[0001] La présente invention a pour objet une bande de roulement de pneumatique pour véhicule lourd de génie civil destiné à porter de lourdes charges et à rouler sur des sols irréguliers, agressifs et/ou boueux tels que, par exemple, ceux des mines ou des carrières.

[0002] Une bande de roulement comprenant au moins un matériau à base de caoutchouc est destinée à constituer la partie périphérique du pneumatique et à être usée lors de son entrée en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement.

[0003] Une bande de roulement peut être définie par trois dimensions : une épaisseur, selon une direction radiale, une largeur, selon une direction transversale, et une longueur, selon une direction longitudinale. Pour une bande de roulement intégrée au pneumatique, les directions transversale et longitudinale sont également appelées respectivement direction axiale, car elle est parallèle à l’axe de rotation du pneumatique, et circonférentielle, car elle est tangente à la circonférence du pneumatique selon la direction de roulage du pneumatique.

[0004] Pour assurer une performance satisfaisante en adhérence longitudinale, sous couple moteur et sous couple freineur, et en adhérence transversale, il est nécessaire de former, dans la bande de roulement, une sculpture qui est un système de découpures, ou creux, séparant des éléments en relief par rapport à une surface de fond.

[0005] Dans le cas d’une bande de roulement de pneumatique pour véhicule lourd de génie civil, les éléments en relief sont souvent des blocs. Un bloc est un volume de matière délimité par une face de contact, contenue dans la surface de roulement, par une surface de fond, et par des faces latérales reliant la face de contact à la surface de fond. La distance radiale entre la face de contact et la surface de fond est appelée hauteur H du bloc. Un bloc est relié à la surface de fond généralement par une surface de raccordement ayant un rayon de raccordement R, par exemple sensiblement égal à 0.25 fois la hauteur H du bloc. Dans ce qui suit, on définit, par convention, une section de base radialement positionnée à l’extérieur de la surface de fond à une distance H’ sensiblement égale au rayon de raccordement R, et dont les dimensions géométriques sont facilement mesurables. De plus, pour caractériser de façon simple l’encombrement d’un bloc, un bloc sera considéré comme inscrit géométriquement dans une surface cylindrique enveloppe ayant un axe de révolution radial et une section circulaire de diamètre D.

[0006] Dans le contexte de l’invention, la face de contact et la section de base d’un bloc ont préférentiellement des formes polygonales. La face de contact d’un bloc peut être caractérisée géométriquement par sa surface SC et son périmètre PC, ce dernier étant la longueur cumulée des arêtes du polygone délimitant ladite face de contact. La section de base d’un bloc peut être caractérisée géométriquement par sa surface SB et son périmètre PB, ce dernier étant la longueur cumulée des arêtes du polygone délimitant ladite section de base. Toute face latérale peut être caractérisée géométriquement par une trace radiale qui est le profil de son intersection avec un plan radial, contenant la direction radiale.

[0007] La bande de roulement, intégrée au pneumatique, est le plus souvent caractérisée géométriquement par une largeur transversale W _T , selon la direction transversale, et une épaisseur radiale H _T , selon une direction radiale. La largeur transversale W _T est définie comme la largeur transversale de la surface de contact de la bande de roulement du pneumatique neuf avec un sol lisse, le pneumatique étant soumis à des conditions de pression et de charge nominales recommandées, par exemple, par la norme E.T.R.T.O. (European Tyre and Rim Technical Organization). L’épaisseur radiale H _T est définie, par convention, comme la profondeur radiale maximale mesurée dans les découpures. Ainsi l’épaisseur radiale H _T est égale à la hauteur radiale H de bloc maximale. Dans le cas d’un pneumatique pour véhicule lourd de type génie civil, et à titre d’exemple, la largeur transversale W _T est au moins égale à 600 mm et l’épaisseur radiale H _T est au moins égale à 60 mm, voire 70 mm.

