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WO2022064134A1 - Pneumatique pour vehicule lourd de genie civil a adherence amelioree - Google Patents

Pneumatique pour vehicule lourd de genie civil a adherence amelioree Download PDF

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WO2022064134A1
WO2022064134A1 PCT/FR2021/051619 FR2021051619W WO2022064134A1 WO 2022064134 A1 WO2022064134 A1 WO 2022064134A1 FR 2021051619 W FR2021051619 W FR 2021051619W WO 2022064134 A1 WO2022064134 A1 WO 2022064134A1
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WO
WIPO (PCT)
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equal
tire
cutout
cutouts
radial portion
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/FR2021/051619
Other languages
English (en)
Inventor
William License
François BARBARIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to CN202180064163.4A priority patent/CN116368020A/zh
Priority to BR112023004432A priority patent/BR112023004432A2/pt
Priority to US18/027,871 priority patent/US20230373253A1/en
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    • B60C2200/065—Tyres specially adapted for particular applications for heavy duty vehicles for construction vehicles

Definitions

  • the subject of the present invention is a tire for a heavy civil engineering vehicle, intended to carry heavy loads and to run on uneven and stony ground such as that of mines.
  • This invention relates in particular to the tread of such a tire, the grip of which is improved throughout its use.
  • the subject of the invention is more particularly a tire intended to equip a heavy civil engineering vehicle, such as a dumper intended for the transport of materials extracted from quarries or surface mines.
  • a dumper is subject to particularly severe driving conditions: high loads, sustained speeds, sloping and bends, uneven and stony ground.
  • the use of a dumper-type vehicle consists, in a simplified manner, of alternating between load cycles and load cycles. empty return.
  • the loaded vehicle transports, mainly uphill, the materials extracted from loading zones at the bottom of the mine, or bottom of the "pit", to unloading zones: which requires good tire traction.
  • the unladen vehicle During an unladen return cycle, the unladen vehicle returns, mainly downhill, to the loading areas at the bottom of the mine: which requires good tire braking grip.
  • the tracks that are most often sloping are also often bends, which requires good transverse tire grip.
  • the tracks on which the vehicles run are made of materials generally from the mine, for example, crushed and compacted rocks, to guarantee the holding of the wear layer of the track during the passage of vehicles, and regularly watered, which means that they are often covered with mud and water. Consequently, it is necessary to allow, on the one hand, an effective evacuation of this mixture of mud and water by the tread, to guarantee satisfactory grip on this muddy ground, and, on the other hand, a good resistance to wear and damage from stones present on the ground.
  • the load applied to the tire is generally estimated to be between 25% and 100% of its nominal load capacity, depending on whether the vehicle is running empty or laden.
  • the tire is permanently removed from the drive axle, when its tread reaches a residual height corresponding to a totally worn state in accordance with the practices in force.
  • a tire tread intended to constitute the peripheral part of the tire, comprises at least one rubber-based material and is intended to be worn when it comes into contact with the ground via a running surface.
  • - radial direction a direction perpendicular to the axis of rotation of the tire
  • - axial or transverse direction a direction parallel to the axis of rotation of the tire
  • - circumferential or longitudinal direction a direction tangent to the periphery of the tire and perpendicular to the respectively radial and axial directions
  • - median or equatorial circumferential plane a plane containing the radial direction and the circumferential direction, perpendicular to the axis of rotation of the tire and dividing the tire into two equal portions.
  • the tread integrated into the tire, is usually characterized geometrically by an axial width L, in the axial direction, and a radial thickness E, in a radial direction.
  • the axial width L is defined as the axial width of the tread surface portion, in contact with smooth ground, the tire being mounted on a recommended rim and subjected to given pressure and load conditions.
  • the radial thickness E is defined, by convention, as the maximum depth Dmax measured in the cutouts. In the case of a tire in new condition for a civil engineering vehicle, and by way of example, the axial width L is at least equal to 600 mm and the maximum depth Dmax is at least equal to 60 mm, even 70 mm.
  • maximum depth Dmax varies between an initial depth D0, when the tire is new, and a residual depth DR, when the tire is worn, the value at which the tire is removed from the vehicle in accordance with the practices in force.
  • a cutout is a space delimited by walls of material facing each other and separated from each other by a distance defining the width of the cutout, and extending from the running surface, according to the radial direction, over a given height.
  • a cutout is either an incision or a groove.
  • this width is appropriate to allow at least partial contact between the opposite walls delimiting said incision at least during the passage of the tread in contact with the ground, when the tire is subjected to nominal load and pressure conditions recommended, for example, by the TRA standard.
  • the walls of this groove do not generally come into contact with each other under these nominal recommended driving conditions.
  • the cutouts delimit relief elements of the block type or of the rib type.
  • a block comprises a contact face, contained in the running surface, and at least three, and most often four, side faces intersecting the running surface.
  • a rib comprises a contact face and two lateral faces extending, in the circumferential direction, over the entire length of the tread. A rib is thus delimited, in the circumferential direction, by one or two longitudinal cutouts.
  • the proportion of cutouts contained in the tread or in a portion of the tread can be defined by a volume indentation rate TEV or by a surface indentation rate TES.
  • the volume indentation rate TEV of the tread is equal to the ratio between the total volume VD of the cutouts, measured on the free tire, that is to say unmounted and uninflated, and the sum of the total volume VD of the cutouts and of the total volume VR of the elements in relief delimited by these cutouts.
  • the sum VD+VR corresponds to the volume comprised radially between the running surface and a bottom surface, translated from the running surface radially inwards by a radial distance equal to the maximum depth Dmax of the tread.
  • This rate of notching by volume TEV conditions the performance in wear, by the volume of material to be worn available, and the performance in longitudinal and transverse grip, by the presence of respectively transverse and longitudinal edges and of cutouts having the ability to store or discharge water and/or mud.
  • the surface indentation rate TES of the tread is defined in the contact surface of the tire with a rigid ground, when the tire, mounted on its nominal rim, is inflated to its nominal pressure and crushed. under its nominal load, these nominal characteristics being recommended, for example, by the TRA standard.
  • This surface indentation rate TES is equal to the ratio between the total area SD of the cutouts, and the sum of the total area SD of the cutouts and of the total area SR of the elements in relief delimited by these cutouts, the areas SD and SR being determined in the contact surface.
  • the sum SD+SR corresponds to the contact surface.
  • This surface indentation rate TES conditions the performance in wear, by the surface of material in contact with the ground impacting the distribution of the pressures exerted by the ground on the rolling surface, and the performance in longitudinal grip and transverse, by the length of respectively transverse and longitudinal edges conditioning the effectiveness of the indentation of the tread pattern.
  • volumetric TEV and surface TES incision rates can be determined either in the new state of the tread, before use of the tire when driving, or in a given state of wear of the tread, characterized by a remaining depth of the tread.
  • a tire tread for an earth-moving vehicle usually comprises grooves which may be longitudinal or transverse.
  • a longitudinal groove has a mean line forming, with the longitudinal direction of the tire, an angle of less than 45°.
  • a transverse groove has a mean line forming, with the longitudinal direction of the tire, an angle greater than 45°.
  • the width of a groove gradually decreases from the rolling surface to the bottom of the groove, due to the inclination of the walls of the elements in relief delimiting said grooves. Consequently, the volumetric indentation rate decreases when the tire goes from a new state to a worn state.
  • a volume indentation rate equal to approximately 8% at the end of the tire's life, when it is completely worn, the corresponding volume indentation rate when new must be at least equal to approximately 22%.
  • a high volume notch rate when new has a number of drawbacks. First of all, it promotes the capture and retention of stones in the grooves, as these are likely to damage the crown of the tire by the cracks they potentially induce. Then, a high volume indentation rate in new condition implies an equally high surface indentation rate, therefore a rather reduced contact surface with the ground of the elements in relief, and, consequently, strong pressures on the ground which accentuate the phenomenon of abrasion of the tread and therefore its wear.
  • a high volume indentation rate in new condition allows lateral, so-called “barrel” deformations of the elements in relief, by the Poisson effect: which reduces the effective volume of the grooves, characterizing their storage capacity and evacuation of water or muddy mixture, resulting in a loss of tire grip on muddy ground.
  • these deformations by Poisson effect tend to decrease when the wear of the tread increases, due to the reduction in the height of the elements in relief.
  • the Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD GRIP range offers a so-called open tread pattern, comprising, in a median portion and in the two lateral portions extending it, a network of wide longitudinal and transverse grooves allowing capture the mud over the entire running surface and evacuate it at least in part through transverse grooves opening out on the edges of the tread.
  • the Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD PROTECT range offers a tread pattern that is rather closed in a middle portion, i.e. comprising narrow longitudinal and transverse grooves guaranteeing a volume of material to be worn and protective vis-à-vis attacks, and rather open in the two lateral portions extending the middle portion, that is to say each comprising transverse grooves opening onto the edges of the tread, for evacuation at least partial water or muddy mix.
  • the inventors have set themselves the objective of designing a tread for a tire for a heavy civil engineering vehicle, making it possible to improve the performance compromise between the wear life, the resistance to aggression and the grip, when used on tracks that may be covered with water and mud, guaranteeing the durability of grip throughout the life of the tyre.
  • a tire for a heavy civil engineering vehicle comprising, in a new state before running, a tread intended to come into contact with the ground by means of a tread surface: - the tread surface, having an axial width L0, when the tire mounted on a nominal rim is inflated to a nominal pressure Pn and crushed under a nominal load Zn,
  • the tread comprising cutouts separating elements in relief and having a maximum depth D0, - the tread comprising, on each side of an equatorial plane, at least one outer longitudinal cutout having a mean line positioned relative to an equatorial plane of the tire at an axial distance LE at least equal to 0.5*L0/2, and at least one inner longitudinal cutout having an average line positioned relative to the equatorial plane of the tire at an axial distance LI at most equal to 0.4*L0/2,
  • the at least one outer longitudinal cutout comprising an outer radial portion opening onto the rolling surface and having a height HE1 and an average width WE1 at least equal to 0.6 times the height HE1,
  • the at least one inner longitudinal cutout comprising an inner radial portion that does not open onto the running surface, extending at least partially radially inside the outer radial portion of the outer longitudinal cutout, and having a height HI2 and an average width WI2 at least equal to 0.6 times the height HI2.
  • the principle of the invention is to provide a tire for a heavy civil engineering vehicle whose grip, more particularly on wet and/or muddy ground, is guaranteed at any level of tread wear, between a new state characterized by a maximum depth D0 and a worn state, characterized, for example, in accordance with the practices in force, by a maximum depth DR at least equal to D0/10, and this regardless of the load level applied on the tire, between 25% and 100% of its recommended load Zn.
  • 25% Zn corresponds to the load applied to a tire mounted on a rear axle of an unladen vehicle
  • 100% Zn corresponds to the load applied to a tire mounted on a front or rear axle of a fully laden vehicle.
  • the tire mounted on a nominal rim is inflated to a nominal pressure Pn and crushed under a nominal load Zn , as defined, for example, by ISO 4250 and the Tire and Rim Association or TRA standard. Under these conditions, the tread surface of the tire comes into contact with a supposedly smooth ground, according to a load contact surface having an axial width LO, measured between the axial ends of said load contact surface.
  • the tread comprises cutouts separating elements in relief and having a maximum depth DO.
  • D0 is the maximum cutout depth when new, i.e. the maximum distance between the radially inner point of the deepest cutout and the running surface when new. D0 makes it possible to define a theoretical bottom surface parallel to the rolling surface and a maximum thickness of tread intended to be worn. D0 is the reference on the basis of which the various states of wear of the tread are defined, each characterized by a maximum depth Dmax which can be expressed as a percentage of D0.
  • the tread more particularly comprises, on each side of an equatorial plane, at least one outer longitudinal cutout having a mean line positioned with respect to an equatorial plane of the tire at an axial distance LE at least equal to 0.5* L0/2, and at least one inner longitudinal cutout having an average line positioned relative to the equatorial plane of the tire at an axial distance L1 at most equal to 0.4*L0/2.
  • Longitudinal cutout means a cutout whose mean line forms with the circumferential direction of the tire an angle at most equal to 45°. Either the mean line forms a zero angle and is strictly longitudinal, or it includes at least an oblique portion forming a non-zero angle, as, for example, in the case of a cutout oscillating around the circumferential direction.
  • An outer longitudinal cutout having a mean line positioned relative to an equatorial plane of the tire at an axial distance LE at least equal to 0.5*L0/2 is a longitudinal cutout extending outside the contact surface empty.
  • the mean line of said outer longitudinal cutout is axially positioned, with respect to the equatorial plane of the tire, at an axial distance LE greater than the axial half-width L 1/2 of the increased vacuum contact surface of the average half-thickness WE1 of said outer longitudinal cutout.
  • An outer longitudinal cutout is therefore in contact with the ground for a tire mounted on a laden vehicle or on the front axle of an unladen vehicle, but not for a tire mounted on a rear axle of an unladen vehicle.
  • An inner longitudinal cutout having a mean line positioned relative to the equatorial plane of the tire at an axial distance LI at most equal to 0.4* LO/2 is a longitudinal cutout extending inside the contact surface at empty.
  • the middle line of said inner longitudinal cutout is axially positioned, with respect to the equatorial plane of the tire, at an axial distance LI less than the axial half-width L 1/2 of the reduced vacuum contact surface of the average half-thickness WI1 of said inner longitudinal cutout.
  • An inner longitudinal cutout is therefore in contact with the ground for a tire mounted on a laden vehicle and also for a tire mounted on a rear axle of an unladen vehicle.
  • the at least one outer longitudinal cutout comprises an outer radial portion opening onto the running surface and having a height HE1 and an average width WE1 at least equal to 0.6 times the height HE1 .
  • the height HE1 is measured between the most radially outer point of the outer radial portion, positioned on the running surface when new, and the most radially inner point of the outer radial portion.
  • the average width WE1 is the average of the outer radial portion widths over the entire height HE1, a width being measured, at a given level, between the facing walls of material defining the outer radial portion of the cutout.
  • An average width WE1 at least equal to 0.6 times the height HE1 implies that the outer radial portion is a so-called effective groove.
  • a groove is a cutout wide enough that its walls will not generally contact each other under the rated recommended driving conditions.
  • it is said to be efficient, because its section is not reduced significantly, due to the deformations of the adjacent elements in relief, by the Poisson effect.
  • the section of the emergent outer radial portion thus remains sufficiently open to allow storage and evacuation of the water or mud present on the ground, and therefore guarantee the required grip. Consequently, the presence of an outer longitudinal cutout, with an outer radial portion of the efficient and emerging groove type, guarantees evacuation of water and mud for a tire in new condition, i.e. say unworn, and mounted on a front axle of a fully laden vehicle.
  • the at least one inner longitudinal cutout comprises an inner radial portion that does not open onto the running surface, extending at least partially radially inside the radial portion exterior of the exterior longitudinal cutout, and having a height HI2 and an average width WI2 at least equal to 0.6 times the height HI2.
