[oooii La présente invention concerne un pneumatique, à armature de carcasse radiale et plus particulièrement un pneumatique destiné à équiper des véhicules portant de lourdes charges et roulant à vitesse soutenue, tels que, par exemple les camions, tracteurs, remorques ou bus routiers.

[00021 D'une manière générale dans les pneumatiques de type poids-lourds, l'armature de carcasse est ancrée de part et d'autre dans la zone du bourrelet et est surmontée radialement par une armature de sommet constituée d'au moins deux couches, superposées et formées de fils ou câbles parallèles dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°. Lesdites couches de travail, formant l'armature de travail, peuvent encore être recouvertes d'au moins une couche dite de protection et formée d'éléments de renforcement avantageusement métalliques et extensibles, dits élastiques. Elle peut également comprendre une couche de fils ou câbles métalliques à faible extensibilité faisant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 45° et 90°, cette nappe, dite de triangulation, étant radialement située entre l'armature de carcasse et la première nappe de sommet dite de travail, formées de fils ou câbles parallèles présentant des angles au plus égaux à 45° en valeur absolue. La nappe de triangulation forme avec au moins ladite nappe de travail une armature triangulée, qui présente, sous les différentes contraintes qu'elle subit, peu de déformations, la nappe de triangulation ayant pour rôle essentiel de reprendre les efforts de compression transversale dont est l'objet l'ensemble des éléments de renforcement dans la zone du sommet du pneumatique.

[0003] Des câbles sont dits inextensibles lorsque lesdits câbles présentent sous une force de traction égale à 10% de la force de rupture un allongement relatif au plus égal à 0,2%.

[0004] Des câbles sont dits élastiques lorsque lesdits câbles présentent sous une force de traction égale à la charge de rupture un allongement relatif au moins égal à 3% avec un module tangent maximum inférieure à 150 GPa. [00051 Des éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement qui font avec la direction circonférentielle des angles compris dans l'intervalle + 2,5°, - 2,5° autour de 0°.

[00061 La direction circonférentielle du pneumatique, ou direction longitudinale, est la direction correspondant à la périphérie du pneumatique et définie par la direction de roulement du pneumatique.

[00071 La direction transversale ou axiale du pneumatique est parallèle à Taxe de rotation du pneumatique.

[00081 La direction radiale est une direction coupant Taxe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci.

[0009] L’axe de rotation du pneumatique est l’axe autour duquel il tourne en utilisation normale.

[0010] Un plan radial ou méridien est un plan qui contient l’axe de rotation du pneumatique. [0011] Le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, est un plan perpendiculaire à l’axe de rotation du pneu et qui divise le pneumatique en deux moitiés.

[0012] On entend par « module d’élasticité » d’un mélange caoutchouteux, un module sécant d’extension à 10 % de déformation et à température ambiante.

[0013] En ce qui concerne les compositions de caoutchouc, les mesures de module sont effectuées en traction selon la norme AFNOR-NFT-46002 de septembre 1988 : on mesure en seconde élongation (i.e., après un cycle d’accommodation) le module sécant nominal (ou contrainte apparente, en MPa) à 10% d'allongement (conditions normales de température et d'hygrométrie selon la norme AFNOR-NFT-40101 de décembre 1979).

[0014] Certains pneumatiques actuels, dits "routiers", sont destinés à rouler à grande vitesse et sur des trajets de plus en plus longs, du fait de l'amélioration du réseau routier et de la croissance du réseau autoroutier dans le monde. L'ensemble des conditions, sous lesquelles un tel pneumatique est appelé à rouler, permet sans aucun doute un accroissement du nombre de kilomètres parcourus, l'usure du pneumatique étant moindre ; par contre l'endurance de ce dernier et en particulier de l'armature de sommet est pénalisée.

[00151 II existe en effet des contraintes au niveau de l'armature de sommet et plus particulièrement des contraintes de cisaillement entre les couches de sommet, alliées à une élévation non négligeable de la température de fonctionnement au niveau des extrémités de la couche de sommet axialement la plus courte, qui ont pour conséquence l'apparition et la propagation de fissures de la gomme au niveau desdites extrémités.

[00161 Afin d'améliorer l'endurance de l'armature de sommet du type de pneumatique étudié, des solutions relatives à la structure et qualité des couches et/ou profilés de mélanges caoutchouteux qui sont disposés entre et/ou autour des extrémités de nappes et plus particulièrement des extrémités de la nappe axialement la plus courte ont déjà été apportées.

[0017] Il est notamment connu d’introduire une couche de mélange caoutchouteux entre les extrémités des couches de travail pour créer un découplage entre lesdites extrémités pour limiter les contraintes de cisaillement. De telles couches de découplage doivent toutefois présenter une très bonne cohésion. De telles couches de mélanges caoutchouteux sont par exemple décrites dans la demande de brevet WO 2004/076204.

[0018] Le brevet FR 1 389 428, pour améliorer la résistance à la dégradation des mélanges de caoutchouc situés au voisinage des bords d'armature de sommet, préconise l'utilisation, en combinaison avec une bande de roulement de faible hystérèse, d'un profilé de caoutchouc couvrant au moins les côtés et les bords marginaux de l'armature de sommet et constitué d'un mélange caoutchouteux à faible hystérésis.