[0008] Les conditions usuelles de roulage d’un pneumatique pour véhicule lourd de type génie civil, en particulier pour une chargeuse de carrières ou un engin de mines sous- terraines, sont particulièrement sévères. A titre d’exemple, de tels engins sont destinés à rouler sur des pistes le plus souvent en pente, soit en montée, ce qui nécessite une bonne adhérence en motricité des pneumatiques, soit en descente, ce qui nécessite une bonne adhérence en freinage des pneumatiques. De plus ces pistes sont également souvent virageuses, ce qui nécessite une bonne adhérence transversale des pneumatiques. Enfin les pistes sur lesquelles roulent les véhicules sont généralement constituées de matériaux extraits in situ, par exemple, des roches concassées, compactées et régulièrement arrosées pour garantir la tenue de la couche d’usure de la piste lors du passage des véhicules et sont souvent recouvertes de boue et d’eau : ce qui nécessite à la fois une bonne résistance aux agressions de la bande de roulement, pour garantir une durée de vie satisfaisante, et une bonne capacité à la fois de pénétration et d’évacuation de ce mélange de boue et d’eau par la bande de roulement, pour garantir une adhérence satisfaisante sur sol boueux.

[0009] Une bande de roulement, comprenant des blocs, et visant à garantir une bonne adhérence longitudinale, en motricité et en freinage, une adhérence transversale satisfaisante, une capacité d’évacuation de la boue ainsi qu’une résistance satisfaisante aux agressions mécaniques par les matériaux recouvrant les pistes, a déjà été décrite, par exemple dans les documents WO 2014170283 et WO 2014131692.

[0010] Les inventeurs se sont donnés pour objectif d’améliorer encore, pour une bande de roulement de pneumatique pour véhicule lourd de génie civil, comprenant des blocs, le compromis entre l’adhérence, en particulier la motricité sur sol boueux, et la durée de vie vis-à-vis de l’usure, en particulier sur des sols agressifs.

[0011] Cet objectif a été atteint par une bande de roulement de pneumatique pour véhicule lourd de génie civil, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement et comprenant des découpures délimitant des blocs en relief par rapport à une surface de fond, selon une direction radiale,

-tout bloc étant constitué par au moins un matériau à base de caoutchouc et ayant une hauteur radiale H, mesurée entre une face de contact, contenue dans la surface de roulement, et la surface de fond,

-tout bloc comprenant des faces latérales, reliant la face de contact à la surface de fond, et une section de base, parallèle à la surface de fond radialement vers l’extérieur à une distance radiale H’ égale à 0.25*H,

-la face de contact ayant une forme polygonale de surface SC et de périmètre PC, et la section de base ayant une forme polygonale de surface SB et de périmètre PB,

-la face de contact de tout bloc ayant une forme polygonale au moins en partie concave, comprenant au moins deux côtés consécutifs formant entre eux un angle Al intérieur à la forme polygonale supérieur à 180°,

-et la surface SC de la face de contact étant au plus égale à 0.9 fois la surface SB de la section de base. [0012] L’invention décrit, pour une bande de roulement à blocs, une forme de bloc optimisée ayant, comme première caractéristique essentielle, une face de contact ayant une section polygonale au moins en partie concave, c’est-à-dire comprenant au moins deux côtés consécutifs formant entre eux un angle Al intérieur à la forme polygonale supérieur à 180°. En d’autres termes la section polygonale de la face de contact comprend au moins un sommet rentrant dans la section.

[0013] La présence d’une partie concave, dans la face de contact, augmente le périmètre de sa section polygonale par rapport à une section polygonale convexe classique, c’est-à- dire augmente la longueur cumulée d’arêtes de la face de contact. Par définition, une arête est l’intersection, dans la surface de roulement, entre la face de contact et une face latérale du bloc, et correspond donc à un côté de la section polygonale. Il est connu que l’adhérence est d’autant plus élevée que la longueur cumulée d’arêtes de la face de contact est grande. Par conséquent, une face de contact ayant une longueur cumulée de côtés, donc d’arêtes, élevée garantit une meilleure adhérence.

