Titre : architecture optimisée de pneumatique de type poids -lourd ou génie civil

[001] La présente invention a pour objet un pneumatique radial, destiné à équiper un véhicule lourd de type poids-lourd ou génie civil, et concerne plus particulièrement l’armature de sommet d’un tel pneumatique.

[002] Les pneumatiques radiaux destinés à équiper un véhicule lourd de type poids- lourd ou génie civil, sont désignés au sens de la norme de la European Tyre and Rim Technical Organisation (Organisation technique européenne du pneu et de la jante) ou ETRTO.

[003] Par exemple un pneumatique radial pour véhicule lourd de type génie civil, au sens de la norme de la European Tyre and Rim Technical Organisation (Organisation technique européenne du pneu et de la jante) ou ETRTO, est destiné à être monté sur une jante dont le diamètre est au moins égal à 25 pouces. Bien que non limitée à ce type d’application, l’invention est décrite pour un pneumatique radial de grande dimension destiné à être monté sur un dumper, notamment des véhicules de transport de matériaux extraits de carrières ou de mines de surface, par l’intermédiaire d’une jante dont le diamètre est au moins égal à 35 pouces et peut atteindre 57 pouces, voire 63 pouces. Les pneumatiques poids-lourd considérés sont destinés à être monté sur une jante dont le diamètre est au moins égal à 19.5 pouces

[004] Un pneumatique ayant une géométrie de révolution par rapport à un axe de rotation, la géométrie du pneumatique est généralement décrite dans un plan méridien contenant l’axe de rotation du pneumatique. Pour un plan méridien donné, les directions radiale, axiale et circonférentielle désignent respectivement les directions perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique, parallèle à l’axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire au plan méridien. La direction circonférentielle est tangente à la circonférence du pneumatique.

[005] Dans ce qui suit, les expressions «radialement intérieur», respectivement «radialement extérieur» signifient «plus proche », respectivement «plus éloigné de l’axe de rotation du pneumatique». Par « axialement intérieur », respectivement « axialement extérieur », on entend « plus proche », respectivement « plus éloigné du plan équatorial du pneumatique », le plan équatorial du pneumatique étant le plan passant par le milieu de la surface de roulement et perpendiculaire à l’axe de rotation. Par « un élément A axialement intérieur à un élément B d’une distance axiale D », on entend que l’élément A est plus proche du plan équateur que l’élément B et que la distance axiale entre les deux éléments est égale à la distance D. Ce type de phrase est généralisable avec la direction radiale et circonférentielle et la position extérieure versus intérieure, de l’un ou l’autre des éléments.

[006] De façon générale un pneumatique comprend une bande de roulement, destinée à venir en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement, dont les deux extrémités axiales sont reliées par l’intermédiaire de deux flancs à deux bourrelets assurant la liaison mécanique entre le pneumatique et la jante sur laquelle il est destiné à être monté.

[007] Un pneumatique radial comprend en outre une armature de renforcement, constituée d’une armature de sommet, radialement intérieure à la bande de roulement, et d’une armature de carcasse, radialement intérieure à l’armature de sommet.

[008] L’armature de carcasse d’un pneumatique radial pour véhicule lourd de type génie civil ou poids-lourd, comprend habituellement au moins une couche de carcasse comprenant des renforts métalliques, enrobés par un matériau polymérique de type élastomère ou élastomérique, obtenu par mélangeage et appelé mélange d’enrobage. Une couche de carcasse comprend une partie principale, reliant les deux bourrelets entre eux et s’enroulant généralement, dans chaque bourrelet, de l’intérieur vers l’extérieur du pneumatique autour d’un élément de renforcement circonférentiel le plus souvent métallique appelé tringle, pour former un retournement. Les renforts métalliques d’une couche de carcasse sont sensiblement parallèles entre eux et forment, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 85° et 95°.

[009] L’armature de sommet d’un pneumatique radial pour véhicule de type poids-lourd ou génie civil, comprend une superposition de couches de sommet s’étendant circonférentiellement, radialement à l’extérieur de l’armature de carcasse. Chaque couche de sommet est constituée de renforts généralement métalliques, parallèles entre eux et enrobés par un matériau polymérique de type élastomère ou mélange d’enrobage.