[0019] Le brevet FR 2 222 232, pour éviter les séparations entre nappes d'armature de sommet, enseigne d'enrober les extrémités de l'armature dans un matelas de caoutchouc, dont la dureté Shore A est différente de celle de la bande de roulement surmontant ladite armature, et plus grande que la dureté Shore A du profilé de mélange caoutchouteux disposé entre les bords de nappes d'armature de sommet et armature de carcasse.

[0020] Les pneumatiques ainsi réalisés permettent effectivement d’améliorer les performances notamment en termes d’endurance. [00211 Par ailleurs, il est connu pour réaliser des pneumatiques à bande de roulement très large ou bien pour conférer à des pneumatiques d’une dimension donnée des capacités de charges plus importantes d’introduire une couche d’éléments de renforcement circonférentiels. La demande de brevet WO 99/24269 décrit par exemple la présence d’une telle couche d’éléments de renforcement circonférentiels.

[00221 La couche d’éléments de renforcement circonférentiels est usuellement constituée par au moins un câble métallique enroulé pour former une spire dont l’angle de pose par rapport à la direction circonférentielle est inférieur à 2.5°.

[00231 Les inventeurs ont su mettre en évidence que de tels pneumatiques pouvaient présenter des risques de dégradation après plusieurs chocs répétés par exemple sur des trottoirs.

[0024] Un but de l’invention est de fournir des pneumatiques dont les performances en termes de résistance au roulement sont améliorées pour contribuer à une moindre consommation de carburant par les véhicules équipés de tels pneumatiques tout en conférant des propriétés de résistance aux chocs améliorées.

[0025] Ce but est atteint selon l’invention par un pneumatique à armature de carcasse radiale comprenant une armature de sommet formée d'au moins deux couches de sommet de travail d'éléments de renforcement, croisés d'une couche à l'autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°, une couche C de mélange caoutchouteux étant disposée entre au moins les extrémités desdites au moins deux couches de sommet de travail, l’armature de sommet étant coiffée radialement d’une bande de roulement, ladite bande de roulement étant réunie à deux bourrelets par l’intermédiaire de deux flancs, la valeur maximale de tan(ô), noté tan(ô) _max , de la couche C étant inférieure à 0.055 et l’allongement à rupture de la couche C étant supérieur à 300 %. [0026] Le facteur de perte tan(ô) est une propriété dynamique de la couche de mélange caoutchouteux. Il est mesuré sur un viscoanalyseur (Metravib VA4000), selon la norme ASTM D 5992-96. On enregistre la réponse d’un échantillon de composition vulcanisée (éprouvette cylindrique de 2 mm d’épaisseur et de 78 mm ² de section), soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquence de lOHz, à une température de lOO°C. On effectue un balayage en amplitude de déformation de 0,1 à 50% (cycle aller), puis de 50% à 1% (cycle retour). Pour le cycle retour, on indique la valeur maximale de tan(ô) observée, noté tan(ô) _max .

[00271 La résistance au roulement est la résistance qui apparaît lorsque le pneumatique roule. Elle est représentée par les pertes hystérétiques liées à la déformation du pneumatique durant une révolution. Les valeurs de fréquence liées à la révolution du pneumatique correspondent à des valeurs de tan(ô) mesurée entre 30 et l00°C. La valeur de tan(ô) à 100 °C correspond ainsi à un indicateur de la résistance au roulement du pneumatique en roulage. [00281 L’allongement à la rupture (en %) est mesuré conformément à la norme

AFNOR- NF-T-46-002 de septembre 1988. Les mesures de traction pour déterminer les propriétés de rupture sont effectuées à la température de l00°C ± 2°C, et dans les conditions normales d'hygrométrie (50 ± 5% d'humidité relative), selon la norme française NF T 40-101 (décembre 1979). Une mesure est réalisée sur des échantillons directement prélevés sur pneumatique neuf et une autre mesure est réalisée sur des échantillons prélevés sur pneumatique neuf et qui subissent au préalable un vieillissement de 10 jours à l l0°C sous azote. Ce vieillissement simule un usage extrême du pneumatique pendant toute sa durée de vie.

[0029] La couche C de mélange caoutchouteux permet d’obtenir un découplage desdites couches de sommet de travail afin de répartir les contraintes de cisaillement sur une plus grande épaisseur.

[0030] Au sens de l’invention des couches couplées sont des couches dont les éléments de renforcement respectifs sont séparés radialement d'au plus 1,5 mm, ladite épaisseur de caoutchouc étant mesurée radialement entre les génératrices respectivement supérieure et inférieure desdits éléments de renforcement.

[0031] L’utilisation de tels mélanges dont la valeur tan(ô) _max est inférieure à 0.055 et la valeur d’allongement à rupture est supérieur à 300 % pour réaliser la couche C va permettre d’améliorer les propriétés du pneumatique en termes d’endurance notamment à l’encontre de chocs répétés sur des trottoirs en conservant des propriétés de résistance au roulement satisfaisante.