[0014] Selon une deuxième caractéristique essentielle de l’invention, la surface SC de la face de contact est au plus égale à 0.9 fois la surface SB de la section de base. Autrement dit, la section de la face de contact est plus petite que celle de la section de base. La section de base est choisie, par convention, radialement à l’extérieur de la surface de fond, à une distance radiale H’ égale à 0.25 fois la hauteur H du bloc, qui est la distance radiale entre la face de contact et la surface de fond. Cette section de base a une géométrie plus facilement déterminable, car elle est située radialement à l’extérieur de la surface de raccordement entre les faces latérales du bloc et la surface de fond.

[0015] Un différentiel de surfaces entre la face de contact et la section de base garantit, tout d’abord, un meilleur effet de poinçonnement d’un sol meuble ou boueux, une pénétration facilitée dudit sol, et, par conséquent, une motricité améliorée du pneumatique. En outre, un bloc avec une section de base plus massive est plus rigide vis- à-vis des efforts de cisaillement appliqués dans la face de contact, d’où des longueurs de glissement plus petites dans la surface de roulement, et, par conséquent, une meilleure résistance à l’usure. Par ailleurs une géométrie de section qui évolue en fonction de l’usure du pneumatique permet de limiter l’apparition de formes d’usure irrégulières, au cours de la vie du pneumatique. Enfin, une section de base massive garantit un ancrage robuste du bloc à la surface de fond, et donc une meilleure tenue aux arrachements.

[0016] Préférentiellement la face de contact de tout bloc a une forme polygonale au moins en partie concave, comprenant au moins trois paires de deux côtés consécutifs formant entre eux un angle (Al, A2, A3) intérieur à la forme polygonale supérieur à 180°. Plus le nombre de parties concaves augmente, plus le périmètre de la face de contact augmente, et plus sa surface diminue, ce qui améliore encore l’adhérence et la motricité. Les inventeurs ont montré qu’à partir de trois parties concaves, les performances recherchées d’adhérence et de motricité atteignent un niveau très intéressant. Le cas particulier d’une section polygonale à trois parties concaves, et plus particulièrement étudié par les inventeurs, est qualifié de bloc tripode.

[0017] Encore préférentiellement la surface SC de la face de contact est au moins égale à 0.6 fois la surface SB de la section de base. En deçà de 60% de la surface de la section de base, la surface de la face de contact devient trop petite pour garantir un contact suffisant dans la bande de roulement vis-à-vis de l’adhérence, même si la capacité poinçonnement est encore meilleure.

[0018] La section de base de tout bloc a avantageusement une forme polygonale convexe. Cette forme permet un ancrage robuste, une rigidité élevée du bloc et une moindre sensibilité aux fissures en pied de bloc, sachant que la probabilité d’apparition de fissures est plus importante au niveau d’un angle rentrant, correspondant à une partie concave, qu’au niveau d’un angle sortant, correspondant à une partie convexe.

[0019] Selon une variante préférée la section de base de tout bloc a une forme polygonale convexe comprenant au moins six côtés. Un cas particulier plus particulièrement étudié par les inventeurs est une section hexagonale.

[0020] Avantageusement le périmètre PC de la face de contact est au moins égal au périmètre PB de la section de base. Cette caractéristique garantit un rapport minimal entre la surface de la face de contact et celle de la section de bas.

[0021] Selon un mode de réalisation préféré, tout bloc comprend une succession de portions radiales s’étendant, selon la direction radiale, entre la face de contact et la surface de fond. Les portions les plus radialement extérieures assurent la fonction de pénétration du bloc dans un sol mou, alors que les portions les plus radialement intérieures assurent la fonction d’ancrage et apportent la rigidité au bloc.

[0022] Selon une variante préférentielle du mode de réalisation préféré précédent, tout bloc comprend une première portion radiale s’étendant, selon la direction radiale, entre la face de contact et une section intermédiaire, et une deuxième portion radiale s’étendant, selon la direction radiale, entre la section intermédiaire et la surface de fond. Dans ce cas particulier, la pénétration d’un sol meuble est assurée par la portion radialement extérieure, et la rigidifïcation d’ancrage du bloc est assurée par la portion radialement intérieure.

