Un pneu, appelé aussi pneumatique, est une enveloppe souple de forme torique, construite du mélange de la gomme et des ajouts qui entoure une roue et assure le contact entre un véhicule roulant et le sol, procurant une certaine adhérence et facilitant les déplacements.
Aujourd'hui, les activités relatives à la fabrication et commercialisation de pneus forment un secteur économique qui compte plus de 40 fabricants
La première manufacture de pneus a été fondée en 1889 par Dunlop, qui a breveté l'invention du pneumatique. En premier, les pneumatiques ont trouvé leur usage dans le domaine du vélo.
Depuis le 1889 on fabrique les pneus sous forme de boudin de caoutchouc gonflé d'air et fixé à la jante. Toutefois, si cette solution est assez confortable à l'usage quotidien, une crevaison pose beaucoup de problèmes relatives à l'échange du pneu, ce qui nécessite du temps et de précision.
La solution de ce problème est proposée par Édouard Michelin qui présente, en 1891, le premier pneumatique démontable contenant une chambre à air dedans. Cette invention contribue au succès de Charles Terront qui, la même année, gagne la première course cycliste Paris – Brest.
Peu après le pneu fait son apparition aussi comme équipement de la voiture, ou il remplace les bandages de gomme, pour la première fois sur l'Éclair, conçue et fabriquée par Michelin.
Le premier pneu à carcasse radiale, le plus fréquemment d'usage aujourd'hui,mais révolutionnaire dans ses premiers temps, est breveté le 4 juin 1946 par Michelin et fait ses débuts comme équipement de la Citroën Traction Traction Avant.
L'innovation suivante dans le domaine du pneu c'est le pneu sans chambre à air, dit Tubeless, également par Michelin.
L'évolution du pneu à nos jours a donné, entre autres, les lamelles pour une meilleure adhérence sur la neige et sur le mouillé, ainsi que le pneu « vert », économisant le carburant ou les pneus très résistants pour des usages plus forcés.
Un pneu se compose principalement de caoutchouc, soit naturel, soit artificiel, d'adjuvants chimiques, comme soufre, noir de carbone, huiles, et autres et de câbles textiles et métalliques.
Traditionnellement, il se divise en trois grandes sections : la zone du sommet, en contact avec le sol, la zone du flanc, et la zone du bourrelet, dite basse.
Cette zone comprend principalement la bande de roulement constituée en couche de gomme épaisse en contact avec la route. Les caractéristiques principales de cette couche sont l'adhérence (qui assiste la motricité du véhicule) et la facilité de roulement, sans y opposer trop de résistance, ce qui est l'intérêt particulier des pneus « verts ».
Sur la bande de roulement sont creusées des sculptures, d'habitude équipées de lamelles qui évacuent l'eau, limitant ainsi l'aquaplanage.
Le dessous de la bande de roulement est renforcé par les nappes ceintures, constituées de fils métalliques parallèles disposés en deux couches croisées, assurent la rigidité du pneumatique, notamment lors de virages.
La zone latérale du pneu est constituée de gomme souple, capable d'affronter une déformation à chaque tour de roue, et résistante aux chocs (trottoirs). On y trouve également tous les marquages. La zone de transition entre le flanc et le sommet s'appelle épaule.
La fonction de la zone basse est d'assurer l'accroche à la jante, à l'aide de deux anneaux métalliques (tringles) prenant appui sur la jante au niveau du talon, ainsi que de transmettre le couple entre la roue et le pneu, et d'assurer l'étanchéité pour les pneus « tubeless ». Cette étanchéité est assurée par une nappe qui recouvre l'intérieur du pneu, et qui est coincée par les deux tringles : la « gomme intérieure », à base de butyle.
Une autre nappe, située entre la gomme intérieure et la zone sommet, également coincée par les tringles, s'appelle la « nappe carcasse ». Elle est constituée de fils textiles parallèles (véhicule tourisme), disposés dans le sens radial, d'où le nom du pneu radial. Elle assure la triangulation avec les fils croisés des nappes de ceintures pour une meilleure tenue du pneu. Ces fils, inextensibles, supportent le poids du véhicule et permettent de garder une bonne surface de contact entre le pneu et le sol.
Bien qu'il puisse sembler un produit simple et facile à fabriquer, un pneumatique demande plusieurs étapes de fabrication pendant lesquels les produits semi-finis, fabriqués antérieurement, sont assemblés pour en fabriquer le produit fini.
Les caoutchoucs naturels (issus du latex produit par l'hévéa) et synthétiques (produits de la pétrochimie) sont mélangés avec des huiles et des charges renforçantes (noir de carbone ou silice, qui améliorent la résistance à l'usure). Ensuite, ce mélange est travaillé avec le soufre (processus de vulcanisation) et les autres adjuvants pour être conditionné avant d'être utilisé.
Les fils textiles sont essentiellement synthétiques. Ces fils sont retordus pour les rendre plus résistants, et sont imprégnés d'un polymère qui assurera leur adhérence à la gomme, dans la nappe carcasse.
Les fils métalliques sont en acier recouvert de laiton. Ils sont sont tréfilés, puis tressés en câbles. Ils serviront à réaliser les tringles et les nappes de ceinture.
Les nappes de renfort (carcasse et de ceinture) sont calandrées : les fils (textiles ou métalliques) placés parallèlement, sont pris en sandwich entre deux minces couches de gomme. Ces nappes sont ensuite coupées et rassemblées afin d'obtenir l'angle de fil souhaité.
La bande de roulement, ainsi que plusieurs couches de différentes gommes sont utilisées dans le pneu, en vue de de constituer ou renforcer certaines zones (épaule, flanc, talon) : évacuation de la chaleur, protection contre les agressions chimiques, et autres.
