[0001] La présente invention a pour objet une bande de roulement de pneumatique pour un véhicule poids lourd, plus particulièrement pour un véhicule poids lourd à usage mixte, pouvant rouler à la fois sur route, sur des sols goudronnés, et hors la route, sur des sols pierreux.

[0002] Une bande de roulement, constituée par au moins un matériau à base de caoutchouc, est la partie usante du pneumatique, située à sa périphérie et destinée à être usée lors de son entrée en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement. Elle comprend le plus souvent une sculpture qui est une combinaison de découpures, ou creux, et d’éléments en relief, de type blocs ou de type nervures, destinée essentiellement à assurer une performance satisfaisante en adhérence, plus particulièrement sur une chaussée mouillée.

[0003] De façon connue, les conditions de roulage par temps de pluie d’un véhicule, et plus particulièrement celles d’un véhicule poids lourd, requièrent une évacuation rapide de l'eau présente dans la surface de contact entre la bande de roulement et la chaussée. Cette évacuation permet d'assurer un contact direct du matériau constituant la bande de roulement avec cette chaussée par l’intermédiaire de la surface de roulement. L’eau qui n’est pas repoussée vers l’avant ou les côtés du pneumatique s'écoule ou est captée en partie dans les découpures formées dans la bande de roulement.

[0004] L’évacuation de l’eau est assurée par les découpures qui forment un réseau d’écoulement de fluide qui doit être efficace pendant toute la durée d’utilisation du pneumatique, depuis son état neuf jusqu’à son état d’usure maximal. L’état d’usure maximal, fixé par la réglementation en vigueur, est l’état d’usure à partir duquel le pneumatique doit être retiré du véhicule pour des raisons de sécurité.

[0005] Plus précisément, les découpures permettant l’évacuation de l’eau sont essentiellement des découpures larges appelées rainures. Une rainure a une largeur telle que les parois de matière en vis-à-vis la délimitant n’entrent pas en contact l’une avec l’autre, lors du passage de la bande de roulement dans la surface de contact, lorsque le pneumatique est soumis à des conditions de gonflage et de charge recommandées telles que définies notamment par les normes européennes de la « European Tyre and Rim Technical Organization » (Organisation technique européenne du pneu et de la roue) ou « E.T.R.T.0 » dans son « Standards Manual 2020 - Commercial Vehicle Tyres » (Manuel de normes 2020 - Pneus pour véhicules commerciaux). Les déformations en compression et en cisaillement des éléments en relief délimitant la rainure conditionnent les pressions dans le contact avec le sol et donc l’usure. De plus ces déformations, en générant des pertes hystérétiques dans le matériau de la bande de roulement, impactent la résistance au roulement, et donc la consommation de carburant du véhicule.

[0006] Une bande roulement peut également comprendre des découpures étroites ou incisions. Une incision a une largeur telle que les parois de matière en vis-à-vis la délimitant entrent en contact au moins partiellement l’une avec l’autre, lors du passage de la bande de roulement dans la surface de contact, dans les conditions de charge et de pression du pneumatique spécifiées par l’E.T.R.T.O et vues précédemment. Une incision ne permet pas d’évacuer l’eau, mais, vis-à-vis de l’adhérence, a un effet d’arête dans le contact au sol, qui permet en particulier de casser un film d’eau éventuellement présent sur le sol.

[0007] Pour limiter la réduction du volume de matière à user de la bande de roulement résultant de la présence de rainures et d’incisions, il a été proposé des découpures dites complexes qui permettent, par rapport à des rainures usuelles, ouvertes en totalité sur la surface de roulement, d’augmenter le volume de matière de la bande de roulement tout en respectant le volume de creux pour un stockage de l’eau au-delà d’un seuil déterminé, quel que soit le niveau d’usure du pneumatique.

