Fabrication de pneumatiques

La hernie s'observe par l'apparition d'une bosse sur le flanc du pneumatique. Une hernie peut être observable pour diverses raisons. À la suite d'un choc rencontré par le pneu sur le côté (sur la bordure d'un trottoir, un trou…), cela affaiblit l'armature du pneu sous l'effet d'une pression interne de l'air. Plus rare, cela peut également provenir d'un défaut de fabrication. Le défaut de la hernie/boursouflure du flanc est non réparable[6].

Le voilage est représentatif d'une déformation de la bande de roulement. Celle-ci peut être une usure centrale (conduite agressive), latérale (conduite agressive sur les virages), unilatérale, locale (freinage brusque…).

Les craquelures sur les pneus surviennent pour de multiples raisons : des contraintes environnementales (pollution, température…). Cela entraîne une perte d'élasticité du caoutchouc de l'armature.

Sur une carcasse saine, débarrassée des restes de la gomme de roulement, est remplacée la bande de roulement usée par une nouvelle bande vulcanisée. Pour autant, tous les pneus ne peuvent pas être vulcanisés, les pneus de tourisme présentent une rechapabilité de moins d'un pneu sur dix alors que les pneus de poids lourds à carcasse acier, disposant d'une structure très endurante, supportent jusqu'à deux rechapages.

Le recyclage est réalisé sous forme de poudre à laquelle sont enlevés tous les éléments toxiques et extérieurs au caoutchouc. Cette poudre va servir comme matière première pour le moulage d'objets soumis à un usage moins sévère que les pneus. Cette poudre est aussi incorporée pour les revêtements routiers.

Elle consiste à transformer le pneu usagé en déchiquetas qui sera brûlé à haute température pour créer de l'énergie. Par exemple, cette méthode est utilisée dans les chaudières de centrales électriques et plus récemment dans les fours.

La fabrication de pneumatiques est le secteur d'activité économique qui regroupe toutes les activités de conception, de fabrication et de commercialisation des pneus pour les véhicules terrestres et les aéronefs.

Les pneus été résistent toute l’année, cependant ils ne sont pas faits pour rouler sur la neige, ni à des températures inférieures à 7 °C.

Nouveau symbole figurant sur un pneu hiver.

Les pneus d’hiver sont conçus exclusivement pour des zones géographiques à très basses températures. Ils sont finement laminés, afin de pouvoir rouler sur la neige, du verglas ou autres terrains glissants sans perdre le contrôle du véhicule.

Les pneus toutes saisons sont conçus afin de résister aux différentes saisons, comme leur nom l’indique, hiver comme été. Ils ne sont cependant pas aussi efficaces qu’un pneu d’hiver en hiver ou qu'un pneu d’été en été. Vérifier l'état des pneus en toutes saisons est souvent nécessaire.

Les pneus roulage à plat, appelés également pneus Run flat, sont des pneus anti-crevaison utilisés en cas d’absence de roue de secours. Un risque cependant, en cas de crevaison, les jantes seront gravement endommagées.

Pneu de course Michelin.

Les pneus XL ne sont pas plus grands mais plus résistants, capables de supporter plus de charge. Exemple : un indice de 90 signifie qu’un pneu peut supporter jusqu’à six cents kilogrammes. Un pneu XL est caractérisé par sa structure plus stable et une carcasse avec plusieurs couches. Il est gonflé à une pression plus élevée que la normale.

Il existe aussi les pneus de SUV, de véhicule tout-terrain et de circuit.

• Les pneus pour la route, appelés aussi pneus de routières, sont des pneus qui répondent à des exigences techniques particulières telles que l’indice de vitesse et de charge que peut supporter le pneu[7].
• Les pneus de tourisme ne sont utilisables que par les usagers qui roulent à une vitesse inférieure à 200 km/h.
• Pneumatique Chopper-Cruiser : les caractéristiques prises en compte pour ce type de pneu sont le temps de conduite, une bonne stabilité lors des virages ainsi que le bruit émis pour les motos lourdes. Ce sont des pneus tout-terrain[8].

Pneumatiques de l'aviation

Un pneumatique de l'aviation est particulier, il concentre aujourd'hui le plus de précision et défis technologiques[9].

Le pneumatique de l'aviation peut être classé en quatre grandes familles :

• les pneus pour les avions de taille moyenne ;
• les pneus pour les avions dits civils ;
• les pneus pour les avions dits commerciaux ;
• les pneus pour avions militaires.

Un pneu d'avion peut supporter jusqu'à 20 bar de pression et des écarts de température importants : de −50 à 200 °C. Chaque pneu peut supporter une charge égale ou supérieure à 25 t et une vitesse maximale de 340 km/h. Le poids de ces pneus est d'environ 120 kg.