[010] Un renfort métallique est caractérisé mécaniquement par une courbe représentant la force de traction (en N), appliquée au renfort métallique, en fonction de son allongement relatif (en %), dite courbe force-allongement. De cette courbe force- allongement sont déduites des caractéristiques mécaniques en traction du renfort métallique, telles que l’allongement structural As (en %), l’allongement total à la rupture At (en %), la force à la rupture Fm (charge maximale en N) et la résistance à la rupture Rm (en MPa), ces caractéristiques étant mesurées selon la norme ASTM D 2969-04 de 2014.

[011] L'allongement total At du renfort métallique est, par définition, la somme de ses allongements structural, élastique et plastique (At = As + Ae + Ap) et particulièrement à la rupture où chacun des allongements est non nul. L’allongement structural As résulte du positionnement relatif des fils métalliques constitutifs du renfort métallique sous un faible effort de traction. L’allongement élastique Ae résulte de l’élasticité même du métal des fils métalliques, constituant le renfort métallique, pris individuellement, le comportement du métal suivant une loi de Hooke. L’allongement plastique Ap résulte de la plasticité, c’est-à-dire de la déformation irréversible, au- delà de la limite d’élasticité, du métal de ces fils métalliques pris individuellement. Ces différents allongements ainsi que leurs significations respectives, bien connus de l’homme du métier, sont décrits, par exemple, dans les documents US5843583, W02005/014925 et W02007/090603.

[012] On définit également, en tout point de la courbe force-allongement d’un renfort métallique, un module en extension, exprimé en GPa, qui représente la pente de la droite tangente à la courbe force-allongement en ce point. En particulier, on appelle module élastique en extension ou module d’ Young, le module en extension de la partie linéaire élastique de la courbe force-allongement.

[013] Parmi les renforts métalliques, on distingue usuellement les renforts métalliques élastiques, tels que ceux utilisés dans les couches de protection, et les renforts métalliques non extensibles ou inextensibles. [014] Un renfort métallique élastique, dans son état gommé issu du pneumatique, est caractérisé par un allongement structural As au moins égal à 0.3% et un allongement total à rupture At au moins égal à 2.5%. En outre, un renfort métallique élastique a un module élastique en extension au plus égal à 150 GPa, et compris usuellement entre 40 GPa et 130 GPa.

[015] Un renfort métallique inextensible est caractérisé par un allongement total At, sous une force de traction égale à 10% de la force à rupture Fm, au plus égal à 0.3%. Par ailleurs, un renfort métallique non extensible a un module élastique en extension compris usuellement entre 150 GPa et 200 GPa.

[016] Parmi les couches de sommet, on distingue usuellement les couches de protection, constitutives de l’armature de protection et radial ement les plus à l’extérieur, comprenant des éléments de renforcement (ou renforts) élastiques et les couches de travail comprenant des éléments de renforcement inextensibles, constitutives de l’armature de travail et radialement comprises entre l’armature de protection et l’armature de carcasse.

[017] L’armature de protection, comprenant au moins une couche de protection, protège essentiellement les couches de travail des agressions mécaniques ou physicochimiques, susceptibles de se propager à travers la bande de roulement radialement vers l’intérieur du pneumatique.

[018] L’armature de protection comprend pour un pneumatique de type génie civil souvent deux couches de protection, radialement superposées, formées de renforts métalliques élastiques, parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante, en formant, avec la direction circonférentielle, des angles au moins égaux à 15° et souvent une seule pour un pneumatique de type poids-lourd.

[019] L’armature de travail, comprenant au moins deux couches de travail, a pour fonction de ceinturer le pneumatique et de lui conférer de la rigidité et de la tenue de route. Elle reprend à la fois des sollicitations mécaniques de gonflage, générées par la pression de gonflage du pneumatique et transmises par l’armature de carcasse, et des sollicitations mécaniques de roulage, générées par le roulage du pneumatique sur un sol et transmises par la bande roulement. Elle doit en outre résister à l’oxydation et aux chocs et perforations, grâce à sa conception intrinsèque et à celle de l’armature de protection.

