Le pneu vert

Le pneu vert

LE PNEU VERT Les Gommes dans le pneu : Les gommes qui constituent les pneus sont des materiaux viscoelastiques. Cela signifie que, chaque fois qu’ils subissent une deformation, ils dissipent de l’energie sous forme de chaleur. Cette dissipation d’energie, l’hysterese, est a l’origine de 90% de la resistance au roulement. Elles sont principalement constituees de polymeres, de charges renforcantes et de soufre. Les polymeres sont des materiaux hysteretiques donnant ainsi aux pneus leurs qualites d’adherence. Les charges renforcantes (noir de carbone initialement, et silice pour les pneus verts) sont alors melangees avec les polymeres.

Ainsi les risques de dechirures, de d’abrasion sont tres fortement limites, conferant une meilleure resistance a l’usure et garantissant une meilleure rigidite. Sans ces charges renforcantes, les pneus ne pourraient rouler que quelques centaines de kilometres. Le melange constituant les pneus contient egalement du soufre. Celui-ci cree des liaisons entre tous les polymeres lors de la cuisson du melange. C’est pourquoi les gommes presentes dans le pneu, ont la caracteristique d’etre elastique. Choix des polymeres et de charges moins hysteretiques : Les polymeres sont des materiaux hysteretiques.

Ils dissipent de l’energie lorsqu’ils sont deformes. C’est cette propriete qui assure l’adherence du pneu . Les gommes des pneumatiques sont des

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elastomeres charges et vulcanises . Cette vulcanication est un procede consistant a melanger ces polymeres a des charges renforcantes ( le noir de carbone ici ) avec du souffre , qui seront apres mis sous cuisson . Donc , soit les polymeres utilises sont peu hysteretiques , offrant une afaible adherence mais une basse resistance au roulement , soit les polymeres sont plus hysteretiques , assurant une bonne adherence mais une grande resistance au roulement .

C’est pourquoi les nouvelles solutions consistaient a agir sur la distribution des charges dans le melange , pour que la dissipation d’energie soit moins importante . Dissipation d’energie : * Origine : Visco-elasticite et deformation : Un materiau visco-elastique est un materiau deformable dont le comportement est intermediaire entre celui du liquide visqueux et celui du solide elastique . Materiaux elastiques : Pour un corps theorique parfaitement elastique ( comme un ressort par exemple ), il y a simultaneite entre contrainte et deformation, et aucune dissipation d’energie. Materiaux visqueux :

Un fluide visqueux (de l’huilepar exemple ) se comporte differemment . Lorsqu’on lui applique une forte pression , il ne revient pas a sa position initiale : toute l’energie a ete dissipee . Un materiau visco-elastique, comme un chewinggum ou un elastomere, a un comportement intermediaire entre celui du ressort parfait et celui du fluide visqueux . Un materiau visco-elastique que l’on a deforme retrouve sa forme initiale, mais seulement au bout d’un certain laps de temps . C’est le phenomene d’hysterese. Ce retard s’accompagne d’une dissipation d’energie, sous forme de chaleur. C’est la perte.

C’est cette dissipation d’energie sous l’effet de deformations qui est a l’origine de la resistance au roulement. La capacite d’une gomme a dissiper une partie de l’energie peut etre modifie selon sa formulation ( proportions des matieres premieres ,notamment des polymeres: du soufre et des charges. ) * Facteurs Influents : La rigidite ( du pneu ) est exprimee par une grandeur appelee module. Le module d’un materiau souple est faible et celui d’un materiau rigide est eleve. Ce module, note E, est defini comme le rapport de la contrainte (? ) sur la deformation (? ). Ainsi : – Plus la temperature est elevee, plus la gomme est souple , Plus la frequence est elevee, plus la gomme est rigide , – Plus la deformation est grande, plus la gomme est souple. * Comment la diminuer : Pour diminuer les dissipations d’energie, on peut : – abaisser le taux de charge , – augmenter la grosseur de la charge , – homogeneiser la distribution des charges ( distribution reguliere ) . Pour accroitre les distances entre les charges sans en modifier le taux ni la taille, on peut favoriser une distribution reguliere des charges. Pour cela, deux solutions peuvent etre mises en oeuvre : – La premiere est d’augmenter le temps de melangeage des charges dans l’elastomere.

La seconde consiste a greffer au bout des chaines de polymeres des fonctions chimiques qui « s’accrochent » fortement aux charges, les empechant ainsi de se rapprocher les unes des autres. Pour le noir de carbone, cette fonction chimique est une amine. Mais Prolonger le melangeage est couteux et utiliser des polymeres est une operation delicate car le melange devient plus visqueux et plus difficile a mettre en oeuvre . C’est pourquoi, les ingenieurs ont reflechi a substituer le noir de carbone par un element chimique dissipant moins d’energie que le noir de carbone. Et la recherche de la silice commenca.