FR3051720A1

FR3051720A1 - PNEUMATIC TIRE TREAD FOR HEAVY VEHICLE TYPE GENIE CIVIL

Info

Publication number: FR3051720A1
Application number: FR1654869A
Authority: FR
Inventors: Philippe Mansuy; Da Silva Jose-Carlos Araujo; Xavier Lebrun; Masayuki Maesaka
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA; Michelin Recherche et Technique SA France
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA; Michelin Recherche et Technique SA France
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-12-01
Also published as: WO2017207900A1

Abstract

La présente invention a pour objet un pneumatique radial pour un véhicule lourd de type génie civil destiné à un usage carrières, caractérisé par une alternance de roulages en charge sur une pente descendante et à vide sur une pente ascendante, et vise à réduire sa vitesse d'usure. La bande de roulement comprenant une première portion médiane et une deuxième et une troisième portions latérales, tout élément en relief (31) de la première portion médiane est constitué par un premier matériau orthotrope M1 ayant une direction de plus grande rigidité D1, formant, dans tout plan circonférentiel (XZ) et avec l'axe (Z), un angle orienté Ac au moins égal à -35° et au plus égal à -15°, ou au moins égal à +55° et au plus égal à +75°, et tout élément en relief des deuxième et troisième portions latérales est constitué respectivement par un deuxième et un troisième matériaux orthotropes (M2, M3) ayant respectivement une direction de plus grande rigidité (D2, D3), formant un angle orienté (As2, As3) au moins égal à +15° et au plus égal à +35°, ou au moins égal à -75° et au plus égal à -55°.The subject of the present invention is a radial tire for a heavy vehicle of the civil engineering type intended for quarry use, characterized by an alternation of rolling under load on a downward slope and emptying on an ascending slope, and aims at reducing its speed of travel. 'wear. The tread comprising a first medial portion and a second and a third lateral portion, any raised element (31) of the first median portion is constituted by a first orthotropic material M1 having a direction of greater rigidity D1, forming, in any circumferential plane (XZ) and with the axis (Z), an angle oriented at least equal to -35 ° and not more than -15 °, or not less than +55 ° and not more than +75 °, and any element in relief of the second and third lateral portions respectively consists of a second and a third orthotropic material (M2, M3) respectively having a direction of greater rigidity (D2, D3), forming an oriented angle (As2, As3) at least equal to + 15 ° and at most equal to + 35 °, or at least equal to -75 ° and at most equal to -55 °.

Description

[0001] La présente invention a pour objet un pneumatique radial, destiné à équiper un véhicule lourd de type génie civil, et concerne, plus particuliérement, sa bande de roulement.The present invention relates to a radial tire intended to equip a heavy vehicle type civil engineering, and relates, more particularly, its tread.

[0002] Un pneumatique radial pour véhicule lourd de type génie civil est destiné à être monté sur une jante dont le diamètre est au moins égal à 25 pouces, selon, par exemple, la classification de la norme de la European Lyre and Rim Technical Organisation ou ETRTO. L’invention est plus particuliérement applicable à un pneumatique radial destiné à être monté sur une jante dont le diamètre est compris entre 35 pouces et 63 pouces, sans être toutefois limitée à cette application.A radial tire for heavy vehicle type civil engineering is intended to be mounted on a rim whose diameter is at least equal to 25 inches, according to, for example, the classification of the European Lyre standard and Rim Technical Organization. or ETRTO. The invention is more particularly applicable to a radial tire intended to be mounted on a rim whose diameter is between 35 inches and 63 inches, without however being limited to this application.

[0003] La bande de roulement est la partie du pneumatique, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement et à être usée. La bande de roulement, constituée par au moins un matériau élastomérique, comprend usuellement un système plus ou moins complexe de découpures séparant des éléments en relief, appelé sculpture, et dont la fonction est principalement de garantir au pneumatique une performance satisfaisante en adhérence longitudinale, sous efforts moteur et freineur, et en adhérence transversale.The tread is the part of the tire intended to come into contact with a ground via a running surface and to be worn. The tread, constituted by at least one elastomeric material, usually comprises a more or less complex system of cutouts separating elements in relief, called carving, and whose function is mainly to guarantee the tire a satisfactory performance in longitudinal adhesion, under engine and braking forces, and transverse grip.