[020] L’armature de travail comprend usuellement deux couches de travail, radialement superposées, formées de renforts métalliques non extensibles, parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante, en formant, avec la direction circonférentielle, des angles au plus égaux à 60°, et, de préférence, au moins égaux à 15° et au plus égaux à 45°. Pour diminuer les cisaillements des composés caoutchouteux, ou mélanges caoutchouteux ; aux extrémités axiales des couches de travail, il est usuel de décaler axialement la position desdites extrémités l’une par rapport à l’autre. L’armature de sommet comporte donc usuellement une couche de travail de plus grande largeur axiale et une couche de travail de plus petite largeur axiale. Les cisaillements des composés caoutchouteux sont maximaux à l’extrémité de la couche de travail de plus petite largeur axiale. En effet ces cisaillements maximaux dus aux déplacements de l’extrémité de la couche de travail de plus petite largeur axiale se répartissent sur l’épaisseur radiale de composés caoutchouteux entre la couche de travail de plus petite largeur axiale et la couche de travail de plus grande largeur axiale. Ces cisaillements sont amplifiés par les déformations de la couche de travail de plus grande largeur axiale. En effet, étant donné l’angle des renforts métalliques croisés avec les renforts métalliques de la couche de travail de plus petite largeur, la couche de travail de plus grande largeur axiale se déforme dans une autre direction, ce qui augmente les déformations des composés caoutchouteux. Ces maximas de cisaillements sont généralement diminués en ajoutant une gomme de découplage entre l’extrémité de la couche de travail de plus petite largeur axiale et la couche de travail de plus grande largeur axiale. L’extrémité de la couche de travail de plus grande largeur axiale est également soumise à de forts cisaillements mais généralement de moindre amplitude étant donné que pour cette extrémité, l’épaisseur des composés caoutchouteux est plus importante et les déformations ne sont plus amplifiées par la présence de l’autre couche de travail.

[021] Pour diminuer les sollicitations mécaniques de gonflage et de roulage transmises à l’armature de travail et les cisaillements du mélange caoutchouteux qui les recouvre, il est connu de disposer, radialement à l’extérieur de l’armature de carcasse, une armature de frettage. L’armature de frettage, dont la fonction est de reprendre au moins en partie les sollicitations mécaniques de gonflage, améliore l’endurance de l’armature de sommet par une rigidification de l’armature de sommet. L’armature de frettage peut être positionnée radialement à l’intérieur de l’armature de travail, entre les deux couches de travail de l’armature de travail, ou radialement à l’extérieur de l’armature de travail.

[022] Dans les applications de type poids-lourd, l’armature de frettage comprend souvent une couche de frettage constitué par l’enroulement d’un élément de renforcement.

[023] Dans les applications de type génie Civil, l’armature de frettage peut comprendre deux couches de frettage, radialement superposées, formées de renforts métalliques, parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante, en formant, avec la direction circonférentielle, des angles au plus égaux à 10°. Pour réaliser les couches de frettage, sur des pneumatiques de génie civil de grand diamètre, l’enroulement d’une couche d’éléments de renforcement discontinus dont les extrémités vont d’un bord axial de la couche à l’autre formant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 7 et 9° est souvent préféré à l’enroulement d’une bande étroite de quelques éléments de renforcement continus formant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 0° et 5° pour des raisons de productivité. Dans les deux cas, les couches de frettage sont de plus petite largeur axiale que la couche de travail de plus petite largeur axiale. En effet les sollicitations dues au roulage en extrémité des couches de travail sont très élevées en traction et compression et amènent à la rupture des renforts métalliques inextensibles disposés autour des extrémités dont les angles formés avec la direction circonférentielle sont inférieurs à 15°. Le document WO2019/202239, divulgue une architecture usuelle des pneumatiques de génie civil comprenant deux couches de frettage d’éléments de renforcement rigides, radialement intérieures à deux couches de travail d’éléments de renforcement rigides radialement intérieures à des couches de protection élastiques, les deux couches de frettage étant de largeur axiale sensiblement inférieure à la largeur axiale des couches de travail. Ce document présente une optimisation des couches de protection afin d’améliorer la résistance aux agressions sommet que subissent les pneumatiques de génie civil. En effet les pneumatiques de génie civil et particulièrement ceux utilisés en mine de surface, sont soumis à des agressions généralement au voisinage des fronts de taille où le minerai est plus saillant. Au fur et à mesure que la bande de roulement s’use, l’impact de la rigidité d’enfoncement du bloc sommet sur les coupures de la bande de roulement se fait sentir. Si l’optimisation proposée dans l’état de l’art a son intérêt, sa rigidité circonférentielle importante amenée principalement par les couches de frettage et majoritairement au centre su sommet favorise les coupures de la bande de roulement et son usure irrégulière au centre et parfois la perforation totale du bloc sommet. Il est bien connu de l’homme du métier qu’augmenter l’angle moyen des couches de frettage au-delà de 15° permet de baisser la rigidité du sommet mais cela réduit d’autant l’endurance en favorisant les fissurations aux extrémités des couches de travail, mais aussi en extrémité des couches de frettage elles-mêmes.