[0023] Encore plus particulièrement, dans tout plan radial contenant la direction radiale et interceptant une partie concave de la face de contact, la droite d’intersection dudit plan radial avec la première portion radiale du bloc, radialement extérieure, forme, avec la direction radiale, un angle au moins égal à celui formé par la droite d’intersection dudit plan radial avec la deuxième portion radiale du bloc, radialement intérieure. On obtient ainsi une trace radiale d’une face latérale de bloc à double pente avec un premier angle, pour la portion radialement extérieure, supérieur à un deuxième angle, pour la portion radialement intérieure: ce qui est particulièrement efficace vis-à-vis de la pénétration dans un sol meuble.

[0024] Dans le cas d’un bloc à deux portions radiales, la première portion radiale du bloc s’étend, selon la direction radiale, sur une hauteur radiale H1 au moins égale à 0.1 fois et au plus égale à 0.6 fois la hauteur radiale H du bloc, et la deuxième portion radiale du bloc s’étend, selon la direction radiale, sur une hauteur radiale H2=H-H1. Si la hauteur radiale H1 est trop petite, la pénétration en sol meuble est insuffisante. Si la hauteur radiale H1 est trop grande, l’ancrage du bloc est insuffisamment robuste. Cette répartition des hauteurs radiales entre les deux portions radiales de bloc permet donc un compromis satisfaisant entre capacité de pénétration en sol meuble et robustesse de l’ancrage du bloc.

[0025] Avantageusement, la bande de roulement ayant une largeur W _T et tout bloc , étant inscrit dans une surface cylindrique, ayant un axe de révolution radial et une section circulaire de diamètre D dans tout plan perpendiculaire à l’axe de révolution radial, la section circulaire de la surface cylindrique, dans laquelle le bloc est inscrit, a un diamètre D au moins égal à 0.2 fois et au plus égal à 0.5 fois la largeur W _T de la bande de roulement. L’encombrement d’un bloc peut ainsi être caractérisé par le diamètre du plus petit cylindre dans lequel il est inscrit. Pour un diamètre D de cylindre enveloppe en deçà de 0.2 fois la largeur W _T de la bande de roulement, le volume du bloc est trop petit pour garantir les performances de motricité et de robustesse recherchées. Pour un diamètre D de cylindre enveloppe au-delà de 0.5 fois la largeur W _T de la bande de roulement, le volume du bloc est trop élevé pour permettre le refroidissement de la bande de roulement, d’où un risque de pénalisation en endurance du sommet du pneumatique.

[0026] La bande de roulement ayant une partie médiane ayant une largeur W1 au moins égale 0.2 fois et au plus égale à 0.7 fois la largeur W _T de la bande de roulement, de préférence au moins égale 0.4 fois et au plus égale à 0.6 fois la largeur W _T de la bande de roulement, la partie médiane de la bande de roulement comprend, selon la direction transversale, au moins 1 et au plus 4 rangées longitudinales de blocs, de préférence 2 rangées longitudinales de blocs. Cet intervalle de rangées de blocs permet un compromis satisfaisant entre les diverses performances de la bande de roulement précitées: adhérence, motricité, résistance à l’usure, résistance aux arrachements et capacité de refroidissement.

[0027] La partie médiane de la bande de roulement ayant un taux d’entaillement surfacique TES, défini comme le rapport entre la surface de creux et la surface totale de ladite partie médiane, le taux d’entaillement surfacique TES de la partie médiane de la bande de roulement est au moins égal à 30% et au plus égal à 50%. Le taux d’entaillement surfacique TES de la partie médiane définit le taux de creux surfacique de la bande de roulement à l’état neuf, et caractérise le compromis entre l’adhérence et la résistance à l’usure. Dans ce mode de réalisation, la partie médiane est donc moins entaillée en surface que les parties latérales de la bande de roulement.

