Pedeorelha | Comment fonctionnent les pneus

Vlad Krasen
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Savez-vous ce que signifient toutes les marques sur vos pneus?

-Si vous êtes à la recherche de pneus neufs, toutes les variables des spécifications des pneus et le jargon déroutant que vous pourriez entendre des vendeurs de pneus ou des «experts» peuvent rendre votre achat plutôt stressant. Ou peut-être voulez-vous simplement comprendre pleinement les pneus que vous possédez déjà, les concepts à l'œuvre, la signification de toutes ces marques sur les flancs. Que signifie tout cela en termes réguliers?

-Dans cet article, nous allons explorer comment les pneus sont construits et voir ce qu'il y a dans un pneu. Nous découvrirons ce que signifient tous les chiffres et marques sur le flanc d'un pneu, et nous déchiffrerons une partie de ce jargon des pneus. À la fin de cet article, vous comprendrez comment un pneu soutient votre voiture et vous saurez pourquoi la chaleur peut s'accumuler dans vos pneus, surtout si la pression est basse. Vous serez également en mesure d'ajuster correctement la pression de vos pneus et de diagnostiquer certains problèmes de pneus courants!

Comme illustré ci-dessous, un pneu est composé de plusieurs composants différents.

le perle est une boucle de câble en acier à haute résistance recouverte de caoutchouc. Il donne au pneu la force dont il a besoin pour rester assis sur la jante de la roue et pour gérer les forces appliquées par les machines de montage de pneus lorsque les pneus sont installés sur des jantes.

le corps se compose de plusieurs couches de tissus différents, appelés plis. Le tissu à plis le plus courant est cordon en polyester. Les cordons d'un pneu radial sont perpendiculaires à la bande de roulement. Certains pneus plus anciens utilisés pneus diagonaux, pneus dans lesquels le tissu a un angle avec la bande de roulement. Les plis sont recouverts de caoutchouc pour les aider à se lier aux autres composants et à sceller dans l'air.
La résistance d'un pneu est souvent décrite par le nombre de plis dont il dispose. La plupart des pneus de voiture ont deux plis de carrosserie. En comparaison, les gros avions de ligne commerciaux ont souvent des pneus avec 30 plis ou plus.

En pneus radiaux à ceinture en acier, ceintures en acier sont utilisés pour renforcer la zone sous la bande de roulement. Ces ceintures offrent une résistance à la crevaison et aident le pneu à rester à plat afin qu'il fasse le meilleur contact avec la route.

Certains pneus ont plis de chapeau, une ou deux couches supplémentaires de tissu en polyester pour aider à tout maintenir en place. Ces couches de plafond ne se trouvent pas sur tous les pneus; ils sont principalement utilisés sur des pneus avec des cotes de vitesse plus élevées pour aider tous les composants à rester en place à haute vitesse.

le flanc assure la stabilité latérale du pneu, protège les plis du corps et aide à empêcher l'air de s'échapper. Il peut contenir des composants supplémentaires pour aider à augmenter la stabilité latérale.

le bande de roulement est fabriqué à partir d'un mélange de nombreux types de caoutchoucs naturels et synthétiques. La bande de roulement et les flancs sont extrudés et coupés à longueur. La bande de roulement est juste en caoutchouc lisse à ce stade; il n'a pas les sculptures qui donnent au pneu traction.

Tous ces composants sont assemblés dans la machine de fabrication de pneus. Cette machine garantit que tous les composants sont au bon endroit, puis donne au pneu une forme et une taille assez proches de ses dimensions finies.

À ce stade, le pneu a toutes ses pièces, mais il n'est pas tenu ensemble très étroitement, et il n'a pas de marques ou de motifs de bande de roulement. C'est ce qu'on appelle un pneu vert. L'étape suivante consiste à faire rouler le pneu dans un machine de traitement, qui fonctionne quelque chose comme un gaufrier, moulant tous les marquages et motifs de traction. La chaleur lie également tous les composants du pneu ensemble. C'est appelé vulcaniser. Après quelques procédures de finition et d'inspection, le pneu est terminé.

Chaque section de petits caractères sur le flanc d'un pneu signifie quelque chose:

Type de pneu
le P signifie que le pneu est un pneu de véhicule de tourisme. Certaines autres désignations sont LT pour camion léger, et T pour pneus temporaires ou de secours.

Largeur de pneu
le 235 est la largeur du pneu en millimètres (mm), mesurée du flanc au flanc. Étant donné que cette mesure est affectée par la largeur de la jante, la mesure est pour le pneu lorsqu'il est sur sa taille de jante prévue.