[0004] Plus précisément un pneumatique selon l’invention est destiné à être monté sur un véhicule de type dumper, assurant en particulier le transport de matériaux extraits de carrières. Un tel usage, appelé usage carrières, 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 descente, les matériaux extraits depuis des zones de chargement en haut de la carrière jusqu’à des zones de déchargement. Lors d’un cycle retour à vide, le véhicule à vide retourne, principalement en montée, vers les zones de chargement en haut de la carrière.More specifically a tire according to the invention is intended to be mounted on a dumper type vehicle, ensuring in particular the transport of quarried quarry materials. Such a use, called quarry use, consists, in a simplified manner, in alternating cycles go charging and return cycles empty. During a load cycle, the loaded vehicle transports, mainly downhill, materials extracted from loading areas at the top of the quarry to unloading areas. During a no-load cycle, the unladen vehicle returns, mainly uphill, to the loading areas at the top of the quarry.

[0005] En outre les pistes sur lesquelles roulent les véhicules sont constituées de matériaux en général issus de la mine, par exemple, des roches concassées, compactées et régulièrement arrosées pour garantir la tenue de la couche d’usure de la piste lors du passage des véhicules. Ces pistes ont une action particulièrement abrasive sur les bandes de roulement des pneumatiques.In addition the tracks on which the vehicles roll are made of materials generally from the mine, for example, crushed rocks, compacted and regularly watered to ensure the holding of the wear layer of the track during the passage cars. These tracks have a particularly abrasive action on the treads of the tires.

[0006] La charge appliquée sur le pneumatique dépend à la fois de sa position sur le véhicule et du cycle d’usage du véhicule. A titre d’exemple, pour une pente comprise entre 8.5% et 10%, lors d’un cycle aller de montée en charge, environ un tiers de la charge totale du véhicule est appliqué sur l’essieu avant, équipé généralement de deux pneumatiques en monte simple, et deux tiers de la charge totale du véhicule sont appliqués sur l’essieu arriére, équipé généralement de quatre pneumatiques en monte jumelée. Lors du cycle retour de descente à vide, pour une pente comprise entre 8.5% et 10%, environ la moitié de la charge totale du véhicule est appliquée sur l’essieu avant et la moitié de la charge totale du véhicule est appliquée sur l’essieu arriére. Les pneumatiques équipant les dumpers sont, en régie générale, montés, en monte simple, sur l’essieu avant du véhicule pendant le premier tiers de leur vie, puis ensuite permutés, et montés, en monte jumelée, sur l’essieu arriére pour les deux tiers de vie restants. Les pneumatiques selon l’invention sont plus particuliérement optimisés pour un fonctionnement sur essieu arrière.The load applied to the tire depends both on its position on the vehicle and the cycle of use of the vehicle. By way of example, for a slope of between 8.5% and 10%, during a load increase cycle, approximately one-third of the total load of the vehicle is applied to the front axle, generally equipped with two tires. in single tires, and two-thirds of the total vehicle load is applied to the rear axle, usually equipped with four tires in twin tires. During the empty descent return cycle, for a slope of between 8.5% and 10%, approximately half of the total vehicle load is applied to the front axle and half of the total vehicle load is applied to the vehicle. rear axle. The tires fitted to the dumpers are, as a rule, mounted, as single tires, on the front axle of the vehicle during the first third of their life, and then swapped, and mounted, in twin tires, on the rear axle for two thirds of life remaining. The tires according to the invention are more particularly optimized for operation on the rear axle.

[0007] Sur un plan économique, le transport des matériaux extraits peut représenter jusqu’à 50% des coûts d’exploitation de la carrière, et la contribution des pneumatiques dans les coûts de transport est significative. Par conséquent limiter la vitesse d’usure des pneumatiques est un axe majeur de réduction des coûts d’exploitation. Du point de vue du fabricant de pneumatiques, développer des solutions techniques permettant de réduire la vitesse d’usure est donc un objectif stratégique important.On an economic level, the transport of extracted materials can represent up to 50% of the operating costs of the quarry, and the contribution of tires in transport costs is significant. Therefore limiting the tire wear speed is a major axis of reduction of operating costs. From the point of view of the tire manufacturer, developing technical solutions to reduce the speed of wear is therefore an important strategic objective.