[0028] La partie médiane de la bande de roulement ayant un taux d’entaillement volumique TEV, défini comme le rapport entre le volume de creux et le volume total de ladite partie médiane, le taux d’entaillement volumique TEV de la partie médiane de la bande de roulement est au moins égal à 10% et au plus égal à 30%. Le taux d’entaillement volumique TEV de la partie médiane définit le taux de creux volumique de la bande de roulement à l’état neuf, et caractérise le compromis entre l’adhérence et le volume de gomme à user. Dans ce mode de réalisation, la partie médiane est donc moins entaillée en volume que les parties latérales de la bande de roulement.

[0029] L’invention a également pour objet un pneumatique pour véhicule lourd de génie civil comprenant une bande de roulement selon l’un quelconque des modes de réalisation précédemment décrits.

[0030] Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures 1 à 4

schématiques et non représentées à l’échelle:

-Figure 1 : Vue en perspective d’une portion de bande de roulement selon l’invention, -Figure 2: Vue de dessus d’une portion de bande de roulement selon l’invention,

-Figure 3: Vue en coupe d’une portion de bande de roulement selon l’invention, au niveau des sections de base des blocs,

-Figure 4: Vue en perspective d’un bloc de bande de roulement selon l’invention.

[Fig 1]

[0031] La figure 1 est une vue en perspective d’une portion de bande de roulement selon l’invention. La bande de roulement 1 de pneumatique pour véhicule lourd de génie civil, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement 2, comprend des découpures 3 délimitant des blocs 4 en relief par rapport à une surface de fond 5. Tout bloc 4 comprend des faces latérales 42, reliant la face de contact 41 à la surface de fond 5, et une section de base 43, parallèle à la surface de fond 5.

[Fig 2]

[0032] La figure 2 est une vue de dessus d’une portion de bande de roulement selon l’invention. Comme vu précédemment, la bande de roulement 1, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement 2, comprend des découpures 3 délimitant des blocs 4 en relief par rapport à une surface de fond 5, et tout bloc 4 comprend des faces latérales 42, reliant la face de contact 41 à la surface de fond 5, et une section de base 43, parallèle à la surface de fond 5. La face de contact 41 et la section de base 43 ont respectivement une forme polygonale. Dans le mode de réalisation représenté, la face de contact 41 de tout bloc 4 a une forme polygonale au moins en partie concave, comprenant trois paires de deux côtés consécutifs ((411, 412) ; (421, 422) ; (431, 432)) formant entre eux un angle (Al, A2, A3) intérieur à la forme polygonale supérieur à 180°. De plus la section de base 43 de tout bloc 4 a une forme polygonale convexe comprenant six côtés. La bande de roulement ainsi représentée a une sculpture à blocs dits tripodes.

[Fig 3]

[0033] La figure 3 est une vue en coupe d’une portion de bande de roulement selon l’invention, au niveau des sections de base des blocs, dans laquelle est détaillée la partie médiane de la bande de roulement. La bande de roulement 1 a une partie médiane 11 ayant une largeur W1 au moins égale 0.2 fois et au plus égale à 0.7 fois la largeur W _T de la bande de roulement, de préférence au moins égale 0.4 fois et au plus égale à 0.6 fois la largeur W _T de la bande de roulement. Dans le mode de réalisation représenté, la partie médiane 11 de la bande de roulement 1 comprend, selon la direction transversale XX’, 2 rangées 6 de blocs 4. Tout bloc 4 est inscrit dans une surface cylindrique 7, ayant un axe de révolution radial ZI et une section circulaire de diamètre D dans tout plan perpendiculaire à l’axe de révolution radial Zl . La section circulaire de la surface cylindrique 7, dans laquelle le bloc 4 est inscrit, a un diamètre D au moins égal à 0.2 fois et au plus égal à 0.5 fois la largeur W _T de la bande de roulement.

