La technologie des pneus automobiles s'appuie sur la science des matériaux et l'électronique

Les premiers pneus étaient plutôt primitifs, juste des bandes de caoutchouc solides. Ensuite, l'invention du caoutchouc vulcanisé par Charles Goodyear a permis à Robert Thomson de breveter le pneumatique en caoutchouc vulcanisé en 1846, quatre décennies avant l'avènement des véhicules à moteur et sa bataille perdue pour les brevets avec John Dunlop. Les pneus détachables ont rapidement suivi, grâce aux frères Michelin, et dans les années 1970, le pneu radial à bande de roulement, encore utilisé sur la plupart des voitures aujourd'hui, est devenu la norme.

Outre quelques innovations de pneus inhabituelles en cours de route, les constructeurs automobiles d'aujourd'hui prennent en compte non seulement la sécurité, la durabilité et les performances, mais également la durabilité. Il ouvre la voie à des progrès révolutionnaires dans les technologies des pneus.

Les technologies de pneus d'aujourd'hui

Prenez le bruit des pneus, par exemple. Il existe deux principales causes de bruit des pneus. L'un d'eux est le bruit de fond, un son de fréquences anormalement élevées comparable à la parole humaine, causé par la libération constante de bulles d'air emprisonnées dans la bande de roulement. L'autre est le bruit de cavité, causé par l'air qui « rebondit » à l'intérieur du pneu et se comprime contre la roue. Naturellement, avec l'invention des moteurs électriques plus subtils, la demande de pneus plus silencieux a également augmenté.

Lancé en mars 2019, le pneu QuietTrack de Bridgestone présente de multiples rainures diagonales courtes menant à l'épaule du pneu, permettant à l'air de s'échapper plutôt que de se comprimer lorsque le pneu tourne (Figure 1). Les rainures sont découpées en trois largeurs différentes pour interférer les uns avec les autres, le réduisant aux fréquences de la parole humaine. De plus, les pneus QuietTrack ont ​​de minces canaux longitudinaux avec des dentelures d'un millimètre de haut dans le creux pour briser les sons à haute fréquence. Il s'est avéré utilement pour améliorer la traction dans la neige et sur les surfaces mouillées.

Figure 1. Les pneus QuietTrack atténuent le bruit gênant, une caractéristique clé des véhicules électriques (VE) dont l'absence de moteurs en régime rend le son du caoutchouc plus perceptible. (Source :Bridgestone)

Ce pneu contient du Contiseal, une couche d'étanchéité visqueuse appliquée à l'intérieur de la bande de roulement, qui peut s'échapper pour colmater jusqu'à 80 % d'une crevaison. Adaptée aux crevaisons jusqu'à 5 mm de diamètre, la technologie réduit le risque de crevaison et de changement de pneu en bordure de route.

Les technologies des pneus de demain

Lancé en 2017, l'Eagle 350 Urban de Goodyear est un pneu concept sphérique qui permet à un véhicule de se déplacer dans n'importe quelle direction. L'intelligence artificielle (IA) intégrée aux capteurs à l'extérieur du pneu détecte différentes surfaces de route et conditions de conduite pour adapter la forme et la bande de roulement du pneu à l'aide d'actionneurs. En plus de transmettre des données pour améliorer le freinage, la maniabilité et l'efficacité, l'Eagle 350 Urban facilite le processus de réparation en cas de crevaison.

Avec une structure ouverte unique, le pneu Oxygène non pneumatique - non supporté par la pression d'air - est imprimé en 3D à partir de poussière de pneu recyclée et transporte de la mousse vivante dans son flanc. Il absorbe l'eau de la route et le CO₂ de l'air pour nourrir la mousse, stimulant la photosynthèse et la production d'oxygène. Il utilise également le Li-Fi, une technologie sans fil mobile basée sur la lumière, pour se connecter à l'infrastructure de l'Internet des objets (IoT) pour l'échange de données de véhicule à véhicule (V2V) et de véhicule à infrastructure (V2I).

Désormais, en 2020, le pneu non pneumatique reCharge met en œuvre des capsules contenant un composé liquide biodégradable utilisé pour la régénération de la bande de roulement. L'IA permet au composé d'être personnalisé en fonction du profil du conducteur et du pneu pour s'adapter aux conditions de la route.

Le pneu Cyber ​​de Pirelli est le premier pneu intelligent à transmettre de manière démontrable des informations via le réseau 5G, facilitant la communication avec le véhicule, le conducteur et l'infrastructure routière au sens large (Figure 2).

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Figure 2. Pirelli prétend être le premier fabricant de pneumatiques à avoir interagi avec le réseau 5G. (Source :Pirelli)

Ensuite, les pneus Uptis de Michelin pourraient être disponibles dès 2024. Sa « technologie de structure de roue assemblée sans air » élimine le risque de crevaisons, d'éclatement et de crevaison. En réduisant l'utilisation de matières premières, la mise au rebut des pneus et le besoin de pneus de rechange, les pneus Uptis minimiseront l'utilisation des ressources ainsi que les déchets.

Pour ceux qui s'intéressent à des exemples plus concrets, les pneus Goodyear pour Tesla sont équipés d'une mousse de réduction du bruit spécialisée - si vous aimez le silence - tandis que les pneus du concept EV autonome 19_19 de Citroën sont conçus pour se raidir dans des conditions sèches et se ramollir lorsqu'ils sont exposés à l'humidité. /P>

La route connectée à venir

La connectivité sera énorme, la 5G et l'IoT étant utilisés pour transmettre les informations des pneus afin d'augmenter la sécurité et les performances des systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) et des arènes de véhicules autonomes. Exemple concret :la plate-forme AndGo de Goodyear utilisera un logiciel prédictif pour connecter les flottes à son réseau de service.

L'impression 3D des pneus, l'utilisation de matériaux recyclés et respectueux de l'environnement et la réduction de l'usure et de la mise au rebut des pneus seront tous des éléments clés des efforts de développement durable des fabricants de pneus. Les pneus non pneumatiques plus durables et les technologies pneu-roue 2 en 1 promettent également une sécurité accrue et une maintenance réduite, ce qui est particulièrement vital pour les voitures sans conducteur.

Après des décennies de statu quo sur les pneus, il semble que tout soit sur le point de changer.

>> Cet article a été initialement publié le notre site frère, EDN.