[001] L'invention concerne les câbles multi-torons utilisables notamment pour le renforcement de pneumatiques, particulièrement de pneumatiques pour véhicules industriels lourds.

[002] Un pneumatique à armature de carcasse radiale comprend une bande de roulement, deux bourrelets inextensibles, deux flancs reliant les bourrelets à la bande de roulement et une ceinture, ou armature de sommet, disposée circonférentiellement entre l'armature de carcasse et la bande de roulement. Cette armature de sommet comprend plusieurs nappes de caoutchouc, éventuellement renforcées par des éléments de renfort tels que des câbles ou des monofilaments, de type métallique ou textile.

[003] L'armature de sommet comprend généralement au moins deux nappes de sommet superposées, dites parfois nappes de travail" ou nappes croisées, dont les éléments de renfort, en général métalliques, sont disposés pratiquement parallèles les uns aux autres à l'intérieur d'une nappe, mais croisés d'une nappe à l'autre, c'est-à- dire inclinés, symétriquement ou non, par rapport au plan circonférentiel médian, d'un angle qui est généralement compris entre 10° et 45°. Les nappes de travail comprennent généralement des éléments de renfort présentant un très faible allongement de façon à assurer leur fonction de guidage du pneumatique.

[004] L'armature de sommet peut également comprendre diverses autres nappes ou couches de caoutchouc auxiliaires, de largeurs variables selon les cas, comportant ou non des éléments de renfort. On citera à titre d'exemple des nappes dites de protection chargées de protéger le reste de la ceinture des agressions externes, des perforations, ou encore des nappes dites de frettage comportant des éléments de renfort orientés sensiblement selon la direction circonférentielle (nappes dites à zéro degré), qu'elles soient radialement externes ou internes par rapport aux nappes de travail. Les nappes de protection comprennent généralement des éléments de renfort présentant un allongement élevé de façon à se déformer sous l'effet d'une contrainte exercée par un indenteur, par exemple un rocher.

[005] On connaît de l'état de la technique un élément de renfort de nappe de travail comprenant un câble métallique multi-torons à deux couches de structure 189.23. Ce câble comprend une couche interne du câble constituée d'un toron interne et une couche externe du câble constituée de 6 torons externes enroulés en hélice autour de la couche interne du câble. [006] Chaque toron interne et externe comprend une couche interne du toron constituée de 3 fils internes, une couche intermédiaire constituée de 9 fils et une couche externe du toron constituée de 15 fils externes. Chaque fil présente un diamètre égal à 0,23 mm.

[007] Un pneumatique de véhicule industriel lourd, notamment de génie civil, est soumis à de nombreuses agressions. En effet, le roulage de ce type de pneumatique se fait habituellement sur un revêtement accidenté conduisant parfois à des perforations de la bande de roulement. Ces perforations permettent l'entrée d'agents corrosifs, par exemple l'air et l'eau, qui oxydent les éléments de renfort métalliques de l'armature de sommet, notamment des nappes de sommet, et réduisent considérablement la durée de vie du pneumatique.

[008] Une solution pour augmenter la durée de vie du pneumatique est de lutter contre la propagation de ces agents corrosifs. On peut ainsi prévoir de recouvrir chaque couche interne et intermédiaire de gomme lors de la fabrication du câble. Lors de ce procédé, la gomme présente pénètre dans les capillaires présents entre chaque couche de chaque toron et empêche ainsi la propagation des agents corrosifs. De tels câbles, généralement appelés câbles gommés in situ, sont bien connus de l'état de la technique.

[009] Une autre solution pour augmenter la durée de vie du pneumatique est d'augmenter la force à rupture du câble 189.23. Généralement, on augmente la force à rupture en augmentant le diamètre des fils constituant le câble et/ou le nombre de fils et/ou la résistance unitaire de chaque fil. Toutefois, augmenter davantage le diamètre des fils, par exemple au-delà de 0,50 mm, entraine nécessairement une baisse de la flexibilité du câble ce qui n'est pas souhaitable, augmenter le nombre de fils entraine la plupart du temps une baisse de la pénétrabilité des torons par le caoutchouc et augmenter la résistance unitaire de chaque fil nécessite des investissements importants dans les installations de fabrication des fils.

[010] L'invention a pour but un câble présentant une force à rupture et une pénétrabilité améliorée par rapport au câble 189.23.

[011] A cet effet, l'invention a pour objet un câble métallique multi-torons à deux couches comprenant :

- une couche interne du câble constituée d'un toron interne,

- une couche externe du câble constituée de L>1 torons externes,

chaque toron interne et externe comprenant :

- une couche interne de toron interne et externe respectivement constituée de Q et Q' fil(s) interne(s), - une couche intermédiaire du toron interne et externe respectivement constituée de M et M' fils intermédiaires, et

- une couche externe du toron interne et externe respectivement constituée de N et N' fils externes,

dans lequel :

- le diamètre Dl du toron interne est supérieur au diamètre DE de chaque toron externe,

- la couche externe du toron interne est insaturée, et

- la couche externe de chaque toron externe est insaturée.

[012] Le câble selon l'invention présente une force à rupture et une pénétrabilité améliorée par rapport au câble 189.23. Ces deux buts sont atteints de façon synergique comme expliqué ci-dessous.

[013] Préalablement, il est nécessaire de rappeler que, dans le câble 189.23 de l'état de la technique, les torons externes sont jointifs et forment ainsi une voûte autour du toron interne conférant au câble une force à rupture relativement élevée. Rompre cette voûte, entraine généralement une baisse de la force à rupture. En effet, en supprimant la voûte autour du toron interne, les fils externes de chaque toron externe viennent, lors de la traction du câble, exercer une force radiale dirigée vers l'intérieur du câble sur les fils externes du toron interne alors que la voûte permettait une répartition de cette force à la fois selon une composante longitudinale entre les torons externes et selon une composante radiale entre les torons externes et le toron interne.

