énergie qui permet de les employer comme éléments de sécurité routière, dans les murs pare-avalanches, etc. On peut également les employer dans des systèmes de drainage et de rétention d'eaux de pluie, où ils remplacent avantageusement les graviers, etc.