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1. WO2002018159 - METHOD FOR ENHANCING DRY GROUND ADHERENCE OF A TYRE

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ FR ]

Procédé pour améliorer l'adhérence sur sol sec d'un pneumatique.

La présente invention concerne un procédé pour améliorer l'adhérence sur sol sec d'une enveloppe de pneumatique. Plus précisément, l'invention se rapporte à l'utilisation d'une structure particulière de bande de roulement permettant d'améliorer cette adhérence.
On a cherché par le passé à améliorer l'adhérence d'enveloppes de pneumatiques en utilisant des bandes de roulement pourvues sur leurs faces externes respectives d'éléments en relief (nervures, blocs). Ces éléments en relief sont séparés les uns des autres dans le sens circonférentiel et/ou dans le sens transversal par des rainures circonférentielles et/ou transversales, et ils sont pourvus de nombreuses incisions ou fentes, dont la largeur est très inférieure à celle desdites rainures.
Ces incisions ou fentes peuvent être normales à la surface externe de la bande de roulement correspondante, ou inclinées par rapport à la direction perpendiculaire à ladite surface. Deux incisions adjacentes délimitent entre elles des lamelles mobiles qui se déforment en roulage, ce qui tend à améliorer l'adhérence.
On a par ailleurs cherché à améliorer l'adhérence des enveloppes de pneumatique, par exemple sur sol sec, en incorporant à la matrice élastomère d'une composition donnée de bande de roulement une résine hydrocarbonée présentant une température de transition vitreuse (Tg) relativement élevée, qui peut notamment varier de 40° C à 120° C.

Le but de la présente invention est de proposer une bande de roulement présentant une structure nouvelle, qui permette d'améliorer encore l'adhérence sur sol sec de l'enveloppe correspondante.
La demanderesse a découvert d'une manière surprenante que l'utilisation dans une enveloppe de pneumatique d'une bande de roulement à base d'une matière électriquement isolante comportant sur sa circonférence au moins une couche conductrice reliant sensiblement les faces latérales de ladite bande entre elles, cette couche présentant une résistivité inférieure à celle de ladite matière isolante, laquelle est prévue des deux côtés de ladite ou de chaque couche dans la bande de roulement, permet d'obtenir cette amélioration d'adhérence.

Selon une variante de réalisation de l'invention, ladite ou chaque couche conductrice relie sensiblement lesdites faces latérales entre elles, de telle manière qu'elle soit interrompue en regard de l'une au moins de celles-ci.
Selon une autre variante de réalisation selon l'invention, ladite ou chaque couche conductrice relie sensiblement lesdites faces latérales entre elles, de telle manière qu'elle soit interrompue en regard desdites faces radialement interne et externe.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite ou chaque couche conductrice est sensiblement parallèle à ladite face externe.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite bande de roulement comporte une seule couche conductrice prévue à une distance de l'une et de l'autre desdites faces interne et externe qui est supérieure ou égale au quart de l'épaisseur de ladite bande de roulement.
De préférence, ladite distance est égale à la moitié de l'épaisseur de ladite bande de roulement.
De préférence, la résistivité de ladite couche conductrice est prévue inférieure ou égale à 10 Ω.cm, la résistivité de ladite matière isolante étant prévue supérieure ou égale à 10 Ω.cm.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, ladite bande de roulement comporte en outre au moins un film conducteur qui est prévu pour relier électriquement lesdites faces interne et externe entre elles.
De préférence, ladite bande de roulement comporte alors deux films conducteurs qui sont respectivement prévus aux emplacements desdites faces latérales.
A titre encore plus préférentiel pour ce mode de réalisation, lesdits films se prolongent respectivement sur ladite face externe par deux bandes périphériques circonférentielles électriquement conductrices.
Selon une variante de ce mode particulier de réalisation de l'invention, ladite bande de roulement comporte entre lesdites faces latérales au moins un film électriquement conducteur qui relie lesdites faces interne et externe entre elles.
Selon une autre variante de ce mode particulier de réalisation de l'invention, ladite bande de roulement comporte, d'une part, au moins un ruban conducteur interne reliant ladite ou chaque couche conductrice à ladite face radialement interne et, d'autre part, au moins un ruban conducteur externe reliant ladite ou chaque couche conductrice à ladite face radialement externe.