[014] Dans l'invention, grâce à la caractéristique DI>DE, le câble selon l'invention présente des espaces entre les torons externes permettant le passage de la gomme. Bien que l'on casse la voûte précédemment décrite, dans le câble selon l'invention, la haute pénétrabilité des torons externes rendue possible par l'insaturation de la couche externe des torons externes permet à la gomme ayant pénétré d'une part, entre les torons externes et, d'autre part, entre les torons externes et le toron interne, de restaurer au moins partiellement la voûte et donc de limiter la perte de force à rupture du câble. En outre, cette caractéristique permet à la gomme de s'infiltrer entre les couches externes des torons interne et externes de façon à créer un matelas de gomme absorbant au moins partiellement la composante radiale de la force entre les torons interne et externes.

[015] Par définition, une couche insaturée de fils est telle qu'il existe suffisamment de place dans cette couche pour y ajouter au moins un (P+1 )ième fil du même diamètre que les P fils de la couche, plusieurs fils pouvant alors être au contact les uns des autres. [016] En outre, grâce à l'insaturation de la couche externe du toron interne, on favorise la pénétrabilité du toron interne par la gomme tout en maintenant une force à rupture satisfaisante. En effet, le couche externe du toron interne étant insaturée, on pourrait craindre que les pressions s'exerçant sur chaque fil de cette couche externe soient trop élevées et réduisent la force à rupture du câble. Toutefois, le matelas de gomme décrit ci-dessus limitant fortement ces pressions et n'altèrent pas ou que très peu la force à rupture par rapport au gain de résistance à la corrosion procuré par la haute pénétrabilité du toron interne.

[017] De plus, comme déjà décrit ci-dessus, l'insaturation de la couche externe des torons externes et la caractéristique DI>DE du câble selon l'invention, permettent d'assurer une excellente pénétrabilité de la gomme au travers des torons externes et entre les torons externes ce qui permet d'obtenir un toron interne fortement pénétré. Le câble selon l'invention est donc moins sujet à la propagation de ces agents corrosifs.

[018] La propagation des agents corrosifs du câble selon l'invention est également améliorée grâce à la caractéristique selon laquelle la couche interne de chaque toron interne et externe ne soit constituée que d'un fil. En effet, les trois fils de la couche interne du câble de l'état de la technique délimitent un capillaire central favorisant grandement la propagation des agents corrosifs.

[019] Le diamètre de chaque toron et de chaque fil peut être mesuré par observation microscopique. Le diamètre de chaque toron est égal au diamètre du cercle circonscrit au toron correspondant.

[020] Par câble métallique, on entend par définition un câble formé de fils constitués majoritairement (c'est-à-dire pour plus de 50% de ces fils) ou intégralement (pour 100% des fils) d'un matériau métallique. L'invention est préférentiellement mise en œuvre avec un câble en acier, plus préférentiellement en acier perlitique (ou ferrito- perlitique) au carbone désigné ci-après par "acier au carbone", ou encore en acier inoxydable (par définition, acier comportant au moins 11 % de chrome et au moins 50% de fer). Mais il est bien entendu possible d'utiliser d'autres aciers ou d'autres alliages.

[021] Lorsqu'un acier au carbone est utilisé, sa teneur en carbone (% en poids d'acier) est de préférence comprise entre 0,4% et 1 ,2%, notamment entre 0,5% et 1 ,1 % ; ces teneurs représentent un bon compromis entre les propriétés mécaniques requises pour le pneumatique et la faisabilité des fils. [022] Le métal ou l'acier utilisé, qu'il s'agisse en particulier d'un acier au carbone ou d'un acier inoxydable, peut être lui-même revêtu d'une couche métallique améliorant par exemple les propriétés de mise en œuvre du câble métallique et/ou de ses éléments constitutifs, ou les propriétés d'usage du câble et/ou du pneumatique eux- mêmes, telles que les propriétés d'adhésion, de résistance à la corrosion ou encore de résistance au vieillissement. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'acier utilisé est recouvert d'une couche de laiton (alliage Zn-Cu) ou de zinc.

[023] Avantageusement, la couche intermédiaire du toron interne est insaturée.

[024] Ainsi, on favorise encore davantage la pénétrabilité du toron interne et on protège le câble contre la propagation des agents corrosifs. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse lorsque le toron interne présente un capillaire central délimité par les fils de la couche interne, c'est-à-dire lorsque Q>1 et plus préférentiellement lorsque Q>2.

[025] Dans un mode de réalisation préféré, le fil interne de chaque toron externe présente un diamètre d1 ' supérieur au diamètre d2' de chaque fil intermédiaire dudit toron externe.

[026] Dans un mode de réalisation encore plus préféré, le fil interne de chaque toron externe présente un diamètre d1 ' supérieur au diamètre d3' de chaque fil externe dudit toron externe.

[027] Ainsi, dans ces deux modes de réalisation préférés, on obtient l'insaturation de la couche externe de chaque toron externe en utilisant des diamètres différents des fils selon la couche de chaque toron externe. On augmente ainsi la pénétrabilité de la gomme au travers des torons externes. On amplifie la restauration de la voûte et donc on augmente la force à rupture du câble. Cette meilleure pénétrabilité permet également de limiter davantage la propagation des agents corrosifs.

[028] De préférence, DI/DE≥1 ,05 et plus préférentiellement DI/DE≥1 ,10. Ainsi, on favorise davantage le passage de la gomme. De préférence DI/DE<1 ,20. On limite ainsi le diamètre externe du câble et donc on maximise la masse métal que l'on peut mettre dans une nappe. D'autre part, on réduit l'épaisseur de la nappe et donc réchauffement, la résistance au roulement et la masse du pneumatique.