Ratio d'aspect
Ce nombre vous indique la hauteur du pneu, du talon au sommet de la bande de roulement. Ceci est décrit comme un pourcentage de la largeur du pneu. Dans notre exemple, le rapport hauteur / largeur est de 75, donc la hauteur du pneu est de 75% de sa largeur, soit 176,25 mm (0,75 x 235 = 176,25 mm ou 6,94 pouces). Plus le rapport hauteur / largeur est petit, plus le pneu est large par rapport à sa hauteur.

Les pneus haute performance ont généralement un rapport hauteur / largeur inférieur à celui des autres pneus. En effet, les pneus avec un rapport hauteur / largeur inférieur offrent une meilleure stabilité latérale. Lorsqu'une voiture fait le tour d'un virage, des forces latérales sont générées et le pneu doit résister à ces forces. Les pneus avec un profil plus bas ont des flancs plus courts et plus rigides afin qu'ils résistent mieux aux forces de virage.

Construction de pneus
le R signifie que le pneu a été fabriqué selon une construction radiale. Il s'agit du type de construction de pneu le plus courant. Les pneus plus anciens ont été fabriqués en utilisant un biais diagonal (ré) ou biais ceinturé (B) construction. Une note distincte indique combien de plis composent le flanc du pneu et la bande de roulement.

Diamètre de la jante
Ce nombre spécifie, en pouces, le diamètre de la jante pour lequel le pneu est conçu.

Classement uniforme de la qualité des pneus
Les pneus de voiture de tourisme ont également une note sur eux dans le cadre de la classement uniforme de la qualité des pneus (UTQG) système. Vous pouvez vérifier la cote UTQG de vos pneus sur cette page maintenue par la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) des États-Unis. La cote UTQG de votre pneu vous indique trois choses:

Usure de la bande de roulement: Ce nombre provient du test du pneu dans des conditions contrôlées sur une piste d'essai gouvernementale. Plus le nombre est élevé, plus vous pouvez vous attendre à ce que la bande de roulement dure longtemps. Étant donné que personne ne conduira sa voiture sur exactement les mêmes surfaces et à la même vitesse que la piste d'essai du gouvernement, le nombre n'est pas un indicateur précis de la durée réelle de votre bande de roulement. C'est une bonne mesure relative, cependant: vous pouvez vous attendre à ce qu'un pneu avec un plus grand nombre dure plus longtemps qu'un avec un plus petit nombre.
Traction: La traction des pneus est évaluée AA, UNE, B ou C, avec AA en haut de l'échelle. Cette cote est basée sur la capacité du pneu à arrêter une voiture sur du béton mouillé et de l'asphalte. Il n'indique pas la capacité de virage du pneu. Selon cette page de la NHTSA, les pneus Firestone Wilderness AT et Radial ATX II qui ont fait la une des journaux ont une cote de traction de B.
Température: Les cotes de température des pneus sont UNE, B ou C. La cote est une mesure de la capacité du pneu à dissiper la chaleur et de sa capacité à gérer l'accumulation de chaleur. L'indice de température s'applique à un pneu correctement gonflé qui n'est pas surchargé. Un sous-gonflage, une surcharge ou une vitesse excessive peuvent entraîner une augmentation de la chaleur. Une accumulation excessive de chaleur peut provoquer une usure plus rapide des pneus ou même entraîner une défaillance des pneus. Selon cette page NHTSA, les pneus Firestone Wilderness AT et Radial ATX II ont une cote de température de C.

Description du service
La description du service comprend deux éléments:

Évaluations de charge: La capacité de charge est un nombre qui correspond à la charge nominale maximale de ce pneu. Un nombre plus élevé indique que le pneu a une capacité de charge plus élevée. La cote «105», par exemple, correspond à une capacité de charge de 2 039 livres (924,87 kg). Une note distincte sur le pneu indique la capacité de charge à une pression de gonflage donnée.
Vitesse nominale: La lettre qui suit la charge nominale indique la vitesse maximale autorisée pour ce pneu (tant que le poids est égal ou inférieur à la charge nominale). Par exemple, S indique que le pneu peut supporter des vitesses allant jusqu'à 180,246 km / h. Voir le tableau sur cette page pour toutes les évaluations.

Calcul du diamètre du pneu
Maintenant que nous savons ce que signifient ces chiffres, nous pouvons calculer le diamètre global d'un pneu. Nous multiplions la largeur du pneu par le rapport hauteur / largeur pour obtenir la hauteur du pneu.

Hauteur du pneu = 235 x 75 pour cent = 176,25 mm (6,94 po)

Ensuite, nous ajoutons deux fois la hauteur du pneu au diamètre de la jante.

2 x 6,94 pouces + 15 pouces = 28,9 pouces (733,8 mm)

C'est le diamètre déchargé; dès qu'un poids est mis sur le pneu, le diamètre diminue.