[0008] Les pneumatiques sont soumis à de fortes sollicitations mécaniques, à la fois au niveau local, lors du roulage sur des pistes recouvertes par des indenteurs, constitués par des cailloux dont la taille moyenne est typiquement comprise entre 1 pouce et 2.5 pouces, et au niveau global, lors du passage d’un couple important sur des pentes comprises entre 8.5% et 10%, et lors des demi-tours pour les manœuvres de chargement et de déchargement. Ces sollicitations mécaniques conduisent à une usure relativement rapide des pneumatiques.The tires are subjected to high mechanical stresses, both locally, when driving on tracks covered by indentors, consisting of pebbles whose average size is typically between 1 inch and 2.5 inches, and at the global level, during the passage of a large torque on slopes between 8.5% and 10%, and during U-turns for loading and unloading maneuvers. These mechanical stresses lead to a relatively fast wear of the tires.

[0009] Les solutions techniques envisagées à ce jour pour réduire la vitesse d’usure portent essentiellement sur la conception de la sculpture de la bande de roulement, sur le choix des matériaux constitutifs de la bande de roulement, généralement des mélanges élastomériques, et sur l’optimisation de l’armature de sommet radialement intérieure à la bande de roulement. Par exemple, dans le domaine de la sculpture de la bande de roulement, le document WO 2004085175 décrit Tutilisation d’une bande de roulement dont les éléments en relief de sculpture présentent une inclinaison des faces avant et arriére différenciées et variables dans la largeur de la bande de roulement pour générer des efforts de couplage dépendant de la charge appliquée, et ainsi modifier le point de fonctionnement du pneu en glissement et donc limiter les phénomènes d’usure. Par effort de couplage, on entend un effort circonférentiel, tangent à la surface de roulement, généré par la charge appliquée, par effet de Poisson sur les éléments en relief [0010] Un pneumatique ayant une géométrie de révolution par rapport à un axe de rotation, sa géométrie est décrite usuellement dans un plan radial contenant l’axe de rotation du pneumatique. Pour un plan radial donné, les directions radiale, axiale et circonférentielle désignent respectivement les directions perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique, parallèle à l’axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire au plan radial. Par convention, les expressions «radialement intérieur, respectivement radialement extérieur» signifient «plus proche, respectivement plus éloigné de l’axe de rotation du pneumatique». Par «axialement intérieur, respectivement axialement extérieur», on entend «plus proche, respectivement plus éloigné du plan équatorial du pneumatique», le plan équatorial du pneumatique étant le plan passant par le milieu de la surface de roulement du pneumatique et perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique.The technical solutions envisaged to date to reduce the speed of wear relate essentially to the design of the tread pattern, the choice of constituent materials of the tread, generally elastomeric mixtures, and on the optimization of the crown reinforcement radially inner to the tread. For example, in the field of tread sculpture, the document WO 2004085175 describes the use of a tread whose carved relief elements have an inclination of the front and rear faces differentiated and variable in the width of the tread. tread to generate coupling forces dependent on the applied load, and thus change the operating point of the tire slipping and thus limit the phenomena of wear. By coupling force is meant a circumferential force, tangential to the running surface, generated by the applied load, by Poisson effect on the elements in relief. [0010] A tire having a geometry of revolution with respect to an axis of rotation its geometry is usually described in a radial plane containing the axis of rotation of the tire. For a given radial plane, the radial, axial and circumferential directions respectively designate the directions perpendicular to the axis of rotation of the tire, parallel to the axis of rotation of the tire and perpendicular to the radial plane. By convention, the terms "radially inner or radially outer" mean "closer or farther from the axis of rotation of the tire" respectively. By "axially inner, respectively axially outer" is meant "closer or more distant from the equatorial plane of the tire", the equatorial plane of the tire being the plane passing through the middle of the running surface of the tire and perpendicular to the tire. rotation axis of the tire.