[029] De préférence, les fils d'une même couche d'un toron prédéterminé (interne ou externe) sont sensiblement tous identiques. Avantageusement, les torons externes sont sensiblement tous identiques. Par « sensiblement identiques», on entend que les fils et les torons sont identiques aux tolérances industrielles près. [030] Dans un mode de réalisation préféré, l'assemblage constitué par les couches interne et externe du câble présente un diamètre D inférieur ou égal à 6 mm, de préférence à 5 mm et plus préférentiellement à 4,3 mm.

[031] Dans un mode de réalisation préféré, le rapport du diamètre D de l'assemblage constitué par les couches interne et externe du câble sur la distance E inter-torons moyenne de la couche externe est inférieur ou égal à 500, de préférence à 100 et plus préférentiellement à 40.

[032] Ainsi, on favorise encore davantage le passage de la gomme entre les torons externes et donc la restauration de la voûte du câble.

[033] La distance E inter-torons moyenne des torons externes est définie, sur une section du câble perpendiculaire à l'axe principal du câble, comme la plus petite distance séparant, en moyenne sur la couche externe, deux torons adjacents de la couche externe.

[034] De façon optionnelle, la couche intermédiaire de chaque toron externe est saturée.

[035] La saturation de la couche intermédiaire de chaque toron externe permet de s'assurer que chaque toron externe comprend suffisamment de fils intermédiaires et donc une force à rupture la plus élevée possible.

[036] Par définition, une couche saturée est telle qu'il n'existe pas suffisamment de place dans cette couche pour y ajouter au moins un (P+1 )ième fil du même diamètre que les P fils de la couche.

[037] De préférence, le couche intermédiaire de chaque toron externe est non- compacte ce qui permet, malgré la saturation de cette couche, le passage de la gomme.

[038] Par définition, une couche non-compacte est telle qu'il existe des espaces de passage de la gomme entre les fils de la couche.

[039] Dans un mode de réalisation, chaque fil interne du toron interne présente un diamètre d1 égal au diamètre d2 de chaque fil intermédiaire du toron interne.

[040] Dans un mode de réalisation, chaque fil interne du toron interne présente un diamètre d1 égal au diamètre d3 de chaque fil externe du toron interne.

[041] Dans un mode de réalisation, chaque fil intermédiaire de chaque toron externe présente un diamètre d2' égal au diamètre d3' de chaque fil externe dudit toron externe.

[042] Avantageusement, Q>1 et de préférence Q>2.

[043] Dans un mode de réalisation, Q=3, M=8 ou 9 et N=13 ou 14 et de préférence Q=3, M=8 et N=13. [044] De préférence, M -6 et N -11.

[045] Avantageusement, le diamètre des fils interne, intermédiaires et externes de chaque toron interne et externe va de 0,15 mm à 0,50 mm, de préférence de 0,20 mm à 0,45 mm et plus préférentiellement de 0,25 mm à 0,40 mm. De tels diamètres sont compatibles avec une utilisation en pneumatique.

[046] Dans un mode de réalisation préféré permettant une diminution des pressions de contact entre les couches externes des torons interne et externes et donc un gain de force à rupture, les couches externes de chaque toron interne et externe sont enroulées selon des sens de torsion différents. En variante, les couches externes de chaque toron interne et externe sont enroulées dans le même sens de torsion.

[047] Dans un mode de réalisation permettant d'augmenter la pénétrabilité de chaque toron, les couches intermédiaire et externe de chaque toron sont enroulées dans des sens de torsion différents. Dans un autre mode de réalisation permettant d'augmenter la force à rupture de chaque toron, les couches intermédiaire et externe de chaque toron sont enroulées dans le même sens de torsion.

[048] Pour ce qui suit, on rappelle que, de manière connue, le pas représente la longueur, mesurée parallèlement à l'axe du câble, au bout de laquelle un fil ayant ce pas effectue un tour complet autour dudit axe du câble.

[049] La distance interfils I d'une couche est définie, sur une section du câble perpendiculaire à l'axe principal du câble, comme la plus petite distance séparant, en moyenne sur ladite couche, deux fils adjacents de ladite couche.

[050] Selon des caractéristiques optionnelles indépendantes entre elles:

Le rapport d2/l2 du diamètre d2 des M fils intermédiaires du toron interne sur la distance inter-fils moyenne 12 entre les M fils intermédiaires du toron interne est tel que 2 < d2/l2 < 10 et de préférence 3 < d2/l2 < 7.

Le rapport d3/l3 du diamètre d3 des N fils externes du toron interne sur la distance inter-fils moyenne 13 entre les N fils externes du toron interne est tel que 2 < d3/l3 < 10 et de préférence 3 < d3/l3 < 7.

Le rapport d2VI2' du diamètre d2' des M' fils intermédiaires de chaque toron externe sur la distance inter-fils moyenne 12' entre les M' fils intermédiaires de chaque toron externe est tel que 5 < d2VI2' < 15 et de préférence 5 < d2VI2' < 10.

Le rapport d3VI3' du diamètre d3' des N' fils externes de chaque toron externe sur la distance inter-fils moyenne 13' entre les N' fils externes de chaque toron externe est tel que 3 < d37l3' < 10 et de préférence 4 < d37l3' < 6. [051] Un autre objet de l'invention est un pneumatique comprenant au moins un câble tel que défini ci-dessus.

[052] De préférence, le pneumatique comportant une armature de carcasse ancrée dans deux bourrelets et surmontée radialement par une armature de sommet elle- même surmontée d'une bande de roulement qui est réunie auxdits bourrelets par deux flancs, ladite armature de sommet comporte au moins un câble tel que défini ci- dessus.

[053] Dans un mode de réalisation préféré, l'armature de sommet comprend une armature de protection et une armature de travail, l'armature de travail comprenant au moins un câble tel que défini ci-dessus, l'armature de protection étant radialement intercalée entre la bande de roulement et l'armature de travail.

[054] Le câble est tout particulièrement destiné à des véhicules industriels choisis parmi des véhicules lourds tels que "Poids lourd" - i.e., métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route -, engins agricoles ou de génie civil, autres véhicules de transport ou de manutention.