Les pneus des avions de chasse restent un cas particulier. La pression de ces pneus est bien supérieure à celle des autres avions. Elle est supérieure à une pression de 27 bar. La vitesse qui doit être supportée par ces pneus lors d'un décollage est de 390 km/h voire plus, ce qui est supérieur à la vitesse des autres avions. Cependant un pneu d'avion de chasse ne pèse que 25 kg maximum.

La fonction de guider permet aux véhicules de suivre les trajectoires souhaitées par les conducteurs, tout en assurant un certain équilibre. Le pneus doit de plus pouvoir faire face aux différentes conditions climatiques.

La fonction de transmettre permet de freiner, ralentir ou accélérer le véhicule selon les besoins du conducteur. Il s’adaptent également aux différents chocs le plus souvent liés à la déformation de la route, dans le but d’assurer sécurité et confort du conducteurs et des passagers.

La fonction de porter est simplement destiné à supporter le poids du véhicule, ainsi que certaines surcharges. Un pneu (véhicule) porte plus de cinquante fois son poids. En moyenne, un pneu subit près de vingt millions de transformations tout au long de sa vie.

NB : de plus en plus aujourd’hui, une autre fonction des pneus est prise en ligne compte. un pneu doit rouler facilement et ne pas soumettre trop de résistance. Cela diminue la consommation de carburant. Mais une faible résistance roulement peut causer des problèmes au freinage. De ce fait, les producteurs ont pour objectifs aujourd’hui de trouver l'équilibre entre les axes.

• Types de pneus : automobiles, avions, motos, vélos, machinisme agricole, engins de travaux publics, etc.
• Types de clients : première monte, deuxième monte ou monte occasionnelle (pneus neige…).

Producteurs de pneus[12].

Le marché du pneumatique est un marché très important, il est lié à celui de l’automobile. Bien que les véhicules particuliers représentent 58 % de la production, les poids lourds, les avions, les vélos et autres engins de génie civil constituent également d’autres débouchés que ce marché exploite depuis toujours.

Les cinq plus grands manufacturiers (Michelin, Bridgestone, Continental, Goodyear Tire & Rubber et Pirelli) ont un poids énorme sur le marché mondial du pneumatique grâce aux efforts qu’ils ont toujours réalisés en mettant en place des technologies innovantes pour proposer des produits de qualité[13]. Les efforts fournis par ces grands groupes ont aussi été possibles grâce aux marques intermédiaires fabriquées, financées ou hébergées. C'est pourquoi il n'y a quasiment aucun producteur de pneus qui ne soit rattaché à une des cinq entreprises mères citées précédemment.

Michelin est une entreprise française qui réalise des produits pour tout type de véhicule (automobiles, camions, deux-roues, avions, engins de génie civil et agricole, etc.), c’est une multinationale cotée au CAC 40. En 2012, Michelin était le second fabricant mondial de pneumatique.

Le groupe Michelin utilise plus de deux cents composants pour la fabrication d'un pneu, ces composants se divisent en cinq groupes (caoutchouc naturel, caoutchouc synthétique, noir de carbone et silice, câbles métalliques et fibres textiles, agents chimiques).

Le processus de fabrication est divisé en trois étapes. L'assemblage est une étape primordiale.

La cuisson est l'étape qui va permettre de faire passer les matériaux du pneu de l’état plastique à l’état élastique (la vulcanisation). Cette étape peut prendre jusqu'à douze heures selon la dimension du pneu. Cette étape va apporter la forme et l'aspect final du produit.

Chaque étape doit faire l'objet de contrôles rigoureux, c'est le contrôle qualité[14], les inspecteurs réalisent un contrôle à l'aide d'une machine spécialisée afin de pallier tous les défauts possibles.

Michelin dispose aussi de marques intermédiaires telles que BF Goodrich, Kleber, Riken.

Bridgestone est un fabricant japonais de pneus fondé en 1931 par Shōjirō Ishibashi au Japon.

Les matières principales utilisées dans la fabrication des pneus sont :

• le caoutchouc naturel (issu du latex produit par l'hévéa) ;
• le caoutchouc synthétique ;
• le nylon ;
• le polyester ;
• le noir de carbone ;
• les fils d'acier.

D'autres matériaux peuvent être ajoutés afin d'améliorer la résistance du pneu et de le rendre plus performant (fils de textile, fils métalliques, etc.).