[00321 Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la couche C de mélange caoutchouteux est un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-l,4 et éventuellement d'au moins un autre élastomère diénique, le caoutchouc naturel ou le polyisoprène synthétique en cas de coupage étant présent à un taux majoritaire par rapport au taux de l'autre ou des autres élastomères diéniques utilisés et d'une charge renforçante comprenant majoritairement au moins un noir de carbone, présentant une surface spécifique BET au plus égale à 30 m ² /g et un indice d’absorption d’huile d’échantillons comprimés (COAN) au moins égal à 60 rnl/lOO g, ledit mélange élastomérique ne comprenant pas, ou comprenant au plus 20 pce, et de préférence au plus 10 pce de noir de carbone dont la surface spécifique BET est supérieure à 30 m ² /g et l’indice COAN est supérieur à 40 rnl/lOO g, ledit mélange élastomérique ne comprenant pas, ou comprenant au plus 20 pce, et de préférence au plus 10 pce de charge blanche et la densité réticulation mesurée selon la méthode de gonflement à l’équilibre étant comprise entre 13.10 ⁵ mol/cm ³ et 21.10 ⁵ mol/cm ³ dans ledit mélange élastomérique constituant les couches de calandrage desdites au moins deux couches de sommet de travail.

[0033] La mesure de surface spécifique BET est effectuée selon la méthode de BRUNAUER, EMMET et TELLER décrite dans "The Journal of the American Chemical Society", vol. 60, page 309, février 1938, correspondant à la norme NFT 45007 de novembre 1987.

[0034] L’indice de structure du noir COAN (Compressed Oil Absorption Number) est mesuré selon la norme ASTM D3493. [0035] Au sens de l’invention, une charge blanche est une charge de type silice et/ou alumine comportant des fonctions de surface SiOH et/ou AlOH choisie dans le groupe formé par les silices précipitées ou pyrogénées, les alumines ou les aluminosilicates.

[0036] Comme autres exemples de charges renforçantes ayant la morphologie et les fonctions de surface SiOH et/ou AlOH des matières de type silice et/ou alumine et pouvant être utilisées selon l'invention en remplacement partiel ou total de celles-ci, on peut citer les noirs de carbone modifiés soit au cours de la synthèse par addition à l'huile d'alimentation du four d'un composé du silicium et/ou d'aluminium soit après la synthèse en ajoutant, à une suspension aqueuse de noir de carbone dans une solution de silicate et/ou d'aluminate de sodium, un acide de façon à recouvrir au moins partiellement la surface du noir de carbone de fonctions SiOH et/ou AlOH. Comme exemples non limitatifs de ce type de charges carbonées avec en surface des fonctions SiOH et/ou AlOH, on peut citer les charges type CSDP décrites dans la Conférence N° 24 du Meeting ACS, Rubber Division, Anaheim, Californie, 6-9 mai 1997 ainsi que celles de la demande de brevet EP-A-0 799 854. [00371 Selon l'invention, les mesures de densités de réticulation sont effectuées à partir de la méthode de gonflement à l'équilibre. Pour mesurer la densité de réticulation on réalise un gonflement des mélanges, préparés sous forme d'échantillons, dans du cyclohexane pendant 72 heures. On mesure le poids des échantillons immédiatement après avoir évacué l'excès de solvant au moyen d'un papier buvard. Le gonflement des échantillons et l'absorption de solvant est inversement proportionnel à la présence et donc à la densité de ponts de réticulation.

[0038] Les échantillons sont ensuite séchés sous vide jusqu'à atteindre un poids constant. De la différence entre les deux valeurs de poids mesurées, on en déduit un taux de gonflement. On s’affranchit de la restriction au gonflement liée à la présence de noir en appliquant la théorie de Flory Rhener décrit dans «Journal of applied polymer science, 2016, 133, 43932 ». Il est ainsi possible de déterminer la densité pontale en 10 ⁵ mol/cm ³ .

[0039] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le taux de noir de carbone dont la surface spécifique BET est au plus égale à 30 m ² /g est compris entre 20 et 80 pce, de préférence entre 40 et 65 pce et de préférence encore entre 45 et 60 pce. [0040] Avantageusement selon l’invention, ledit noir de carbone dont la surface spécifique BET est au plus égale à 30 m ² /g présente un indice CO AN au moins égal à 65 rnl/lOO g, et de préférence au moins égal à 70 rnl/lOO g. [00411 Avantageusement encore selon l’invention, ledit noir de carbone dont la surface spécifique BET est au plus égale à 30 m ² /g présente un indice CO AN au plus égal à 90 ml/l00 g.

[00421 Et de préférence selon l’invention, la surface spécifique BET dudit noir de carbone au plus égale à 30 m ² /g est au plus égale à 25 m ² /g, et de préférence supérieure à 15 m ² /g.

[00431 Dans le cas d'utilisation de charge claire ou charge blanche, il est nécessaire d'utiliser un agent de couplage et/ou de recouvrement choisi parmi les agents connus de l'homme de l'art. Comme exemples d'agents de couplage préférentiel, on peut citer les alcoxysilanes sulfurés du type polysulfure de bis-(3-trialcoxysilylpropyle), et parmi ceux-ci notamment le tétrasulfure de bis-(3-triéthoxysilylpropyle) commercialisé par la Société DEGUSSA sous les dénominations Si69 pour le produit liquide pur et X50S pour le produit solide (coupage 50/50 en poids avec du noir N330). Comme exemples d'agents de recouvrement on peut citer un alcool gras, un alkylalcoxysilane tel qu'un hexadécyltriméthoxy ou triéthoxysilane respectivement commercialisés par la Société DEGUSSA sous les dénominations Sil 16 et SÎ216, la diphénylguanidine, un polyéthylène glycol, une huile silicone éventuellement modifié au moyen des fonctions OH ou alcoxy. L'agent de recouvrement et/ou de couplage est utilisé dans un rapport pondéral par rapport à la charge > à 1/100 et < à 20/100, et préférentiellement compris entre 2/100 et 15/100 lorsque la charge claire représente la totalité de la charge renforçante et compris entre 1/100 et 20/100 lorsque la charge renforçante est constituée par un coupage de noir de carbone et de charge claire.