[055] De manière préférentielle, le pneumatique est pour véhicule de type génie civil. Ainsi, le pneumatique présente une dimension dans laquelle le diamètre, en pouces, du siège de la jante sur laquelle le pneumatique est destiné à être monté est supérieur ou égal à 40 pouces.

[056] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels :

la figure 1 est une vue en coupe perpendiculaire à la direction circonférentielle d'un pneumatique selon l'invention ;

- la figure 2 est une vue de détails de la zone I de la figure 1 ;

la figure 3 est une vue schématique en coupe perpendiculaire à l'axe du câble (supposé rectiligne et au repos) d'un câble selon l'invention ;

la figure 4 est une photographie du câble réel selon l'invention noyé dans une matrice de caoutchouc, selon une coupe analogue à celle de la figure 3 ; et

- les figures 5 à 8 sont des photographies analogues à celles de la figure 3 de câbles témoins.

[057] EXEMPLE DE PNEUMATIQUE SELON L'INVENTION

[058] Tout intervalle de valeurs désigné par l'expression « de a à b » signifie le domaine de valeurs allant de la borne « a » jusqu'à la borne « b » c'est-à-dire incluant les bornes strictes « a » et « b ». [059] Dans les figures, on a représenté un repère X, Y, Z correspondant aux orientations habituelles respectivement axiale (X), radiale (Y) et circonférentielle (Z) d'un pneumatique.

[060] On a représenté sur les figures 1 et 2 un pneumatique selon l'invention et désigné par la référence générale 10.

[061] Le pneumatique 10 est pour véhicule lourd de type génie civil, par exemple de type « dumper ». Ainsi, le pneumatique 10 présente une dimension de type 53/80R63.

[062] Le pneumatique 10 comporte un sommet 12 renforcé par une armature de sommet 14, deux flancs 16 et deux bourrelets 18, chacun de ces bourrelets 18 étant renforcé avec une tringle 20. Le sommet 12 est surmonté radialement d'une bande de roulement 22 réunie aux bourrelets 18 par les flancs 16. Une armature de carcasse 24 est ancrée dans les deux bourrelets 18, et est ici enroulée autour des deux tringles 20 et comprend un retournement 26 disposé vers l'extérieur du pneumatique 20 qui est ici représenté monté sur une jante 28. L'armature de carcasse 24 est surmontée radialement par l'armature de sommet 14.

[063] L'armature de carcasse 24 comprend au moins une nappe de carcasse 30 renforcée par des câbles de carcasse radiaux (non représentés). Les câbles de carcasse sont agencés sensiblement parallèlement les uns aux autres et s'étendent d'un bourrelet 18 à l'autre de manière à former un angle compris entre 80° et 90° avec le plan circonférentiel médian M (plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique qui est situé à mi-distance des deux bourrelets 18 et passe par le milieu de l'armature de sommet 14).

[064] Le pneumatique 10 comprend également une nappe d'étanchéité 32 constituée d'un élastomère (communément appelée gomme intérieure) qui définit la face radialement interne 34 du pneumatique 10 et qui est destinée à protéger la nappe de carcasse 30 de la diffusion d'air provenant de l'espace intérieur au pneumatique 10.

[065] L'armature de sommet 14 comprend, radialement de l'extérieur vers l'intérieur du pneumatique 10, une armature de protection 36 agencée radialement à l'intérieur de la bande de roulement 22, une armature de travail 38 agencée radialement à l'intérieur de l'armature de protection 36 et une armature additionnelle 40 agencée radialement à l'intérieur de l'armature de travail 38. L'armature de protection 36 est ainsi radialement intercalée entre la bande de roulement 22 et l'armature de travail 38.

[066] L'armature de protection 36 comprend des première et deuxième nappes de protection 42, 44 comprenant des éléments de renfort métalliques de protection, la première nappe 42 étant agencée radialement à l'intérieur de la deuxième nappe 44. De façon optionnelle, les éléments de renfort métalliques de protection font un angle au moins égal à 10°, de préférence allant de 10° à 35° et préférentiellement de 15° à 30° avec la direction circonférentielle Z du pneumatique.

[067] L'armature de travail 38 comprend des première et deuxième nappes de travail 46, 48, la première nappe 46 étant agencée radialement à l'intérieur de la deuxième nappe 48. Chaque nappe 46, 48 comprend au moins élément de renfort métallique de travail comprenant un câble 50 conforme à l'invention. De façon optionnelle, les éléments de renforts métalliques de travail sont croisés d'une nappe de travail à l'autre et font un angle au plus égal à 60°, de préférence allant de 15° à 40° avec la direction circonférentielle Z du pneumatique.

[068] L'armature additionnelle 40, également appelée bloc limiteur, dont la fonction est de reprendre en partie les sollicitations mécaniques de gonflage, comprend, par exemple et de façon connue en soi, des éléments de renfort métalliques additionnels, par exemple tels que décrits dans FR 2 419 181 ou FR 2 419 182 faisant un angle au plus égal à 10°, de préférence allant de 5° à 10° avec la direction circonférentielle Z du pneumatique 10.

[069] EXEMPLE DE CABLE SELON L'INVENTION

[070] On a représenté sur la figure 3 un câble 50 selon l'invention.

[071] Le câble 50 est métallique et est du type multi-torons à deux couches cylindriques. Ainsi, on comprend que les couches de torons constituant le câble 50 sont au nombre de deux. Les couches de torons sont adjacentes et concentriques. Le câble 10 est dépourvu de gomme lorsqu'il n'est pas intégré au pneumatique.

[072] Le câble 50 comprend une couche interne C1 du câble 50 ainsi qu'une couche externe C2 du câble 50. La couche interne C1 est constituée d'un unique toron interne Tl. La couche externe C2 est constituée de L>1 torons externes, c'est-à-dire plusieurs torons externes TE enroulés en hélice autour de la couche interne C1 selon un pas p. Le câble 50 comprend également une frette F constituée d'un unique fil enroulé en hélice autour de la couche externe C2 selon un pas pf.