[Fig 4]

[0034] La figure 4 est une vue en perspective d’un bloc de bande de roulement selon l’invention. Le bloc 4, constitué par un matériau à base de caoutchouc, a une hauteur radiale H, mesurée entre une face de contact 41, contenue dans la surface de roulement 2, et la surface de fond 5. Le bloc 4 comprend des faces latérales 42, reliant la face de contact 41 à la surface de fond 5, et une section de base 43, parallèle à la surface de fond 5 radialement vers l’extérieur à une distance radiale H’ égale à 0.25* H. La section de base 43 est reliée à la surface de fond 5 par une surface de raccordement 45 de rayon R. La face de contact 41 du bloc 4 a une forme polygonale au moins en partie concave, comprenant trois paires de deux côtés consécutifs ((411, 412) ; (421, 422) ; (431, 432)) formant entre eux un angle (Al, A2, A3) intérieur à la forme polygonale supérieur à 180°. La section de base 43 du bloc 4 a une forme polygonale convexe comprenant au moins six côtés. Le bloc 4 comprend en outre une première portion radiale 4A s’étendant, selon la direction radiale ZZ’, entre la face de contact 41 et une section intermédiaire 44, et une deuxième portion radiale 4B s’étendant, selon la direction radiale ZZ’, entre la section intermédiaire 44 et la surface de fond 5. La première portion radiale 4 A du bloc 4 s’étend, selon la direction radiale ZZ’, sur une hauteur radiale H1 au moins égale à 0.1 fois et au plus égale à 0.6 fois la hauteur radiale H du bloc, et la deuxième portion radiale 4B du bloc 4 s’étend, selon la direction radiale ZZ’, sur une hauteur radiale H2=H-H1. [0035] Les inventeurs ont plus particulièrement étudié cette invention pour un pneumatique de dimension 35/65 R 33 destiné à être monté sur un tombereau de mines souterraines. Selon la norme ETRTO, un tel pneumatique doit être capable de porter une charge égale à 29000 kg, lorsqu’il est gonflé à une pression égale à 8 bars. Le pneumatique selon l’invention est plus performant puisqu’il est capable de porter une charge égale à 31500 kg, lorsqu’il est gonflé à une pression égale à 7 bars.

[0036] Les inventeurs ont comparé, dans la dimension de pneumatique 35/65 R 33, une bande de roulement selon l’invention I, comprenant des blocs avec une face de contact avec trois parties concaves et une section de base convexe hexagonale, et une bande de roulement de référence R, comprenant des blocs avec une face de contact et une section de base toutes deux convexes hexagonales.

[0037] Le tableau 1 ci-dessous présente les caractéristiques respectives de la bande de roulement selon l’invention I et de la bande de roulement de référence R :

[Tableau 1]

[0038] Sur cet exemple, par rapport à la référence, les inventeurs ont ainsi réduit de 12% la surface SC de la face de contact de chaque bloc, augmenté de 4% le périmètre PC de la face de contact de chaque bloc, et augmenté de 8% le taux d’entaillement surfacique TES à taux d’entaillement volumique TEV sensiblement constant (donc à volume de matière constant), sans diminuer la surface de la section de base (donc sans diminuer la robustesse de l’ancrage des blocs). Par conséquent, l’augmentation de la pression au sol, due à la réduction de la surface de la face de contact du bloc, entraîne une amélioration de la pénétration dans le sol, d’où une meilleure motricité sur sol meuble. L’augmentation du périmètre PC de la face de contact du bloc, donc de la longueur cumulée d’arêtes, entraîne une amélioration de l’adhérence sur sol lisse. Enfin, la conservation du volume de matière garantit le maintien de la durée de vie en usure et celui de la robustesse des blocs, par rapport à la référence. [0039] La bande de roulement selon l’invention, développée pour un pneumatique usuel soumis à une pression de gonflage, peut également être utilisée pour un bandage non pneumatique, mais également pour tout ensemble roulant non pneumatique destiné à équiper un véhicule tout terrain, tel que par exemple une chenille.