  • the height HI2 is measured between the most radially outer point of the inner radial portion, located radially inside the running surface, and the most radially inner point of the inner radial portion.
  • the average width WI2 is the average of the outer radial portion widths over the entire height HI2.
  • An average width WI2 at least equal to 0.6 times the height HI2 implies that the inner radial portion is a so-called effective groove, as described previously.
  • the inner longitudinal cutout comprises an inner radial portion which does not emerge on the running surface of the tire when new, that is to say emerging only from an intermediate state of wear. . In other words, this inner radial portion is hidden when new and up to an intermediate state of wear.
  • This intermediate state of wear generally corresponds to the level of wear for which the tire initially mounted on a front axle of the vehicle is swapped on a rear axle.
  • this inner radial portion extends at least partially radially inside the outer radial portion of the outer longitudinal cutout.
  • the radially innermost point of the inner radial portion of the inner longitudinal cutout is radially inner to the radially innermost point of the outer radial portion of the outer longitudinal cutout. Consequently there is a partial radial overlap, but not total, or even an absence of overlap, between the inner radial portion of the inner longitudinal cutout and the outer radial portion of the outer longitudinal cutout.
  • the outer radial portion of the at least one outer longitudinal cutout has an average width WE1 at most equal to twice the height HE1, preferably at most equal to the height HE1. If the average width WE1 is increased beyond twice the height HE1, the contact surface under load decreases, and therefore the contact pressures increase, which leads to increased wear.
  • the outer radial portion of the at least one outer longitudinal cutout extends radially inwards to a radial depth DE1 at least equal to DO/4, preferably at least equal to D0/3.
  • the radial depth DE1 corresponds to the radial distance between the running surface when new and the most radially inner point of the outer radial portion.
  • the radial depth DE1 is therefore equal to the height HE1, because the outer radial portion is emerging, when new.
  • the outer radial portion is an effective groove at least up to a quarter of the wear of the thickness of the tread, corresponding to a maximum remaining cutout depth equal to 3* DO/4, preferably at least up to a third of the wear, corresponding to a maximum remaining cutting depth equal to 2*D0/3.
  • the outer radial portion of the at least one outer longitudinal cutout extends radially inwards to a radial depth DE1 at most equal to 2*D0/3, preferably at most equal to DO/ 2.
  • the outer radial portion is an effective groove at most up to two-thirds of the wear, corresponding to a maximum remaining cutout depth equal to D0/3, preferably up to half of the wear of the thickness of the tread, corresponding to a maximum remaining cutting depth equal to DO/2.
  • the meridian section of the outer radial portion of the at least one outer longitudinal cutout is constant in the circumferential direction, which guarantees a constant water or muddy mixture evacuation rate over the entire circumference of the pneumatic.
  • the outer radial portion of the at least one outer longitudinal cutout has a circular circumferential mean line centered on the axis of rotation of the tire. Consequently, this outer radial portion is not undulating, in the circumferential direction, in the thickness of the tread.
  • the at least one outer longitudinal cutout comprises an inner radial portion opening into its outer radial portion and having a height HE2 and an average width WE2 at most equal to 0.2 times the height HE2.
  • An average width WE2 at most equal to 0.2 times the height HE2 implies that the inner radial portion is an incision, that is to say a cutout narrow enough for its walls to come into contact with each other in the recommended nominal driving conditions. This incision is non-emerging when new. When the level of wear makes this incision open, that is to say beyond the radial depth DE1, it does not allow water or mud to be evacuated, but contributes to the adhesion, under transverse stresses, by an effect of indentation of the emerging edges of its walls.
  • the incision that has become open allows local softening of the tread, in its axially outer portion, which promotes the flattening of the tire.
  • it allows a limitation of sliding deformations, due to the independence of the elements in relief which delimit. Efficient flattening and limitation of sliding deformations slow down wear.
  • an incision allows the evacuation of heat, and therefore a reduction in the temperature of the crown of the tire, which is favorable to the endurance of this crown.
  • the inner radial portion of the at least one inner longitudinal cutout has an average width WI2 at most equal to 2 times the height HI2, preferably at most equal to the height HI2.
  • WI2 average width
  • the inner radial portion of the at least one inner longitudinal cutout extends radially inwards to a radial depth DI2 at least equal to DO/2, preferably at least equal to 2*D0/3 .
  • the radial depth DI2 corresponds to the radial distance between the running surface when new and the most radially inner point of the inner radial portion.
  • the radial depth DI2 is not equal to the height HI2, because the inner radial portion is not emerging, when new.
  • the inner radial portion is an effective groove at least up to half the wear of the thickness of the tread, corresponding to a maximum remaining cutout depth equal to DO/2, preferably at least up to 'at two-thirds of the wear, corresponding to a maximum remaining cutting depth equal to D0/3.
  • the inner radial portion of the at least one inner longitudinal cutout extends radially inwards to a radial depth DI2 at most equal to D0. Consequently, the inner radial portion is an effective groove at most up to the total wear of the thickness of the tread, corresponding to a maximum cutout depth equal to D0.
  • the inner radial portion of the or each inner longitudinal cutout extends radially inwards to a radial depth DI2 at most equal to 9*D0/10, and even more preferably at most equal to 3*D0/ 4.
  • the meridian section of the inner radial portion of the at least one inner longitudinal cutout is constant in the direction circumferential, which guarantees a constant water or sludge evacuation flow over the entire circumference of the tire.
  • the inner radial portion of the at least one inner longitudinal cutout has a circular circumferential mean line centered on the axis of rotation of the tire. Consequently, this inner radial portion is not undulating, in the circumferential direction, in the thickness of the tread.
  • the at least one inner longitudinal cutout comprises an outer radial portion, opening onto the running surface and in its inner radial portion, and having a height HI1 and an average width WI1 at most equal to 0.2 times the height HI1 .
  • this external radial portion is an emerging incision having a favorable impact with respect to grip, wear and thermal endurance of the crown.
  • it has a technological advantage at the level of the production of the sculpture of the tread, by allowing the molding and the demolding of the inner radial portion of the blind groove type to which it is connected.
  • the inner radial portion of the at least one inner longitudinal cutout is extended radially inwards by a complementary inner radial portion having a height HI3 and an average width WI3 at most equal to 0.2 times the height HI3.
  • this inner radial portion of the effective groove type can itself be extended radially towards the inside by a complementary inner radial portion of the incision type, to a depth at most equal to D0, preferably at most equal to 9*D0/10.
  • the tread comprises two inner longitudinal grooves, the respective inner radial portions of which are offset from one another radially in the thickness of the tread.
  • the effective radial portions of the outer longitudinal groove and the two grooves inner longitudinal thus constitute a staggering of three effective radial portions overlapping at least partially radially, two by two.
  • the tire having an outside diameter D, measured in the equatorial plane and a contact surface under load having a circumferential length C0, when the tire mounted on a nominal rim is inflated to a nominal pressure Pn and crushed under a nominal load Zn, the at least one outer longitudinal cutout is preferably connected to at least NE outer transverse cutouts opening out at an axial end of the tread, NE being at least equal to II*D/C0, such that the contact surface under load comprises at least one outer transverse cutout.
  • transverse cutout is meant a cutout whose mean line forms with the circumferential direction of the tire an angle at least equal to 45°. Either the middle line forms an angle equal to 90° and is strictly transverse, or it comprises at least one oblique portion forming an angle strictly less than 90°.
  • each outer longitudinal cutout makes it possible, via its outer radial portion, to evacuate any water and mud that may be present on the ground, in the circumferential direction, when the tire is mounted on the front axle of the vehicle, for a new condition or a condition at the start of wear.
  • each outer longitudinal cutout is connected to a set of so-called outer transverse cutouts which have the function of ensuring lateral evacuation of water and mud, at the level of the side edges of the tread, usually called shoulders. But this lateral evacuation requires the presence of at least one such external transverse cutout opening into the contact surface under load.
  • each outer transverse cutout has an outer radial portion having a height HTE 1 at least equal to HE 1 , an average width WTE 1 at least equal to O.6*HTE1, preferably at least equal to WE1, and a depth DTE1 at least equal to DEL
  • Said outer radial portion of the outer transverse cutout is therefore an effective groove of height and depth at least equal to those of the outer radial portion of the outer longitudinal cutout, but with a width at least equal, of so as to guarantee a lateral evacuation flow rate at least equal to the longitudinal evacuation flow rate.
  • each outer transverse cutout has an inner radial portion, opening into its outer radial portion, and having a height HTE2 and an average width WTE2 at most equal to 0.2 times the height HTE2. Accordingly, each outer transverse cutout has an inner radial slit-like portion connected to the inner radial slit-like portion of the outer longitudinal cutout.
  • the at least one inner longitudinal cutout is advantageously connected to at least NI inner transverse cutouts opening out at an axial end of the tread, NI being at least equal to H*D/C1, of such that the vacuum contact surface comprises at least one internal transverse cutout.
  • Each inner longitudinal cutout makes it possible, via its inner radial portion, to evacuate any water and mud that may be present on the ground, in the circumferential direction, when the tire is mounted on the rear axle of the unladen vehicle, for a state of wear at least at the level of the bottom of the outer radial portion of the outer longitudinal cutout.
  • each inner longitudinal cutout is connected to a set of so-called inner transverse cutouts which have the function of ensuring lateral evacuation of water and mud, at the level of the side edges of the tread, usually called shoulders. But this lateral evacuation requires the presence of at least one such internal transverse cutout opening into the vacuum contact surface.
  • the inner radial portion of the at least one inner longitudinal cutout extending radially inwards to a radial depth DI2, each inner transverse cutout has an inner radial portion having a height HTI2 at least equal at HI2, an average width WTI2 at least equal to 0.6*HTI2, preferably at least equal to WI2, and a depth DTI2 at least equal to DI2.
  • Said inner radial portion of the inner transverse cutout is therefore an effective groove of height and depth at least equal to those of the inner radial portion of the inner longitudinal cutout, but with a width at least equal, so as to guarantee a flow rate of lateral discharge at least equal to the longitudinal discharge rate.
  • each inner transverse cutout has an outer radial portion, opening onto the running surface and in its inner radial portion and having a height HTI1 and an average width WTI1 at most equal to 0.2 times the height HTI1. Accordingly, each inner transverse cutout has a slit-like outer radial portion connected to the slit-like outer radial portion of the outer longitudinal cutout.
  • the or each outer longitudinal cutout has an average line positioned relative to the equatorial plane of the tire, at an axial distance LE at most equal to 0.8*L0/2. This upper limit makes it possible to guarantee a sufficient width, for each lateral end portion of the tread, with respect to wear at the edge of the tread.
  • the or each inner longitudinal cutout also advantageously has a mean line positioned with respect to the equatorial plane of the tire, at an axial distance LI at least equal to 0.15*L0/2. This lower limit makes it possible to guarantee a width sufficient, for the middle portion of the tread, with respect to resistance to attack.
  • the difference between the axial distance LE and the axial distance LI is also advantageously at least equal to 0.2*L0/2, preferably at least equal to 0.3*L0/2.
  • This characteristic guarantees a balanced distribution of the outer and inner longitudinal cutouts respectively in the width of the tread, therefore a balanced distribution of the pressures in the contact surface, and, consequently, a more homogeneous wear in the width of the tread. .
  • the tread having a volume indentation rate TEV equal to the ratio between the total volume VD of the cutouts, measured on the free tire, that is to say unmounted and uninflated, and the sum of the total volume VD of the cutouts and of the total volume VR of the elements in relief delimited by these cutouts, at any level of wear comprised between the new state corresponding to a maximum depth of cutout D0 and a worn state corresponding to a maximum depth of cutout DR at least equal to D0/10 and at most equal to D0/3, preferably at most equal to DO/4, the volume indentation rate TEV is at least equal to 12%, preferably at least equal to 14%.
  • a minimum TEV volumetric indentation rate of 12%, preferably 14%, at any level of wear within the required range, is required for the storage and disposal of any water or sludge mixture that may be present on the rolling ground.
  • the tread having a volume indentation rate TEV equal to the ratio between the total volume VD of the cutouts, measured on the free tire, that is to say unmounted and uninflated, and the sum of the total volume VD of the cutouts and of the total volume VR of the elements in relief delimited by these cutouts, at any level of wear comprised between the new state corresponding to a maximum depth of cutout D0 and a worn state corresponding to a maximum depth of cutout DR at least equal to D0/10 and at most equal to D0/3, preferably at most equal to DO/4, the volume indentation rate TEV is still preferentially at most equal to 20%, preferably at most equal to 18% .
  • the tread having a surface indentation rate TES equal to the ratio between the total area SD of the cutouts, and the sum of the total area SD of the cutouts and the total area SR of the elements in relief delimited by these cutouts , the surfaces SD and SR being determined in the contact surface, at any level of wear comprised between the new state corresponding to a maximum depth of cutout D0 and a worn state corresponding to a maximum depth of cutout DR at least equal to D0/10 and at most equal to D0/3, preferably at most equal to DO/4, the surface indentation rate TES is preferably at least equal to 10%, preferably at least equal to 13%.
  • a minimum surface notch rate TES of 10%, preferably 13%, at any level of wear within the required interval, makes it possible to guarantee a rate of edges of the cutouts emerging in the running surface, with respect to - screw of an effective indentation of the ground, and thus of adhesion.
  • the tread having a surface indentation rate TES equal to the ratio between the total area SD of the cutouts, and the sum of the total area SD of the cutouts and the total area SR of the elements in relief delimited by these cutouts , the surfaces SD and SR being determined in the contact surface, at any level of wear comprised between the new state corresponding to a maximum depth of cutout D0 and a worn state corresponding to a maximum depth of cutout DR at least equal to D0/10 and at most equal to D0/3, preferably at most equal to DO/4, the surface indentation rate TES is still preferably at most equal to 24%, preferably at most equal to 20%.
  • a maximum TES surface indentation rate of 24%, preferably 20%, at any level of wear within the required interval makes it possible to guarantee a sufficient contact surface both under load and without load, inducing limited contact pressures and, therefore, limited wear.
  • the tread having, at any level of wear, a volume indentation rate TEV equal to the ratio between the total volume VD of the cutouts, measured on the free tire, that is to say not mounted and not swollen, and the sum of the total volume VD of the cutouts and of the total volume VR of the elements in relief delimited by these cutouts, and a surface indentation rate TES equal to the ratio between the total surface SD of the cutouts, and the sum of the surface total SD of the cutouts and of the total surface SR relief elements delimited by these cutouts, the SD and SR surfaces being determined in the contact surface, the TEV/TES ratio is preferably at least equal to 0.8, on average between a new state corresponding to a maximum depth of cutout D0 and a worn state of the tire corresponding to a maximum depth of cutout DR at least equal to D0/10 and at most equal to D0/3, preferably at most equal to D0/4.
  • the inventors have sought to obtain the highest possible TEV/TES ratio, on the one hand by maximizing the TEV volume indentation rate, with respect to grip on wet or muddy ground by aiming for storage and effective evacuation of water or muddy mixture, on the other hand by minimizing the surface indentation rate TES, vis-à-vis wear by seeking the largest possible contact surface.
