Fabrication pneu : comment fabrique-t-on les pneus ?

Si vous avez atterri ici c’est que vous êtes curieux et prêt à vous enrichir de connaissances sur les caractéristiques des pneus. Ces précieux éléments feront bel effet lors de vos futures discussions entre amis. « Et Jean-Mi’, tu sais toi, comment sont faits les pneus ? » Nous allons vous éclaircir sur chaque étape et vous expliquer les mots savants qu’utilisent les scientifiques pour arriver au pneu, le trait d’union entre le véhicule et la route.

Explications en vidéo

 

Hey Jamy ! Cette vidéo de l’émission C’est pas Sorcier résume très bien les différentes étapes de la fabrication d’un pneu :

 

 

La recette secrète du pneu

 

L’histoire du pneumatique remonte au XIXe siècle lorsque des ingénieurs comme John Boyd Dunlop ou Édouard Michelin ont révolutionné le système de déplacement d’abord de la bicyclette, puis des véhicules terrestres et enfin, des avions.

Les fabricants de renom sont aujourd’hui à leur stade élevé de recherches. Bien que de nombreux journalistes aient tenté de soutirer de plus amples informations sur la composition et les différents secrets qui tournent autour de la fabrication du pneu, il n’en résulte que des réponses évasives, mais juste ce qu’il faut pour comprendre le processus général. A

insi, vous allez découvrir en détails les différentes étapes de conception d’un pneu depuis le choix des matériaux jusqu’au contrôle de qualité.

 

La recette secrète du pneumatique

 

Matériaux qui composent un pneu

 

La gomme est l’élément-clé du pneu, mais pour aboutir à cet assemblage, il a fallu réunir plus de 200 matières premières dont les composants de base comprennent :

  • Les élastomères ou caoutchoucs : ceux-ci peuvent être d’origine naturelle, c’est-à-dire recueillis des arbres de l’hévéa ou artificielle, issus de la pétrochimie. Les élastomères procurent au mélange son élasticité et jouent un rôle important dans l’adhérence et la résistance mécanique du pneu. Si la bande de roulement du pneumatique pour engins de génie civil ou de poids lourds est conçue en caoutchouc naturel, le caoutchouc synthétique est surtout utilisé dans la conception de la bande de roulement du pneumatique de voiture de tourisme ou de moto pour procurer aux pneus de la longévité.

 

  • Les charges renforçantes : lesquelles sont constituées du noir de carbone qui donne la couleur noire au pneu, mais qui renforce également sa résistance à l’usure. Ensuite, la silice est un composant qui a été introduit plus tard pour améliorer la résistance à la déchirure de la gomme et pour que certains pneus permettent une économie en carburant, une bonne adhérence au froid et une longévité accrue.

 

  • Les plastifiants : comme les huiles et la résine rendent le mélange plus homogène et facilitent aussi l’extrusion des matières premières.

 

  • Les adjuvants chimiques : comme le soufre qui intervient surtout dans le processus de vulcanisation du pneu afin de rendre le mélange plus élastique et moins plastique.
    Malaxés et mélangés de façon précise, ces constituants, bien proportionnés et intelligemment choisis, vont donner une matière gélatineuse qui répond aux exigences de résistance, de souplesse ou encore d’adhérence selon le type de pneu souhaité. Chaque gomme est donc identifiée de façon à ce qu’elle soit traçable, puis conditionnée pour être usinée.

 

 

Outre la gomme, d’autres éléments sont introduits dans la fabrication du pneu afin de modeler son ossature, de le rendre rigide et souple en même temps lorsqu’il est mis en contact avec le sol.

Ainsi, au fil de la confection du pneu, on le renforce par de fibres textiles comme le nylon, l’aramide ou le polyester pour leurs qualités isolantes et thermiques.

Des fibres métalliques viennent également consolider l’armature du pneu afin de décupler sa résistance et sa rigidité contre les différentes contraintes auxquelles il va subir (ex : gonflage). Ces renforts sont travaillés et vont prendre plusieurs formes (nappes, tringles…) pour raffermir les zones du pneumatique.

 

Différentes étapes sur le tambour

 

Le travail sur tambour, un cylindre rotatif doté d’extrémités qui peuvent être rapprochés, est le procédé permettant d’architecturer le pneu de l’intérieur vers l’extérieur, de lui donner de forme. Pour ce faire, les éléments constitutifs du pneu (en profilé ou en coupe) vont tour à tour être enroulés sur le tambour :

 

Lle processus de fabrication des pneus Michelin

 

Mise en place de la gomme mince

 

La première couche qui va s’enrouler autour du tambour est la gomme mince qui est aujourd’hui utilisée à la place de la chambre à air. Son rôle est d’assurer l’étanchéité de façon à ce que l’air, lors du gonflage du pneu, ne s’échappe de la paroi.

Cette gomme intérieure équipe tous les pneus dits « tubeless » et elle est essentiellement conçue avec du caoutchouc butyle, un composant reconnu pour ses propriétés imperméables et résistantes.