[0044] Parmi les élastomères diéniques pouvant être utilisés en coupage avec le caoutchouc naturel ou un polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-l,4, on peut citer un polybutadiène (BR) de préférence à majorité d'enchaînements cis-l,4, un copolymère styrène-butadiène (SBR) solution ou émulsion, un copolymère butadiène- isoprène (BIR) ou bien encore un terpolymère styrène-butadiène-isoprène (SBIR). Ces élastomères peuvent être des élastomères modifiés en cours de polymérisation ou après polymérisation au moyen d'agents de ramification comme un divinylbenzène ou d'agents d'étoilage tels que des carbonates, des halogénoétains, des halogénosiliciums ou bien encore au moyen d'agents de fonctionnalisation conduisant à un greffage sur la chaîne ou en bout de chaîne de fonctions oxygénées carbonyle, carboxyle ou bien d'une fonction amine comme par exemple par action de la diméthyl ou de la diéthylamino benzophénone. Dans le cas de coupages de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-l,4 avec un ou plusieurs des élastomères diéniques, mentionnés ci-dessus, le caoutchouc naturel ou le polyisoprène synthétique est utilisé de préférence à un taux majoritaire et plus préférentiellement à un taux supérieur à 70 pce.

[00451 De préférence, l’épaisseur de la première couche C de mélange caoutchouteux, mesurée à l'extrémité de la couche de sommet de travail la moins large des deux couches de sommet de travail considérées, sera préférentiellement comprise entre 30 % et 80 % de l'épaisseur globale de mélange caoutchouteux entre génératrices de câbles respectivement des deux couches de sommet de travail: une épaisseur inférieure à 30 % ne permettant pas d'obtenir des résultats probants, et une épaisseur supérieure à 80 % étant inutile vis à vis de l'amélioration à la résistance à la séparation entre couches et désavantageux du point de vue coût.

[0046] Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, la couche de sommet de travail axialement la plus large est radialement à l’intérieur des autres couches de sommet de travail.

[0047] De préférence selon l’invention, la largeur axiale D de la couche de mélange caoutchouteux C comprise entre l’extrémité axialement la plus à l’intérieure de ladite couche de mélange caoutchouteux C et l’extrémité de la couche de sommet de travail axialement la moins large est telle que :

3.f ₂ £ D < 25. f ₂ avec f2, diamètre des éléments de renforcement de la couche de sommet de travail axialement la moins large. Une telle relation définit une zone d’engagement entre la couche de mélange caoutchouteux C et la couche de sommet de travail axialement la moins large. Un tel engagement en dessous d’une valeur égale à trois fois le diamètre des éléments de renforcement de la couche de travail axialement la moins large peut ne pas être suffisant pour obtenir un découplage des couche de sommet de travail pour notamment obtenir une atténuation des sollicitations en extrémité de la couche de sommet de travail axialement la moins large. Une valeur de cet engagement supérieure à vingt fois le diamètre des éléments de renforcement de la couche de travail axialement la moins large peut conduire à une diminution trop importante de la rigidité de dérive de G armature de sommet du pneumatique.

[00481 De préférence, la largeur axiale D de la couche de mélange caoutchouteux C comprise entre l’extrémité axialement la plus à l’intérieure de ladite couche de mélange caoutchouteux C et l’extrémité de la couche de sommet de travail axialement la moins large est supérieure à 5 mm.

[00491 L’invention prévoit encore de préférence que l’épaisseur de la couche de mélange caoutchouteux C à l’extrémité axialement extérieure de la couche de sommet de travail axialement la moins large, présente une épaisseur telle que la distance radiale d entre les deux couches de sommet de travail, séparées par la couche de mélange caoutchouteux C, vérifie la relation :

3/5. f ₂ < d < 5.f ₂ avec f ₂ , diamètre des éléments de renforcement de la nappe de sommet de travail axialement la moins large.

[0050] La distance d est mesurée de câble à câble, c’est-à-dire entre le câble d’une première couche de travail et le câble d’une seconde couche de travail. En d’autres termes, cette distance d englobe l’épaisseur de la couche de mélange caoutchouteux C et les épaisseurs respectives des mélanges caoutchouteux de calandrage, radial ement extérieure aux câbles de la couche de travail radialement intérieure et radialement intérieure aux câbles de la couche de travail radialement extérieure.

[0051] Les différentes mesures d’épaisseur sont effectuées sur une coupe transversale d’un pneumatique, le pneumatique étant donc dans un état non gonflé.

[0052] Selon une variante avantageuse de réalisation de l’invention l’armature de sommet comporte au moins une couche d’éléments de renforcement métalliques circonférentiels.

[0053] Avantageusement encore selon cette variante de l’invention, le module d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement de ladite couche C de mélange caoutchouteux disposée entre au moins les extrémités desdites au moins deux couches de sommet de travail est inférieure à 6 MPa.