Les caractéristiques précitées de la présente invention, ainsi que d'autres, seront mieux comprises à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention, donné à titre illustratif et non limitatif, ladite description étant réalisée en relation avec les dessins joints, parmi lesquels:
la Fig. 1 est une vue schématique en section radiale d'une bande de roulement selon un premier mode de réalisation de l'invention,
la Fig. 2 est une vue schématique en section radiale d'une bande de roulement selon un second mode de réalisation de l'invention,
la Fig. la est une vue schématique en section radiale d'une bande de roulement selon une première variante dudit premier mode de réalisation de l'invention,
la Fig. 2a est une vue schématique en section radiale d'une bande de roulement selon une première variante dudit second mode de réalisation de l'invention,
la Fig. lb est une vue schématique en section radiale d'une bande de roulement selon une seconde variante dudit premier mode de réalisation de l'invention,
la Fig. 2b est une vue schématique en section radiale d'une bande de roulement selon une seconde variante dudit second mode de réalisation de l'invention,
la Fig. 2c est une vue schématique en section radiale d'une bande de roulement selon une troisième variante dudit second mode de réalisation de l'invention,
la Fig. 2d est une vue schématique en section radiale d'une bande de roulement selon une quatrième variante dudit second mode de réalisation de l'invention, et

Bandes de roulement utilisables pour le procédé selon l'invention:

La bande de roulement 1 représentée à la Fig. 1 présente une section radiale sensiblement trapézoïdale uniquement à des fins de simplification. On comprendra qu'elle pourrait présenter toute forme jugée appropriée, sculptures comprises, pour le type de pneumatique choisi.
Cette bande de roulement 1 est délimitée par une face radialement interne 2, destinée à se trouver en regard des différentes armatures d'un pneumatique (non représentées), par une face radialement externe 3, destinée à évoluer au contact du sol en roulage, et par deux faces latérales 4 et 5 reliant les deux paires de bords latéraux en regard 6, 7 et 8, 9 desdites faces 2 et 3 entre elles.
La bande de roulement 1 est à base d'une matière électriquement isolante, par exemple comprenant une charge renforçante non conductrice, telle que de la silice.
Comme on peut le voir dans l'exemple de la Fig. 1, la bande de roulement 1 comporte, sur sa circonférence, une couche conductrice 10 qui relie sensiblement lesdites faces latérales 4 et 5 entre elles, de telle manière que la matière isolante précitée soit prévue des deux côtés 11 et 12 de ladite couche 10.
Dans l'exemple de la Fig. 1, la bande de roulement 1 comporte une unique couche conductrice 10 qui est prévue sensiblement parallèle à ladite face externe 3.
Cependant, une bande de roulement 1 selon l'invention pourrait .comporter une pluralité de telles couches conductrice 10, pourvu que ladite matière isolante soit prévue des deux côtés de chaque couche 10.
Plus précisément, la couche conductrice 10 relative à l'exemple de la Fig. 1 est située à une distance de l'une ou de l'autre desdites faces interne et externe 2, 3.. qui est de préférence supérieure ou égale au quart de l'épaisseur de la bande de roulement 1.
Comme on peut le voir dans cet exemple de réalisation, ladite couche conductrice 10 est à titre encore plus préférentiel prévue à égale distance desdites faces interne et externe 2 et 3.
On notera qu'une couche conductrice 10 selon l'invention est caractérisée par une résistivité inférieure à celle de la zone 13 occupée par ladite matière isolante, dans la bande de roulement 1.
A titre d'exemple, la résistivité de ladite couche conductrice 10 est prévue inférieure ou égale à 108 Ω.cm, alors que la résistivité de ladite matière isolante est prévue supérieure ou égale à 10 Ω.cm.

La couche conductrice 10 est par exemple constituée d'un mélange d'élastomères chargé de noir de carbone, la teneur de noir de carbone étant fixée en fonction de la résistivité recherchée.
Selon une variante de réalisation de cette couche conductrice 10, celle-ci peut être obtenue à partir d'une solution liquide qui est appliquée sur l'une des parties 11, 12 de la bande de roulement 1, ladite solution comprenant un mélange électriquement conducteur et un solvant de dilution.
De plus, ladite couche conductrice 10 peut présenter une épaisseur variable par rapport à celle de la bande de roulement, par exemple avantageusement comprise entre 0,5 mm et 2,5 mm, pour une épaisseur totale de bande de roulement 1 d'environ 1,2 cm en moyenne.