[0008] Des bandes de roulement comprenant de telles découpures complexes ont été décrites en particulier dans les documents WO 2011039194, WO 2011101495, WO 2012130735, WO 2016188956, WO 2019008276 et WO 2019122677. Une découpure complexe débouche d’une façon discontinue, à intervalle régulier ou non, sur la surface de roulement à neuf. Chaque découpure complexe présente des cavités externes, ouvertes sur la surface de roulement et disjointes les unes des autres dans la direction principale de la découpure complexe. La direction principale de la découpure complexe correspond généralement à la direction d’écoulement de l’eau dans ladite découpure lors d’un roulage sur un sol recouvert d’eau. Cette découpure complexe comprend, outre les cavités externes, des cavités internes formées à l’intérieur de la bande de roulement et généralement reliées à la surface de roulement par des incisions. Ces cavités internes sont positionnées radialement et totalement à l'intérieur de la surface de roulement à l'état neuf, et intercalées entre les cavités externes. Les cavités internes peuvent être positionnées à différents niveaux de profondeur dans l’épaisseur de la bande. En outre, la continuité de l’écoulement d’eau dans chaque découpure complexe, à l’état neuf, est assurée par des portions de liaison, généralement des canaux de liaison, entre deux cavités respectivement externe et interne consécutives. L’ensemble constitué par les cavités externes, les cavités internes et les canaux de liaison forme ainsi une rainure continue. En revanche, la juxtaposition de cavités internes et externes non liées entre elles, et donc ne permettant pas un écoulement de fluide des unes vers les autres sur toute la circonférence du pneumatique, ne constitue pas une rainure continue.

[0009] Pour une bande de roulement à découpures complexes, le volume de l’ensemble des cavités internes, des cavités externes et des canaux de liaison est réduit par rapport à celui de rainures ouvertes en totalité sur la surface de roulement à neuf et ayant une profondeur correspondant à la profondeur maximale des cavités internes ou externes. La présence de découpures complexes permet ainsi de limiter la réduction de rigidité de la bande de roulement à l'état neuf liée à la présence des rainures.

[0010] Une sculpture de bande de roulement peut comporter à la fois des découpures complexes, débouchant sur la surface de roulement par intermittence, et des rainures classiques, débouchant sur la surface de roulement sur toute leur longueur.

[0011] Lorsque le pneumatique roule sur un sol pierreux, sa bande de roulement est susceptible de retenir des pierres dans ses découpures, et en particulier dans ses rainures. Ces pierres retenues par les rainures de la bande de roulement sont alors susceptibles de créer des perforations de la bande de roulement, pouvant entraîner un endommagement de l’armature de sommet du pneumatique, radialement intérieure à la bande de roulement, et, à terme, une rupture de ladite armature de sommet rendant le pneumatique inutilisable.

[0012] Ce phénomène de rétention de pierres peut être particulièrement marqué dans le cas de découpures complexes. En effet celles-ci peuvent capter des pierres au niveau de leurs cavités externes, ces pierres étant susceptibles de rester bloquées, plus particulièrement, dans les canaux de liaison entre les cavités respectivement externes et internes, et donc de générer un endommagement de la bande de roulement.

[0013] Ainsi les inventeurs se sont donnés pour objectif d’améliorer la résistance aux agressions par des pierres d’une bande de roulement pour véhicule poids lourd, comprenant des découpures complexes constituées par une alternance de cavités externes, de cavités internes et de canaux de liaison entre cavités externes et cavités internes.