[00541 Les conceptions de pneumatiques plus usuelles prévoient des couches de mélange caoutchouteux disposées entre les extrémités des couches de sommet de travail avec des modules d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement supérieurs à 8.5 MPa, notamment pour permettre de limiter les contraintes de cisaillement entre les extrémités des couches de sommet de travail, les rigidités circonférentielles desdites couches de sommet de travail étant nulles à leur extrémité. De tels modules qui le plus souvent sont même supérieurs à 9 MPa permettent d’éviter les amorces et la propagation de fissuration dans les mélanges caoutchouteux aux extrémités desdites couches de sommet de travail et plus particulièrement à l’extrémité de la couche de travail la plus étroite.

[0055] Les inventeurs ont su mettre en évidence que la présence d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels permet de conserver des performances notamment en termes d’endurance mais également en termes d’usure satisfaisantes avec un module d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement de la couche C inférieur à 6 MPa.

[0056] Les inventeurs ont encore su mettre en évidence que la cohésion de la couche C, lorsqu’elle présente un module d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement inférieur à 6 MPa, reste satisfaisante.

[0057] Au sens de l’invention, un mélange caoutchouteux cohésif est un mélange caoutchouteux notamment robuste à la fissuration. La cohésion d’un mélange est ainsi évaluée par un test de fissuration en fatigue réalisé sur une éprouvette « PS » (pure shear). Il consiste à déterminer, après entaillage de l’éprouvette, la vitesse de propagation de fissure « Vp » (nm/cycle) en fonction du taux de restitution d’énergie « E » (J/m ² ). Le domaine expérimental couvert par la mesure est compris dans la plage -20°C et +l50°C en température, avec une atmosphère d’air ou d’azote. La sollicitation de l’éprouvette est un déplacement dynamique imposé d’amplitude comprise entre O. lmm et lOmm sous forme de sollicitation de type impulsionnel (signal « haversine » tangent) avec un temps de repos égal à la durée de l’impulsion ; la fréquence du signal est de l’ordre de lOHz en moyenne.

[0058] La mesure comprend 3 parties : • Line accommodation de l’éprouvette « PS », de 1000 cycles à 27% de déformation.

• une caractérisation énergétique pour déterminer la loi « E » = f (déformation). Le taux de restitution d'énergie « E » est égal à W0*h0, avec WO = énergie fournie au matériau par cycle et par unité de volume et hO = hauteur initiale de l'éprouvette. L’exploitation des acquisitions « force / déplacement » donne ainsi la relation entre

« E » et l’amplitude de la sollicitation.

La mesure de fissuration, après entaillage de l’éprouvette « PS ». Les informations recueillies conduisent à déterminer la vitesse de propagation de la fissure « Vp » en fonction du niveau de sollicitation imposé « E ». [0059] Les inventeurs ont notamment mis en évidence que la présence d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels contribue à une moindre évolution de la cohésion de la couche C. En effet, les conceptions de pneumatiques plus usuelles comportant notamment des couches de mélange caoutchouteux disposées entre les extrémités des couches de sommet de travail avec des modules d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement supérieurs à 8.5 MPa, conduisent à une évolution de la cohésion desdites couches de mélange caoutchouteux disposées entre les extrémités des couches de sommet de travail, celle-ci tendant à s’affaiblir. Les inventeurs constatent que la présence d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels qui limite les contraintes de cisaillement entre les extrémités des couches de sommet de travail et en outre, limite les augmentations de température conduit à une faible évolution de la cohésion de la couche C. Les inventeurs considèrent ainsi que la cohésion de la couche C, plus faible que ce qui existe dans les conceptions de pneumatiques plus usuelles, est satisfaisante dans la conception du pneumatique selon l’invention.

[0060] Selon une variante avantageuse de réalisation de l’invention, la couche d’éléments de renforcement circonférentiels présente une largeur axiale supérieure à 0.5xS.

[0061] S est la largeur maximale axiale du pneumatique, lorsque ce dernier est monté sur sa jante de service et gonflé à sa pression recommandée. [00621 Les largeurs axiales des couches d’éléments de renforcement sont mesurées sur une coupe transversale d’un pneumatique, le pneumatique étant donc dans un état non gonflé.

[00631 Selon une réalisation préférée de l’invention, au moins deux couches de sommet de travail présentent des largeurs axiales différentes, la différence entre la largeur axiale de la couche de sommet de travail axialement la plus large et la largeur axiale de la couche de sommet de travail axialement la moins large étant comprise entre 10 et 30 mm.

[00641 Selon un mode de réalisation préférée de l’invention, la couche d’éléments de renforcement circonférentiels est radialement disposée entre deux couches de sommet de travail.

[0065] Selon ce mode de réalisation de l’invention, la couche d’éléments de renforcement circonférentiels permet de limiter de manière plus importante les mises en compression des éléments de renforcement de l’armature de carcasse qu’une couche semblable mise en place radialement à l’extérieur des couches de travail. Elle est préférablement radialement séparée de l’armature de carcasse par au moins une couche de travail de façon à limiter les sollicitations desdits éléments de renforcement et ne pas trop les fatiguer.

[0066] Avantageusement encore selon l’invention, les largeurs axiales des couches de sommet de travail radialement adjacentes à la couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont supérieures à la largeur axiale de ladite couche d’éléments de renforcement circonférentiels et de préférence, lesdites couches de sommet de travail adjacentes à la couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont de part et d'autre du plan équatorial et dans le prolongement axial immédiat de la couche d’éléments de renforcement circonférentiels couplées sur une largeur axiale, pour être ensuite découplées par ladite première couche de mélange de caoutchouc C au moins sur le restant de la largeur commune aux dites deux couches de travail.