  • - Figure 2 Top view of a tread portion of a tire according to the invention, in the worn state at 2/3 wear (maximum depth of cutout D0/3), - Figure 3: Perspective view of a tread portion of a tire according to the invention, in new condition,
  • - Figure 8 Evolution of the surface indentation rate TES (in %) as a function of the volume indentation rate TEV (in %), for a tire according to the invention I and for two reference tires RI and R2 of the state of the art
  • - Figure 9 Evolution of the ratio of respectively volumetric and surface indentation rates TEV/TES as a function of the maximum depth of cutout Dmax (in % of the maximum depth of cutout DO, in new condition), for a tire according to invention I and for two reference tires R1 and R2 of the state of the art
  • - Figure 10 Evolution of the total volume of effective grooves VCE, leading to the tread, in a given state of wear, in function of the maximum cutout depth Dmax (in % of the maximum cutout depth DO, in new condition), for a tire according to the invention I and for two reference tires R1 and R2 of the state of the art ,
  • - Figure 11 Top view of a portion of tread of an RI reference tire, in new condition (Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD PROTECT range)
  • - Figure 12 Top view of a portion of a tire with reference R2, in new condition (Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD GRIP range).
  • FIG. 1 is a top view of a tread portion 2 of a tire 1 according to the invention, in new condition, having a maximum cutout depth D0 (not shown).
  • This tire 1 for a heavy civil engineering vehicle comprises, in new condition before running, a tread 2, intended to come into contact with the ground via a tread surface 3.
  • the tread surface 3 has an axial width L0, when the tire mounted on a nominal rim is inflated to a nominal pressure Pn and crushed under a nominal load Zn.
  • the running surface 3 has an axial width L1 (not shown), when the tire mounted on a nominal rim is inflated to a nominal pressure Pn and crushed under a load approximately equal to 0.25 *Zn.
  • the tread 2 comprises cutouts 4 separating elements in relief 6 and having a maximum depth D0 (not shown).
  • the tread 2 comprises, on each side of an equatorial plane XZ, an outer longitudinal cutout 41, having a mean line ME, positioned relative to an equatorial plane XZ of the tire at an axial distance LE at least equal to 0.5* L0/2, and an inner longitudinal cutout 42, having a mean line MI, positioned relative to the equatorial plane XZ of the tire, at an axial distance LI at most equal to 0.4*L0/2.
  • the outer longitudinal cutout 41 comprises an outer radial portion 411 of the groove type having a width average WEI.
  • outer longitudinal cutout 41 is connected to outer transverse cutouts 51, each comprising an outer radial portion 511 of the groove type having an average width WTE1.
  • the inner longitudinal cutout 42 comprises an outer radial portion 421 of the incision type having an average width WI1.
  • inner longitudinal cutout 42 is connected to inner transverse cutouts 52, each comprising an outer radial portion 521 of the incision type having an average width WTI1.
  • Figure 2 is a top view of a tread portion 2 of a tire 1 according to the invention, in the worn state at 2/3 wear, for which the maximum depth of cutout Dmax is equal to D0/3 (not shown).
  • the references in Figure 1 are partially repeated in Figure 2.
  • the cutouts are described in a worn state, typically 2/3 worn.
  • the outer longitudinal cutout 41 comprises an inner radial portion 412 of the incision type having an average width WE2.
  • the outer longitudinal cutout 41 is connected to outer transverse cutouts 51, each comprising an inner radial portion 512 of the incision type having an average width WTE2.
  • the interior longitudinal cutout 42 comprises an interior radial portion 422 of the groove type having an average width WI2.
  • the inner longitudinal cutout 42 is connected to inner transverse cutouts 52, each comprising an inner radial groove-like portion 522 having an average width WTI2.
  • FIG. 3 is a perspective view of a tread portion 2 of a tire according to the invention, in new condition, the angle of perspective of which makes it possible to visualize more particularly the system of cutouts longitudinal (41, 42).
  • Figure 4 is a meridian section associated with Figure 3, describing the system of longitudinal cutouts (41, 42).
  • the outer longitudinal cutout 41 comprises an outer radial portion 411 opening onto the rolling surface 3 and having a height HE1 and an average width WE1 at least equal to 0.6 times the height HE1, that is to say say an effective groove
  • the inner longitudinal cutout 42 comprises an inner radial portion 422 that does not open out onto the running surface 3, extending at least partly radially inside the outer radial portion 411 of the outer longitudinal cutout 41, and having a height HI2 and an average width WI2 at least equal to 0.6 times the height HI2, that is to say also an effective groove.
  • the outer radial portion 411 of the outer longitudinal cutout 41 has an average width WE1 at most equal to twice its height HE1, preferably at most equal to its height HE1.
  • the outer radial portion 411 of the outer longitudinal cutout 41 extends radially inwards to a radial depth DE1, advantageously at least equal to DO/4, preferably at least equal to D0/3, and again advantageously at most equal to 2*D0/3, preferably at most equal to OD/2.
  • the outer longitudinal cutout 41 preferably comprises an inner radial portion 412 opening into its outer radial portion 411 and having a height HE2 and an average width WE2 at most equal to 0.2 times the height HE2, that is to say an incision not opening onto the running surface when new.
  • the inner radial portion 422 of the inner longitudinal cutout 42 has an average width WI2 at most equal to twice its height HI2, preferably at most equal to its height HI2.
  • the inner radial portion 422 of the inner longitudinal cutout 42 extends radially inwards to a radial depth DI2 advantageously at least equal to DO/2, preferably at least equal to 2*D0/3, and still advantageously at most equal to D0, preferably at most equal to 9*D0/10 and even more preferably at most equal to 3*D0/4.
  • the inner longitudinal cutout 42 comprises an outer radial portion 421, opening onto the rolling surface 3 and in its inner radial portion 422 and having a height HI1 and an average width WI1 at most equal to 0.2 times the height HI1, that is - i.e. an incision leading to the running surface when new.
  • FIG. 5 is a perspective view of a tread portion 2 of a tire according to the invention, in new condition, the angle of perspective of which makes it possible to visualize more particularly the system of cutouts transverse (51, 52).
  • Figure 6 is a side view associated with Figure 5, describing the system of transverse cutouts (51, 52).
  • the tire having an outside diameter D (not shown), measured in the equatorial plane YZ, and a contact surface under load having a circumferential length C0 (not shown), when the tire mounted on a nominal rim is inflated to a nominal pressure Pn and crushed under a nominal load Zn, the outer longitudinal cutout 41 is connected to at least NE outer transverse cutouts 51 opening out at the level of an axial end of the tread 2, NE being at least equal to II*D / C0, so that the contact surface with the ground in charge comprises at least one outer transverse cutout.
  • the tire having a vacuum contact surface having a circumferential length Cl (not shown), when the tire mounted on a nominal rim is inflated to a nominal pressure Pn and crushed under a load approximately equal to 0.25 *Zn, the internal longitudinal cutout 42 is connected to at least NI internal transverse cutouts 52 opening out at the level of an axial end 21 of the tread 2, NI being at least equal to II*D/C 1 , such that the surface of vacuum ground contact comprises at least one interior transverse cutout.
  • Each outer transverse cutout 51 preferably comprises an outer radial portion 511 having a height HTE1 equal to HE1, an average width WTE1 at least equal to 0.6*HTE1, preferably at least equal to WE1, and a depth DTE1 equal to DE1.
  • each outer transverse cutout 51 has an inner radial portion 512, opening into its outer radial portion 511, and having a height HTE2 and an average width WTE2 at most equal to 0.2 times the height HTE2, that is to say a blind incision when new connected to the inner radial portion 412 of the outer longitudinal cutout 41.
  • each cutout internal transverse 52 preferably comprises an internal radial portion 522 having a height HTI2 equal to HI2, an average width WTI2 at least equal e to 0.6*HTI2, preferably at least equal to WI2, and a depth DTI2 equal to DI2. Consequently, this inner radial portion 522 has the same height and depth as the inner radial portion 422 of the inner longitudinal cutout 42 to which it is connected, and an average width at least equal, to ensure a water evacuation flow. or muddy mixture at least as high as that of the inner longitudinal cutout 42.
  • each inner transverse cutout 52 has an outer radial portion 521, opening onto the running surface and in its inner radial portion 522 and having a height HTI1 and an average width WTI1 at most equal to 0.2 times the height HTI1, that is to say an emerging incision when new connected to the outer radial portion 421 of the inner longitudinal cutout 42.
  • FIG. 7 shows the evolution of the volume indentation rate TEV (in %) as a function of the maximum depth of cut Dmax (in % of the maximum depth of cut D0 in new condition), for a tire according to the invention I and for two reference tires R1 and R2 of the state of the art.
  • the maximum cutting depth D0 when new is the base 100 of the abscissa axis of the graph.
  • the Dmax/D0 ratio defines a given state of wear of the tread.
  • the volume indentation rate TEV decreases slightly, on average, from 17.5% in the new state, for Dmax equal to D0, to 14% in the totally worn state, for Dmax equal to D0/10.
  • the rate volume indentation TEV decreases from 12.5% in new condition, for Dmax equal to D0, to 5% in totally worn condition, for Dmax equal to D0/10.
  • the volume indentation rate TEV decreases by 22% when new, for Dmax equal to D0, by 5% when completely worn, for Dmax equal to D0/10.
  • a tire according to the invention has the advantage of having a substantially constant volume indentation rate TEV, therefore a substantially constant water or muddy mixture evacuation capacity throughout the life of the tire, in all its states of wear.
  • FIG. 8 shows the evolution of the surface indentation rate TES (in %) as a function of the volume indentation rate TEV (in %), for a tire according to the invention I and for two reference tires RI and R2 of the state of the art.
  • the volume indentation rate TEV varies between 14% and 17.5% as seen previously, and the surface indentation rate TES varies between 12% and 24%.
  • the volume indentation rate TEV varies between 5% and 12.5% as seen above, and the rate of Surface indentation TES varies between 6% and 18%.
  • the volume indentation rate TEV varies between 5% and 22% as seen above, and the indentation rate surface TES varies between 7% and 42%. Consequently, the respective variation intervals of the volumetric indentation rate TEV and of the surface indentation rate TES are much more restricted, for the tire according to the invention I, hence the durability of the grip and grip performance. tire wear throughout its life.
  • FIG. 9 shows the evolution of the ratio of respectively volumetric and surface notching rates TEV/TES as a function of the maximum depth of cutout Dmax (in % of the maximum depth of cutout D0, in new condition) , for a tire according to the invention I and for two reference tires R1 and R2 of the state of the art.
  • the TEV/TES ratio varies between 0.75 and 1.3.
  • the reference tire RI of the state of the art corresponding to the Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD PROTECT range, the TEV/TES ratio varies between 0.6 and 0.75.
  • the TEV/TES ratio varies between 0.5 and 0.8. Consequently, the tire according to the invention I has a TEV/TES ratio that is always higher than that of tires R1 and R2.
  • This rather high TEV/TES ratio is obtained, on the one hand, by maximizing the TEV volume indentation rate, vis-à-vis the grip on wet or muddy ground by aiming for efficient storage and evacuation of water. or of the muddy mixture, on the other hand by minimizing the surface indentation rate TES, with respect to wear by seeking the largest possible contact surface.
  • Figure 10 shows the evolution of the total volume of effective grooves VCE, leading to the tread, in a given state of wear, as a function of the maximum depth of cutout Dmax (in % of the maximum depth of cutout D0, in new condition), for a tire according to the invention I and for two reference tires R1 and R2 of the state of the art.
  • Dmax in % of the maximum depth of cutout D0, in new condition
  • Figure 11 shows a top view of a portion of tread of a reference tire RI, in new condition (Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD PROTECT range).
  • the tread pattern is rather closed in a middle portion, i.e. comprising narrow longitudinal and transverse grooves guaranteeing a volume of material to be worn and protective against attack, and rather open in the two lateral portions extending the middle portion, that is to say each comprising transverse grooves opening onto the edges of the tread, for at least partial evacuation of the water or the muddy mixture.
  • performance in terms of wear life and resistance to attack are favored over adhesion.
  • transverse grooves opening onto the edges of the tread with a width equal to 45 mm and a height equal to 74 mm, are effective.
  • the other grooves in the middle portion have a width equal to 7 mm and a maximum height equal to 60 mm, which implies that they are closed in the contact surface, whether the vehicle is empty or loaded.
  • Figure 12 shows a top view of a portion of tread of a reference tire R2, in new condition (Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD range GRIP).
  • the so-called open tread pattern comprises, in a middle portion and in the two lateral portions extending it, a network of wide longitudinal and transverse grooves allowing mud to be captured over the entire tread surface and evacuated at the less partly by transverse grooves opening on the edges of the tread. More specifically, the substantially longitudinal grooves do not meet the efficiency criterion of a groove (W>0.6*H).
  • the longitudinal groove of the middle portion has a width equal to 21 mm and a height equal to 44 mm in height
  • the longitudinal groove of each side portion has a width equal to 37 mm and a height equal to 70 mm. Only the transverse grooves respect the efficiency criterion of a groove, with a width equal to 44 mm and a height equal to 74 mm, in each lateral portion, as well as a width equal to 48 mm and a height equal to 67 mm, in the middle portion.
  • the invention has been more particularly studied for a tire for a civil engineering vehicle of the dumper type in the dimension 24.00R35, but is applicable to dimensions comprised, for example, between dimension 18.00R33 and dimension 59/80 R63.
  • the tire according to the invention I performs better in terms of grip on a ground wet or muddy, due to a volume of effective cavities VCE greater than those of the reference tires R1 and R2, especially beyond 50% wear of the tire.
  • the tires according to the invention I and of reference RI have substantially equivalent grip performance.
  • the inventors have found that, for the tire I according to the invention, the difference in pressures, measured in the contact surface with the ground, between the middle portion and each lateral portion, was reduced compared to the reference tire RI. This pressure difference is equal to 1.75 bars for the reference tire RI, whereas it is equal to 1 bar for the tire according to the invention I.
  • the pressure distribution in the contact surface is more uniform for a tire according to the invention I, which guarantees more uniform wear along the axial width of the tread.

Landscapes

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Abstract

La présente invention a pour objet un pneumatique (1) pour véhicule lourd de génie civil et vise à améliorer le compromis de performances entre sa durée de vie en usure, sa résistance aux agressions et son adhérence. La bande de roulement (2) ayant une largeur axiale L0 et comprenant, de chaque côté d'un plan équatorial (XZ), au moins une découpure longitudinale extérieure (41) à une distance axiale LE au moins égale à 0.5*L0/2, et au moins une découpure longitudinale intérieure (42) à une distance axiale LI au plus égale à 0.4*L0/2, la au moins une découpure longitudinale extérieure (41) comprend une portion radiale extérieure (411) débouchant sur la surface de roulement (3) et ayant une largeur moyenne WE1 au moins égale à 0.6 fois sa hauteur HE1, et la au moins une découpure longitudinale intérieure (42) comprend une portion radiale intérieure (422) ne débouchant pas sur la surface de roulement (3) et ayant une largeur moyenne WI2 au moins égale à 0.6 fois sa hauteur HI2.