La Fig. 2 illustre un second mode de réalisation de la bande de roulement 1 de la Fig. 1, les éléments de celle-ci qui y sont repris à l'identique étant respectivement identifiés par des références numériques augmentées de 100.
Une bande de roulement 101 selon la Fig. 2 se distingue de ladite bande de roulement 1, en ce qu'elle comporte en outre au moins un film conducteur radial 114 qui est prévu pour relier électriquement la face externe 103 à la face interne 102 de ladite bande 101.
Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 2, on peut voir que la bande de roulement 101 comporte deux films conducteurs 114 qui sont respectivement prévus aux emplacements des faces latérales 104 et 105 de ladite bande 101 et qui, de préférence, se prolongent respectivement sur ladite face externe 103 par deux bandes périphériques circonférentielles 115, également conductrices et de largeur variable.
On notera que ces films conducteurs 114 peuvent présenter une épaisseur différente de celle de ladite couche conductrice 110.
Quant à la résistivité desdits films 114, elle est de préférence sensiblement égale à celle de ladite couche 110 dans cet exemple de réalisation.

On notera par ailleurs que les couches conductrices axiales 10, 110 selon les

Figs. 1 et 2 ne présentent pas chacune en pratique une section radiale rigoureusement linéaire comme cela est représenté schématiquement, mais une section plus ou moins irrégulière qui résulte des contraintes de pression inhérentes au moulage du pneumatique. Chaque couche conductrice 10, 110 pourrait par exemple présenter une section radiale sensiblement ondulée, ou en forme de lignes brisées, pourvu qu'elle s'étende entre lesdites faces latérales 4, 104 et 5, 105 et sur toute la circonférence du pneumatique qui l'incorpore.

Les Figs. la et lb, d'une part, et les Figs. 2b, 2c et 2d, d'autre part, illustrent des variantes de réalisation des bandes de roulement représentées aux Figs. 1 et 2,, respectivement, les éléments de ces Figs. la, lb, 2b, 2c et 2d qui remplissent des fonctions analogues à celles des éléments des Figs. 1 et 2 étant identifiés par les mêmes références numériques.
Les bandes de roulement 1 des Figs. la et lb, à l'instar de celle de la Fig. 1, sont également telles que la couche conductrice 10 que chacune d'elles comporte relie sensiblement lesdites faces latérales 4 et 5 entre elles.
Plus précisément, la couche 10 de la Fig. la est interrompue en regard de chacune des faces latérales 4 et 5 de la bande de roulement 1, c'est-à-dire que chacun des bords latéraux 10a, 10b de ladite couche 10 est distant de la face latérale en regard 4 ou 5.
A titre non limitatif, chaque bord 10a, 10b peut être distant de la face latérale 4 ou 5 en regard d'une distance qui par exemple égale à 5 % de la largeur de la bande de roulement 1, à l'emplacement de ladite couche 10.
On notera qu'une couche 10 selon cette variante de réalisation pourrait être telle qu'un seul de ses bords latéraux 10a ou 10b soit distant de la face latérale 4 ou 5 en regard.
Quant à la couche 10 de la Fig. lb, elle se différencie de celle de la Fig. la en ce qu'elle est en outre interrompue en regard desdites faces interne et externe 2 et 3 de la bande de roulement 1, c'est-à-dire qu'elle présente entre ses bords 10a et 10b une pluralité d'interruptions 10c en forme de sillons circonférentiels.

Les bandes de roulement 101 des Figs. 2a à 2d, à l'instar de celle de la Fig. 2, sont également telles que la couche conductrice 110 que chacune d'elles comporte relie sensiblement lesdites faces latérales 104 et 105 entre elles. On comprendra qu'une bande de roulement 101 selon l'une de ces Figs. 2a à 2d pourrait par exemple être telle que la couche conductrice 110 qu'elle comporte réponde à la description précitée en référence aux Figs. la et lb.
Plus précisément, la bande de roulement 101 de la Fig. 2a se différencie de celle de la Fig. 2, en ce qu'elle comporte entre ses faces latérales 104 et 105, à la place desdits films 114, deux films conducteurs 114' qui relient électriquement les faces interne et externe 102 et 103 de ladite bande de roulement 101 entre elles.
Ces deux films 114' sont dans cet exemple symétriques l'un de l'autre par rapport au plan médian circonférentiel P de cette bande de roulement 101.
On notera qu'une bande de roulement 101 selon cette variante de réalisation pourrait comporter plus de deux films conducteurs 114', et que chaque film 114' pourrait présenter une inclinaison déterminée et autre que celle représentée à la Fig. 2a, par rapport audit plan médian circonférentiel P.
Quant à la bande de roulement 101 de la Fig. 2c, elle se différencie de celle de la Fig. 2a, en ce qu'elle comporte entre ses faces latérales 104 et 105 un seul film conducteur 114' reliant lesdites faces 102 et 103 entre elles, dans cet exemple prévu à l'emplacement dudit plan médian P.

