Comment la science des matériaux et l'électronique révolutionnent les pneus automobiles

Les premiers pneus automobiles étaient de simples bandes de caoutchouc plein, mais l'évolution de l'industrie a commencé avec la découverte du caoutchouc vulcanisé par Charles Goodyear. En 1846, Robert Thomson a breveté le premier pneu pneumatique en caoutchouc vulcanisé — des décennies avant les premiers véhicules à moteur — lançant une quête incessante de performance et de sécurité.

Lorsque les frères Michelin ont introduit les pneus démontables, le marché a de nouveau basculé, ouvrant la voie au pneu radial pneumatique apparu dans les années 1970 et qui reste la norme sur la plupart des voitures de tourisme aujourd'hui.

Les fabricants d'aujourd'hui équilibrent sécurité, durabilité, performance et durabilité. Cette approche holistique motive des percées qui vont bien au-delà de la conception traditionnelle de la bande de roulement.

Technologies de pneus actuelles

Le bruit est une préoccupation majeure pour les véhicules modernes, surtout les voitures électriques où l'absence de moteur rend les bruits de pneus plus perceptibles. Deux sources principales de bruit de pneu existent : le bruit de motif, généré par les bulles d'air piégées dans la bande de roulement, et le bruit de cavité, produit quand l'air vibre à l'intérieur du pneu contre la jante. Traiter ces sons est désormais un objectif clé de conception.

Le QuietTrack de Bridgestone, lancé en mars 2019, comporte de multiples courtes rainures diagonales qui permettent à l'air de s'évacuer plutôt que de se comprimer lors du roulement. Les rainures existent en trois largeurs distinctes, chacune interférant avec les autres pour amortir les fréquences chevauchant la parole humaine. Des sérrations millimétriques complémentaires au fond de la bande de roulement brisent davantage les bruits haute fréquence, tandis que la conception globale améliore aussi l'adhérence sur neige et routes mouillées.

Figure 1. Les pneus QuietTrack réduisent le bruit — crucial pour les véhicules électriques. (Source : Bridgestone)

L'intérieur du pneu intègre Contiseal, une couche de scellant visqueux capable de colmater jusqu'à 80 % d'une perforation jusqu'à 5 mm de diamètre. Cette technologie réduit drastiquement la probabilité de crevaisons et élimine le besoin de changer un pneu sur le bord de la route.

Technologies de pneus émergentes

L'Eagle 360 Urban de Goodyear, introduit en 2017, est un pneu conceptuel sphérique équipé de capteurs pilotés par IA qui ajustent la forme et le motif de la bande de roulement en temps réel. En réagissant aux données de surface de route, le pneu améliore freinage, tenue de route et efficacité — et facilite même la réparation de crevaison sur place.

Le pneu non-pneumatique Oxygene est un design pionnier qui se passe totalement de pression d'air. Imprimé en 3D à partir de poussière de pneus recyclée, sa paroi latérale héberge de la mousse vivante qui absorbe l'eau de la route et le CO₂ de l'air, soutenant la photosynthèse et la production d'oxygène. Il exploite aussi le Li-Fi pour se connecter aux réseaux IoT, permettant la communication véhicule-à-véhicule et véhicule-à-infrastructure.

En 2020, le pneu reCharge de Goodyear a introduit des capsules liquides biodégradables qui régénèrent la bande de roulement. L'IA personnalise le composé selon le profil de chaque conducteur, permettant au pneu de s'adapter dynamiquement aux conditions de route changeantes.

Le Cyber pneu de Pirelli a marqué une étape en transmettant des données directement via la 5G, créant une boucle de communication temps réel entre le pneu, le véhicule, le conducteur et l'infrastructure routière externe.

Figure 2. Pirelli prétend être la première entreprise de pneus à interagir avec le réseau 5G. (Source : Pirelli)

L'Uptis de Michelin, prévu pour 2024, utilise une structure de roue sans air assemblée qui élimine les risques de crevaison, d'éclatement et de pneu à plat. En réduisant la consommation de matières premières, la mise au rebut des pneus et le besoin de roues de secours, l'Uptis offre une solution plus durable et économe en ressources.

Pour contexte, les pneus sur mesure de Goodyear pour Tesla intègrent une mousse réductrice de bruit, tandis que le concept autonome 19_19 de Citroën comporte des pneus qui se raidissent par temps sec et s'assouplissent quand il pleut.

La route connectée devant nous

La connectivité deviendra une pierre angulaire de la sécurité et de la performance automobile. La 5G et l'IoT permettront aux pneus de relayer des données critiques, améliorant les systèmes d'aide à la conduite avancés (ADAS) et la conduite autonome. La plateforme AndGo de Goodyear, par exemple, utilise l'analytique prédictive pour relier les exploitants de flottes à son réseau de service.

La durabilité guidera aussi les choix de conception : impression 3D, matériaux recyclés et écologiques, et usure réduite réduiront tous les déchets de pneus et l'impact environnemental. Les pneus non-pneumatiques durables et les concepts 2-en-1 pneu-et-roue promettent une sécurité accrue et une maintenance réduite — attributs essentiels pour les flottes sans conducteur.

Après des décennies de changements incrémentaux, l'industrie du pneu est prête pour un bond transformationnel.

>> Cet article a été publié à l'origine sur notre site sœur, EDN.