Description

Pneumatique pour véhicule lourd de génie civil à adhérence améliorée
[0001] La présente invention a pour objet un pneumatique pour véhicule lourd de génie civil, destiné à porter de lourdes charges et à rouler sur des sols irréguliers et caillouteux tels que ceux des mines. Cette invention concerne en particulier la bande de roulement d’un tel pneumatique dont l’adhérence est améliorée tout au long de son utilisation.
[0002] L’invention a plus particulièrement pour objet un pneumatique destiné à équiper un véhicule lourd de génie civil, tel qu’un dumper destiné au transport de matériaux extraits de carrières ou de mines de surface. Un dumper est soumis à des conditions de roulage particulièrement sévères : charges élevées, vitesses soutenues, parcours en pente et virageux, sols irréguliers et caillouteux. A titre d’exemple, sur les sites d’extraction de matériaux, tels que des minerais ou du charbon, l’usage d’un véhicule de type dumper consiste, de manière simplifiée, en une alternance de cycles aller en charge et de cycles retour à vide. Lors d’un cycle aller en charge, le véhicule chargé transporte, principalement en montée, les matériaux extraits depuis des zones de chargement au fond de la mine, ou fond du « pit », jusqu’à des zones de déchargement : ce qui nécessite une bonne adhérence en motricité des pneumatiques. Lors d’un cycle retour à vide, le véhicule à vide retourne, principalement en descente, vers les zones de chargement au fond de la mine : ce qui nécessite une bonne adhérence en freinage des pneumatiques. Les pistes le plus souvent en pente sont également souvent virageuses, ce qui nécessite une bonne adhérence transversale des pneumatiques. En outre les pistes sur lesquelles roulent les véhicules sont constituées de matériaux en général issus de la mine, par exemple, des roches concassées et compactées, pour garantir la tenue de la couche d’usure de la piste lors du passage des véhicules, et régulièrement arrosées, ce qui entraîne qu’elles sont souvent recouvertes de boue et d’eau. Par conséquent il est nécessaire de permettre, d’une part, une évacuation efficace de ce mélange de boue et d’eau par la bande de roulement, pour garantir une adhérence satisfaisante sur ce sol boueux, et, d’autre part, une bonne résistance à l’usure et aux agressions par les pierres présentes sur le sol.
[0003] L’usage spécifique d’un dumper, tel que précédemment décrit, entraîne une gestion particulière des pneumatiques l’équipant. A l’état neuf, un pneumatique est usuellement monté sur l’essieu avant, ou essieu directeur, du véhicule. A ce poste avant, la charge appliquée au pneumatique est estimée généralement comprise entre 80% et 100% de sa capacité de charge nominale, selon que le véhicule roule à vide ou en charge, telle que définie par, par exemple, par la norme ISO 4250 et la norme de la « Tire and Rim Association » (Association du Pneumatique et de la Roue) ou TRA. Lorsque le pneumatique atteint environ un tiers de son usure, c’est-à-dire que la hauteur initiale à l’état neuf de sa bande de roulement est réduite d’un tiers, le pneumatique est démonté de l’essieu avant et est monté sur un essieu arrière, ou essieu moteur, du véhicule. A ce poste arrière, la charge appliquée au pneumatique est estimée généralement comprise entre 25% et 100% de sa capacité de charge nominale, selon que le véhicule roule à vide ou en charge. Enfin le pneumatique est retiré définitivement de l’essieu moteur, lorsque sa bande de roulement atteint une hauteur résiduelle correspondant à un état totalement usé conformément aux pratiques en vigueur.
[0004] Une bande de roulement de pneumatique, destinée à constituer la partie périphérique du pneumatique, comprend au moins un matériau à base de caoutchouc et est destinée à être usée lors de son entrée en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement.
[0005] Dans ce qui suit, on désigne par :
-direction radiale : une direction perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique, -direction axiale ou transversale : une direction parallèle à l’axe de rotation du pneumatique,
-direction circonférentielle ou longitudinale: une direction tangente à la périphérie du pneumatique et perpendiculaire aux directions respectivement radiale et axiale, -plan circonférentiel médian ou équatorial : un plan contenant la direction radiale et la direction circonférentielle, perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique et divisant le pneumatique en deux portions égales.
[0006] La bande de roulement, intégrée au pneumatique, est le plus souvent caractérisée géométriquement par une largeur axiale L, selon la direction axiale, et une épaisseur radiale E, selon une direction radiale. La largeur axiale L est définie comme la largeur axiale de la portion de surface de roulement, en contact avec un sol lisse, le pneumatique étant monté sur une jante recommandée et soumis à des conditions de pression et de charge données. L’épaisseur radiale E est définie, par convention, comme la profondeur maximale Dmax mesurée dans les découpures. Dans le cas d’un pneumatique à l’état neuf pour un véhicule de génie civil, et à titre d’exemple, la largeur axiale L est au moins égale à 600 mm et la profondeur maximale Dmax est au moins égale à 60 mm, voire 70 mm. Mais ces caractéristiques de largeur axiale L et de profondeur maximale Dmax dépendent de l’état d’usure du pneumatique. En particulier, la profondeur maximale Dmax varie entre une profondeur initiale D0, à l’état neuf du pneumatique, et une profondeur résiduelle DR, dans l’état usé du pneumatique, valeur à laquelle le pneumatique est retiré du véhicule conformément aux pratiques en vigueur.
[0007] Pour assurer une performance satisfaisante en adhérence longitudinale, sous couple moteur et sous couple freineur, ainsi qu’en adhérence transversale, il est nécessaire de former, dans la bande de roulement, une sculpture qui est un système de découpures séparant des éléments en relief.
[0008] Une découpure est un espace délimité par des parois de matière se faisant face et distantes l'une de l'autre d'une distance définissant la largeur de la découpure, et s’étendant à partir de la surface de roulement, selon la direction radiale, sur une hauteur donnée. Selon la valeur de sa largeur, une découpure est soit une incision, soit une rainure. Dans le cas d’une incision, cette largeur est appropriée pour permettre la mise en contact au moins partielle des parois opposées délimitant ladite incision au moins lors du passage de la bande de roulement dans le contact avec le sol, lorsque le pneumatique est soumis à des conditions de charge et de pression nominales recommandées, par exemple, par la norme TRA. Dans le cas d’une rainure, les parois de cette rainure n’entrent généralement pas en contact l’une avec l’autre dans ces conditions nominales recommandées de roulage.
[0009] Les découpures délimitent des éléments en relief de type blocs ou de type nervures. Un bloc comprend une face de contact, contenue dans la surface de roulement, et au moins trois, et le plus souvent quatre, faces latérales coupant la surface de roulement. Une nervure comprend une face de contact et deux faces latérales s’étendant, selon la direction circonférentielle, sur toute la longueur de la bande de roulement. Une nervure est ainsi délimitée, selon la direction circonférentielle, par une ou deux découpures longitudinales. [0010] La proportion de découpures contenue dans la bande de roulement ou dans une portion de bande de roulement peut être définie par un taux d’entaillement volumique TEV ou par un taux d’entaillement surfacique TES.
[0011] Par définition, le taux d’entaillement volumique TEV de la bande de roulement est égal au rapport entre le volume total VD des découpures, mesuré sur le pneumatique libre c’est-à-dire non monté et non gonflé, et la somme du volume total VD des découpures et du volume total VR des éléments en relief délimités par ces découpures. La somme VD+VR correspond au volume compris radialement entre la surface de roulement et une surface de fond, translatée de la surface de roulement radialement vers l’intérieur d’une distance radiale égale à la profondeur maximale Dmax de la bande de roulement. Ce taux d’entaillement volumique TEV, exprimé en %, conditionne la performance en usure, par le volume de matériau à user disponible, et la performance en adhérence longitudinale et transversale, par la présence d’arêtes respectivement transversales et longitudinales et de découpures ayant la capacité de stocker ou d’évacuer l’eau et/ou la boue.
[0012] Par définition, le taux d’entaillement surfacique TES de la bande de roulement est défini dans la surface de contact du pneumatique avec un sol rigide, lorsque le pneumatique, monté sur sa jante nominale, est gonflé à sa pression nominale et écrasé sous sa charge nominale, ces caractéristiques nominales étant recommandées, par exemple, par la norme TRA. Ce taux d’entaillement surfacique TES est égal au rapport entre la surface totale SD des découpures, et la somme de la surface totale SD des découpures et de la surface totale SR des éléments en relief délimités par ces découpures, les surfaces SD et SR étant déterminées dans la surface de contact. La somme SD+SR correspond à la surface de contact. Ce taux d’entaillement surfacique TES, exprimé en %, conditionne la performance en usure, par la surface de matériau en contact avec le sol impactant la répartition des pressions exercées par le sol sur la surface de roulement, et la performance en adhérence longitudinale et transversale, par la longueur d’arêtes respectivement transversales et longitudinales conditionnant l’efficacité de l’indentation de la sculpture.
[0013] Ces taux d’entaillement respectivement volumique TEV et surfacique TES peuvent être déterminés soit à l’état neuf de la bande de roulement, avant utilisation du pneumatique en roulage, ou dans un état d’usure donné de la bande de roulement, caractérisé par une profondeur restante de la bande de roulement.
[0014] Une bande de roulement de pneumatique pour véhicule de génie civil comprend usuellement des rainures pouvant être longitudinales ou transversales. Une rainure longitudinale a une ligne moyenne formant, avec la direction longitudinale du pneumatique, un angle inférieur à 45°. Une rainure transversale a une ligne moyenne formant, avec la direction longitudinale du pneumatique, un angle supérieur à 45°. Généralement la largeur d’une rainure diminue progressivement depuis la surface de roulement jusqu’au fond de la rainure, en raison de l’inclinaison des parois des éléments en relief délimitant lesdites rainures. Par conséquent le taux d’entaillement volumique diminue lorsque le pneumatique passe d’un état neuf à un état usé. Par exemple, pour garantir un taux d’entaillement volumique égal à environ 8% en fin de vie du pneumatique, lorsque celui est totalement usé, le taux d’entaillement volumique à neuf correspondant doit au moins être égal à environ 22%. Or un taux d’entaillement volumique élevé à l’état neuf présente un certain nombre d’inconvénients. Tout d’abord, il favorise la captation et la rétention des cailloux dans les rainures, ceux-ci étant susceptibles d’endommager le sommet du pneumatique par les fissurations qu’ils induisent potentiellement. Ensuite, un taux d’entaillement volumique élevé à l’état neuf implique un taux d’entaillement surfacique également élevé, donc une surface de contact avec le sol des éléments en relief plutôt réduite, et, par conséquent, de fortes pressions au sol qui accentuent le phénomène d’abrasion de la bande de roulement et donc son usure. Enfin, un taux d’entaillement volumique à l’état neuf élevé permet des déformations latérales, dites « en tonneau », des éléments en relief, par effet de Poisson : ce qui diminue le volume efficace des rainures, caractérisant leur capacité de stockage et d’évacuation d’eau ou de mélange boueux, d’où une perte d’adhérence du pneumatique sur un sol boueux. Toutefois, ces déformations par effet de Poisson tendent à diminuer lorsque l’usure de la bande de roulement augmente, du fait de la réduction de la hauteur des éléments en relief.
[0015] Un compromis satisfaisant entre les performances de résistance aux agressions, de durée de vie en usure et d’adhérence sur un sol mouillé ou boueux est donc difficile à trouver. C’est la raison pour laquelle les fabricants de pneumatiques ont, jusqu’à présent, choisi de privilégier une ou deux performances données. Par exemple, la performance en adhérence sur un sol mouillé ou boueux a pu être privilégiée, par rapport à la durée de vie en usure et la résistance aux agressions. Selon cette première option, la gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD GRIP propose une sculpture de bande de roulement, dite ouverte, comprenant, dans une portion médiane et dans les deux portions latérales la prolongeant, un réseau de rainures longitudinales et transversales larges permettant de capter la boue sur toute la surface de roulement et de l’évacuer au moins en partie par des rainures transversales débouchant sur les bords de la bande roulement. Dans un autre exemple, les performances en durée de vie en usure et en résistance aux agressions ont pu être privilégiées, par rapport à l’adhérence. Selon cette deuxième option, la gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD PROTECT propose une sculpture de bande de roulement plutôt fermée dans une portion médiane, c’est-à-dire comprenant des rainures longitudinales et transversales étroites garantissant un volume de matériau à user et protecteur vis-à-vis des agressions, et plutôt ouverte dans les deux portions latérales prolongeant la portion médiane, c’est-à-dire comprenant chacune des rainures transversales débouchant sur les bords de la bande de roulement, pour l’évacuation au moins partielle de l’eau ou du mélange boueux.
[0016] Les inventeurs se sont donnés pour objectif de concevoir une bande de roulement d’un pneumatique pour véhicule lourd de génie civil, permettant d’améliorer le compromis de performances entre la durée de vie en usure, la résistance aux agressions et l’adhérence, lors de l’utilisation sur des pistes pouvant être recouvertes d’eau et de boue, en garantissant la pérennité de l’adhérence tout au long de la vie du pneumatique.
[0017] Cet objectif est atteint, selon l’invention, par un pneumatique pour véhicule lourd de génie civil comprenant, dans un état neuf avant roulage, une bande de roulement, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement : -la surface de roulement, ayant une largeur axiale L0, lorsque le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge nominale Zn,
-la bande de roulement comprenant des découpures séparant des éléments en relief et ayant une profondeur maximale D0, -la bande de roulement comprenant, de chaque côté d’un plan équatorial, au moins une découpure longitudinale extérieure ayant une ligne moyenne positionnée par rapport à un plan équatorial du pneumatique à une distance axiale LE au moins égale à 0.5*L0/2, et au moins une découpure longitudinale intérieure ayant une ligne moyenne positionnée par rapport au plan équatorial du pneumatique à une distance axiale LI au plus égale à 0.4*L0/2,
-la au moins une découpure longitudinale extérieure comprenant une portion radiale extérieure débouchant sur la surface de roulement et ayant une hauteur HE1 et une largeur moyenne WE1 au moins égale à 0.6 fois la hauteur HE1,
-et la au moins une découpure longitudinale intérieure comprenant une portion radiale intérieure ne débouchant pas sur la surface de roulement, s’étendant au moins en partie radialement à l’intérieur de la portion radiale extérieure de la découpure longitudinale extérieure, et ayant une hauteur HI2 et une largeur moyenne WI2 au moins égale à 0.6 fois la hauteur HI2.