[024] Ces problèmes de l’agression sommet se retrouvent mais à des niveaux moindres pour les pneumatiques poids-lourd, l’agression sommet générant davantage de l’arrachement de la bande de roulement que de l’usure.

[025] Les inventeurs se sont donnés pour objectif pour un pneumatique de génie civil ou poids-lourd, de conserver une bonne endurance notamment aux extrémités des couches de sommet, d’ améliorer la résistance aux perforations en diminuant la rigidité circonférentielle au centre tout en conservant une action de frettage efficace et pour les pneumatiques de génie civil d’améliorer l’usure due aux agressions.

[026] Cet objectif a été atteint, selon l’invention, par un pneumatique radial pour véhicule lourd de type poids lourd ou génie civil comprenant

• une armature de sommet, radialement Pneumatique radial pour véhicule lourd de type poids lourd ou génie civil comprenant

• une armature de sommet, radialement intérieure à une bande de roulement et radialement extérieure à une armature de carcasse,

• Un plan médian perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique et passant par le milieu de la bande de roulement,

• l’armature de sommet comprenant, une armature de travail, • l’armature de travail comprenant au moins deux couches de travail comprenant chacune des éléments de renforcement métalliques enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux, formant, avec la direction circonférentielle (XX’), un angle au moins égal à 15° et au plus égal à 45°, lesdits éléments de renforcement métalliques étant croisés d’une couche de travail à la suivante,

• l’armature de sommet comprenant une armature de frettage comprenant au moins une couche de frettage, chaque couche de frettage comprenant des éléments de renforcement métalliques enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux, et comprenant deux extrémités axiales de part et d’autre du plan médian,

• les éléments de renforcement de chaque couche de frettage formant avec la direction circonférentielle, à ses deux extrémités axiales des angles, de même orientation, et de valeurs absolues au plus égales à 10°,

• l’angle formé par les éléments de renforcement métalliques d’une couche de frettage avec la direction circonférentielle (XX’), étant variable d’une extrémité axiale de ladite couche de frettage à l’autre extrémité axiale, et a une valeur absolue maximale à une distance axiale du plan médian au plus égale à 15% de la largeur axiale de ladite couche de frettage,

• la valeur absolue maximale dudit angle étant au moins égale à la moyenne des valeurs absolues des angles formés par les éléments de renforcement métalliques de ladite couche de frettage avec la direction circonférentielle (XX’) aux deux extrémités axiales de ladite couche de frettage, plus 10°.

[027] La solution mise en œuvre permet de mieux équilibrer axialement les rigidités circonférentielles en maintenant la rigidité à proximité des extrémités axiales des couches de travail et en la diminuant au centre. Les inventeurs sont partis du constat que les rigidités circonférentielles sont trop élevées au centre en raison des couches de frettage. Sur certains pneumatiques les couches de frettage sont à l’origine de 5 septièmes de la rigidité circonférentielle au centre. De manière contre -intuitive compte tenu de la rigidité des éléments de renforcement des couches de frettage, l’invention consiste à modifier la rigidité d’au moins une couche de frettage au centre et de conserver leur fonctionnement à l’identique sur leurs extrémités axiales, en modifiant l’angle au centre formé par les éléments de renforcement avec la direction circonférentielle d’au moins une couche de frettage.