[0011] Les inventeurs se sont donnés pour objectif de réduire la vitesse d’usure de la bande de roulement d’un pneumatique radial pour véhicule lourd de type génie civil soumis à de fortes sollicitations mécaniques induites par un usage carrières, caractérisé principalement par une alternance de cycles aller de descente en charge et de cycles retour de montée à vide.The inventors have set themselves the objective of reducing the wear speed of the tread of a radial tire for a heavy vehicle of the civil engineering type subjected to high mechanical stress induced by quarry use, characterized mainly by a alternating cycles of descent under load and cycles return of empty ramp.

[0012] Cet objectif a été atteint, selon l’invention, par un pneumatique pour véhicule lourd de type génie civil destiné à un usage carrières, caractérisé par une alternance de roulages en charge sur une pente descendante et à vide sur une pente ascendante: -le pneumatique comprenant une bande de roulement ayant une largeur totale Wj et comprenant une première portion médiane, axialement intérieure à respectivement une deuxième et une troisième portions latérales, -la première portion médiane ayant une largeur médiane Wc au moins égale à 20% et au plus égale à 50% de la largeur totale Wt, et comprenant des éléments en relief, séparés les uns des autres par des découpures, chaque élément en relief comprenant une face d’attaque, destinée à entrer en contact en premier avec un sol par l’intermédiaire d’une arête d’attaque, une face de fuite, destinée à entrer en contact en dernier avec le sol par l’intermédiaire d’une arête de fuite, et une face de contact, destinée à entrer en contact intégral avec le sol, -chacune des deuxième et troisième portions latérales ayant respectivement une largeur latérale (Ws2, Ws3) au moins égale à 25% et au plus égale à 40% de la largeur totale Wt, et comprenant respectivement des éléments en relief, séparés les uns des autres par des découpures, chaque élément en relief comprenant une face d’attaque, une face de fuite, et une face de contact, -tout élément en relief, lorsqu’il est en contact avec le sol par l’intermédiaire de sa face de contact, étant décrit dans un plan circonférentiel ZX, défini par une direction radiale Z, perpendiculaire à la face de contact et orientée vers l’extérieur du pneumatique, et par une direction circonférentielle X, tangente à la circonférence du pneumatique et orientée depuis l’arête d’attaque vers l’arête de fuite, -tout élément en relief de la première portion médiane étant constitué par un premier matériau orthotrope Mi ayant une direction de plus grande rigidité Di orientée vers l’extérieur du pneumatique, formant, dans tout plan circonférentiel ZX et avec l’axe Z, un angle orienté Ac au moins égal à -35° et au plus égal à -15°, ou au moins égal à +55° et au plus égal à +75°, - et tout élément en relief des deuxième et troisième portions latérales étant constitué respectivement par un deuxième et un troisième matériaux orthotropes (M2, M3) ayant respectivement une direction de plus grande rigidité (D2, D3) orientée vers l’extérieur du pneumatique, formant, dans tout plan circonférentiel XZ et avec l’axe Z, un angle orienté (As2, As3) au moins égal à +15° et au plus égal à +35°, ou au moins égal à -75° et au plus égal à -55°.This object has been achieved, according to the invention, by a tire for a heavy vehicle of the civil engineering type intended for quarry use, characterized by an alternation of rolling under load on a downward slope and empty on an ascending slope: the tire comprising a tread having a total width W 1 and comprising a first central portion, axially internal to respectively a second and a third lateral portion, the first median portion having a median width Wc of at least 20% and the more than 50% of the total width Wt, and comprising relief elements, separated from each other by cutouts, each raised element comprising a leading face, intended to come into contact first with a ground by the intermediate of a leading edge, a trailing face, intended to contact last with the ground via a trailing edge, and a contact face, intended to come into complete contact with the ground, -each second and third lateral portions respectively having a lateral width (Ws2, Ws3) of at least 25% and at most equal to 40% of the total width Wt, and respectively comprising elements in relief, separated from each other by cutouts, each raised element comprising a leading face, a trailing face, and a contact face, -all element in relief, when is in contact with the ground via its contact face, being described in a circumferential plane ZX, defined by a radial direction Z, perpendicular to the contact face and facing the outside of the tire, and by a direction circumferential X, tangent to the circumference of the tire and oriented from the leading edge to the trailing edge, -all relief element of the first middle portion being constituted by a first orthotropic material Mi having a direction of greater rigidity Di oriented towards the outside of the tire, forming, in any circumferential plane ZX and with the axis Z, an angle oriented at least equal to -35 ° and at most equal to -15 °, or at least equal to + 55 ° and at most equal to + 75 °, and any raised element of the second and third lateral portions respectively constituted by a second and a third orthotropic material (M2, M3) having respectively a direction of greater rigidity (D2, D3) oriented towards the outside of the tire, forming, in any circumferential plane XZ and with the axis Z, an oriented angle (As2, As3) at least equal to + 15 ° and not more than + 35 °, or not less than -75 ° and not more than -55 °.