[0014] Cet objectif a été atteint par une bande de roulement de pneumatique pour un véhicule poids lourd, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement, comprenant des découpures délimitant des éléments en relief,

-la bande de roulement à l’état neuf comprenant au moins une découpure complexe comprenant, selon une ligne moyenne, une alternance de cavités externes, débouchant sur la surface de roulement, et de cavités internes, ne débouchant pas sur la surface de roulement, deux cavités respectivement externe et interne consécutives étant reliées en entre elles par un canal de liaison,

-chaque cavité externe ayant, dans une surface moyenne contenant la ligne moyenne et une direction radiale perpendiculaire à la surface de roulement, une hauteur, mesurée, selon la direction radiale, entre la surface de roulement et un fond de cavité externe, et une longueur, mesurée, selon la ligne moyenne, au niveau de la surface de roulement, -chaque cavité interne ayant, dans la surface moyenne, une hauteur, mesurée, selon la direction radiale, entre un sommet de cavité interne et un fond de cavité interne radialement intérieur au fond de cavité externe, et une longueur, mesurée, selon la ligne moyenne, au niveau du fond de la cavité interne,

-chaque canal de liaison ayant, dans la surface moyenne, une hauteur, mesurée, selon la direction radiale, entre un sommet de canal de liaison et un fond de canal de liaison, à la jonction circonférentielle entre la cavité externe et le canal de liaison, et une longueur, mesurée, selon la ligne moyenne, entre la cavité externe et la cavité interne, non nulle, -chaque découpure complexe ayant, dans la surface moyenne, une hauteur mesurée, selon la direction radiale, entre la surface de roulement et le fond de cavité interne,

-la hauteur de chaque cavité externe étant au moins égale à la moitié de la hauteur de la découpure complexe, -la hauteur de chaque canal de liaison étant au plus égale au tiers de la hauteur de la découpure complexe.

[0015] L’invention a donc pour objet une bande de roulement comprenant au moins une découpure complexe constituée, selon une ligne moyenne, par une alternance de cavités externes, débouchant sur la surface de roulement, et de cavités internes, ne débouchant pas sur la surface de roulement, deux cavités respectivement externe et interne consécutives étant reliées en entre elles par un canal de liaison assurant une transition progressive entre lesdites cavités respectivement externe et interne.

[0016] La ligne moyenne de la découpure complexe n’est pas nécessairement rectiligne, et peut avoir, à titre d’exemples, une forme ondulée ou une forme en zigzag. De plus elle peut s’étendre selon une direction quelconque : longitudinale, transversale ou oblique. Par convention, la direction longitudinale est la direction de la plus grande dimension ou longueur de la bande de roulement, la direction transversale est la direction de la dimension intermédiaire ou largeur de la bande de roulement, et la direction radiale est la direction de la plus petite dimension ou épaisseur de la bande de roulement. Une direction oblique a une orientation générale intermédiaire entre la direction longitudinale et la direction transversale. Une direction oblique est dite sensiblement longitudinale, lorsqu’elle forme un angle au plus égal à 45° avec la direction longitudinale, et sensiblement transversale, lorsqu’elle forme un angle au plus égal à 45° avec la direction transversale.

[0017] La découpure complexe forme, dans une coupe selon une surface moyenne définie par sa ligne moyenne et une direction radiale perpendiculaire à la surface de roulement, une rainure ondulée continue comprenant une alternance de cavités externes, de cavités internes et de canaux de liaison entre deux cavités consécutives respectivement interne et externe. En d’autres termes, deux cavités externes consécutives selon la ligne moyenne sont séparées par une seule cavité interne et réciproquement. Du fait de l’ondulation de la découpure complexe selon la direction circonférentielle, dans l’épaisseur de la bande de roulement, le fond de toute cavité interne est radialement intérieur au fond d’une cavité externe adjacente.