Préparation des pneus Bridgestone

La première étape consiste à mélanger le caoutchouc naturel (20 %), le caoutchouc synthétique (80 %), et colorer le pneu avec du noir de carbone et d'autres ingrédients. Les bandes obtenues sont malaxées, compressées, étirées entre des rouleaux mécaniques jusqu’à devenir parfaitement lisses. Cette matière est ensuite complétée par les autres composantes d’une gomme : le butyle, qui en constitue la bande intérieure, mais aussi deux calandres, en textile et en acier, qui constituent des couches de renfort, et la bande de roulement (directement en contact avec la route).

Assemblage des composants

Cette étape consiste à assembler les différents matériaux, elle est réalisée à l'aide de deux procédés (le boudinage et le calandrage). Pour cette étape, Bridgestone utilise un tambour pour assembler les différents éléments. Les matériaux sont positionnés sur le tambour à la taille du pneu souhaité. La semelle du pneu et les flancs sont fabriqués par le boudinage et les plis composés de nylon (ou de polyester) enrobé de caoutchouc sont fabriqués à l'aide du procédé de calandrage.

À la troisième étape, les différentes composantes sont assemblés dans un ordre spécifique afin d'assurer la qualité du produit fini. Lorsque l'assemblage des composantes est réalisé, une pression est exercée pour étirer le pneu dans son ensemble.

Vulcanisation et moulage du pneu

C'est la phase au cous de laquelle le pneu est chauffé à une température élevée. Le pneu est ensuite placé dans un moule, pour lui donner sa forme finale, le marquage du pneu est effectué sur un flanc. Quand la cuisson arrive a son terme, le pneu doit être inspecté notamment pour vérifier sa performance.

Contrôle qualité

Les procédés sont toujours les mêmes, pour les pneus d'hiver ou les pneus d'été. Pour assurer la meilleure qualité possible, le processus de fabrication du pneu doit être réalisé avec exigence et doit être suivi de très près. Pour assurer la sécurité du conducteur, tout au long du procédé de fabrication, les employés techniques effectuent de nombreuses vérifications, plusieurs équipements d'inspection sont mis à leur disposition pour assurer la qualité des produits.

Les marques intermédiaires de Bridgestone (Firestone, Nokian, Lassa, Uniroyal) permettent au groupe d’être présent partout dans le monde car leurs produits répondent à tout type de besoin (neige, pluie, route défectueuse, etc.).

Goodyear Tire & Rubber est un groupe américain fondé en 1898 par Frank Seiberling. En 2014, Goodyear était le troisième fabricant de pneumatiques au monde, après Bridgestone et Michelin. La société fabrique des pneus pour les automobiles, les avions et les poids lourds.

Les grands manufacturiers sont :

• le français Michelin (BFGoodrich, Kléber, Kormoran, Riken, Tigar, Uniroyal (États-Unis), etc.) ;
• le japonais Bridgestone (Dayton, Firestone, Seiberling, Fuzion, etc.) ;
• l'américain Goodyear (Kelly, Debica, Dunlop, Fulda (de), Sava (en), etc.) ;
• l'allemand Continental AG (Barum (en), Viking, Gislaved, General, Euzkadi, Semperit, Uniroyal (Europe), Matador, Mabor, etc.) ;
• l'italien Pirelli (Ceat, Amtel, etc.).

Il existe également de nombreux autres manufacturiers, notamment asiatiques (Hankook, Kumho, Toyo, Yokohama, Triangle, etc.). Parmi les manufacturiers européens de pneus d'hiver, on trouve Vredestein aux Pays-Bas et Nokian en Finlande.

L'évolution du marché tend vers une « radialisation » (en 2000, environ 60 % des pneus des pays en voie de développement n'utilisent pas la technologie radiale) et une prise en compte environnementale (25 % de la consommation de carburant est due à la fabrication de pneumatiques, recyclage).

De plus les producteurs sont de plus en plus nombreux, les marques chinoises et coréennes s'imposent sur le marché. Cela s'observe à travers les parts de marché de ces derniers. En effet, en 2018, les trois plus grands producteurs, Michelin, Bridgestone et Goodyear ne contrôlent plus qu'environ 45 % du marché mondial, soit une baisse de plus de 10 % sur les années précédentes[15].

Marque d’homologation européenne :

Les pneus qui respectent les normes européennes relatives au bruit de roulement, adhérence au sol mouillé et à la résistance au roulement portent le code S1WR1 à la fin de leur numéro d’homologation : celui-ci est composé de la lettre E associée à un chiffre correspondant au pays de production. Les deux chiffres suivants donnent le type de véhicule destiné au pneu, enfin, les quatre chiffres suivants représentent le numéro d’homologation.

Exemple de marque d’homologation : E2 024567 S1WR1.

Homologation par type : Directive 92/35/CEE : réglementation technique émanant de l’ONU[16].