[028] Les pneumatiques de génie civil de référence considérés ont usuellement deux couches de frettage radialement intérieures à deux couches de travail, elles -mêmes radialement intérieures à deux couches de protection. Les couches de frettage des pneumatiques de génie civil de référence considérés sont constituées d’éléments de renforcement métalliques parallèles entre eux, enrobés d’une composition de caoutchouc, allant de manière continue d’une extrémité axiale de la couche de frettage à l’autre, et faisant un angle sensiblement constant avec la direction circonférentielle, au plus égal à 10° pour permettre un frettage efficace. L’invention consiste à modifier l’angle des éléments de renforcement d’au moins une couche de frettage, autour du centre du pneumatique, de telle sorte que :

• les éléments de renforcement métalliques d’au moins une couche de frettage, forment avec la direction circonférentielle (XX’), un angle variant d’une extrémité axiale de ladite couche de frettage à l’autre extrémité axiale,

• l’angle formé par les éléments de renforcement métalliques de ladite couche de frettage avec la direction circonférentielle (XX’), ayant une valeur absolue maximale (Am) à une distance axiale du plan médian au plus égale à 15% de la largeur axiale de ladite couche de frettage, le maximum coïncidant approximativement avec le centre de la couche de frettage afin de diminuer la rigidité précisément là où cela est souhaité,

• la valeur absolue maximale dudit angle étant au moins égal à la moyenne des valeurs absolues des angles formés par les éléments de renforcement métalliques de ladite couche de frettage avec la direction circonférentielle (XX’) aux deux extrémités axiales de ladite couche de frettage plus 10°.

Ces conditions permettent sur une couche de frettage à angle variable de baisser la rigidité circonférentielle de l’armature de sommet au centre autour de 20%. La même modification sur deux couches de frettage permet une baisse de la rigidité de 40%.

[029] Ainsi une solution préférée, pour un pneumatique dont l’armature de sommet comprend au moins deux couches de frettage, est que les angles formés par les éléments de renforcement métalliques desdites au moins deux couches de frettage avec la direction circonférentielle (XX’), soient variables d’une extrémité axiale à l’autre de chaque couche de frettage, aient une valeur absolue maximale à une distance axiale du plan médian au plus égale à 15% de la largeur axiale de ladite couche de frettage considérée, et que les valeurs absolues maximales desdits angles soient au moins égales à la moyenne des valeurs absolues des angles formés par les éléments de renforcement métalliques de la couche de frettage considérée avec la direction circonférentielle (XX’) aux deux extrémités axiales de ladite couche de frettage, plus 10°. Pour un pneumatique ayant deux couches de frettage, dont les angles sont variables, si chaque valeur absolue maximale desdits angles est au moins égale à la moyenne des valeurs absolues des angles formés par les éléments de renforcement métalliques de la couche de frettage considérée avec la direction circonférentielle (XX’) aux deux extrémités axiales de la couche de frettage considérée plus 16°, la baisse de la rigidité totale de l’armature de sommet au centre est au moins égale à 50%, et pour plus 25° respectivement la baisse de la rigidité totale de l’armature de sommet au centre est au moins égale à 65%.

[030] Il est avantageux que l’armature de sommet comporte deux couches de frettage pour des raisons de temps de cycles de fabrication et d’équilibre de l’architecture sommet, les angles formés par les éléments de renforcement des deux couches de frettage étant de signes opposés.

[031] Une solution préférée est que les valeurs absolues des angles (Ael, Ae2) formés par les éléments de renforcement métalliques de chaque couche de frettage avec la direction circonférentielle (XX’), aux deux extrémités axiales, soient au moins égales à 5°. En deçà les couches de frettage sont constituées d’un enroulement d’un élément de renforcement ou d’une bande d’éléments de renforcement pour lesquels il est complexe de faire varier l’angle des éléments de renforcement d’une extrémité axiale de la couche de frettage considérée à son autre extrémité axiale. Dans ce cas il existe une extrémité de l’élément de renforcement à chaque extrémité axiale de la couche de frettage considérée. Pour des angles au moins égaux à 5°, les couches de frettage constituées par de très nombreux éléments de renforcement distant des éléments de renforcement adjacents d’un pas circonférentiel sensiblement constant aux tolérances de fabrication près, chaque élément de renforcement ayant une extrémité axiale à chaque extrémité axiale de la couche de frettage. Dans ce cas pour faire varier l’angle des éléments de renforcement depuis une extrémité axiale de la couche de frettage à l’autre, il suffit par exemple de préparer les couches de frettage sur un anneau rigide et d’effectuer des rotations autour de l’axe de rotation du tambour entre la zone centrale de la couche de frettage et les zones axiales, tout en écartant les zones axiales l’une de l’autre.