[0067] La présence de tels couplages entre les couches de sommet de travail adjacentes à la couche d’éléments de renforcement circonférentiels permettent la diminution des contraintes de tension agissant sur les éléments circonférentiels axialement le plus à l’extérieur et situé le plus près du couplage.

[00681 Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les éléments de renforcement d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant un module sécant à 0,7 % d’allongement compris entre 10 et 120 GPa et un module tangent maximum inférieur à 150 GPa.

[00691 Selon une réalisation préférée, le module sécant des éléments de renforcement à 0,7 % d’allongement est inférieur à 100 GPa et supérieur à 20 GPa, de préférence compris entre 30 et 90 GPa et de préférence encore inférieur à 80 GPa. [00701 De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 130 GPa et de préférence encore inférieur à 120 GPa.

[0071] Les modules exprimés ci-dessus sont mesurés sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 20 MPa ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement.

[0072] Les modules des mêmes éléments de renforcement peuvent être mesurés sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 10 MPa ramenée à la section globale de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section globale de l’élément de renforcement. La section globale de l’élément de renforcement est la section d’un élément composite constitué de métal et de caoutchouc, ce dernier ayant notamment pénétré l’élément de renforcement pendant la phase de cuisson du pneumatique.

[0073] Selon cette formulation relative à la section globale de l’élément de renforcement, les éléments de renforcement des parties axialement extérieures et de la partie centrale d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant un module sécant à 0,7 % d’allongement compris entre 5 et 60 GPa et un module tangent maximum inférieur à 75 GPa. [00741 Selon une réalisation préférée, le module sécant des éléments de renforcement à 0,7 % d’allongement est inférieur à 50 Gpa et supérieur à 10 GPa, de préférence compris entre 15 et 45 GPa et de préférence encore inférieure à 40 GPa.

[00751 De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 65 GPa et de préférence encore inférieur à 60 GPa.

[00761 Selon un mode de réalisation préféré, les éléments de renforcements d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement relatif ayant des faibles pentes pour les faibles allongements et une pente sensiblement constante et forte pour les allongements supérieurs. De tels éléments de renforcement de la nappe additionnelle sont habituellement dénommés éléments "bi-module".

[0077] Selon une réalisation préférée de l’invention, la pente sensiblement constante et forte apparaît à partir d’un allongement relatif compris entre 0,1% et 0,5%.

[0078] Les différentes caractéristiques des éléments de renforcement énoncées ci- dessus sont mesurées sur des éléments de renforcement prélevés sur des pneumatiques.

[0079] Des éléments de renforcement plus particulièrement adaptés à la réalisation d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels selon l’invention sont par exemple des assemblages de formule 21.23, dont la construction est 3x(0.26+6x0.23) 4.4/6.6 SS ; ce câble à torons est constitué de 21 fils élémentaires de formule 3 x (1+6), avec 3 torons tordus ensembles chacun constitué de 7 fils, un fil formant une âme centrale de diamètre égal à 26/100 mm et 6 fils enroulés de diamètre égal à 23/100 mm. Un tel câble présente un module sécant à 0,7% égal à 45 GPa et un module tangent maximum égal à 98 GPa, mesurés sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 20 MPa ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement. Sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 10 MPa ramenée à la section globale de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section globale de l’élément de renforcement, ce câble de formule 21.23 présente un module sécant à 0,7% égal à 23 GPa et un module tangent maximum égal à 49 GPa.

[00801 De la même façon, un autre exemple d’éléments de renforcement est un assemblage de formule 21.28, dont la construction est 3x(0.32+6x0.28) 6.2/9.3 SS. Ce câble présente un module sécant à 0,7% égal à 56 GPa et un module tangent maximum égal à 102 GPa, mesurés sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 20 MPa ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement. Sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 10 MPa ramenée à la section globale de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section globale de l’élément de renforcement, ce câble de formule 21.28 présente un module sécant à 0,7% égal à 27 GPa et un module tangent maximum égal à 49 GPa.

[0081] L’utilisation de tels éléments de renforcement dans au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels permet notamment de conserver des rigidités de la couche satisfaisante y compris après les étapes de conformation et de cuisson dans des procédés de fabrication usuels.

[0082] Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, les éléments de renforcement circonférentiels peuvent être formées d'éléments métalliques inextensibles et coupés de manière à former des tronçons de longueur très inférieure à la circonférence de la couche la moins longue, mais préférentiellement supérieure à 0, 1 fois ladite circonférence, les coupures entre tronçons étant axial ement décalées les unes par rapport aux autres. De préférence encore, le module d'élasticité à la traction par unité de largeur de la couche additionnelle est inférieur au module d'élasticité à la traction, mesuré dans les mêmes conditions, de la couche de sommet de travail la plus extensible. Un tel mode de réalisation permet de conférer, de manière simple, à la couche d’éléments de renforcement circonférentiels un module pouvant facilement être ajusté (par le choix des intervalles entre tronçons d'une même rangée), mais dans tous les cas plus faible que le module de la couche constituée des mêmes éléments métalliques mais continus, le module de la couche additionnelle étant mesuré sur une couche vulcanisée d'éléments coupés, prélevée sur le pneumatique.

[00831 Selon un troisième mode de réalisation de l’invention, les éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments métalliques ondulés, le rapport a/l de l'amplitude d'ondulation sur la longueur d'onde étant au plus égale à 0,09. De préférence, le module d'élasticité à la traction par unité de largeur de la couche additionnelle est inférieur au module d'élasticité à la traction, mesuré dans les mêmes conditions, de la couche de sommet de travail la plus extensible.