[0013] La bande de roulement d’un pneumatique, ayant une largeur totale Wt, comprend usuellement une première portion médiane, axialement intérieure à respectivement une deuxième et une troisième portions latérales, le fonctionnement mécanique de ces diverses portions étant différent selon la portion considérée, lors du passage de la bande de roulement dans le contact avec le sol. Une première portion médiane, axialement intérieure à respectivement une deuxième et une troisième portions latérales, est généralement mais pas obligatoirement délimitée par ces deuxième et troisième portions latérales. En effet, la première portion médiane peut être délimitée à chacune de ses extrémités par une portion intermédiaire qui la sépare d’une portion latérale. L’invention ne porte pas sur ces éventuelles portions intermédiaires, axialement positionnées entre la première portion médiane et chacune des deuxième et troisième portions latérales.The tread of a tire, having a total width Wt, usually comprises a first central portion axially inner respectively to a second and a third lateral portions, the mechanical operation of these various portions being different depending on the portion considered. during the passage of the tread in contact with the ground. A first central portion, axially inner to respectively a second and a third lateral portions, is generally but not necessarily bounded by these second and third lateral portions. In fact, the first median portion may be delimited at each of its ends by an intermediate portion which separates it from a lateral portion. The invention does not relate to these optional intermediate portions, axially positioned between the first middle portion and each of the second and third lateral portions.

[0014] Dans la présente invention, et par convention, la largeur médiane Wc de la première portion médiane est considérée comme au moins égale à 20% et au plus égale à 50% de la largeur totale Wt de la bande de roulement, alors que la largeur latérale (Ws2, Wss) de chacune des deuxième et troisième portions latérales est considérée comme au moins égale à 25% et au plus égale à 40% de la largeur totale Wt de la bande de roulement.In the present invention, and by convention, the median width Wc of the first median portion is considered to be at least equal to 20% and at most equal to 50% of the total width Wt of the tread, whereas the lateral width (Ws2, Wss) of each of the second and third lateral portions is considered to be at least equal to 25% and at most equal to 40% of the total width Wt of the tread.

[0015] Tout élément en relief de la bande roulement, que ce soit au niveau de la première portion médiane ou d’une portion latérale, est délimité, selon la direction circonférentielle X, par une face d’attaque et une face de fuite, et, selon une direction radiale Z, radialement à l’extérieur par une face de contact destinée à entrer en contact intégral avec le sol. Par face d’attaque, on entend la face dont l’arête radialement extérieure, intersection de la face d’attaque et de la face de contact, entre en premier dans le contact avec le sol. Par face de fuite, on entend la face dont l’arête radialement extérieure, intersection de la face de fuite et de la face de contact, entre en dernier dans le contact avec le sol.Any element in relief of the tread, either at the first middle portion or a lateral portion, is delimited, in the circumferential direction X, by a leading face and a trailing face, and, in a radial direction Z, radially outwardly by a contact face intended to come into complete contact with the ground. By face of attack, one hears the face whose radially outer edge, intersection of the leading face and the contact face, enters first in contact with the ground. By leaky face is meant the face whose radially outer edge, intersection of the trailing face and the contact face, enters last in contact with the ground.

[0016] Tout élément en relief de la bande roulement est décrit, lorsqu’il est en contact intégral avec le sol par l’intermédiaire de sa face de contact, dans un plan circonférentiel ZX, défini par une direction radiale Z, perpendiculaire à la face de contact et orientée vers l’extérieur du pneumatique, et par une direction circonférentielle X, tangente à la circonférence du pneumatique et orientée depuis l’arête d’attaque vers l’arête de fuite.Any element in relief of the tread is described, when in full contact with the ground via its contact face, in a circumferential plane ZX, defined by a radial direction Z, perpendicular to the contact face and facing the outside of the tire, and a circumferential direction X, tangent to the circumference of the tire and oriented from the leading edge to the trailing edge.