[032] Une solution avantageuse pour protéger les couches de frettage des agressions est que chaque couche de frettage soit radialement intérieure aux couches de travail.

[033] Préférentiellement les éléments de renforcement métalliques des couches de travail ont un module en extension au moins égal à 150 GPa, ce qui correspond à des éléments de renforcement des couches de travail inextensibles qui ont d’excellentes performances en endurance.

[034] Une solution préférée est que l’armature de sommet comprenne deux couches de protection, radialement extérieures aux couches de travail, comprenant chacune des éléments de renforcement métalliques enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux, formant, avec la direction circonférentielle (XX’), un angle au moins égal à 15° et au plus égal à 45°, lesdits éléments de renforcement métalliques étant croisés d’une couche de protection à la suivante, et ayant un module en extension au plus égal à 150 GPa. La présence de couches de protection dont les éléments de renforcement sont élastiques, améliore très sensiblement la performance des pneumatiques de génie civil ou poids-lourd à la perforation par des cailloux.

[035] Avantageusement pour protéger les extrémités des couches de travail du martellement contre les cailloux des pistes de roulage, la couche de protection la plus radialement intérieure est la couche de l’armature de sommet de plus grande largeur axiale.

[036] Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures 1 et 2 schématiques et non représentées à l’échelle, en référence à un pneumatique de dimension 59/80 R63: La figure 1 représente une coupe méridienne d’un sommet de pneumatique de génie civil et la figure 2 une portion d’une couche de frettage à angle variable.

[037] La figurel présente une vue écorchée en perspective du sommet d’un pneumatique présentant :

-une bande de roulement 10,

-des flancs 20, -une armature de carcasse 30, comprenant une couche de carcasse dont les renforts forment un angle proche de 90° avec la direction circonférentielle XX’, -une armature de frettage 40, comprenant deux couches de frettage 41 et 42, -une armature de travail 50, comprenant deux couches de travail 51 et 52, et radial ement extérieure à l’armature de frettage 40, -une armature de protection 60, comprenant deux couches de protection 61 et 62.

[038] Dans l’état de l’art, les angles formés par les éléments de renforcement des différentes couches de sommet avec la direction circonférentielle sont sensiblement constants aux variations de fabrication près. En effet lors du moulage du pneumatique, les éléments de renforcement se déforment et leurs angles peuvent varier légèrement d’une position axiale à l’autre. Dans le pneumatique selon l’invention, dans au moins une couche de frettage, l’angle formé par les éléments de renforcement avec la direction circonférentielle varie d’une extrémité axiale de la couche de frettage considérée à l’autre d’au moins 10°. Pour des questions de lisibilité cette variation n’est pas représentée sur la figure 1.

[039] La figure 2 représente une portion de la couche de frettage 41 à angle variable à plat, d’une largeur axiale Lcf comprenant des éléments de renforcement 411 parallèles entre eux, à savoir équidistants d’une distance circonférentielle constante aux variations de fabrication près. Les angles des éléments de renforcement 411 de la couche de frettage 41 varient d’une valeur Ael à une extrémité axiale 412 de la couche de frettage 41 vers une valeur Ae2 à l’autre extrémité axiale 413, sensiblement identique ici, en passant par une valeur maximale Am dans une zone centrale de la couche de frettage. Cette zone est d’une largeur axiale au plus égale à 30% de Lcf, le maximum étant au plus distant du plan médian (M) d’une distance axiale au plus égale à 15% de Lcf. Les angles varient ici depuis 8° en extrémité axiale de la couche de frettage à 37° environ au centre. Une telle variation peut être obtenue à partir d’une couche de frettage à angle constant de 8° à laquelle on a fait subir un déplacement relatif d’une extrémité par rapport à l’autre à la fois circonférentiel et axial.