Il existe de nombreux termes différents utilisés aujourd'hui dans l'industrie du pneu. Certains d'entre eux signifient en fait quelque chose et d'autres pas. Dans cette section, nous essaierons d'expliquer ce que signifient certains termes.

Pneus toutes saisons avec désignation boue et neige
Si un pneu a SP, M + S, SP ou SP dessus, il répond aux directives de la Rubber Manufacturers Association (RMA) pour un pneu boue et neige. Pour qu'un pneu reçoive la désignation Boue et neige, il doit répondre à ces exigences géométriques (extraites du bulletin «RMA Snow Tire Definitions for Passenger and Light Truck (LT) Tyres»):

1. Les bandes de roulement de pneumatiques neuves doivent comporter plusieurs poches ou fentes dans au moins un bord de bande de roulement qui satisfont aux exigences dimensionnelles suivantes en fonction des dimensions du moule:

Prolongez vers le centre de la bande de roulement à au moins 1/2 pouce du bord de l'empreinte, mesuré perpendiculairement à l'axe de la bande de roulement.
Une largeur de section transversale minimale de 1/16 de pouce.
Bords des poches ou des fentes à des angles compris entre 35 et 90 degrés par rapport au sens de déplacement.

2. La nouvelle zone de vide de la surface de contact de la bande de roulement sera d'au moins 25% en fonction des dimensions du moule..

La traduction approximative de cette spécification est que le pneu doit avoir une rangée de rainures assez grandes qui commencent au bord de la bande de roulement et s'étendent vers le centre du pneu. En outre, au moins 25 pour cent de la surface doit être des rainures.

Icône de traction hivernale sévère

L'idée est de donner à la bande de roulement suffisamment d'espace vide pour qu'elle puisse mordre à travers la neige et obtenir de la traction. Cependant, comme vous pouvez le voir dans la spécification, aucun test n'est impliqué.

Pour remédier à cette lacune, l'Association des fabricants de caoutchouc et l'industrie du pneu ont convenu d'une norme qui implique des essais. La désignation s'appelle Utilisation sévère de la neige et a une icône spécifique (voir l'image à droite), qui va à côté de la désignation M / S.

Afin de répondre à cette norme, les pneus doivent être testés en utilisant une procédure de test de l'American Society for Testing and Materials (ASTM) décrite dans «Définition RMA pour les pneus de passagers et de camions légers à utiliser dans des conditions de neige sévères»:

Les pneus conçus pour être utilisés dans des conditions de neige difficiles sont reconnus par les fabricants pour atteindre un indice de traction égal ou supérieur à 110 par rapport au pneu d'essai de référence standard ASTM E-1136 lors de l'utilisation de l'essai de traction sur neige ASTM F-1805 avec des charges en pourcentage équivalentes..

Ces pneus, en plus de répondre aux exigences géométriques pour une désignation M / S, sont testés sur neige selon une procédure de test normalisée.Ils doivent faire mieux que le pneu de référence standard afin de répondre aux exigences d'utilisation de neige sévère..

Photo gracieuseté de Goodyear
Un pneu conçu pour éviter l'aquaplanage.

L'aquaplanage
L'aquaplanage peut se produire lorsque la voiture traverse des flaques d'eau stagnante. Si l'eau ne peut pas jaillir assez rapidement de dessous le pneu, le pneu se soulèvera du sol et ne sera soutenu que par l'eau. Parce que le pneu affecté n'aura presque aucune traction, les voitures peuvent facilement devenir incontrôlables lors de l'aquaplanage.

Certains pneus sont conçus pour aider à réduire la possibilité d'aquaplanage. Ces pneus ont des rainures profondes fonctionnant dans la même direction que la bande de roulement, donnant à l'eau un canal supplémentaire pour s'échapper sous le pneu.

Vous vous êtes peut-être demandé comment un pneu de voiture avec une pression de 30 livres par pouce carré (psi) peut soutenir une voiture. C'est une question intéressante, et elle est liée à plusieurs autres problèmes, tels que la force nécessaire pour pousser un pneu sur la route et pourquoi les pneus chauffent lorsque vous conduisez (et comment cela peut entraîner des problèmes).

La prochaine fois que vous monterez dans votre voiture, regardez attentivement les pneus. Vous remarquerez qu'ils ne sont pas vraiment ronds. Il y a une tache plate sur le fond où le pneu rencontre la route. Cet endroit plat s'appelle le patch de contact, comme illustré ici.

Si vous regardiez une voiture à travers une route vitrée, vous pourriez mesurer la taille de la zone de contact. Vous pouvez également faire une assez bonne estimation du poids de votre voiture, si vous avez mesuré la surface des plaques de contact de chaque pneu, les additionnées puis multiplié la somme par la pression des pneus..