[0018] Les cavités respectivement externes et internes, ainsi que les canaux de liaison, sont caractérisés par leurs géométries respectives définies dans la surface moyenne de la découpure complexe, à savoir une hauteur mesurée selon la direction radiale, dans l’épaisseur de la bande de roulement, et une longueur, mesurée selon la ligne moyenne de la découpure complexe, entre deux références dépendant de la portion de découpure complexe considérée. Les hauteurs respectives peuvent être définies par rapport à la hauteur de la découpure complexe, mesurée entre la surface de roulement à l’état neuf, sur laquelle débouche les cavités externes, et une surface de fond passant par le fond des cavités internes, c’est-à-dire les points les plus radialement intérieurs de la découpure complexe. Dans le contexte de l’invention la hauteur de chaque cavité externe est au moins égale à la moitié de la hauteur de la découpure complexe, ce qui garantit un volume de cavité externe suffisant, nécessaire au stockage de l’eau sur un sol mouillé, lorsque la bande de roulement est à l’état neuf. En outre la longueur de tout canal de liaison est non nulle, ce qui garantit une transition progressive entre les cavités respectivement externe et interne reliées par ledit canal de liaison.

[0019] La caractéristique essentielle de l’invention est de limiter la hauteur du canal de liaison, mesurée au niveau de la connexion du canal avec la cavité externe, autrement dit au niveau de sa section débouchant dans la cavité externe. Selon l’invention cette hauteur est optimisée pour empêcher le passage de pierres de taille trop importante, c’est-à-dire d’une dimension telle qu’elles seraient susceptibles de générer un endommagement important du sommet du pneumatique. Les inventeurs ont estimé une taille critique de pierre caractérisée par un diamètre supérieur au tiers de la hauteur de la découpure complexe, d’où une hauteur du canal de liaison au niveau de sa connexion avec la cavité externe au plus égale au tiers de la hauteur de la découpure complexe.

[0020] Préférentiellement la hauteur de chaque canal de liaison est au moins égale au dixième de la hauteur de la découpure complexe. En dessous de cette valeur, le débit d’eau dans la découpure complexe devient insuffisant pour garantir une adhérence suffisante de la bande de roulement sur une chaussé mouillée, en raison d’une striction trop importante de la découpure complexe au niveau du canal de liaison.

[0021] Encore avantageusement la hauteur de chaque cavité externe est au plus égale aux trois quarts de la hauteur de la découpure complexe. Cette hauteur maximale de cavité externe garantit la présence, radialement à l’intérieur de la cavité externe, d’une épaisseur de matériau à base de caoutchouc suffisante pour assurer la protection de la portion d’annature de sommet radialement positionnée à l’intérieur de la bande de roulement, à l’aplomb de la cavité externe.

[0022] Avantageusement la longueur de chaque canal de liaison est au moins égale à la hauteur du canal de liaison. Le canal de liaison est efficace pour le blocage des pierres captées par la cavité externe à laquelle il est relié, s’il a une longueur suffisante, c’est-à- dire s’il assure une striction sur une distance suffisante.

[0023] Avantageusement la hauteur de chaque cavité interne est au moins égale au tiers de la hauteur de la découpure complexe. Cette hauteur minimale de cavité interne garantit un volume de cavité externe suffisant, nécessaire au stockage de l’eau sur un sol mouillé, lorsque la bande de roulement arrive à un niveau d’usure correspondant au sommet de cavité interne, autrement dit lorsque la cavité interne s’ouvre à son tour sur la surface de roulement à l’état usé.

[0024] Encore avantageusement la hauteur de chaque cavité interne est au plus égale aux trois quarts de la hauteur de la découpure complexe. Cette hauteur maximale de cavité interne garantit la présence, radialement à l’extérieur de la cavité interne, d’une épaisseur de matériau à base de caoutchouc suffisante pour assurer, à l’état neuf, la protection de la portion d’armature de sommet radialement positionnée à l’intérieur de la bande de roulement, à l’aplomb de la cavité interne.

[0025] Le rapport entre la longueur de cavité interne et la longueur de cavité externe est avantageusement au moins égal à 0.8. En dessous de cette valeur, la longueur de cavité externe devient excessive et pénalise le volume de matière à user.

[0026] Le rapport entre la longueur de cavité interne et la longueur de cavité externe est encore avantageusement au plus égal à 1.5, de préférence au plus égal à 1.2. Au-dessus de cette valeur, la longueur de cavité externe devient insuffisante pour garantir une bonne captation de l’eau présente sur le sol.