[0017] Selon l’invention, tout élément en relief de la bande roulement est constitué par un matériau orthotrope. En mécanique, le comportement élastique d’un matériau est défini par un système de relations linéaires entre les contraintes et les déformations, qui peut s’écrire sous forme matricielle. La matrice de passage entre les déformations et les contraintes est alors appelée matrice de rigidité et les coefficients de la matrice de rigidité sont appelés rigidités. Dans le cas général, un matériau orthotrope est un matériau pour lequel la rigidité dans une première direction est différente de la rigidité dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction. Dans le cas d’un matériau orthotrope selon l’invention, la rigidité dans une première direction est significativement supérieure à la rigidité dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction. A titre indicatif, le rapport des rigidités entre les deux directions considérées est typiquement supérieur à 1.5, préférentiellement supérieur à 5. La première direction est alors appelée direction de plus grande rigidité.According to the invention, any element in relief of the tread is constituted by an orthotropic material. In mechanics, the elastic behavior of a material is defined by a system of linear relationships between stresses and deformations, which can be written in matrix form. The matrix of passage between the deformations and the stresses is then called matrix of rigidity and the coefficients of the matrix of rigidity are called rigidity. In the general case, an orthotropic material is a material for which the rigidity in a first direction is different from the stiffness in a second direction perpendicular to the first direction. In the case of an orthotropic material according to the invention, the rigidity in a first direction is significantly greater than the rigidity in a second direction perpendicular to the first direction. As an indication, the ratio of the rigidities between the two directions considered is typically greater than 1.5, preferably greater than 5. The first direction is then called the direction of greater rigidity.

[0018] Tout élément en relief est soumis, au niveau de sa face de contact, à un effort circonférentiel de couplage, appelé effort élémentaire de couplage, et à un effort circonférentiel de glissement, appelé effort élémentaire de glissement, la résultante de ces deux efforts étant appelée effort élémentaire résultant. L’effort élémentaire de couplage est l’effort appliqué à l’élément en relief par le sol, en réaction aux contraintes tangentielles induites par l’effort radial appliqué à l’élément en relief L’effort élémentaire de glissement est l’effort appliqué à l’élément en relief par le sol, en réaction aux glissements moteur ou freineur du pneumatique induits par le couple moteur ou freineur appliqué au pneumatique, lorsque le pneumatique est monté sur un essieu arrière du véhicule. Plus précisément, cet effort élémentaire de glissement résulte de la différence de vitesses entre l’armature de sommet du pneumatique, radialement intérieure à la bande de roulement, et le sol.Any element in relief is subjected, at its contact face, to a circumferential coupling force, called elementary coupling force, and a circumferential sliding force, called elementary sliding force, the resultant of these two efforts being called elementary effort resulting. The elementary coupling force is the force applied to the relief element by the ground, in response to the tangential stresses induced by the radial force applied to the element in relief. The elementary sliding force is the force applied. to the element in relief by the ground, in response to the engine or braking slip of the tire induced by the engine or braking torque applied to the tire, when the tire is mounted on a rear axle of the vehicle. More precisely, this elementary sliding force results from the difference in speeds between the crown reinforcement of the tire, radially inner to the tread, and the ground.

[0019] Pour la première portion médiane et chacune des deuxième et troisième portions latérales, on définit respectivement un effort médian de couplage et un effort latéral de couplage, un effort médian de glissement et un effort latéral de glissement, un effort médian résultant et un effort latéral résultant. Les efforts médians respectivement de couplage, de glissement et résultant dépendent des efforts élémentaires respectivement de couplage, de glissement et résultant, appliqués aux éléments en relief de la première portion médiane, mais aussi des interactions mécaniques avec les deuxième et troisième portions latérales. De façon analogue, les efforts latéraux respectivement de couplage, de glissement et résultant dépendent des efforts élémentaires respectivement de couplage, de glissement et résultant, appliqués aux éléments en relief de la deuxième ou troisième portion latérale, mais aussi des interactions mécaniques avec la première portion médiane.For the first median portion and each of the second and third lateral portions, a median coupling force and a lateral coupling force, a median sliding force and a lateral sliding force, a median resultant stress and an resulting lateral force. The median respectively coupling, sliding and resulting forces depend on the elementary forces respectively of coupling, slip and resulting, applied to the raised elements of the first middle portion, but also of the mechanical interactions with the second and third lateral portions. Similarly, the lateral forces of coupling, sliding and resulting respectively depend on the elementary forces respectively of coupling, sliding and resulting, applied to the raised elements of the second or third lateral portion, but also of the mechanical interactions with the first portion. median.