[00841 Les éléments métalliques sont préférentiellement des câbles d'acier. [00851 Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les éléments de renforcement des couches de sommet de travail sont des câbles métalliques inextensibles.

[0086] L’invention prévoit encore avantageusement pour diminuer les contraintes de tension agissant sur les éléments circonférentiels axialement le plus à l’extérieur que l'angle formé avec la direction circonférentielle par les éléments de renforcement des couches de sommet de travail est inférieur à 30° et de préférence inférieur à 25°.

[0087] Une réalisation préférée de l’invention prévoit encore que l'armature de sommet est complétée radialement à l'extérieur par au moins une couche supplémentaire, dite de protection, d'éléments de renforcement dits élastiques, orientés par rapport à la direction circonférentielle avec un angle compris entre 10° et 45° et de même sens que l'angle formé par les éléments inextensibles de la couche de travail qui lui est radialement adjacente.

[0088] La couche de protection peut avoir une largeur axiale inférieure à la largeur axiale de la couche de travail la moins large. Ladite couche de protection peut aussi avoir une largeur axiale supérieure à la largeur axiale de la couche de travail la moins large, telle qu'elle recouvre les bords de la couche de travail la moins large et, dans le cas de la couche radialement supérieure comme étant le moins large, telle qu'elle soit couplée, dans le prolongement axial de l'armature additionnelle, avec la couche de sommet de travail la plus large sur une largeur axiale, pour être ensuite, axialement à l'extérieur, découplée de ladite couche de travail la plus large par des profilés d'épaisseur au moins égale à 2 mm. La couche de protection formée d'éléments de renforcement élastiques peut, dans le cas cité ci- dessus, être d'une part éventuellement découplée des bords de ladite couche de travail la moins large par des profilés d'épaisseur sensiblement moindre que l'épaisseur des profilés séparant les bords des deux couches de travail, et avoir d'autre part une largeur axiale inférieure ou supérieure à la largeur axiale de la couche de sommet la plus large.

[00891 Selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention évoqué précédemment, l'armature de sommet peut encore être complétée, radialement à l'intérieur entre l'armature de carcasse et la couche de travail radialement intérieure la plus proche de ladite armature de carcasse, par une couche de triangulation d'éléments de renforcement inextensibles métalliques en acier faisant, avec la direction circonférentielle, un angle supérieur à 60° et de même sens que celui de l'angle formé par les éléments de renforcement de la couche radialement la plus proche de l'armature de carcasse.

[0090] Le pneumatique selon l’invention tel qu’il vient d’être décrit présente donc des performances en termes d’endurance, notamment de résistance à des chocs de type chocs trottoirs, améliorées tout en conservant une résistance au roulement satisfaisante.

[0091] D’autres détails et caractéristiques avantageux de l’invention ressortiront ci- après de la description d’un exemple de réalisation de l’invention en référence à la figure qui représente une vue méridienne d’un schéma d’un pneumatique selon l’invention.

[0092] La figure n’est pas représentée à l’échelle pour en simplifier la compréhension. La figure ne représente qu’une demi-vue d’un pneumatique qui se prolonge de manière symétrique par rapport à l’axe XX’ qui représente le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, d’un pneumatique.

[0093] Sur la figure, le pneumatique 1, de dimension 315/70 R 22.5, a un rapport de forme H/S égal à 0,70, H étant la hauteur du pneumatique 1 sur sa jante de montage et S sa largeur axiale maximale. Ledit pneumatique 1 comprend une armature de carcasse radiale 2 ancrée dans deux bourrelets, non représentés sur la figure. L’armature de carcasse est formée d'une seule couche de câbles métalliques. Cette armature de carcasse 2 est frettée par une armature de sommet 4, formée radialement de l'intérieur à l'extérieur : d'une première couche de travail 41 formée de câbles métalliques inextensibles 9.26 non frettés, continus sur toute la largeur de la nappe, orientés d'un angle égal à 18°, d'une couche d’éléments de renforcement circonférentiels 42 formée de câbles métalliques en acier 21x23, de type "bi-module", - d’une seconde couche de travail 43 formée de câbles métalliques inextensibles 9.26 non frettés, continus sur toute la largeur de la nappe, orientés d'un angle égal à 22° et croisés avec les câbles métalliques de la couche 41, d’une couche de protection 44 formées de câbles métalliques élastiques 6.35.

[00941 L’armature de sommet est elle-même coiffée d’une bande de roulement 5.

[00951 La largeur axiale maximale S du pneumatique est égale à 317 mm.

[0096] La largeur axiale L de la première couche de travail 41 est égale à 252 mm.

[0097] La largeur axiale L ₄₃ de la deuxième couche de travail 43 est égale à 232 mm.

La différence entre les largeurs L et L ₄₃ est égale à 15 mm.

[0098] Quant à la largeur axiale L ₄₂ de la couche d’éléments de renforcement circonférentiels 42, elle est égale à 194 mm.

[0099] La dernière nappe de sommet 44, dite de protection, a une largeur L ₄₄ égale à 124 mm.