[073] Le toron interne Tl présente un pas infini. Les torons externes TE sont enroulés en hélice dans un sens d'enroulement des torons externes, par exemple le sens S. Le pas p des torons externes est tel que 40 mm < p < 100 mm et de préférence 50 mm < p < 90 mm. Ici p=70 mm.

[074] La frette F est enroulée en hélice dans un sens d'enroulement de la frette différent du sens d'enroulement des torons externes. Ainsi, par exemple, les torons externes TE sont enroulés dans le sens S autour du toron interne Tl et la frette F est enroulée dans le sens Z. Le pas pf de la frette F est tel que 2 mm < pf < 10 mm et de préférence 3 mm < pf < 8 mm. Ici pf=5,1 mm.

[075] L'assemblage constitué par les couches interne C1 et externe C2, c'est-à-dire le câble sans la frette F, présente un diamètre D supérieur ou égal à 4 mm et inférieur ou égal à 6 mm, de préférence à 5 mm et plus préférentiellement à 4,3 mm. La distance E inter-torons moyenne séparant deux torons externes TE adjacents est supérieure ou égale à 30 μηι, de préférence à 45 μηη et plus préférentiellement à 75 μηη et encore plus préférentiellement à 100 μηη. Le rapport D/E est inférieur ou égal à 500, de préférence à 100 et plus préférentiellement à 40. Ici, D=4,23 mm, E=121 μηη et D/E=34,95.

[076] Le toron interne Tl présente un diamètre Dl supérieur au diamètre DE de chaque toron externe TE. De préférence, DI/DE≥1 ,05 et plus préférentiellement DI/DE≥1 ,10. De préférence DI/DE<1 ,20. En l'espèce, Dl=1 ,85 mm, DE=1 ,58 mm et DI/DE=1 ,17. Ainsi, la couche externe C2 du câble 50 est non compacte. Par définition, une couche non-compacte de torons est telle qu'il existe des espaces de passage de la gomme entre les torons de la couche.

[077] Le toron interne Tl comprend une couche interne 12 du toron Tl constituée de Q fil(s) interne(s) F1 , une couche intermédiaire 14 du toron Tl constituée de M fils intermédiaires F2 enroulés en hélice autour de la couche interne 12 selon un pas p2, et une couche externe 16 du toron Tl constituée de N fils externes F3 enroulés en hélice autour de la couche intermédiaire 14 selon un pas p3. Q>1 , de préférence Q>2. Les Q fils internes F1 sont enroulés en hélice selon un pas p1. Ici, Q=3, M=6 et N=11.

[078] On a p1 tel que 4 mm < p1 < 15 mm et de préférence 6 mm < p1 < 10 mm. Les Q fils F1 sont enroulés en hélice selon un sens de couche interne 12 du toron Tl. Ici p1 =8 mm.

[079] On a p2 tel que 7 mm < p2 < 30 mm et de préférence 10 mm < p2 < 25 mm et plus préférentiellement 10 mm < p2 < 18 mm. Les M fils F2 sont enroulés en hélice selon un sens de couche intermédiaire 14 du toron Tl. Ici p2=14 mm.

[080] On a également p3 tel que 10 mm < p3 < 40 mm et de préférence 15 mm < p3 < 35 mm et plus préférentiellement 15 mm < p3 < 25 mm. Les N fils F3 sont enroulés en hélice selon un sens de couche externe 16 du toron Tl. Ici p3=20 mm.

[081] De préférence, le sens de couche externe 16 du toron Tl est identique au sens de couche intermédiaire 14 du toron Tl, par exemple le sens S. En variante, ces sens sont différents.

[082] Chaque fil interne, intermédiaire et externe du toron interne Tl présente respectivement un diamètre d1 , d2 et d3. Chaque fil présente une résistance à la rupture, notée Rm, telle que 2500 < Rm < 3500 MPa. On dit de l'acier de ces fils qu'il est de grade SHT (« Super High Tensile »). Chaque diamètre des fils interne d1 , intermédiaires d2 et externes d3 du toron interne Tl va de 0,15 mm à 0,50 mm, de préférence de 0,20 mm à 0,45 mm et plus préférentiellement de 0,25 mm à 0,40 mm. Ici d1 =0,38 mm et d2=d3=0,35 mm.

[083] La couche intermédiaire 14 du toron interne Tl est insaturée et non-compacte. En effet, la distance inter-fils moyenne 12 entre les M fils intermédiaire F2 est ici égale à 55 μηι.

[084] Le rapport d2/l2 est tel que 2 < d2/l2 < 10 et de préférence 3 < d2/l2 < 7. Ici, d2/l2=5,45.

[085] La couche externe 16 du toron interne Tl est insaturée. En effet, la distance inter-fils moyenne 13 entre les N fils externes F3 est ici égale à 60,5 μηη.

[086] Le rapport d3/l3 est tel que 2 < d2/l2 < 10 et de préférence 3 < d2/l2 < 7. Ici, d3/l3=4,96.

[087] Chaque toron externe TE comprend une couche interne 12' du toron TE constituée de Q' fil(s) interne(s) F1 ', une couche intermédiaire 14' du toron TE constituée de M' fils intermédiaires F2' enroulés en hélice autour de la couche interne 12' selon un pas p2', et une couche externe 16' du toron TE constituée de N' fils externes F3' enroulés en hélice autour de la couche intermédiaire selon un pas p3'. Ici, Q'=1 , M'=6 et N'=11.

[088] Pour chaque toron externe TE, considéré déroulé d'autour la couche interne C1 , on a p2' tel que 7 mm < p2' < 30 mm et de préférence 10 mm < p2' < 25 mm et plus préférentiellement 10 mm < p2' < 18 mm. Les M' fils F2' sont enroulés en hélice selon un sens de couche intermédiaire 14' du toron TE. Ici p2'=14 mm.