La bande de roulement 101 de la Fig. 2b se différencie de celle de la Fig. 2, en ce qu'elle comporte, d'une part, deux rubans conducteurs internes 114a qui sont respectivement prévus aux emplacements desdites faces latérales 104 et 105 et qui relient ladite couche conductrice 110 à ladite face interne 102 et, d'autre part, un ruban conducteur externe 114b qui est prévu entre lesdites faces latérales 104 et 105 et qui relie ladite couche 110 à ladite face externe 105.
Dans l'exemple de la Fig. 2b, ledit ruban externe 114b est prévu à l'emplacement dudit plan médian circonférentiel P.
On notera cependant qu'une bande de roulement 101 selon cette variante de réalisation pourrait comporter un ou plusieurs rubans externes 114b, chacun pouvant présenter une géométrie et une inclinaison différentes par rapport audit plan P pourvu qu'il relie ladite couche 110 à ladite face externe 105.
Quant à la bande de roulement 101 de la Fig. 2d, elle comporte également un ruban externe 114b tel que celui de la Fig. 2b, mais elle se différencie de celle de la Fig. 2b en ce qu'elle comporte un seul ruban interne 114 qui relie ladite face interne 102 à ladite couche conductrice 110, ledit ruban interne 114a étant prévu entre lesdites faces latérales 104 et 105.

On notera que ces films 114' et ces rubans conducteurs 114a et 114b peuvent présenter une épaisseur différente de celle de ladite ou chaque couche conductrice 110.
Quant à la résistivité desdits films 114' et desdits rubans 114a et 114b, elle est de préférence sensiblement égale à celle de ladite couche 110 dans ces variantes de réalisation.

Adhérence sur sol sec des enveloppes selon l'invention:

On a évalué l'adhérence longitudinale sur sol sec d'enveloppes de pneumatique selon l'invention dont les bandes de roulement respectives 1, 101 sont toutes représentées aux Figs. 1, 2, la, 2a, lb, 2b, 2c et 2d.
Dans ce qui suit, on va rendre compte de deux séries d'essais selon l'invention qui ont été respectivement réalisées avec deux trains d'enveloppes conformes à l'invention, les enveloppes de chacun de ces deux trains comportant une bande de roulement 101 selon la Fig. 2, en comparaison de deux séries d'essais « témoin » qui ont été respectivement réalisées avec deux trains d'enveloppes « témoin », les enveloppes de chacun de ces deux derniers trains comportant une bande de roulement dépourvue de couche conductrice.

- Le premier train d'enveloppes selon la Fig. 2, qui a été testé pour une première série d'essais selon l'invention, est tel que la bande de roulement de chaque enveloppe présente une épaisseur d'environ 1,2 cm, est à base d'une composition de caoutchouc isolante (de résistivité égale ou supérieure à 1013 Ω.cm) et comporte, à titre de couche conductrice 110, une couche dont l'épaisseur est d'environ 0,5 mm et dont la résistivité est sensiblement égale à 10 Ω.cm.
Plus précisément, la composition de caoutchouc isolante est du type de celle commercialisée par la société MICHELIN sous la dénomination « MXT ENERGY». Cette composition isolante comprend essentiellement une matrice élastomère à base d'un coupage d'un copolymère de styrène et de butadiène préparé en solution (encore appelé S-SBR) et d'un polybutadiène (BR) à fort taux d'enchaînements cis-1,4, et de la silice à titre de charge renforçante selon une quantité d'environ 80 pce (parties en poids pour cent parties d'élastomères).
- Le second train d'enveloppes selon la Fig. 2, qui a été testé pour une seconde série d'essais selon l'invention », est tel que la bande de roulement de chaque enveloppe présente l'ensemble des caractéristiques précitées en relation avec ledit premier train, à ceci près que la composition de bande de roulement isolante répond à la dénomination commerciale « MXGS GREEN ».
- Le premier train tf enveloppes « témoin », qui a été testé pour une première série d'essais « témoin », est tel que la bande de roulement de chaque enveloppe est exclusivement constituée de la composition isolante « MXT ENERGY » mentionnée en relation avec ledit premier train selon la Fig. 2.
- Le second train d'enveloppes « témoin », qui a été testé pour une seconde série d'essais « témoin », est tel que la bande de roulement de chaque enveloppe est exclusivement constituée de la composition isolante « MXGS GREEN » mentionnée en relation avec ledit second train selon la Fig. 2.