 

Ajout de la nappe carcasse

 

La première nappe de renfort est formée de fibres textiles, lesquelles sont recouvertes d’une épaisseur de gomme. Sur chaque extrémité du tambour est ensuite insérée une bande de caoutchouc en profilée qui reçoit des cerceaux métalliques inextensibles appelés tringles. Ces dernières vont servir à maintenir le pneu sur la jante.

Ainsi, pour un bon ancrage de chaque élément, les extrémités de la nappe carcasse sont rabattues sur les tringles.

 

Positionnement des flancs

 

D’autres éléments viennent s’ajouter à l’architecture du pneu comme les gommes de découplage et les flancs. Concernant les flancs, la composition de leur gomme a été étudiée pour assurer la protection de la partie latérale du pneu contre les diverses agressions (chocs, frottements au trottoir…), mais aussi pour que le comportement routier des voitures soit des plus satisfaisants.

Sur certains modèles de pneu, des bourrelets sont ajoutés au niveau des bords pour protéger les jantes ou pour limiter les jets d’eau qui peuvent gêner les piétons (comme c’est le cas des pneus de poids lourds).

La zone flanc reçoit par ailleurs les marquages de pneu.

 

Mise en forme du pneu

 

Une fois le dressage du squelette du pneu effectué, les extrémités du tambour vont se rapprocher tandis que la partie centrale est gonflée afin d’offrir au pneu sa forme torique.

 

Ajout des nappes de renforcement au sommet du pneu

 

Une seconde couche vient renforcer le sommet du pneu. Il s’agit de l’assemblage de deux nappes de fibres métalliques fines et résistantes enveloppées dans une couche mince de gomme, et disposées de façon croisée pour former un réseau de triangles solides.

Le saviez-vous ?

Cette structure permet de limiter les déformations dues à la vitesse ainsi que le déversement lors des poussées latérales en virage.

 

Frette ou la nappe textile

 

Une autre couche textile est enroulée au-dessus des nappes métalliques de renforcement afin de limiter les déformations à haute vitesse.

Avant de poursuivre la toute dernière étape sur le tambour, il faut rappeler que l’architecture ici définie est celle d’un pneu radial, lequel a été inventé par Michelin en 1946 et qui représente aujourd’hui la majorité des pneus vendus sur le marché. Auparavant, les pneus dotaient d’une autre structure, dont les couches synthétiques en nylon s’entrecroisent suivant un angle de 55°. Il s’agit des pneus diagonaux. La différence entre les deux types de pneus repose non seulement sur la disposition des différentes parois, mais aussi sur les zones à renforcer.

Avec un pneu diagonal, la zone latérale est aussi bien renforcée que le sommet en raison des nombreuses couches qui se superposent. Or, cette interdépendance entre le flanc et le sommet amoindrit la flexibilité du pneu tout en l’exposant facilement à l’échauffement. La carcasse du pneu devient alors trop rigide, celui-ci adhère moins au sol. Les chocs comme les secousses se font sentir, ce qui est inconfortable pour le conducteur.

 

Disposition de la bande de roulement

 

La bande de roulement est la partie qui sera en contact permanent avec le sol. La composition de sa gomme est formulée spécifiquement pour répondre aux différentes exigences d’usure.

Mais afin d’améliorer son adhérence en toutes circonstances, le passage au moule de cuisson est de mise pour dessiner les entailles donnant la sculpture du pneu, mais aussi les marquages du pneu. Notons que les pneus rechapés passent une nouvelle fois sur ce tambour pour accueillir une bande de roulement neuve.

 

Dernières étapes

 

Vulcanisation

 

Le pneu détaché du tambour est encore cru. Il prendra sa forme parfaite après la cuisson dans un moule, lequel dispose d’empreintes définissant les rainures et les lamelles selon le type de pneu.

Lors de la cuisson à haute température, le processus de vulcanisation est actionné. Il s’agit pour le soufre de former des liaisons entre les élastomères afin de rendre le mélange de gomme plus élastique.

Pour que le pneu acquière sa forme parfaite et ses propriétés définitives, il doit ensuite être refroidi.

 

Contrôle de qualité

 

La sécurité routière est importante, les manufacturiers ne négligent en aucun cas la vérification de chaque produit. Ces contrôles vont d’une simple vérification visuelle au passage aux rayons X afin de déterminer les imperfections. Les ingénieurs n’hésitent pas à désosser un pneu fini pour s’assurer qu’il est bien en accord avec les normes posées par le manufacturier.

Conclusion

Vous l’aurez compris, le pneumatique n’est pas un vulgaire bout de caoutchouc. Il représente un ensemble complexe de matériaux et nécessite un savoir-faire spécifique. Chaque modèle de pneu est unique de part sa composition et la façon dont il est fabriqué. Les manufacturiers restent très mystérieux concernant leur recette secrète, un peu comme le Coca-Cola. En tout, vous en savez déjà beaucoup sur la fabrication de cet élément essentiel du véhicule, il est temps de partager cet article avec vos amis !

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