[0018] Le principe de l’invention est de proposer un pneumatique pour véhicule lourd de génie civil dont l’adhérence, plus particulièrement sur un sol mouillé et/ou boueux, est garantie à tout niveau d’usure de la bande de roulement, compris entre un état neuf caractérisé par une profondeur maximale D0 et un état usé, caractérisé, par exemple, conformément aux pratiques en vigueur, par une profondeur maximale DR au moins égale à D0/10, et ceci quel que soit le niveau de charge appliqué sur le pneumatique, compris entre 25% et 100% de sa charge recommandée Zn. 25% Zn correspond à la charge appliquée à un pneumatique monté sur un essieu arrière d’un véhicule à vide, et 100% Zn correspond à la charge appliquée à un pneumatique monté sur un essieu avant ou arrière d’un véhicule en pleine charge.
[0019] Lorsque le véhicule est en pleine charge, quelle que soit la position du pneumatique sur le véhicule, sur un essieu avant ou arrière, le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge nominale Zn, telles que définies, par exemple, par la norme ISO 4250 et la norme de la « Tire and Rim Association » (Association du Pneumatique et de la Roue) ou TRA. Dans ces conditions, la surface de roulement du pneumatique entre en contact avec un sol supposé lisse, selon une surface de contact en charge ayant une largeur axiale LO, mesurée entre les extrémités axiales de ladite surface de contact en charge.
[0020] Lorsque le véhicule est à vide et que le pneumatique est monté sur un essieu arrière, le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge environ égale à 0.25 *Zn. Dans ces conditions, la surface de roulement du pneumatique entre en contact avec le sol supposé lisse, selon une surface de contact à vide ayant une largeur axiale Ll, mesurée entre les extrémités axiales de ladite surface de contact à vide. La largeur axiale Ll est inférieure à la largeur axiale L0.
[0021] Entre ces deux sollicitations extrêmes, respectivement en charge sur tout type d’essieu et à vide sur un essieu arrière, il existe un cas intermédiaire dans lequel, lorsque le pneumatique est monté sur un essieu avant d’un véhicule à vide, le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge égale à 0.8*Zn, plus généralement au moins égale à 0.75*Zn et au plus égale à 0.85*Zn.
[0022] La bande de roulement comprend des découpures séparant des éléments en relief et ayant une profondeur maximale DO. D0 est la profondeur maximale de découpure à l’état neuf, c’est-à- dire la distance maximale entre le point radialement intérieure de la découpure la plus la plus profonde et la surface de roulement à l’état neuf. D0 permet de définir une surface de fond théorique parallèle à la surface de roulement et une épaisseur maximale de bande de roulement destinée à être usée. D0 est la référence sur la base de laquelle sont définis les divers états d’usure de la bande de roulement, caractérisés chacun par une profondeur maximale Dmax pouvant être exprimée en pourcentage de D0.
[0023] La bande de roulement comprend plus particulièrement, de chaque côté d’un plan équatorial, au moins une découpure longitudinale extérieure ayant une ligne moyenne positionnée par rapport à un plan équatorial du pneumatique à une distance axiale LE au moins égale à 0.5*L0/2, et au moins une découpure longitudinale intérieure ayant une ligne moyenne positionnée par rapport au plan équatorial du pneumatique à une distance axiale Ll au plus égale à 0.4*L0/2.
[0024] Par découpure longitudinale, on entend une découpure dont la ligne moyenne forme avec la direction circonférentielle du pneumatique un angle au plus égal à 45°. Soit la ligne moyenne forme un angle nul et est strictement longitudinale, soit elle comprend au moins une portion oblique formant un angle non nul, comme, par exemple, dans le cas d’une découpure oscillant autour de la direction circonférentielle.
[0025] Une découpure longitudinale extérieure ayant une ligne moyenne positionnée par rapport à un plan équatorial du pneumatique à une distance axiale LE au moins égale à 0.5*L0/2 est une découpure longitudinale s’étendant à l’extérieur de la surface de contact à vide. En d’autres termes, la ligne moyenne de ladite découpure longitudinale extérieure est axialement positionnée, par rapport au plan équatorial du pneumatique, à une distance axiale LE supérieure à la demi-largeur axiale L 1/2 de la surface de contact à vide augmentée de la demi-épaisseur moyenne WE1 de ladite découpure longitudinale extérieure. Une découpure longitudinale extérieure est donc en contact avec le sol pour un pneumatique monté sur un véhicule en charge ou sur l’essieu avant d’un véhicule à vide, mais pas pour un pneumatique monté sur un essieu arrière d’un véhicule à vide.
[0026] Une découpure longitudinale intérieure ayant une ligne moyenne positionnée par rapport au plan équatorial du pneumatique à une distance axiale LI au plus égale à 0.4* LO/2 est une découpure longitudinale s’étendant à l’intérieur de la surface de contact à vide. En d’autres termes, la ligne moyenne de ladite découpure longitudinale intérieure est axialement positionnée, par rapport au plan équatorial du pneumatique, à une distance axiale LI inférieure à la demi-largeur axiale L 1/2 de la surface de contact à vide diminuée de la demi-épaisseur moyenne WI1 de ladite découpure longitudinale intérieure. Une découpure longitudinale intérieure est donc en contact avec le sol pour un pneumatique monté sur un véhicule en charge et également pour un pneumatique monté sur un essieu arrière d’un véhicule à vide.
[0027] Selon une première caractéristique essentielle de l’invention, la au moins une découpure longitudinale extérieure comprend une portion radiale extérieure débouchant sur la surface de roulement et ayant une hauteur HE1 et une largeur moyenne WE1 au moins égale à 0.6 fois la hauteur HE1.
[0028] La hauteur HE1 est mesurée entre le point le plus radialement extérieur de la portion radiale extérieure, positionné sur la surface de roulement à l’état neuf, et le point le plus radialement intérieur de la portion radiale extérieure. La largeur moyenne WE1 est la moyenne des largeurs de portion radiale extérieure sur toute la hauteur HE1, une largeur étant mesurée, à un niveau donné, entre les parois de matière en vis-à-vis définissant la portion radiale extérieure de découpure. Une largeur moyenne WE1 au moins égale à 0.6 fois la hauteur HE1 implique que la portion radiale extérieure est une rainure dite efficace. Une rainure est une découpure suffisamment large pour que ses parois n’entrent généralement pas en contact l'une avec l'autre dans les conditions nominales recommandées de roulage. De plus, elle est dite efficace, car sa section ne se réduit pas de façon sensible, du fait des déformations des éléments en relief adjacents, par effet de Poisson.
[0029] La section de la portion radiale extérieure débouchante reste ainsi suffisamment ouverte pour permettre un stockage et une évacuation de l’eau ou de la boue présente sur le sol, et donc garantir l’adhérence requise. Par conséquent, la présence d’une découpure longitudinale extérieure, avec une portion radiale extérieure de type rainure efficace et débouchante, garantit une évacuation de l’eau et de la boue pour un pneumatique à l’état neuf, c’est-à-dire non usé, et monté sur un essieu avant d’un véhicule en pleine charge.
[0030] Selon une deuxième caractéristique essentielle de l’invention, la au moins une découpure longitudinale intérieure comprend une portion radiale intérieure ne débouchant pas sur la surface de roulement, s’étendant au moins en partie radialement à l’intérieur de la portion radiale extérieure de la découpure longitudinale extérieure, et ayant une hauteur HI2 et une largeur moyenne WI2 au moins égale à 0.6 fois la hauteur HI2.
[0031] La hauteur HI2 est mesurée entre le point le plus radialement extérieur de la portion radiale intérieure, situé radialement à l’intérieur de la surface de roulement, et le point le plus radialement intérieur de la portion radiale intérieure. La largeur moyenne WI2 est la moyenne des largeurs de portion radiale extérieure sur toute la hauteur HI2. Une largeur moyenne WI2 au moins égale à 0.6 fois la hauteur HI2 implique que la portion radiale intérieure est une rainure dite efficace, comme décrit précédemment. Contrairement à la découpure longitudinale extérieure, la découpure longitudinale intérieure comprend une portion radiale intérieure non débouchante sur la surface de roulement du pneumatique à l’état neuf, c’est-à-dire débouchante seulement à partir d’un état d’usure intermédiaire. Autrement dit cette portion radiale intérieure est cachée à l’état neuf et jusqu’à un état d’usure intermédiaire. Cet état d’usure intermédiaire correspond généralement au niveau d’usure pour lequel le pneumatique monté initialement sur un essieu avant du véhicule est permuté sur un essieu arrière. En outre, cette portion radiale intérieure s’étend au moins en partie radialement à l’intérieur de la portion radiale extérieure de la découpure longitudinale extérieure. En d’autres termes le point le plus radialement intérieure de la portion radiale intérieure de la découpure longitudinale intérieure est radialement intérieur au point le plus radialement intérieure de la portion radiale extérieure de la découpure longitudinale extérieure. Par conséquent il y a un recouvrement radial partiel, mais pas total, voire une absence de recouvrement, entre la portion radiale intérieure de la découpure longitudinale intérieure et la portion radiale extérieure de la découpure longitudinale extérieure.
[0032] Par conséquent l’efficacité de la découpure longitudinale intérieure, vis-à-vis de l’évacuation de l’eau ou de la boue, ne se manifeste qu’à partir d’un certain niveau d’usure partielle du pneumatique et, le cas échéant, jusqu’à son usure complète. Ainsi la présence d’une découpure longitudinale intérieure, avec une portion radiale intérieure de type rainure efficace et débouchante à partir d’un certain niveau d’usure, garantit une évacuation de l’eau et de la boue pour un pneumatique dans un état d’usure intermédiaire pouvant aller jusqu’à un état d’usure totale, et monté sur un essieu arrière d’un véhicule à vide.
[0033] Avantageusement la portion radiale extérieure de la au moins une découpure longitudinale extérieure a une largeur moyenne WE1 au plus égale à 2 fois la hauteur HE1, de préférence au plus égale à la hauteur HE1. Si la largeur moyenne WE1 est augmentée au-delà de 2 fois la hauteur HE1, la surface de contact en charge diminue, et donc les pressions de contact augmentent, ce qui entraîne une augmentation de l’usure.
[0034] Préférentiellement la portion radiale extérieure de la au moins une découpure longitudinale extérieure s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DE1 au moins égale à DO/4, de préférence au moins égale à D0/3. La profondeur radiale DE1 correspond à la distance radiale entre la surface de roulement à l’état neuf et le point le plus radialement intérieur de la portion radiale extérieure. La profondeur radiale DE1 est donc égale à la hauteur HE1, car la portion radiale extérieure est débouchante, à l’état neuf. Par conséquent la portion radiale extérieure est une rainure efficace au moins jusqu’au quart de l’usure de l’épaisseur de la bande de roulement, correspondant à une profondeur de découpure maximale restante égale à 3* DO/4, de préférence au moins jusqu’au tiers de l’usure, correspondant à une profondeur de découpure maximale restante égale à 2*D0/3. [0035] Également préférentiellement la portion radiale extérieure de la au moins une découpure longitudinale extérieure s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DE1 au plus égale à 2*D0/3, de préférence au plus égale à DO/2. Par conséquent la portion radiale extérieure est une rainure efficace au plus jusqu’aux deux tiers de l’usure, correspondant à une profondeur de découpure maximale restante égale à D0/3, de préférence jusqu’à la moitié de l’usure de l’épaisseur de la bande de roulement, correspondant à une profondeur de découpure maximale restante égale à DO/2.
[0036] Préférentiellement, la section méridienne de la portion radiale extérieure de la au moins une découpure longitudinale extérieure est constante selon la direction circonférentielle, ce qui garantit un débit d’évacuation de l’eau ou du mélange boueux constant sur toute la circonférence du pneumatique.
[0037] Encore préférentiellement, la portion radiale extérieure de la au moins une découpure longitudinale extérieure a une ligne moyenne circonférentielle circulaire centrée sur l’axe de rotation du pneumatique. Par conséquent cette portion radiale extérieure n’est pas ondulante, selon la direction circonférentielle, dans l’épaisseur de la bande de roulement.
[0038] Encore préférentiellement la au moins une découpure longitudinale extérieure comprend une portion radiale intérieure débouchant dans sa portion radiale extérieure et ayant une hauteur HE2 et une largeur moyenne WE2 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HE2. Une largeur moyenne WE2 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HE2 implique que la portion radiale intérieure est une incision, c’est-à-dire une découpure suffisamment étroite pour que ses parois entrent en contact l'une avec l'autre dans les conditions nominales recommandées de roulage. Cette incision est non débouchante à l’état neuf. Lorsque le niveau d’usure rend cette incision débouchante, c’est-à-dire au-delà de la profondeur radiale DE1, celle-ci ne permet pas d’évacuer de l’eau ou de la boue, mais contribue à l’adhérence, sous des sollicitations transversales, par un effet d’indentation des arêtes débouchantes de ses parois. En outre, l’incision devenue débouchante permet un assouplissement local de la bande de roulement, dans sa portion axialement extérieure, ce qui favorise la mise à plat du pneumatique. En outre elle permet une limitation des déformations de glissement, du fait de l’indépendance des éléments en relief qui la délimitent. Une mise à plat efficace et une limitation des déformations de glissement permettent de ralentir l’usure. Enfin, une incision autorise l’évacuation de calories, et donc une diminution de la température du sommet du pneumatique, ce qui est favorable à l’endurance de ce sommet.
[0039] Avantageusement la portion radiale intérieure de la au moins une découpure longitudinale intérieure a une largeur moyenne WI2 au plus égale à 2 fois la hauteur HI2, de préférence au plus égale à la hauteur HI2. Lorsque la portion radiale intérieure devient débouchante, si sa largeur moyenne WI2 est augmentée au-delà de 2 fois la hauteur HI2, la surface de contact à vide diminue, et donc les pressions de contact augmentent, ce qui entraîne une augmentation de l’usure.
[0040] Préférentiellement la portion radiale intérieure de la au moins une découpure longitudinale intérieure s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DI2 au moins égale à DO/2, de préférence au moins égale à 2*D0/3. La profondeur radiale DI2 correspond à la distance radiale entre la surface de roulement à l’état neuf et le point le plus radialement intérieur de la portion radiale intérieure. La profondeur radiale DI2 n’est égale à la hauteur HI2, car la portion radiale intérieure est non débouchante, à l’état neuf. Par conséquent la portion radiale intérieure est une rainure efficace au moins jusqu’à la moitié de l’usure de l’épaisseur de la bande de roulement, correspondant à une profondeur de découpure maximale restante égale à DO/2, de préférence au moins jusqu’aux deux tiers de l’usure, correspondant à une profondeur de découpure maximale restante égale à D0/3.
[0041] Également préférentiellement la portion radiale intérieure de la au moins une découpure longitudinale intérieure s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DI2 au plus égale D0. Par conséquent la portion radiale intérieure est une rainure efficace au plus jusqu’à l’usure totale de l’épaisseur de la bande de roulement, correspondant à une profondeur de découpure maximale égale à D0. De préférence la portion radiale intérieure de la ou chaque découpure longitudinale intérieure s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DI2 au plus égale à 9*D0/10, et encore plus préférentiellement au plus égale à 3*D0/4.