L'assemblage consiste à superposer les différents semi-finis, en vue de constituer le pneumatique. Les différentes couches internes (la "carcasse") sont placées sur un cylindre au diamètre du pneu (dit le "tambour") : gomme intérieure, nappe carcasse, tringles, et toutes les nappes de gommes. Après conformation (le tambour fait prendre à la carcasse sont aspect torique), les nappes de ceinture et la bande de roulement sont posées : on obtient un pneu cru, encore plastique.
Le pneu est placé dans une presse de cuisson à des parois usinées afin de reproduire sur le pneu les sculptures et les marquages. La vulcanisation effectuée lors de la cuisson du caoutchouc avec le soufre rend le pneu élastique.
Différentes opérations de contrôle (aspect visuel, radioscopie, balourd, dérive, etc.) permettent d'assurer que le pneu, si important pour la sécurité du véhicule est conforme.
Le caoutchouc naturel est rendu plus rigide, stable aux rayons ultraviolets, résistant au sel de déneigement par des additifs parfois toxiques. Les vieux pneus sont source potentielle d'incendies toxiques - brûler des pneus produit beaucoup d'énergie, mais également une forte pollution. Le brûlage des pneus à l'air libre ou ailleurs qu'en incinérateur spécialisé est interdit dans la plupart des pays. Le rechapage est possible et courant dans certains pays depuis longtemps pour les pneus de camions et gros engins de chantier public. Mais le recyclage intégral de la ferraille et du caoutchouc nécessite des filières organisées et des matériels sophistiqués.
Les pneus s'usent et perdent au fur et à mesure de leur matière sur les routes. Le cadmium qu'ils contiennent et d'autres composants concourent à la pollution routière.
Dans de nombreux pays, l'abandon de pneus dans la nature ou le brûlage à l’air libre sont interdits et les fabricants (ou importateurs) doivent procéder à l’enlèvement et au traitement des pneus usagés.
185 - est la largeur de section du pneu (en millimètres)
65 - est la "série" (hauteur du flanc par rapport à la largeur du pneu) exprimée en pourcentage (ici 65 % - soit 126,75 mm)
R - indique le type radial (B indiquerait une carcasse « bias », D une carcasse diagonale)
15 - est le diamètre de la jante en pouces (1 pouce correspondant à 2,54 cm)
91 - Indice de capacité de charge, 91=615 kg
H - Indice de vitesse indique la vitesse maximale à laquelle un pneu de voiture de tourisme peut être soumis - (89H, pneu dont la limite est 210 km/h)
Q = 160 km/h
S = 180 km/h
T = 190 km/h
U = 200 km/h
H = 210 km/h
V = 240 km/h
W = 270 km/h
Y = 300 km/h
M+S (Mud+Snow) boue et neige. Abréviation apposé sur les pneus d'hiver ou toute saison (États-Unis)
L'indication « Tubeless » indique un pneu sans chambre à air, « Tube type » indique un pneu avec chambre à air
La date de fabrication du pneu est donnée en 4 chiffres ; les 2 premiers indiquent la semaine de fabrication et les deux derniers - l'année de fabrication.
Exemple : 2404 est un pneu fabriqué lors de la 14e semaine de l'année 2004. Lorsqu'il n'y a que 3 chiffres, cela signifie que le pneumatique a été fabriqué avant l'an 2000.
On peut trouver un marquage DOT (Department of Transportation) pour les pneumatiques destinés à l'Amérique du Nord. Presque tous les pneus vendus en Europe ont également cette inscription et les 4 chiffres suivants ces 3 lettres correspondent à la date de fabrication comme indiqué ci-dessus.
Le code E1 : Signe de contrôle pour la norme européenne, 1=Allemagne
Le matricule du pneumatique est composé d'une suite de chiffres et de lettres. C'est un numéro unique attribué à chaque pneu. Il est notamment relevé lors de chaque expertise de pneu. Selon les marques, il revêt différentes formes.
Les pneumatiques automobiles sont le lieu de dissipations énergétiques importantes lors du roulement.
Le contact du pneu à la route crée une légère déformation de celui ci, quand le pneumatique tourne, on observe une dilatation de la partie du pneumatique qui était en contact avec la route et qui ne l'est plus, et une compression de la partie qui n'était pas encore en contact avec celle-ci et qui le devient. Ces déformations créent un transfert d'énergie mécanique en énergie thermique, c'est-à-dire l'augmentation de la température du pneu.
La force maximale latérale à laquelle la voiture adhère à la route est quasi proportionnelle à la force qui colle le pneu à la route. Cependant, passé un certain seuil, la force maximale latérale n'augmente pas autant par rapport à la force p que précédemment. Ainsi, une voiture avec un centre de gravité placé haut, qui subit de forts transferts de charge en virage, tiendra moins bien la route en virage qu'une voiture identique avec un centre de gravité plus bas.
Un pneu sur-gonflé, ainsi qu'un pneu sous-gonflé provoque une diminution de l'adhérence qui peut être dangereuse en virage ou au freinage. Il est donc vivement conseillé de vérifier régulièrement la pression des pneus. Un pneu sous-gonflé subit une déformation plus importante des flancs et de la bande de roulement. Les principales conséquences sont une usure plus rapide du pneumatique, un risque augmenté d'éclatement et une augmentation de la consommation de carburant du véhicule. Mais il faut remarquer qu'un pneu trop gonflé s'use également plus rapidement au centre de la bande de roulement et est plus sensible aux arrachements de gomme (patinage notamment).
Il est nécessaire de contrôler régulièrement l'usure et l'état de pneus. Des pneus trop usés présentent un danger à cause des caractéristiques de roulement qui empirées.