[040] Les angles Ael, Ae2, et les angles de différentes couches de sommet sont mesurées par des procédés bien connus de l’homme de l’art soit par des moyens de contrôles non destructifs soit en coupant le pneumatique et en accédant aux différentes couches de sommet. Il en est de même pour la mesure des largeurs axiales des différentes couches de sommet mesurées usuellement sur une coupe méridienne. Sauf si la position axiale de la mesure est précisée, comme pour les couches de frettage à angle variable, les mesures des angles sont de préférence faites au centre de la couche de sommet considérée - le plus souvent au plan médian - ou au centre de la partie axiale considérée pour se donner une valeur de référence, l’angle mésuré pouvant varier légèrement avec la position axiale de la mesure.

[041] L’invention est comparée à un pneumatique témoin du marché (« Michelin 59/80R63 XDR3 MB4 ») de même dimension, dont le sommet est composé de deux couches de frettage radialement intérieures à deux couches de travail radialement intérieures à deux couches de protection. Les éléments de renforcement des couches de frettage forment des angles de 8 et -8°. Ils sont inextensibles en 77.35, soit 77 fils d’acier de 35 centièmes de millimètres de diamètre, pour un module d’extension, mesuré sur un câble prélevé du pneumatique, égal à 178 GPa , disposés selon un pas de 6.4 mm. Les éléments de renforcement des couches de travail forment des angles de -33 et 24°. Ils sont inextensibles. Les éléments de renforcement des couches de protection sont extensibles et forment des angles de -33 et 33°.

[042] Les pneumatiques témoin et selon l’invention sont identiques excepté les couches de frettage. Ils ont la même sculpture et les mêmes renforts pour la couche de carcasse, les couches de protection et les couches de travail et les mêmes composés caoutchouteux pour les différentes parties des pneumatiques.

[043] L’invention a été simulée sur des outils de calcul. Les simulations permettent d’évaluer les sollicitations mécaniques et thermiques sur des pneumatiques par la technique des éléments finis en grand déplacement et grande déformation en tenant compte des caractéristiques mécaniques et hystérétiques des matériaux.

[044] L’objectif de l’invention est de diminuer la rigidité circonférentielle au centre afin d’améliorer l’usure et la résistance aux agressions et aux perforations. La baisse de la rigidité est estimée à partir de la déformation du bloc sommet sous l’effet d’une augmentation de pression. Les deux couches de frettage sont avec des angles variables, les angles aux extrémités axiales des couches de frettage ayant une valeur absolue égale à 8° comme les pneumatiques de référence. La rigidité au centre du sommet est divisée par un facteur 3.3, quand la valeur absolue de l’angle maximal au centre des couches de frettage est égale à 33, divisée par 2.3 quand la valeur absolue de l’angle maximal au centre des couches de frettage est égale à 24 et divisée par 1.4 quand la valeur absolue de l’angle maximal au centre des couches de frettage est égale à 18. La rigidité aux extrémités des couches de sommet est maintenue à la même valeur que pour les pneumatiques de référence. La rigidité moyenne de l’armature de sommet est suffisante pour la reprise des efforts de roulage. Cette baisse de rigidité au centre doit permettre un gain en perforation de l’invention d’entre 20% et 40% suivant les angles maximaux au centre des couches de frettage et la baisse de la rigidité choisie et doit aider à résoudre les problèmes d’usure irrégulière due à la trop grande rigidité du centre du pneumatique témoin de génie civil.

[045] Concernant l’endurance du sommet, les coefficients de sécurité (Résistance à la rupture du câble sur sollicitations maximales) des éléments de renforcement de l’ensemble des couches de sommet sont au moins égaux au coefficient de sécurité minimal du pneumatique témoin. De même les sollicitations des compositions de caoutchouc au niveau des extrémités des couches de travail sont sensiblement identiques grâce aux parties axiales des couches de frettage. De ce point de vue, les inventeurs s’attendent à une performance en endurance au moins égale à celle du témoin. La masse des pneumatiques témoins et selon l’invention sont équivalentes.

[046] L’ensemble de ces performances démontre l’intérêt de l’invention.