[0042] Préférentiellement, la section méridienne de la portion radiale intérieure de la au moins une découpure longitudinale intérieure est constante selon la direction circonférentielle, ce qui garantit un débit d’évacuation de l’eau ou du mélange boueux constant sur toute la circonférence du pneumatique.
[0043] Encore préférentiellement, la portion radiale intérieure de la au moins une découpure longitudinale intérieure a une ligne moyenne circonférentielle circulaire centrée sur l’axe de rotation du pneumatique. Par conséquent cette portion radiale intérieure n’est pas ondulante, selon la direction circonférentielle, dans l’épaisseur de la bande de roulement.
[0044] Encore préférentiellement la au moins une découpure longitudinale intérieure comprend une portion radiale extérieure, débouchant sur la surface de roulement et dans sa portion radiale intérieure, et ayant une hauteur HI1 et une largeur moyenne WI1 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HI1. Comme vu précédemment, dans le cas d’une découpure longitudinale extérieure, cette portion radiale extérieure est une incision débouchante ayant un impact favorable vis-à-vis de l’adhérence, de l’usure et de l’endurance thermique du sommet. En outre, elle présente un avantage technologique au niveau de la réalisation de la sculpture de la bande roulement, en permettant le moulage et le démoulage de la portion radiale intérieure de type rainure non débouchante à laquelle elle est reliée.
[0045] Selon un mode de réalisation particulier la portion radiale intérieure de la au moins une découpure longitudinale intérieure est prolongée radialement vers l’intérieur par une portion radiale intérieure complémentaire ayant une hauteur HI3 et une largeur moyenne WI3 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HI3. Dans le cas où la profondeur radiale DI2 de la portion radiale intérieure de la découpure longitudinale intérieure est significativement inférieure à D0, de préférence à 9*D0/10, cette portion radiale intérieure de type rainure efficace peut elle-même être prolongée radialement vers l’intérieur par une portion radiale intérieure complémentaire de type incision, jusqu’à une profondeur au plus égale à D0, de préférence au plus égale à 9*D0/10.
[0046] Selon un autre mode de réalisation particulier la bande de roulement comprend deux rainures longitudinales intérieures, dont les portions radiales intérieures respectives sont décalées l’une par à l’autre radialement dans l’épaisseur de la bande de roulement. Les portions radiales efficaces de la rainure longitudinale extérieure et des deux rainures longitudinales intérieures constituent ainsi un étagement de trois portions radiales efficaces se recouvrant au moins en partie radialement, deux à deux.
[0047] Le pneumatique ayant un diamètre extérieur D, mesuré dans le plan équatorial et une surface de contact en charge ayant une longueur circonférentielle C0, lorsque le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge nominale Zn, la au moins une découpure longitudinale extérieure est préférentiellement connectée à au moins NE découpures transversales extérieures débouchant au niveau d’une extrémité axiale de la bande de roulement, NE étant au moins égal à II*D/C0, de telle sorte que la surface de contact en charge comprend au moins une découpure transversale extérieure. Par découpure transversale, on entend une découpure dont la ligne moyenne forme avec la direction circonférentielle du pneumatique un angle au moins égal à 45°. Soit la ligne moyenne forme un angle égal à 90° et est strictement transversale, soit elle comprend au moins une portion oblique formant un angle strictement inférieur à 90°.
[0048] Comme décrit précédemment chaque découpure longitudinale extérieure permet, par l’intermédiaire de sa portion radiale extérieure, d’évacuer l’eau et la boue éventuellement présentes sur le sol, selon la direction circonférentielle, lorsque le pneumatique est monté sur l’essieu avant du véhicule, pour un état neuf ou un état en début d’usure. En complément de cette évacuation longitudinale, chaque découpure longitudinale extérieure est connectée à un ensemble de découpures transversales dites extérieures qui ont pour fonction d’assurer une évacuation latérale de l’eau et de la boue, au niveau de bords latéraux de la bande roulement, usuellement appelés épaules. Mais cette évacuation latérale nécessite la présence d’au moins une telle découpure transversale extérieure débouchant dans la surface de contact en charge. Cette présence minimale est garantie par une répartition circonférentielle régulière, mais pas nécessairement de pas constant, de NE découpures transversales extérieures, avec NE au moins égal à II*D/C0, avec D, diamètre extérieur du pneumatique, et C0, longueur circonférentielle de la surface de contact en charge.
[0049] Avantageusement, la portion radiale extérieure de la au moins une découpure longitudinale extérieure s’étendant radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DEI, chaque découpure transversale extérieure a une portion radiale extérieure ayant une hauteur HTE 1 au moins égale à HE 1 , une largeur moyenne WTE 1 au moins égale à O.6*HTE1, de préférence au moins égale à WE1, et une profondeur DTE1 au moins égale à DEL Ladite portion radiale extérieure de découpure transversale extérieure est par conséquent une rainure efficace de hauteur et de profondeur au moins égales à celles de la portion radiale extérieure de la découpure longitudinale extérieure, mais avec une largeur au moins égale, de façon à garantir un débit d’évacuation latérale au moins égal au débit d’évacuation longitudinale.
[0050] Encore avantageusement chaque découpure transversale extérieure a une portion radiale intérieure, débouchant dans sa portion radiale extérieure, et ayant une hauteur HTE2 et une largeur moyenne WTE2 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HTE2. Par conséquent, chaque découpure transversale extérieure a une portion radiale intérieure de type incision connectée à la portion radiale intérieure de type incision de la découpure longitudinale extérieure.
[0051] Le pneumatique ayant un diamètre extérieur D, mesuré dans le plan équatorial et une surface de contact à vide ayant une longueur circonférentielle Cl, lorsque le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge environ égale à 0.25 *Zn, la au moins une découpure longitudinale intérieure est avantageusement connectée à au moins NI découpures transversales intérieures débouchant au niveau d’une extrémité axiale de la bande de roulement, NI étant au moins égal à H*D/C1, de telle sorte que la surface de contact à vide comprend au moins une découpure transversale intérieure.
[0052] Chaque découpure longitudinale intérieure permet, par l’intermédiaire de sa portion radiale intérieure, d’évacuer l’eau et la boue éventuellement présentes sur le sol, selon la direction circonférentielle, lorsque le pneumatique est monté sur l’essieu arrière du véhicule à vide, pour un état d’usure au moins au niveau du fond de la portion radiale extérieure de la découpure longitudinale extérieure. En complément de cette évacuation longitudinale, chaque découpure longitudinale intérieure est connectée à un ensemble de découpures transversales dites intérieures qui ont pour fonction d’assurer une évacuation latérale de l’eau et de la boue, au niveau de bords latéraux de la bande roulement, usuellement appelés épaules. Mais cette évacuation latérale nécessite la présence d’au moins une telle découpure transversale intérieure débouchant dans la surface de contact à vide. Cette présence minimale est garantie par une répartition circonférentielle régulière, mais pas nécessairement de pas constant, de NI découpures transversales intérieures, avec NI au moins égal à II*D/C1, avec D, diamètre extérieur du pneumatique, et Cl, longueur circonférentielle de la surface de contact à vide.
[0053] Avantageusement, la portion radiale intérieure de la au moins une découpure longitudinale intérieure s’étendant radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DI2, chaque découpure transversale intérieure, a une portion radiale intérieure ayant une hauteur HTI2 au moins égale à HI2, une largeur moyenne WTI2 au moins égale à 0.6*HTI2, de préférence au moins égale à WI2, et une profondeur DTI2 au moins égale à DI2. Ladite portion radiale intérieure de découpure transversale intérieure est par conséquent une rainure efficace de hauteur et de profondeur au moins égales à celles de la portion radiale intérieure de la découpure longitudinale intérieure, mais avec une largeur au moins égale, de façon à garantir un débit d’évacuation latérale au moins égal au débit d’évacuation longitudinale.
[0054] Encore avantageusement chaque découpure transversale intérieure a une portion radiale extérieure, débouchant sur la surface de roulement et dans sa portion radiale intérieure et ayant une hauteur HTI1 et une largeur moyenne WTI1 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HTI1. Par conséquent, chaque découpure transversale intérieure a une portion radiale extérieure de type incision connectée à la portion radiale extérieure de type incision de la découpure longitudinale extérieure.
[0055] La ou chaque découpure longitudinale extérieure a une ligne moyenne positionnée par rapport au plan équatorial du pneumatique, à une distance axiale LE au plus égale à 0.8*L0/2. Cette borne supérieure permet de garantir une largeur suffisante, pour chaque portion d’extrémité latérale de bande de roulement, vis-à-vis de l’usure en bord de bande de roulement.
[0056] La ou chaque découpure longitudinale intérieure a encore avantageusement une ligne moyenne positionnée par rapport au plan équatorial du pneumatique, à une distance axiale LI au moins égale à 0.15*L0/2. Cette borne inférieure permet de garantir une largeur suffisante, pour la portion médiane de bande de roulement, vis-à-vis de la tenue aux agressions.
[0057] La différence entre la distance axiale LE et la distance axiale LI est également avantageusement au moins égale à 0.2*L0/2, de préférence au moins égale à 0.3*L0/2. Cette caractéristique garantit une répartition équilibrée des découpures longitudinales respectivement extérieure et intérieure dans la largeur de la bande de roulement, donc une distribution équilibrée des pressions dans la surface de contact, et, par conséquent, une usure plus homogène dans la largeur de la bande roulement.
[0058] La bande de roulement ayant un taux d’entaillement volumique TEV égal au rapport entre le volume total VD des découpures, mesuré sur le pneumatique libre c’est-à-dire non monté et non gonflé, et la somme du volume total VD des découpures et du volume total VR des éléments en relief délimités par ces découpures, à tout niveau d’usure compris entre l’état neuf correspondant à une profondeur maximale de découpure D0 et un état usé correspondant à une profondeur maximale de découpure DR au moins égale à D0/ 10 et au plus égale à D0/3, de préférence au plus égale à DO/4, le taux d’entaillement volumique TEV est au moins égal à 12%, de préférence au moins égal à 14%. Un taux d’entaillement volumique TEV minimal de 12%, de préférence de 14%, à tout niveau d’usure dans l’intervalle requis, est nécessaire pour le stockage et l’évacuation de l’eau ou du mélange boueux éventuellement présents sur le sol de roulage.
[0059] La bande de roulement ayant un taux d’entaillement volumique TEV égal au rapport entre le volume total VD des découpures, mesuré sur le pneumatique libre c’est-à-dire non monté et non gonflé, et la somme du volume total VD des découpures et du volume total VR des éléments en relief délimités par ces découpures, à tout niveau d’usure compris entre l’état neuf correspondant à une profondeur maximale de découpure D0 et un état usé correspondant à une profondeur maximale de découpure DR au moins égale à D0/ 10 et au plus égale à D0/3, de préférence au plus égale à DO/4, le taux d’entaillement volumique TEV est encore préférentiellement au plus égal à 20%, de préférence au plus égal à 18%. Un taux d’entaillement volumique TEV maximal de 20%, de préférence de 18%, à tout niveau d’usure dans l’intervalle requis, est nécessaire pour garantir un volume suffisant de mélange caoutchoutique vis-à-vis de l’usure de la bande de roulement. [0060] La bande de roulement ayant un taux d’entaillement surfacique TES égal au rapport entre la surface totale SD des découpures, et la somme de la surface totale SD des découpures et de la surface totale SR des éléments en relief délimités par ces découpures, les surfaces SD et SR étant déterminées dans la surface de contact, à tout niveau d’usure compris entre l’état neuf correspondant à une profondeur maximale de découpure D0 et un état usé correspondant à une profondeur maximale de découpure DR au moins égale à D0/10 et au plus égale à D0/3, de préférence au plus égale à DO/4, le taux d’entaillement surfacique TES est préférentiellement au moins égal à 10%, de préférence au moins égal à 13%. Un taux d’entaillement surfacique TES minimal de 10%, de préférence de 13%, à tout niveau d’usure dans l’intervalle requis, permet de garantir un taux d’arêtes des découpures débouchant dans la surface de roulement, vis-à-vis d’une indentation efficace du sol, et donc de l’adhérence.
[0061] La bande de roulement ayant un taux d’entaillement surfacique TES égal au rapport entre la surface totale SD des découpures, et la somme de la surface totale SD des découpures et de la surface totale SR des éléments en relief délimités par ces découpures, les surfaces SD et SR étant déterminées dans la surface de contact, à tout niveau d’usure compris entre l’état neuf correspondant à une profondeur maximale de découpure D0 et un état usé correspondant à une profondeur maximale de découpure DR au moins égale à D0/10 et au plus égale à D0/3, de préférence au plus égale à DO/4, le taux d’entaillement surfacique TES est encore préférentiellement au plus égal à 24%, de préférence au plus égal à 20%. Un taux d’entaillement surfacique TES maximal de 24%, de préférence de 20%, à tout niveau d’usure dans l’intervalle requis, permet de garantir une surface de contact en charge comme à vide suffisante, induisant des pressions de contact limitées et, par conséquent, une usure limitée.
[0062] La bande de roulement ayant, à tout niveau d’usure, un taux d’entaillement volumique TEV égal au rapport entre le volume total VD des découpures, mesuré sur le pneumatique libre c’est-à-dire non monté et non gonflé, et la somme du volume total VD des découpures et du volume total VR des éléments en relief délimités par ces découpures, et un taux d’entaillement surfacique TES égal au rapport entre la surface totale SD des découpures, et la somme de la surface totale SD des découpures et de la surface totale SR des éléments en relief délimités par ces découpures, les surfaces SD et SR étant déterminées dans la surface de contact, le rapport TEV/TES est préférentiellement au moins égal à 0.8, en moyenne entre un état neuf correspondant à une profondeur maximale de découpure D0 et un état usé du pneumatique correspondant à une profondeur maximale de découpure DR au moins égale à D0/10 et au plus égale à D0/3, de préférence au plus égale à DO/4. Les inventeurs ont cherché à obtenir un rapport TEV/TES le plus élevé possible, d’une part en maximisant le taux d’entaillement volumique TEV, vis-à-vis de l’adhérence sur sol mouillé ou boueux en visant un stockage et une évacuation efficaces de l’eau ou du mélange boueux, d’autre part en minimisant le taux d’entaillement surfacique TES, vis-à-vis de l’usure en recherchant la surface de contact la plus grande possible.