[0027] Selon une variante de réalisation préférée des cavités internes, chaque cavité interne a un sommet de cavité interne prolongé radialement vers l’extérieur par une incision jusqu’à la surface de roulement, en raison d’une contrainte technologique de fabrication des cavités externes par moulage par l’extérieur de la bande roulement. [0028] Selon une variante de réalisation des cavités externes, chaque cavité externe a un fond de cavité externe prolongé radialement vers l’intérieur par au moins une incision jusqu’à, au plus, une surface de fond passant par le fond de cavité interne. Lorsque le niveau d’usure de la bande de roulement atteint le fond de la cavité externe, il apparaît alors au moins une incision qui va contribuer à l’adhérence, en particulier sur sol mouillé en créant un effet d’arête permettant de casser le film d’eau présent sur le sol.

[0029] Selon un mode de réalisation préféré de la bande de roulement, la ligne moyenne d’au moins une découpure complexe est sensiblement longitudinale, formant en tout point un angle au plus égal à 45°, de préférence au plus égal à 20°, par rapport à une direction longitudinale de la bande de roulement. En d’autres termes cette ligne moyenne est préférentiellement orientée selon une direction longitudinale, qui est la direction d’avancement du pneumatique et la direction principale d’écoulement de l’eau évacuée dans la surface de contact avec le sol.

[0030] Selon une variante du mode de réalisation préféré de la bande de roulement, au moins une découpure complexe ayant une ligne moyenne sensiblement longitudinale est axialement positionnée dans une portion médiane de bande de roulement ayant une largeur axiale au plus égale aux deux tiers de la largeur axiale de la bande roulement, ladite portion médiane étant centrée sur un plan médian passant par le milieu de la surface de roulement et perpendiculaire à la surface de roulement. La largeur axiale de la bande roulement est la distance axiale entre les extrémités axiales de la surface de roulement, lorsque le pneumatique est gonflé et écrasé dans les conditions de pression et de charge recommandées par les normes de l’E.T.R.T.O. L’avantage d’avoir une découpure complexe dans la portion médiane de la bande de roulement, par rapport à une rainure classique est de diminuer la surface débouchante de la découpure sur la surface de roulement, et donc le risque de captation de pierres, sachant que cete portion médiane, caractérisée par une distribution de pressions de contact élevées, a une grande aptitude à capter les pierres. En effet cette portion centrale est caractérisée par un grand rayon méridien, donc par un profil externe relativement plat et ne permettant pas un effet de charnière apte à libérer les pierres captées sur la chaussée. De plus elle correspond à une portion de rigidité élevée du sommet du pneumatique. [0031] L ’ invention a également pour obj et un pneumatique pour un véhicule poids lourd comprenant une bande de roulement selon l’un quelconque des modes de réalisation précédemment décrits.

[0032] Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures 1 et 2 schématiques et non représentées à l’échelle :

-Figure 1 : Vue de dessus d’une bande de roulement selon l’invention à l’état neuf,

-Figure 2 : Vue en coupe, selon une surface moyenne de découpure complexe, d’une portion de découpure complexe comprenant une cavité externe, une cavité interne et un canal de liaison les reliant.