[00100] Conformément à l’invention, une couche de mélange caoutchouteux C vient découpler les extrémités des couches de sommet de travail 41 et 43. [00101] La zone d’engagement de la couche C entre les deux couches de sommet de travail 41 et 43 est définie par son épaisseur ou plus précisément la distance radiale d entre l’extrémité de la couche 43 et la couche 41 et par la largeur axiale D de la couche C comprise entre l’extrémité axialement intérieure de ladite couche C et l’extrémité de la couche de sommet de travail 43 radial ement extérieure. La distance radiale d est égale à 3.5 mm soit environ 2.1 fois le diamètre f ₂ des éléments de renforcement de la couche de sommet de travail 43, le diamètre f ₂ étant égal à 1.65 mm. La distance axiale D est égale à 20 mm, soit environ 12 fois le diamètre f ₂ des éléments de renforcement de la couche de sommet de travail 43.

[001021 La couche C est réalisée à partir du mélange I suivant :

(1) Caoutchouc naturel

(2) Noir de carbone « S204 » de la société Orion Engineered Carbon

(3) N-l,3-diméthylbutyl-N-phénylparaphénylènediamine « Santoflex 6-PPD » de la société Flexsys

(4) Stéarine (« Pristerene 4931 » de la société Uniqema)

(5) Oxyde de zinc, grade industriel, société Umicore

(6) Naphténate de cobalt - N° de produit 60830 de la société Fluka

(7) N,N-dicyclohexylbenzothiazole-2-sulfénamide de la société Flexsys

(8) N-cyclohexylthiophtalimide commercialisé sous dénomination « Vulkalent G » par la société Lanxess

[00103] Les valeurs des constituants sont exprimées en pce (parties en poids pour cent parties d’élastomères).

[00104] Conformément à l’invention, la densité de réticulation mesurée selon la méthode de gonflement à l’équilibre sur la couche C est égale à 19.10 ⁵ mol/cm ³ et donc comprise entre 13.10 ⁵ mol/cm ³ et 21.10 ⁵ mol/cm ³ .

[00105] La valeur de tan(ô) _max de la couche C est égale à 0.050 et donc inférieure à 0.055. [001061 Le module d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement de la couche C est égal à 5.7 MPa et donc inférieur à 6 MPa.

[001071 Des essais ont été réalisés avec un pneumatique réalisé selon l’invention conformément à la représentation de la figure et comparé avec un pneumatique de référence Tl également conforme à la représentation de la figure.

[001081 Le pneumatique Tl diffère du pneumatique selon l’invention par la nature du mélange constituant la couche C.

[001091 La couche C du pneumatique de référence Tl est réalisée à partir du mélange Rl suivant :

(1) Caoutchouc naturel

(2) Noir de carbone « N347 » de la société Cabot.

(3) N-l,3-diméthylbutyl-N-phénylparaphénylènediamine « Santoflex 6-PPD » de la société Flexsys

(4) Stéarine (« Pristerene 4931 » de la société Uniqema)

(5) Oxyde de zinc, grade industriel, société Umicore

(6) Naphténate de cobalt - N° de produit 60830 de la société Fluka

(7) N,N-dicyclohexylbenzothiazole-2-sulfénamide de la société Flexsys

(8) N-cyclohexylthiophtalimide commercialisé sous dénomination « Vulkalent G » par la société Lanxess

[00110] Les valeurs des constituants sont exprimées en pce (parties en poids pour cent parties d’élastomères). [001111 La densité de réticulation selon la méthode de gonflement à l’équilibre sur la couche C du pneumatique Tl est égale à 22.10 ⁵ mol/cm ³ .

[001121 La valeur de tan(ô) _max de la couche C du pneumatique Tl est égale à 0.13.

[001131 Le module d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement de la couche C du pneumatique Tl est égal à 10.4 MPa.

[001141 L’allongement à rupture des mélanges I et Rl est mesurée sur des prélèvements fait sur pneumatique neuf.

[001151 Une première mesure est réalisée sur l’échantillon prélevé. Une autre mesure est réalisée sur un échantillon prélevé puis vieillit 10 jours à 1 l0°C sous azote. [00116] Les mesures sont présentées dans le tableau suivant :

[00117] Un essai a été réalisé pour mettre en évidence l'apport que peut avoir l'invention sur la protection des épaules du pneumatique. Cet essai consiste en un choc trottoir, le pneumatique passant sur une bordure d’une hauteur de 12 cm de manière assez violente. Le pneumatique subit un pré-roulage de 2h à 100 km/h puis une surcharge de 20% est appliquée au pneumatique gonflé à l’azote avant d’attaquer le trottoir à la vitesse ralentie de 3 Km/h avec un angle de 10°. Le nombre de passage sur le trottoir dans ces conditions est de cinq.

[00118] Les pneumatiques sont ensuite décortiqués pour permettre l’analyse des couches de calandrage des couches de travail 41 et 43 et de la couche C. Alors que les pneumatiques de référence Rl présentent des cassures de la couche C entre les deux couches de travail 41 et 43 pouvant potentiellement conduire à une défaillance du pneumatique, les pneumatiques I selon l’invention ne présentent que des amorces de fissures en extrémités des couches 41 et 43.

[001191 Par ailleurs, des mesures de résistance au roulement ont été effectuées. Ces mesures ont portés sur un pneumatique selon l’invention tel que décrit précédemment et sur le pneumatique de référence Tl tel que décrit précédemment.

[001201 Les résultats des mesures sont présentés dans le tableau suivant ; elles sont exprimées en Kg/t, une valeur de 100 étant attribuée au pneumatique Tl .