[089] On a également p3' tel que 10 mm < p3' < 40 mm et de préférence 15 mm < p3' < 35 mm et plus préférentiellement 15 mm < p3' < 25 mm. Les N' fils F3' sont enroulés en hélice selon un sens de couche externe 16' du toron TE. Ici p3'=20 mm.

[090] De préférence, le sens de couche externe 16' du toron TE est identique au sens de couche intermédiaire 14' du toron TE, par exemple le sens Z. En variante, ces sens sont différents.

[091] Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, les sens d'enroulement des couches externes 16 et 16' sont différents.

[092] Chaque fil interne, intermédiaire et externe de chaque toron externe TE présente respectivement un diamètre d1 ', d2' et d3'. Chaque fil présente une résistance à la rupture, notée Rm, telle que 2500 < Rm < 3500 MPa. On dit de l'acier de ces fils qu'il est de grade SHT (« Super High Tensile »). Chaque diamètre des fils interne d1 \ intermédiaires d2' et externes d3' de chaque toron externe TE va de 0,15 mm à 0,50 mm, de préférence de 0,20 mm à 0,45 mm et plus préférentiellement de 0,25 mm à 0,40 mm. Ici d1 '=0,38 mm et d2'=d3'=0,30 mm.

[093] La couche intermédiaire 14' du toron TE est saturée et non-compacte. E effet, la distance inter-fils moyenne 12' entre les M' fils intermédiaire F2' est ici égale à 38 μηι.

[094] Le rapport d2VI2' est tel que 5 < d2VI2' < 15 et de préférence 5 < d2VI2' < 10. Ici, d27l2'=7,90.

[095] La couche externe 16' du toron TE est insaturée. En effet, la distance inter-fils moyenne 13' entre les N' fils externes F3' est ici égale à 55,4 μηη.

[096] Le rapport d3VI3' est tel que 3 < d37l3' < 10 et de préférence 4 < d37l3' < 6. Ici, d3VI3'=5,42.

[097] Chaque fil interne F1 du toron interne Tl présente un diamètre d1 égal au diamètre d2 de chaque fil intermédiaire F2 du toron interne Tl.

[098] Chaque fil intermédiaire F2 du toron interne Tl présente un diamètre d2 égal au diamètre d3 de chaque fil externe F3 du toron interne Tl.

[099] Chaque fil intermédiaire F2' de chaque toron externe TE présente un diamètre d2' égal au diamètre d3' de chaque fil externe F3' dudit toron externe TE.

[0100] Le fil interne F1 ' de chaque toron externe TE présente un diamètre d1 ' supérieur au diamètre d2' de chaque fil intermédiaire F2' et au diamètre d3' de chaque fil externe F3' dudit toron externe TE.

[0101] On fabrique le câble selon l'invention grâce à un procédé comprenant des étapes bien connues de l'homme du métier. Ainsi, on rappelle qu'il existe deux techniques possibles d'assemblage de fils ou de torons métalliques :

soit par câblage: dans un tel cas, les fils ou torons ne subissent pas de torsion autour de leur propre axe, en raison d'une rotation synchrone avant et après le point d'assemblage ;

soit par retordage : dans un tel cas, les fils ou torons subissent à la fois une torsion collective et une torsion individuelle autour de leur propre axe, ce qui génère un couple de détorsion sur chacun des fils ou torons.

[0102] Le câble 50 est incorporé par calandrage à des tissus composites formés d'une composition connue à base de caoutchouc naturel et de noir de carbone à titre de charge renforçante, utilisée conventionnellement pour la fabrication des armatures de sommet de pneumatiques radiaux. Cette composition comporte essentiellement, en plus de l'élastomère et de la charge renforçante (noir de carbone), un antioxydant, de l'acide stéarique, une huile d'extension, du naphténate de cobalt en tant que promoteur d'adhésion, enfin un système de vulcanisation (soufre, accélérateur, ZnO).

[0103] Les tissus composites renforcés par ces câbles comportent une matrice de caoutchouc formée de deux couches fines de gomme qui sont superposées de part et d'autre des câbles et qui présentent respectivement une épaisseur comprise entre 1 et 4 mm bornes incluses. Le pas de calandrage (pas de pose des câbles dans le tissu de caoutchouc) est compris entre 4 mm et 8 mm bornes incluses.

[0104] Ces tissus composites sont ensuite utilisés en tant que nappe de travail dans l'armature de sommet lors du procédé de fabrication du pneumatique, dont les étapes sont par ailleurs connues de l'homme du métier.

[0105] MESURES ET TESTS COMPARATIFS

[0106] On a comparé le câble 50 selon l'invention avec plusieurs câbles témoins T1 , T2, T3 et T4.

[0107] Le câble 50, représenté sur la figure 4, est un câble 132.30 FR selon l'invention de structure [(3+8+13)x0.30)+6x(0.38+(6+11 )x0.30)]+0.28 et dont les fils sont de grade SHT.

[0108] Le câble T1 , représenté sur la figure 5, est le câble 189.23 FR décrit dans le préambule de la présente demande et de structure [(3+9+15)x0.23+6x(3+9+15)x0.23]+0.26 et dont les fils sont de grade NT (pour « Normal Tensile »).

[0109] Le câble T2, représenté sur la figure 6, est un câble 77.35 FR de structure [(3+8)x0.35+6x(3+8)x0.35]+0.23 et dont les fils sont de grade HT (pour « High Tensile »).

[0110] La résistance à la rupture, notée Rm, des fils des câbles T1 et T2 est telle que 2500 MPa < Rm < 3000 MPa.

[0111] Le câble T3, représenté sur la figure 7, est un câble 126.35 FR de structure [(0.39+(6+11 )x0.35)+6x(0.39+(6+11 )x0.35)]+0.28 et dont les fils sont de grade SHT.