[0063] Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures 1 à 12 schématiques et non représentées à l’échelle :
-Figure 1 : Vue de dessus d’une portion de bande de roulement d’un pneumatique selon l’invention, à l’état neuf (profondeur maximale de découpure D0),
-Figure 2 : Vue de dessus d’une portion de bande de roulement d’un pneumatique selon l’invention, à l’état usé à 2/3 d’usure (profondeur maximale de découpure D0/3), -Figure 3 : Vue en perspective d’une portion de bande de roulement d’un pneumatique selon l’invention, à l’état neuf,
-Figure 4 : Coupe méridienne de la bande de roulement d’un pneumatique selon l’invention, à l’état neuf,
-Figure 5 : Vue en perspective d’une portion de bande de roulement d’un pneumatique selon l’invention, à l’état neuf,
-Figure 6 : Vue latérale d’une portion de bande de roulement d’un pneumatique selon l’invention, à l’état neuf,
-Figure 7 : Evolution du taux d’entaillement volumique TEV (en %) en fonction de la profondeur maximale de découpure Dmax (en % de la profondeur maximale de découpure D0, à l’état neuf), pour un pneumatique selon l’invention I et pour deux pneumatiques de référence RI et R2 de l’état de la technique,
-Figure 8 : Evolution du taux d’entaillement surfacique TES (en %) en fonction du taux d’entaillement volumique TEV (en %), pour un pneumatique selon l’invention I et pour deux pneumatiques de référence RI et R2 de l’état de la technique, -Figure 9 : Evolution du rapport des taux d’entaillement respectivement volumique et surfacique TEV/ TES en fonction de la profondeur maximale de découpure Dmax (en % de la profondeur maximale de découpure DO, à l’état neuf), pour un pneumatique selon l’invention I et pour deux pneumatiques de référence RI et R2 de l’état de la technique, -Figure 10 : Evolution du volume total des rainures efficaces VCE, débouchant sur la bande de roulement, dans un état d’usure donné, en fonction de la profondeur maximale de découpure Dmax (en % de la profondeur maximale de découpure DO, à l’état neuf), pour un pneumatique selon l’invention I et pour deux pneumatiques de référence RI et R2 de l’état de la technique,
-Figure 11 : Vue de dessus d’une portion de bande de roulement d’un pneumatique de référence RI, à l’état neuf (gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD PROTECT), -Figure 12 : Vue de dessus d’une portion de bande de roulement d’un pneumatique de référence R2, à l’état neuf (gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD GRIP).
[0064] La figure 1 est une vue de dessus d’une portion de bande de roulement 2 d’un pneumatique 1 selon l’invention, à l’état neuf, ayant une profondeur maximale de découpure D0 (non représentée). Ce pneumatique 1 pour véhicule lourd de génie civil comprend, dans un état neuf avant roulage, une bande de roulement 2, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement 3. La surface de roulement 3 a une largeur axiale L0, lorsque le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge nominale Zn. La surface de roulement 3 a une largeur axiale L1 (non représentée), lorsque le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge environ égale à 0.25 *Zn. La bande de roulement 2 comprend des découpures 4 séparant des éléments en relief 6 et ayant une profondeur maximale D0 (non représentée). La bande de roulement 2 comprend, de chaque côté d’un plan équatorial XZ, une découpure longitudinale extérieure 41, ayant une ligne moyenne ME, positionnée par rapport à un plan équatorial XZ du pneumatique à une distance axiale LE au moins égale à 0.5*L0/2, et une découpure longitudinale intérieure 42, ayant une ligne moyenne MI, positionnée par rapport au plan équatorial XZ du pneumatique, à une distance axiale LI au plus égale à 0.4*L0/2. Dans ce qui suit, les découpures sont décrites à l’état neuf. La découpure longitudinale extérieure 41 comprend une portion radiale extérieure 411 de type rainure ayant une largeur moyenne WEI. En outre, la découpure longitudinale extérieure 41 est connectée à des découpures transversales extérieures 51 , comprenant chacune une portion radiale extérieure 511 de type rainure ayant une largeur moyenne WTE1. La découpure longitudinale intérieure 42 comprend une portion radiale extérieure 421 de type incision ayant une largeur moyenne WI1. En outre, la découpure longitudinale intérieure 42 est connectée à des découpures transversales intérieures 52, comprenant chacune une portion radiale extérieure 521 de type incision ayant une largeur moyenne WTI1.
[0065] La figure 2 est une vue de dessus d’une portion de bande de roulement 2 d’un pneumatique 1 selon l’invention, à l’état usé à 2/3 d’usure, pour lequel la profondeur maximale de découpure Dmax est égale à D0/3 (non représentée). Les références de la figure 1 sont partiellement reprises sur la figure 2. Dans ce qui suit, les découpures sont décrites dans un état usé, typiquement à 2/3 d’usure. La découpure longitudinale extérieure 41 comprend une portion radiale intérieure 412 de type incision ayant une largeur moyenne WE2. En outre, la découpure longitudinale extérieure 41 est connectée à des découpures transversales extérieures 51, comprenant chacune une portion radiale intérieure 512 de type incision ayant une largeur moyenne WTE2. La découpure longitudinale intérieure 42 comprend une portion radiale intérieure 422 de type rainure ayant une largeur moyenne WI2. En outre, la découpure longitudinale intérieure 42 est connectée à des découpures transversales intérieures 52, comprenant chacune une portion radiale intérieure 522 de type rainure ayant une largeur moyenne WTI2.
[0066] La figure 3 est une vue en perspective d’une portion de bande de roulement 2 d’un pneumatique selon l’invention, à l’état neuf, dont l’angle de perspective permet de visualiser plus particulièrement le système de découpures longitudinales (41, 42).
[0067] La figure 4 est une coupe méridienne associée à la figure 3, décrivant le système de découpures longitudinales (41, 42). Conformément à l’invention, la découpure longitudinale extérieure 41 comprend une portion radiale extérieure 411 débouchant sur la surface de roulement 3 et ayant une hauteur HE1 et une largeur moyenne WE1 au moins égale à 0.6 fois la hauteur HE1, c’est-à-dire une rainure efficace, et la découpure longitudinale intérieure 42 comprend une portion radiale intérieure 422 ne débouchant pas sur la surface de roulement 3, s’étendant au moins en partie radialement à l’intérieur de la portion radiale extérieure 411 de la découpure longitudinale extérieure 41, et ayant une hauteur HI2 et une largeur moyenne WI2 au moins égale à 0.6 fois la hauteur HI2, c’est-à- dire également une rainure efficace. Il y a ainsi généralement, mais pas obligatoirement un recouvrement radial entre le fond de la portion radiale extérieure 411 de la découpure longitudinale extérieure 41, de type rainure efficace, et le sommet de la portion radiale intérieure 422 de la découpure longitudinale intérieure 42, également de type rainure efficace. Avantageusement la portion radiale extérieure 411 de la découpure longitudinale extérieure 41 a une largeur moyenne WE1 au plus égale à 2 fois sa hauteur HE1, de préférence au plus égale à sa hauteur HE1. De plus, la portion radiale extérieure 411 de la découpure longitudinale extérieure 41 s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DE1, avantageusement au moins égale à DO/4, de préférence au moins égale à D0/3, et encore avantageusement au plus égale à 2*D0/3, de préférence au plus égale à DO/2. Enfin, la découpure longitudinale extérieure 41 comprend préférentiellement une portion radiale intérieure 412 débouchant dans sa portion radiale extérieure 411 et ayant une hauteur HE2 et une largeur moyenne WE2 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HE2, c’est-à-dire une incision ne débouchant pas sur la surface de roulement à l’état neuf. Avantageusement la portion radiale intérieure 422 de la découpure longitudinale intérieure 42 a une largeur moyenne WI2 au plus égale à 2 fois sa hauteur HI2, de préférence au plus égale à sa hauteur HI2. De plus la portion radiale intérieure 422 de la découpure longitudinale intérieure 42 s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DI2 avantageusement au moins égale à DO/2, de préférence au moins égale à 2*D0/3, et encore avantageusement au plus égale à D0, de préférence au plus égale à 9*D0/10 et encore plus préférentiellement au plus égale à 3* DO/4. Préférentiellement la découpure longitudinale intérieure 42 comprend une portion radiale extérieure 421, débouchant sur la surface de roulement 3 et dans sa portion radiale intérieure 422 et ayant une hauteur HI1 et une largeur moyenne WI1 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HI1, c’est- à-dire une incision débouchant sur la surface de roulement à l’état neuf.
[0068] La figure 5 est une vue en perspective d’une portion de bande de roulement 2 d’un pneumatique selon l’invention, à l’état neuf, dont l’angle de perspective permet de visualiser plus particulièrement le système de découpures transversales (51, 52). [0069] La figure 6 est une vue latérale associée à la figure 5, décrivant le système de découpures transversales (51, 52). Avantageusement, le pneumatique ayant un diamètre extérieur D (non représenté), mesuré dans le plan équatorial YZ, et une surface de contact en charge ayant une longueur circonférentielle C0 (non représentée), lorsque le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge nominale Zn, la découpure longitudinale extérieure 41 est connectée à au moins NE découpures transversales extérieures 51 débouchant au niveau d’une extrémité axiale de la bande de roulement 2, NE étant au moins égal à II*D/C0, de telle sorte que la surface de contact avec le sol en charge comprend au moins une découpure transversale extérieure. Encore avantageusement, le pneumatique ayant une surface de contact à vide ayant une longueur circonférentielle Cl (non représentée), lorsque le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge environ égale à 0.25 *Zn, la découpure longitudinale intérieure 42 est connectée à au moins NI découpures transversales intérieures 52 débouchant au niveau d’une extrémité axiale 21 de la bande de roulement 2, NI étant au moins égal à II*D/C 1 , de telle sorte que la surface de contact avec le sol à vide comprend au moins une découpure transversale intérieure. Chaque découpure transversale extérieure 51 comprend préférentiellement une portion radiale extérieure 511 ayant une hauteur HTE1 égale à HE1, une largeur moyenne WTE1 au moins égale à O.6*HTE1, de préférence au moins égale à WE1, et une profondeur DTE1 égale à DE1. Par conséquent, cette portion radiale extérieure 511 est une rainure efficace, ayant les mêmes hauteur et profondeur que la portion radiale extérieure 411 de la découpure longitudinale extérieure 41 à laquelle elle est connectée, et une largeur moyenne au moins égale, pour assurer un débit d’évacuation d’eau ou de mélange boueux au moins aussi élevé que celui de la découpure longitudinale extérieure 41. Avantageusement, chaque découpure transversale extérieure 51 a une portion radiale intérieure 512, débouchant dans sa portion radiale extérieure 511, et ayant une hauteur HTE2 et une largeur moyenne WTE2 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HTE2, c’est-à-dire une incision non débouchante à l’état neuf connectée à la portion radiale intérieure 412 de la découpure longitudinale extérieure 41. De façon analogue, chaque découpure transversale intérieure 52 comprend préférentiellement une portion radiale intérieure 522 ayant une hauteur HTI2 égale à HI2, une largeur moyenne WTI2 au moins égale à 0.6*HTI2, de préférence au moins égale à WI2, et une profondeur DTI2 égale à DI2. Par conséquent, cette portion radiale intérieure 522 a les mêmes hauteur et profondeur que la portion radiale intérieure 422 de la découpure longitudinale intérieure 42 à laquelle elle est connectée, et une largeur moyenne au moins égale, pour assurer un débit d’évacuation d’eau ou de mélange boueux au moins aussi élevé que celui de la découpure longitudinale intérieure 42. Avantageusement, chaque découpure transversale intérieure 52 a une portion radiale extérieure 521, débouchant sur la surface de roulement et dans sa portion radiale intérieure 522 et ayant une hauteur HTI1 et une largeur moyenne WTI1 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HTI1, c’est-à-dire une incision débouchante à l’état neuf connectée à la portion radiale extérieure 421 de la découpure longitudinale intérieure 42.
[0070] La figure 7 présente l’évolution du taux d’entaillement volumique TEV (en %) en fonction de la profondeur maximale de découpure Dmax (en % de la profondeur maximale de découpure D0 à l’état neuf), pour un pneumatique selon l’invention I et pour deux pneumatiques de référence RI et R2 de l’état de la technique. La profondeur maximale de découpure D0 à l’état neuf est la base 100 de l’axe des abscisses du graphique. Le ratio Dmax/D0 définit un état d’usure donné de la bande de roulement. Pour le pneumatique selon l’invention I, le taux d’entaillement volumique TEV décroît légèrement, en moyenne, de 17,5% à l’état neuf, pour Dmax égale à D0, à 14% à l’état totalement usé, pour Dmax égale à D0/10. Pour le pneumatique de référence RI de l’état de la technique, correspondant à la gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD PROTECT, orientée protection contre les agressions avec une bande de roulement plutôt fermée dans sa partie médiane à l’état neuf, le taux d’entaillement volumique TEV décroît de 12.5 % à l’état neuf, pour Dmax égale à D0, à 5% à l’état totalement usé, pour Dmax égale à D0/10. Enfin, pour le pneumatique de référence R2 de l’état de la technique, correspondant à la gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD GRIP, orientée adhérence avec une bande de roulement plutôt ouverte sur toute sa largeur axiale, le taux d’entaillement volumique TEV décroît de 22 % à l’état neuf, pour Dmax égale à D0, à 5% à l’état totalement usé, pour Dmax égale à D0/10. Par conséquent, un pneumatique selon l’invention présente l’avantage d’avoir un taux d’entaillement volumique TEV sensiblement constant, donc une capacité d’évacuation d’eau ou de mélange boueux sensiblement constante tout au long de la vie du pneumatique, dans tous ses états d’usure. [0071] La figure 8 présente l’évolution du taux d’entaillement surfacique TES (en %) en fonction du taux d’entaillement volumique TEV (en %), pour un pneumatique selon l’invention I et pour deux pneumatiques de référence RI et R2 de l’état de la technique. Pour le pneumatique selon l’invention I, le taux d’entaillement volumique TEV varie entre 14% et 17,5% comme vu précédemment, et le taux d’entaillement surfacique TES varie entre 12% et 24%. Pour le pneumatique de référence RI de l’état de la technique, correspondant à la gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD PROTECT, le taux d’entaillement volumique TEV varie entre 5% et 12,5% comme vu précédemment, et le taux d’entaillement surfacique TES varie entre 6% et 18%. Pour le pneumatique de référence R2 de l’état de la technique, correspondant à la gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD GRIP, le taux d’entaillement volumique TEV varie entre 5% et 22% comme vu précédemment, et le taux d’entaillement surfacique TES varie entre 7% et 42%. Par conséquent, les intervalles de variations respectifs du taux d’entaillement volumique TEV et du taux d’entaillement surfacique TES sont beaucoup plus restreints, pour le pneumatique selon l’invention I, d’où une pérennité des performances d’adhérence et d’usure du pneumatique au cours de toute sa vie.