[0020] Au niveau global de la bande roulement, on définit respectivement un effort global de couplage, un effort global de glissement et un effort global résultant. Les efforts globaux respectivement de couplage, de glissement et résultant sont les résultantes des efforts médian et latéraux respectivement de couplage, de glissement et résultant.At the overall level of the tread band, a global coupling force, an overall sliding force and a resulting overall force are respectively defined. The overall coupling, sliding and resultant forces respectively are the resultants of the median and lateral coupling, sliding and resulting respectively.

[0021] Le principe de l’invention est de proposer une sculpture de bande de roulement permettant de générer un effort global de couplage de même sens que l’effort global résultant, à la fois sous couple moteur et sous couple freineur, pour un pneumatique monté sur essieu moteur. L’effort global de couplage générant ainsi une partie de l’effort global résultant nécessaire à l’avancement du véhicule, il réduit d’autant l’effort global de glissement, donc le glissement de la bande roulement sur le sol est diminué par rapport à une bande de roulement sans effort global de couplage, et corrélativement l’usure de la bande de roulement, fonction du glissement et de la pression de contact, est diminuée, aussi bien sous couple moteur que sous couple freineur.The principle of the invention is to provide a tread pattern for generating an overall coupling force in the same direction as the resulting overall force, both under engine torque and under braking torque, for a tire mounted on drive axle. The overall coupling effort thus generating a part of the overall resultant force required for the advancement of the vehicle, it reduces the overall sliding effort, so the sliding of the tread on the ground is decreased compared to to a tread without overall coupling effort, and correspondingly the wear of the tread, function of the sliding and the contact pressure, is decreased, both under engine torque braking torque.

[0022] Dans ce but, l’invention propose de combiner une première portion médiane pour laquelle tout élément en relief est constitué par un premier matériau orthotrope Mi ayant une direction de plus grande rigidité Di orientée vers l’extérieur du pneumatique, formant, dans tout plan circonférentiel ZX et avec l’axe Z, un angle orienté Ac au moins égal à -35° et au plus égal à -15°, ou au moins égal à +55° et au plus égal à +75°, avec une deuxième et une troisième portions latérales pour chacune desquelles tout élément en relief des deuxième et troisième portions latérales est constitué respectivement par un deuxième et un troisième matériaux orthotropes (M2, M3) ayant respectivement une direction de plus grande rigidité (D2, D3) orientée vers l’extérieur du pneumatique, formant dans tout plan circonférentiel XZ et avec Taxe Z, un angle orienté (As2, Ass) au moins égal à +15° et au plus égal à +35°, ou au moins égal à -75° et au plus égal à -55°.For this purpose, the invention proposes to combine a first median portion for which any element in relief is constituted by a first orthotropic material Mi having a direction of greater rigidity Di oriented towards the outside of the tire, forming, in any circumferential plane ZX and with the axis Z, an angle oriented Ac at least equal to -35 ° and at most equal to -15 °, or at least + 55 ° and at most + 75 °, with a second and third lateral portions for each of which any element in relief of the second and third lateral portions respectively consists of a second and a third orthotropic material (M2, M3) respectively having a direction of greater rigidity (D2, D3) oriented towards the outside of the tire, forming in any circumferential plane XZ and with Tax Z, an oriented angle (As2, Ass) at least equal to + 15 ° and at most equal to + 35 °, or at least equal to -75 ° and at pl us equal to -55 °.