[0112] Le câble T4, représenté sur la figure 8, est un câble 126.30 FR de structure [(0.38+(6+11 )x0.30)+6x(0.38+(6+11 )x0.30)]+0.28 et dont les fils sont de grade SHT.

[0113] La résistance à la rupture, notée Rm, des fils des câbles T3, T4 et 50 est telle que Rm > 3000 MPa. [0114] Mesures dvnamométriques

[0115] La mesure de force à la rupture notée Fm (charge maximale en N) est effectuée en traction selon la norme ISO 6892 de 1984. Le tableau 1 ci-dessous présente les résultats obtenus de force à la rupture Fm.

[0116] La force à rupture avant vieillissement Fi est mesurée sur un câble issu de fabrication ayant été stocké dans des conditions normales de pression et de température pendant une durée inférieure ou égale à 4 mois.

[0117] La force à rupture après vieillissement Fr est mesurée sur un câble issu de fabrication ayant été chauffé à 150°C pendant 1 heure.

[0118] La force à rupture du câble gommé Fg est mesurée sur un câble gommé non vieilli (stockage pendant une durée inférieure ou égale à 4 mois).

[0119] Test de perméabilité à l'air

[0120] Ce test permet de déterminer la perméabilité longitudinale à l'air des câbles testés, par mesure du volume d'air traversant une éprouvette sous pression constante pendant un temps donné. Le principe d'un tel test, bien connu de l'homme du métier, est de démontrer l'efficacité du traitement d'un câble pour le rendre imperméable à l'air ; il a été décrit par exemple dans la norme ASTM D2692-98.

[0121] Le test est ici réalisé sur des câbles issus de fabrication et non vieillis. Les câbles bruts sont préalablement enrobés de l'extérieur par une gomme dite d'enrobage. Pour cela, une série de 10 câbles disposés parallèlement (distance intercâble : 20 mm) est placée entre deux couches ou "skims" (deux rectangles de 80 x 200 mm) d'une composition de caoutchouc diénique à l'état cru, chaque skim ayant une épaisseur de 5 mm ; le tout est alors bloqué dans un moule, chacun des câbles étant maintenu sous une tension suffisante (par exemple 3 daN) pour garantir sa rectitude lors de la mise en place dans le moule, à l'aide de modules de serrage ; puis on procède à la vulcanisation (cuisson) pendant environ 10 à 12 heures à une température d'environ 120°C et sous une pression de 15 bar (piston rectangulaire de 80 x 200 mm). Après quoi, on démoule l'ensemble et on découpe 10 éprouvettes de câbles ainsi enrobés, sous forme de parallélépipèdes de dimensions 7x7x60 mm, pour caractérisation.

[0122] On utilise comme gomme d'enrobage une composition de caoutchouc diénique conventionnelle pour pneumatique, à base de caoutchouc naturel (peptisé) et de noir de carbone N330 (65 pce), comportant en outre les additifs usuels suivants: soufre (7 pce), accélérateur sulfénamide (1 pce), ZnO (8 pce), acide stéarique (0,7 pce), antioxydant (1 ,5 pce), naphténate de cobalt (1 ,5 pce) (pce signifiant parties en poids pour cent parties d'élastomère) ; le module E10 de la gomme d'enrobage est de 10 MPa environ.

[0123] Le test est réalisé sur 6 cm de longueur de câble, enrobé donc par sa composition de caoutchouc (ou gomme d'enrobage) environnante à l'état cuit, de la manière suivante : on envoie de l'air à l'entrée du câble, sous une pression de 1 bar, et on mesure le volume d'air à la sortie, à l'aide d'un débitmètre (calibré par exemple de 0 à 500 cm ³ /min). Pendant la mesure, l'échantillon de câble est bloqué dans un joint étanche comprimé (par exemple un joint en mousse dense ou en caoutchouc) de telle manière que seule la quantité d'air traversant le câble d'une extrémité à l'autre, selon son axe longitudinal, est prise en compte par la mesure ; l'étanchéité du joint étanche lui-même est contrôlée préalablement à l'aide d'une éprouvette de caoutchouc pleine, c'est-à-dire sans câble.

[0124] Le débit d'air moyen mesuré (moyenne sur les 10 éprouvettes) est d'autant plus faible que l'imperméabilité longitudinale du câble est élevée. La mesure étant faite avec une précision de ± 0,2 cm3/min, les valeurs mesurées inférieures ou égales à 0,2 cm3/min sont considérées comme nulles ; elles correspondent à un câble qui peut être qualifié d'étanche (totalement étanche) à l'air selon son axe (i.e., dans sa direction longitudinale).

[0125] On procède de façon analogue pour mesurer le débit de chaque toron interne et externe. On obtient les torons interne et externes en séparant les torons interne et externes les uns des autres.

[0126] On a rassemblé dans le tableau 1 ci-dessous les résultats des tests effectués sur les câbles témoins T1 à T4 et 50 selon l'invention. La mention « NM » signifie que le test n'a pas été effectué et qu'aucune mesure n'a été réalisée.

[0127] Le diamètre est indiqué en base 100 par rapport au câble T1. Ainsi, pour un câble T de diamètre D(T), la valeur de D en base 100 D(T,100) est donnée par la relation D(T,100)=D(T)/D(T1 ).

[0128] La déchéance Dv de force à rupture à cause du vieillissement du câble est égale au rapport (Fi-Fr)/Fi dans lequel Fi est la force à rupture avant vieillissement et Fr est la force à rupture après vieillissement.

[0129] La déchéance Dg de force à rupture à cause du gommage du câble est égale au rapport (Fi-Fg)/Fi dans lequel Fi est la force à rupture avant vieillissement et Fg est la force à rupture après gommage du câble.