Puisqu'il y a une certaine quantité de pression par pouce carré dans le pneu, disons 30 psi, alors vous avez besoin de quelques pouces carrés de surface de contact pour supporter le poids de la voiture. Si vous ajoutez plus de poids ou diminuez la pression, vous avez besoin d'encore plus de pouces carrés de surface de contact, de sorte que le point plat s'agrandisse..

Un pneu correctement gonflé et un pneu sous-gonflé ou surchargé

Vous pouvez voir que le pneu sous-gonflé / surchargé est moins rond que le pneu correctement gonflé et correctement chargé. Lorsque le pneu patine, la zone de contact doit se déplacer autour du pneu pour rester en contact avec la route. À l'endroit où le pneu rencontre la route, le caoutchouc est plié. Il faut de la force pour plier ce pneu, et plus il doit se plier, plus il faut de force. Le pneu n'est pas parfaitement élastique, donc lorsqu'il reprend sa forme d'origine, il ne renvoie pas toute la force qu'il a fallu pour le plier. Une partie de cette force est convertie en chaleur dans le pneu par le frottement et le travail de flexion de tout le caoutchouc et de l'acier dans le pneu. Puisqu'un pneu sous-gonflé ou surchargé doit se plier davantage, il faut plus de force pour le pousser sur la route, donc il génère plus de chaleur.

Les fabricants de pneus publient parfois un coefficient de frottement de roulement (CRF) pour leurs pneus. Vous pouvez utiliser ce nombre pour calculer la force nécessaire pour pousser un pneu sur la route. Le CRF n'a rien à voir avec l'adhérence du pneu; il est utilisé pour calculer la quantité de traînée ou de résistance au roulement causée par les pneus. Le CRF est comme tout autre coefficient de frottement: la force nécessaire pour surmonter le frottement est égale au CRF multiplié par le poids sur le pneu. Ce tableau répertorie les CRF typiques pour plusieurs types de roues différents.

Type de pneu	Coefficient de frottement de roulement
Pneu de voiture à faible résistance au roulement	0,006 - 0,01
Pneu de voiture ordinaire	0,015
Pneu de camion	0,006 - 0,01
Roue de train	0,001

Voyons la force qu'une voiture typique pourrait utiliser pour pousser ses pneus sur la route. Disons que notre voiture pèse 4 000 livres (1814,369 kg) et que les pneus ont un CRF de 0,015. La force est égale à 4000 x 0,015, ce qui équivaut à 60 livres (27,215 kg). Voyons maintenant quelle puissance cela représente. Si vous avez lu l'article Comment la force, le couple, la puissance et l'énergie fonctionnent, vous savez que la puissance est égale à la force multipliée par la vitesse. La quantité d'énergie utilisée par les pneus dépend donc de la vitesse de la voiture. À 120,7 km / h (75 mi / h), les pneus utilisent 12 chevaux et à 55 mi / h (88,513 km / h), ils utilisent 8,8 chevaux. Toute cette puissance se transforme en chaleur. La majeure partie entre dans les pneus, mais une partie entre dans la route (la route se plie un peu lorsque la voiture passe dessus).

À partir de ces calculs, vous pouvez voir que les trois choses qui affectent la force nécessaire pour pousser le pneu sur la route (et donc la quantité de chaleur qui s'accumule dans les pneus) sont le poids sur les pneus, la vitesse à laquelle vous conduisez et le CRF. (qui augmente si la pression diminue).

Si vous conduisez sur des surfaces plus molles, comme le sable, plus de chaleur pénètre dans le sol et moins dans les pneus, mais le CRF augmente considérablement..

Les modes d'usure d'un pneu sous-gonflé, correctement gonflé et sur-gonflé

Sous-gonflage peut causer une usure plus importante des pneus à l'extérieur qu'à l'intérieur. Cela entraîne également une réduction du rendement énergétique et une augmentation de l'accumulation de chaleur dans les pneus. Il est important de vérifier la pression des pneus avec un manomètre au moins une fois par mois.

Surinflation provoque une usure accrue des pneus au centre de la bande de roulement. La pression des pneus ne doit jamais dépasser le maximum indiqué sur le côté du pneu. Les constructeurs automobiles suggèrent souvent une pression inférieure à la pression maximale car les pneus donneront une conduite plus douce. Mais faire fonctionner les pneus à une pression plus élevée améliorera le kilométrage.

Désalignement des roues provoque une usure inégale de l'intérieur ou de l'extérieur, ou un aspect rugueux légèrement déchiré.

Pour plus d'informations sur les pneus et des sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.