[0033] La figure 1 est une vue de dessus d’une bande de roulement 1 selon l’invention à l’état neuf. La bande de roulement 1 de pneumatique, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement 2, comprend des découpures 3, délimitant des éléments en relief 4. Parmi les découpures 3 représentées, on distingue deux rainures sensiblement longitudinales délimitant chacune une nervure latérale et une portion médiane 11, ladite portion médiane 11 ayant, selon une direction transversale YY’ de la bande roulement, une largeur axiale Wm au plus égale aux deux tiers de la largeur axiale W de la bande de roulement. La portion médiane 11 comprend en outre deux découpures complexes 5 sensiblement longitudinales, séparant chacune deux rangées longitudinales d’éléments en relief 4 de types blocs deux à deux séparés par des incisions. Chaque découpure complexe 5 comprend, selon une ligne moyenne Lm, une alternance de cavités externes 6, débouchant sur la surface de roulement 2, et de cavités internes 7, ne débouchant pas sur la surface de roulement 2, deux cavités respectivement externe 6 et interne 7 consécutives étant reliées entre elles par un canal de liaison 8. Les cavités internes 7 et les canaux de liaison 8, non apparents à l’état neuf de la bande de roulement, sont représentés en traits pointillés. Dans le mode de réalisation représenté, la ligne moyenne Lm de chaque découpure complexe 5 a une forme en zigzag sensiblement longitudinale, avec une tangente en tout point formant, avec une direction longitudinale XX’ de la bande roulement, un angle au plus égal à 45°, de préférence au plus égal à 20°.

[0034] La figure 2 est une vue en coupe, selon une surface moyenne Sm de découpure complexe, d’une portion de découpure complexe 5 comprenant une cavité externe 6 reliée à chacune de ses extrémités à une cavité interne 7 par un canal de liaison 8. Seule une demi- cavité interne 7 est représentée à chaque extrémité de la cavité externe 6. La cavité externe 6 a, dans une surface moyenne Sm contenant la ligne moyenne Lm et une direction radiale ZZ’ perpendiculaire à la surface de roulement 2 de la bande roulement 1, une hauteur H11, mesurée, selon la direction radiale ZZ’, entre la surface de roulement 2 et un fond de cavité externe 62, et une longueur Ll, mesurée, selon la ligne moyenne Lm, au niveau de la surface de roulement 2. Chaque cavité interne 7 a, dans la surface moyenne Sm, une hauteur H22, mesurée, selon la direction radiale ZZ’, entre un sommet de cavité interne 71 et un fond de cavité interne 72 radialement intérieur au fond de cavité externe 62, et une longueur L2, mesurée, selon la ligne moyenne Lm, au niveau du fond de la cavité interne 72. Sur la figure 2 sont représentées deux demi-cavités internes 7 de longueur L2/2. Chaque canal de liaison 8 a, dans la surface moyenne Sm, une hauteur H3, mesurée, selon la direction radiale ZZ’, entre un sommet de canal de liaison 81 et un fond de canal de liaison 82, à la jonction circonférentielle entre la cavité externe 6 et le canal de liaison 8, et une longueur L3, mesurée, selon la ligne moyenne Lm, entre la cavité externe 6 et la cavité interne 7, non nulle. En outre la découpure complexe 5 a, dans la surface moyenne Sm, une hauteur H, mesurée, selon la direction radiale ZZ’, entre la surface de roulement 2 et le fond de cavité interne 72. La hauteur H11 de chaque cavité externe 6 est au moins égale à la moitié de la hauteur H de la découpure complexe 5. Conformément à l’invention, la hauteur H3 de chaque canal de liaison 8 est au plus égale au tiers de la hauteur H de la découpure complexe 5. Dans le mode de réalisation représenté, la cavité externe 6 a un fond de cavité externe 62 prolongé radialement vers l’intérieur par une incision 63 jusqu’à une surface de fond 10 passant par le fond de cavité interne 72. De plus chaque cavité interne 7 a un sommet de cavité interne 71 prolongé radialement vers l’extérieur par une incision 73 jusqu’à la surface de roulement 2.

[0035] Les inventeurs ont plus particulièrement étudié cette invention pour un pneumatique de dimension 13 R 22.5 destiné à équiper un essieu directeur pour un véhicule poids lourd à usage mixte et à porter une charge égale à 4000 kg avec une pression de gonflage égale à 8.75 bars, selon le « Standards Manual 2020 » de la norme E.T.R.T.O.

[0036] Le tableau 1 ci-dessous présente les caractéristiques de la bande de roulement testée :

[Tableau 1]