On a utilisé un test d'adhérence longitudinale consistant à mesurer la distance de freinage sur sol sec de 100 km/h à 0 km/h, avec un véhicule automobile de type tourisme équipé d'un système « ABS » sur ses quatre roues.
On a réalisé ce test sur une ligne droite d'un circuit dé type autoroutier, cette ligne droite étant uniformément sèche et propre (les feuilles, herbes, oiseaux ou tout objet déposé par le vent ayant été enlevés).
Plus précisément, cette méthode de test a consisté à mesurer la distance parcourue par le véhicule entre 100 km/h et 0 km/h, le véhicule roulant au préalable à une vitesse de 105 km/h et étant soumis à un freinage automatique par un matériel embarqué.
Ce matériel de mesure embarqué comporte essentiellement:
- un boîtier de mesure, pour la programmation des vitesses d'essai (100km/h et 0 km/h), la gestion de l'autorisation de freinage, le déclenchement et l'arrêt automatique du freinage en mode 4 roues freinées, et l'affichage de la vitesse et de la distance mesurée: - une roue de mesure « ABS » indiquant la vitesse instantanée et transmettant un nombre de « tops » audit boîtier de mesure;
- un galvanomètre « à zéro central » pour l'indication de la vitesse d'entrée (105 km/h) sur le circuit et la répétitivité d'un passage à un autre; et
- un capteur magnétique destiné à coopérer avec un seuil magnétique positionné sur le circuit pour le déclenchement du processus de freinage.

On a utilisé un véhicule de marque « RENAULT » et de modèle « LAGUNA 2.01 », caractérisé par une charge sur l'essieu avant de 788 kg et par une charge sur l'essieu arrière de 596 kg.
Pour la première série d'essais (incluant des essais « témoin » avec des enveloppes de marque « MXT ENERGY »), on a utilisé des roues de dimensions de jante « 5.5J14 », et des enveloppes de dimension « 175/70 R14 » qui ont été gonflées à une pression de 2,1 bars.
Pour la seconde série d'essais (incluant des essais « témoin » avec des enveloppes de marque « MXGS GREEN »), on a utilisé des roues de dimensions de jante « 6J15 », et des enveloppes de dimension 195/65 RI 5 également gonflées à une pression de 2,1 bars.

On a procédé à 10 mesures de freinage pour chaque première série d'essais

« témoin », pour chaque première série d'essais selon l'invention, et de même pour les secondes série d'essais, en alternant à l'intérieur d'une même série les sens de roulage sur ladite ligne droite.
Pour chaque série selon l'invention, on a déterminé la moyenne des distances de freinage mesurées (en valeur relative, c'est-à-dire par rapport à la moyenne des distances de freinage de la série « témoin » correspondante), ainsi que l'efficacité (en base 100) par rapport à la série « témoin ».
Cette efficacité (en %) est définie par la relation suivante:
efficacité = 100 x (2.dT - d) / dT,
où dT est la valeur moyenne des distances de freinage pour la série « témoin » et d est la valeur moyenne des distances de freinage pour la série selon l'invention.
Le tableau ci-dessous contient les résultats obtenus, d'une part, pour les deux premières séries d'essais et, d'autre part, pour les deux secondes séries d'essais.


En conclusion, il apparaît qu'une bande de roulement comportant une couche conductrice selon l'invention permet de réduire d'une manière significative la distance de freinage sur sol sec qui est obtenue avec des bandes de roulement usuelles sans une telle couche conductrice.