Elle rend les marquages obligatoires par le fabricant : marque, dimensions, structure du pneu, catégorie de vitesse, capacité de charge, indication pour pneus neige, date de fabrication, marquage spécifique pour pneus sans chambre à air (en anglais : tubeless), pneus renforcés.

Homologation bruit : Directive 2001/43/CE

Réglemente le bruit du roulement, la résistance au roulement ainsi que l’adhérence au sol mouillé.

L’ensemble des pneus homologués à partir d’août 2003 sont soumis à la réglementation relative aux nuisances sonores[17].

Numéro de marquage : |ey| . . . . . . - S

Tous les producteurs de pneus sont donc obligés d’inscrire les deux marques d’homologation sur les flancs de chaque pneu produit. (Homologation par type et homologation nuisance sonore.

Étiquetage des pneumatiques

Étiquetage européen des pneumatiques commercialisés après le 1^er mai 2021[18].

La législation européenne impose, depuis le 1^er novembre 2012, un étiquetage des pneumatiques des véhicules de tourisme et les utilitaires, à la suite d'une loi votée en novembre 2009[19].

A partir du 1^er mai 2021, une nouvelle étiquette remplace la précédente[20]. Celle-ci comporte :

1. L'inclusion d'un code QR;
2. Le nom du fabricant;
3. Le type de pneu;
4. Les dimensions du pneu, par exemple 195/65R15 91H;
5. Le classement du pneu (C1[21], C2 ou C3) ;
6. La classe d’efficacité en carburant et coefficient de résistance au roulement, sur une échelle de A à E (les lettres F et G ont été supprimées);
7. La classe d’adhérence sur sol mouillé, sur une échelle de A à E (les lettres F et G ont été supprimées);
8. La classe (A, B ou C) et valeur mesurée du bruit de roulement externe en décibels;
9. Optionnellement, si le pneumatique satisfait aux valeurs minimales de l’indice d’adhérence sur la neige, l'étiquette possède le second pictogramme dans le bas de l'exemple;
10. Optionnellement, si le pneumatique satisfait aux valeurs minimales de l’indice d’adhérence sur le verglas, l'étiquette possède le troisième pictogramme dans le bas de l'exemple;
11. Dans le coin en bas à droite, le numéro de série du règlement.

Il existe des normes d’homologation des matériaux utilisés pour les pneus dans l’aviation très complexes, ainsi lorsqu'un pneu est homologué pour un avion, il l’est pour l’ensemble du cycle de vie de l’avion sachant que celui-ci peut durer plusieurs décennies.

Depuis 2001, la décharge publique de pneus est interdite par directive européenne.

La Commission européenne a aussi pour objectif d’améliorer les pneus afin de limiter l’émission de dioxyde de carbone par les voitures : en effet, un pneu efficace permet d’économiser 10 % de carburant.

Les plus grands fabricants de pneumatiques, incluant Bridgestone, Continental, Goodyear, Michelin et Pirelli, ont décidé ensemble de former Aliapur, une société de récupération et de revalorisation des pneus usagés en granulats utilisés comme combustible ou pour le rechapage des pneus usagés[25].

Ces pneus à moindre impact environnemental, aussi appelés pneus « energy saver », limitant la consommation de carburant, sont devenus le terrain de compétition des producteurs de pneus. Ils sont composés en grande partie de silice[26].

Michelin a lancé un pneu Vert Energy : un pneu à faible résistance au roulement (lancé en 1991), puis le pneu Energy saver, permettant d’économiser 0,2 L de carburant aux 100 km.

En 2001, Goodyear a lancé le pneu utilisant la technologie brevetée BioTRED (subventionnée par la Commission européenne), il est composé d’amidon de maïs permettant une résistance au roulement plus faible afin d’économiser du carburant.

En 2017, Michelin a annoncé le projet d'un pneu appelé « Vision concept »[27], dont la structure externe serait composée d'un matériau recyclable et biodégradable (composé de bois, de papier, de bambou et d'écorces de fruits). Il s'agit néanmoins d'un prototype qui semble très loin d'une production en série, sa commercialisation n'étant pas prévue avant 2030 par la firme. Par ailleurs sa conception s'apparente plus à une roue à structure spongieuse qu'à un pneumatique au sens étymologique du terme.

• Caoutchouc
• Pneumatique, pneu d'hiver, pneu pluie, pneumatique de bicyclette
• Roue
• European Tyre and Rim Technical Organisation
• Classement uniformisé de la qualité du pneu, norme américaine.

• Schéma détaillé d'un pneu, sur infovisual.info.
• Roues et pneumatiques dans l'aviation, L'avionnaire.