[0072] La figure 9 présente l’évolution du rapport des taux d’entaillement respectivement volumique et surfacique TEV/ TES en fonction de la profondeur maximale de découpure Dmax (en % de la profondeur maximale de découpure D0, à l’état neuf), pour un pneumatique selon l’invention I et pour deux pneumatiques de référence RI et R2 de l’état de la technique. Pour le pneumatique selon l’invention I, le rapport TEV/TES varie entre 0.75 et 1.3. Pour le pneumatique de référence RI de l’état de la technique, correspondant à la gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD PROTECT, le rapport TEV/TES varie entre 0.6 et 0.75. Pour le pneumatique de référence R2 de l’état de la technique, correspondant à la gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD GRIP, le rapport TEV/TES varie entre 0.5 et 0.8. Par conséquent, le pneumatique selon l’invention I a un rapport TEV/TES toujours supérieur à celui des pneumatiques RI et R2. Ce rapport TEV/TES plutôt élevé est obtenu, d’une part en maximisant le taux d’entaillement volumique TEV, vis-à-vis de l’adhérence sur sol mouillé ou boueux en visant un stockage et une évacuation efficaces de l’eau ou du mélange boueux, d’autre part en minimisant le taux d’entaillement surfacique TES, vis-à- vis de l’usure en recherchant la surface de contact la plus grande possible. [0073] La figure 10 présente l’évolution du volume total des rainures efficaces VCE, débouchant sur la bande de roulement, dans un état d’usure donné, en fonction de la profondeur maximale de découpure Dmax (en % de la profondeur maximale de découpure D0, à l’état neuf), pour un pneumatique selon l’invention I et pour deux pneumatiques de référence RI et R2 de l’état de la technique. Sur ce graphique on voit que, dans la partie au-delà de la mi-usure, c’est-à-dire pour un ratio Dmax/D0 inférieur à 50%, la bande de roulement un pneumatique selon l’invention I, avec un volume total des rainures efficaces VCE supérieur à ceux des bandes de roulement respectives des deux pneumatiques de référence RI et R2, offre un plus grand volume de stockage de l’eau ou de la boue présente sur le sol. On remarque toutefois que, pour un ratio Dmax/D0 supérieur à 50%, les volumes totaux de rainures efficaces VCE sont très proches pour les pneumatiques I et RI, ce qui signifie que ces deux pneumatiques ont des bandes de roulement garantissant des volumes de stockage équivalents, avant la mi-usure du pneumatique, donc des performances d ’ adhérence équivalentes .
[0074] La figure 11 présente une vue de dessus d’une portion de bande de roulement d’un pneumatique de référence RI, à l’état neuf (gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD PROTECT). La sculpture de bande de roulement est plutôt fermée dans une portion médiane, c’est-à-dire comprenant des rainures longitudinales et transversales étroites garantissant un volume de matériau à user et protecteur vis-à-vis des agressions, et plutôt ouverte dans les deux portions latérales prolongeant la portion médiane, c’est-à-dire comprenant chacune des rainures transversales débouchant sur les bords de la bande de roulement, pour l’évacuation au moins partielle de l’eau ou du mélange boueux. Dans cette conception, les performances en durée de vie en usure et en résistance aux agressions sont privilégiées par rapport à l’adhérence. Plus précisément seules les rainures transversales débouchant sur les bords de la bande de roulement, avec une largeur égale à 45 mm et une hauteur égale à 74 mm, sont efficaces. Les autres rainures dans la portion médiane ont une largeur égale à 7 mm et une hauteur maximale égale à 60 mm, ce qui implique qu’elles sont fermées dans la surface de contact, que le véhicule soit à vide ou en charge.
[0075] La figure 12 présente une vue de dessus d’une portion de bande de roulement d’un pneumatique de référence R2, à l’état neuf (gamme Michelin 24.00 R 35 XTRA LOAD GRIP). La sculpture de bande de roulement, dite ouverte, comprend, dans une portion médiane et dans les deux portions latérales la prolongeant, un réseau de rainures longitudinales et transversales larges permettant de capter la boue sur toute la surface de roulement et de l’évacuer au moins en partie par des rainures transversales débouchant sur les bords de la bande roulement. Plus précisément les rainures sensiblement longitudinales ne respectent pas le critère d’efficacité d’une rainure (W > 0.6*H). En effet la rainure longitudinale de la portion médiane a une largeur égale à 21 mm et une hauteur égale à 44 mm en hauteur, et la rainure longitudinale de chaque portion latérale a une largeur égale à 37 mm et une hauteur égale à 70 mm. Seules les rainures transversales respectent le critère d’efficacité d’une rainure, avec une largeur égale à 44 mm et une hauteur égale à 74 mm, dans chaque portion latérale, ainsi qu’une largeur égale à 48 mm et une hauteur égale à 67 mm, dans la portion médiane.
[0076] L’invention a été plus particulièrement étudiée pour un pneumatique pour véhicule de génie civil de type dumper dans la dimension 24.00R35, mais est applicable à des dimensions comprises, par exemple, entre la dimension 18.00R33 et la dimension 59/80 R63.
[0077] Le tableau 1 ci-dessous présente les caractéristiques de l’exemple étudié par les inventeurs :
[Tableau 1]
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000033_0001
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[0078] Comme vu précédemment, dans la description du graphique de la figure 10, le pneumatique selon l’invention I est plus performant en termes d’adhérence sur un sol mouillé ou boueux, du fait d’un volume de creux efficaces VCE supérieur à ceux des pneumatiques de référence RI et R2, surtout au-delà de 50% d’usure du pneumatique. Toutefois, en-deçà de 50% d’usure, les pneumatiques selon l’invention I et de référence RI ont des performances d’adhérence sensiblement équivalentes. [0079] En outre, les inventeurs ont constaté que, pour le pneumatique I selon l’invention, la différence des pressions, mesurées dans la surface de contact avec le sol, entre la portion médiane et chaque portion latérale, était réduite par rapport au pneumatique de référence RI. Cette différence de pressions est égale à 1.75 bars pour le pneumatique de référence RI, alors qu’elle est égale à 1 bar pour le pneumatique selon l’invention I. En d’autres termes la répartition des pressions dans la surface de contact est plus homogène pour pneumatique selon l’invention I, ce qui garantit une usure plus homogène selon la largeur axiale de la bande de roulement.

Claims

35
Revendications Pneumatique (1) pour véhicule lourd de génie civil comprenant, dans un état neuf avant roulage, une bande de roulement (2), destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement (3) :
-la surface de roulement (3), ayant une largeur axiale LO, lorsque le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge nominale Zn,
-la bande de roulement (2) comprenant des découpures (4) séparant des éléments en relief (6) et ayant une profondeur maximale DO,
-la bande de roulement (2) comprenant, de chaque côté d’un plan équatorial (XZ), au moins une découpure longitudinale extérieure (41), ayant une ligne moyenne (ME), positionnée par rapport à un plan équatorial (XZ) du pneumatique à une distance axiale LE au moins égale à 0.5*L0/2, et au moins une découpure longitudinale intérieure (42), ayant une ligne moyenne (MI), positionnée par rapport au plan équatorial (XZ) du pneumatique, à une distance axiale LI au plus égale à 0.4*L0/2, caractérisé en ce que la au moins une découpure longitudinale extérieure (41) comprend une portion radiale extérieure (411) débouchant sur la surface de roulement (3) et ayant une hauteur HE1 et une largeur moyenne WE1 au moins égale à 0.6 fois la hauteur HE1, et en ce que la au moins une découpure longitudinale intérieure (42) comprend une portion radiale intérieure (422) ne débouchant pas sur la surface de roulement (3), s’étendant au moins en partie radialement à l’intérieur de la portion radiale extérieure (411) de la découpure longitudinale extérieure (41), et ayant une hauteur HI2 et une largeur moyenne WI2 au moins égale à 0.6 fois la hauteur HI2. Pneumatique (1) selon la revendication 1 dans lequel la portion radiale extérieure (411) de la au moins une découpure longitudinale extérieure (41) a une largeur moyenne WE1 au plus égale à 2 fois la hauteur HE1, de préférence au plus égale à la hauteur HE1. Pneumatique (1) selon l’une des revendications 1 ou 2 dans lequel la portion radiale extérieure (411) de la au moins une découpure longitudinale extérieure (41) s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DE1 au moins égale à DO/4, de préférence au moins égale à D0/3. 36
4. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la portion radiale extérieure (411) de la au moins une découpure longitudinale extérieure (41) s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DE1 au plus égale à 2*D0/3, de préférence au plus égale à DO/2.
5. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la au moins une découpure longitudinale extérieure (41) comprend une portion radiale intérieure (412) débouchant dans sa portion radiale extérieure (411 ) et ayant une hauteur HE2 et une largeur moyenne WE2 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HE2.
6. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la portion radiale intérieure (422) de la au moins une découpure longitudinale intérieure (42) a une largeur moyenne WI2 au plus égale à 2 fois la hauteur HI2, de préférence au plus égale à la hauteur HI2.
7. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel la portion radiale intérieure (422) de la au moins une découpure longitudinale intérieure (42) s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DI2 au moins égale à DO/2, de préférence au moins égale à 2*D0/3.
8. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel la portion radiale intérieure (422) de la au moins une découpure longitudinale intérieure (42) s’étend radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DI2 au plus égale à DO.
9. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel la au moins une découpure longitudinale intérieure (42) comprend une portion radiale extérieure (421), débouchant sur la surface de roulement (3) et dans sa portion radiale intérieure (422) et ayant une hauteur HI1 et une largeur moyenne WI1 au plus égale à 0.2 fois la hauteur HI1.
10. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, le pneumatique ayant un diamètre extérieur D, mesuré dans le plan équatorial (YZ), et une surface de contact en charge ayant une longueur circonférentielle C0, lorsque le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge nominale Zn, dans lequel la au moins une découpure longitudinale extérieure (41) est connectée à au moins NE découpures transversales extérieures (51) débouchant au niveau d’une extrémité axiale (21) de la bande de roulement (2), NE étant au moins égal à II*D/C0, de telle sorte que la surface de contact en charge comprend au moins une découpure transversale extérieure (51). Pneumatique (1) selon la revendication 10, la portion radiale extérieure (411) de la au moins une découpure longitudinale extérieure (41) s’étendant radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DE1, dans lequel chaque découpure transversale extérieure (51) comprend une portion radiale extérieure (511) ayant une hauteur HTE1 au moins égale à HE1, une largeur moyenne WTE1 au moins égale à O.6*HTE1, de préférence au moins égale à WE1, et une profondeur DTE1 au moins égale à DEL Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, le pneumatique ayant un diamètre extérieur D, mesuré dans le plan équatorial (YZ), et une surface de contact à vide ayant une longueur circonférentielle Cl, lorsque le pneumatique monté sur une jante nominale est gonflé à une pression nominale Pn et écrasé sous une charge environ égale à 0.25 *Zn, dans lequel la au moins une découpure longitudinale intérieure (42) est connectée à au moins NI découpures transversales intérieures (52) débouchant au niveau d’une extrémité axiale (21) de la bande de roulement (2), NI étant au moins égal à II*D/C1, de telle sorte que la surface de contact à vide comprend au moins une découpure transversale intérieure (52). Pneumatique (1) selon la revendication 12, la portion radiale intérieure (422) de la au moins une découpure longitudinale intérieure (42) s’étendant radialement vers l’intérieur jusqu’à une profondeur radiale DI2, dans lequel chaque découpure transversale intérieure (52) comprend une portion radiale intérieure (522) ayant une hauteur HTI2 au moins égale à HI2, une largeur moyenne WTI2 au moins égale à 0.6*HTI2, de préférence au moins égale à WI2, et une profondeur DTI2 au moins égale à DI2. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 dans lequel la au moins une découpure longitudinale extérieure (41) a une ligne moyenne (ME) positionnée par rapport au plan équatorial (XZ) du pneumatique, à une distance axiale LE au plus égale à 0.8*L0/2.
15. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 dans lequel la au moins une découpure longitudinale intérieure (42) a une ligne moyenne (MI) positionnée par rapport au plan équatorial (XZ) du pneumatique, à une distance axiale LI au moins égale à 0.15*L0/2.
16. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 15 dans lequel la différence entre la distance axiale LE et la distance axiale LI est au moins égale à 0.2*L0/2, de préférence au moins égale à 0.3*L0/2.
17. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, la bande de roulement (2) ayant un taux d’entaillement volumique TEV égal au rapport entre le volume total VD des découpures, mesuré sur le pneumatique libre c’est-à-dire non monté et non gonflé, et la somme du volume total VD des découpures et du volume total VR des éléments en relief délimités par ces découpures, dans lequel, à tout niveau d’usure compris entre l’état neuf correspondant à une profondeur maximale de découpure DO et un état usé correspondant à une profondeur maximale de découpure DR au moins égale à D0/10 et au plus égale à D0/3, de préférence au plus égale à DO/4 le taux d’entaillement volumique TEV est au moins égal à 12%, de préférence au moins égal à 14%.
18. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, la bande de roulement (2) ayant un taux d’entaillement volumique TEV égal au rapport entre le volume total VD des découpures, mesuré sur le pneumatique libre c’est-à-dire non monté et non gonflé, et la somme du volume total VD des découpures et du volume total VR des éléments en relief délimités par ces découpures, dans lequel, à tout niveau d’usure entre l’état neuf correspondant à une profondeur maximale de découpure DO et un état usé correspondant à une profondeur maximale de découpure DR au moins égale à D0/10 et au plus égale à D0/3, de préférence au plus égale à DO/4, le taux d’entaillement volumique TEV est au plus égal à 20%, de préférence au plus égal à 18%.
19. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 18, la bande de roulement (2) ayant un taux d’entaillement surfacique TES égal au rapport entre la surface totale SD des découpures, et la somme de la surface totale SD des découpures et de la surface totale SR des éléments en relief délimités par ces découpures, les 39 surfaces SD et SR étant déterminées dans la surface de contact, dans lequel, à tout niveau d’usure compris entre l’état neuf correspondant à une profondeur maximale de découpure DO et un état usé correspondant à une profondeur maximale de découpure DR au moins égale à D0/10 et au plus égale à D0/3, de préférence au plus égale à DO/4, le taux d’entaillement surfacique TES est au moins égal à 10%, de préférence au moins égal à 13%. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 19, la bande de roulement (2) ayant un taux d’entaillement surfacique TES égal au rapport entre la surface totale SD des découpures, et la somme de la surface totale SD des découpures et de la surface totale SR des éléments en relief délimités par ces découpures, les surfaces SD et SR étant déterminées dans la surface de contact, dans lequel, entre l’état neuf correspondant à une profondeur maximale de découpure D0 et un état usé correspondant à une profondeur maximale de découpure DR au moins égale à D0/ 10 et au plus égale à D0/3, de préférence au plus égale à DO/4, le taux d’entaillement surfacique TES est au plus égal à 24%, de préférence au plus égal à 20%. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 20, la bande de roulement (2) ayant un taux d’entaillement volumique TEV égal au rapport entre le volume total VD des découpures, mesuré sur le pneumatique libre c’est-à-dire non monté et non gonflé, et la somme du volume total VD des découpures et du volume total VR des éléments en relief délimités par ces découpures, et un taux d’entaillement surfacique TES égal au rapport entre la surface totale SD des découpures, et la somme de la surface totale SD des découpures et de la surface totale SR des éléments en relief délimités par ces découpures, les surfaces SD et SR étant déterminées dans la surface de contact, dans lequel, le rapport TEV/TES est au moins égal à 0.8, en moyenne entre un état neuf correspondant à une profondeur maximale de découpure D0 et un état usé du pneumatique correspondant à une profondeur maximale de découpure DR au moins égale à D0/10 et au plus égale à D0/3, de préférence au plus égale à DO/4.
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