[0130] La force à rupture de la nappe Fm est mesurée en considérant la force à rupture du câble gommé Fg. Cette force à rupture de nappe Fm est indiquée en base 100 par rapport à une nappe comprenant le câble T1 . Ainsi, pour une nappe comprenant des câbles T de force à rupture de nappe Fm(T), la valeur de Fm en base 100 Fm(T,100) est donnée par la relation Fm(T,100)=Fm(T)/Fm(T1 ). Pour chaque câble, on a calculé la force à rupture de la nappe pour une même distance inter-câble. L'homme du métier saura choisir la distance inter-câble correspondant au niveau de renforcement souhaité.

Tableau 1

Câble T1 T2 T3 T4 50

189.23 FR 77.35 FR 126.35 FR 126.30 FR 132.30 FR

Dénomination

NT HT SHT SHT SHT

E (μιη) 0 0 0 0 121

12 (μιη) 66 15 19 38 55

I3 (μιη) 11 / 53 55 60,5

I2' (μιη) 66 15 19 38 38

Ι3' (μιη) 11 / 53 55 55

Diamètre câble (base

100 94 121 104 103 100) sans frette F

Force à rupture (N) sans

20297 18231 32085 26794 24380 vieillissement Fi

Force à rupture (N)

20003 16676 NM 23363 22444 après vieillissement Fr

Force à rupture (N) du

20608 18126 31466 26845 24059 câble gommé Fg

Déchéance Dv (%) 1 ,4 8,5 NM 12,8 7,9

Déchéance Dg (% -1 ,5 0,6 1 ,9 -0, 19 1 ,3

Force à rupture nappe

100 92 132 126 110 Fm (base 100)

Toron interne

Débit (cm ³ . min ^"1 ) >100 50 80 64 37

Nombre de points à

0 % 0 % 0 % 0 % 0 % débit nul

Toron externe

Débit toron externe

>100 1 20 9 1 (cm ³ . min ^"1 )

Nombre de points à

0 % >25 % 0 % 0 % 40 % débit nul

Câble

Débit moyen (cm ³ . min ^"1 ) >400 35 120 50 33 [0131] Concernant la pénétrabilité des câbles testés, on note que le câble 50 selon l'invention présente un débit moyen très largement inférieur à ceux des câbles témoins T1 , T3 et T4 et sensiblement égal à celui du câble témoin T2. Ainsi, le câble 50 selon l'invention présente une pénétrabilité améliorée. Les espaces inter-torons rendus possibles par la caractéristique DI>DE permettent à la gomme d'accéder, d'une part, au toron interne (le débit du toron interne du câble selon l'invention 50 est bien inférieur à ceux des câbles témoins T1 à T4) et, d'autre part, à la jonction entre chaque toron externe et le toron interne ce qui permet de pénétrer intégralement chaque toron externe (le débit de chaque toron externe du câble selon l'invention 50 est bien inférieur à ceux des câbles témoins T1 , T3 et T4). Ces résultats sont observables sur les photographies des figures 4 à 8 sur lesquelles on observe que : le câble 50 selon l'invention (figure 4) est quasiment intégralement pénétré de gomme ;

- le câble T1 (figure 5) présente des capillaires dans chaque toron interne et externes et entre chaque toron externe et le toron interne ;

le câble T2 (figure 6) est relativement bien pénétré de gomme à l'exception du toron interne qui présente des capillaires ;

le câble T3 (figure 7) présente de nombreux capillaires dans le toron interne mais également dans certains torons externes ; et

le câble T4 non conforme à l'invention (figure 8) présente de nombreux capillaires dans le toron interne et entre certains torons externes et le toron interne.

[0132] Concernant les forces à rupture des câbles testés, on notera que les câbles T2, T3, T4 et 50 présentent une diminution significative de la force à rupture après vieillissement (force à rupture Fr) et une augmentation de cette force à rupture après gommage (force à rupture Fg) contrairement au câble T1 pour lequel la force à rupture reste sensiblement constante après vieillissement et après gommage. Comme expliqué ci-dessus, la très haute pénétrabilité du câble 50 selon l'invention permet d'une part de restaurer au moins partiellement la voûte et d'autres part de créer des coussins de gomme entre les torons interne et externes de sorte que le câble gommé présente une force à rupture Fr proche de la force à rupture sans vieillissement Fi.

[0133] Toujours concernant les forces à rupture, le câble 50 selon l'invention présente des forces à rupture Fi et Fg bien supérieures aux câbles T1 et T2 procurant ainsi un meilleur renforcement. [0134] En outre, le câble 50 selon l'invention présente un diamètre significativement inférieur à celui du câble T3 et sensiblement égal à celui du câble T4, ce qui permet de maximiser la masse métal que l'on peut mettre dans une nappe. On peut également réduire l'épaisseur de la nappe et donc réchauffement, la résistance au roulement et la masse du pneumatique.

[0135] En conclusion, le câble 50 selon l'invention présente le meilleur compromis entre force à rupture, pénétrabilité, rendement et facilité d'utilisation en nappe.

[0136] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation précédemment décrits.

[0137] C'est ainsi par exemple que certains fils pourraient être à section non circulaire, par exemple déformé plastiquement, notamment à section sensiblement ovale ou polygonale, par exemple triangulaire, carrée ou encore rectangulaire.

[0138] Les fils, de section circulaire ou non, par exemple un fil ondulé, pourront être vrillés, tordus en forme d'hélice ou en zig-zag. Dans de tels cas, il faut bien sûr comprendre que le diamètre du fil représente le diamètre du cylindre de révolution imaginaire qui entoure le fil (diamètre d'encombrement), et non plus le diamètre (ou toute autre taille transversale, si sa section n'est pas circulaire) du fil d'âme lui-même.

[0139] Pour des raisons de faisabilité industrielle, de coût et de performance globale, on préfère mettre en œuvre l'invention avec des fils linéaires, c'est-à-dire droit, et de section transversale conventionnelle circulaire.

[0140] On pourra également combiner les caractéristiques des différents modes de réalisation décrits ou envisagés ci-dessus sous réserve que celles-ci soient compatibles entre elles.