[0023] Lorsque le pneumatique est soumis à un couple freineur et à une charge radiale, au niveau élémentaire de la première portion médiane, tout élément en relief est soumis à un effort élémentaire résultant, orienté de l’arête de fuite vers l’arête d’attaque de la face de contact, c’est-à-dire dans le sens opposé au déplacement du véhicule. L’effort élémentaire résultant est la somme algébrique d’un effort élémentaire de couplage orienté de l’arête d’attaque vers l’arête de fuite de la face de contact, c’est-à-dire dans le sens du déplacement du véhicule, et d’un effort élémentaire de glissement, orienté de l’arête de fuite vers l’arête d’attaque de la face de contact, c’est-à-dire dans le sens opposé au déplacement du véhicule. L’orientation de l’effort élémentaire de couplage résulte du choix particulier de l’angle orienté Ac de la direction de plus grande rigidité Di du matériau orthotrope Mi.When the tire is subjected to a braking torque and a radial load, at the elementary level of the first median portion, any element in relief is subjected to a resulting elementary force, oriented from the trailing edge to the edge attacking the contact face, that is to say in the opposite direction to the movement of the vehicle. The resulting elementary force is the algebraic sum of an elementary coupling force directed from the leading edge to the trailing edge of the contact face, that is to say in the direction of movement of the vehicle. , and an elementary sliding force, oriented from the trailing edge to the leading edge of the contact face, that is to say in the opposite direction to the displacement of the vehicle. The orientation of the elementary coupling force results from the particular choice of the angle oriented Ac of the direction of greater rigidity Di of the orthotropic material Mi.

[0024] Egalement lorsque le pneumatique est soumis à un couple freineur et à une charge radiale, au niveau élémentaire de la deuxième ou troisième portion latérale, tout élément en relief de la deuxième ou troisième portion latérale est soumis à un effort élémentaire résultant, orienté de l’arête de fuite vers l’arête d’attaque de la face de contact, c’est-à-dire dans le sens opposé au déplacement du véhicule. L’effort élémentaire résultant est la somme algébrique d’un effort élémentaire de couplage, et d’un effort élémentaire de glissement, tous deux orientés de l’arête de fuite vers l’arête d’attaque de la face de contact, c’est-à-dire dans le sens opposé au déplacement du véhicule. L’orientation de l’effort élémentaire de couplage résulte du choix particulier de l’angle orienté (As2, Ass) de la direction de plus grande rigidité (D2, D3) du matériau orthotrope (M2, M3).[0024] Also when the tire is subjected to a braking torque and to a radial load, at the elementary level of the second or third lateral portion, any element in relief of the second or third lateral portion is subjected to a resultant elementary effort, oriented from the trailing edge to the leading edge of the contact face, that is to say in the opposite direction to the displacement of the vehicle. The resulting elementary force is the algebraic sum of an elementary coupling force, and an elementary sliding force, both oriented from the trailing edge to the leading edge of the contact face, c ' that is to say in the opposite direction to the movement of the vehicle. The orientation of the elementary coupling force results from the particular choice of the oriented angle (As2, Ass) of the direction of greater rigidity (D2, D3) of the orthotropic material (M2, M3).

[0025] Lorsque le pneumatique est soumis à un couple moteur et à une charge radiale, au niveau élémentaire de la première portion médiane, tout élément en relief est soumis à un effort élémentaire résultant, orienté de l’arête d’attaque vers l’arête de fuite de la face de contact, c’est-à-dire dans le sens du déplacement du véhicule. L’effort élémentaire résultant est la somme algébrique d’un effort élémentaire de couplage et d’un effort élémentaire de glissement, tous deux orientés de l’arête d’attaque vers l’arête de fuite de la face de contact, c’est-à-dire dans le sens du déplacement du véhicule. L’orientation de l’effort élémentaire de couplage résulte du choix particulier de l’angle orienté Ac de la direction de plus grande rigidité Di du matériau orthotropeWhen the tire is subjected to a driving torque and a radial load, at the elementary level of the first median portion, any element in relief is subjected to a resulting elementary force, oriented from the leading edge to the edge of leakage of the contact face, that is to say in the direction of movement of the vehicle. The resulting elementary force is the algebraic sum of an elementary coupling force and an elementary sliding force, both oriented from the leading edge to the trailing edge of the contact face. ie in the direction of movement of the vehicle. The orientation of the elementary coupling force results from the particular choice of the angle oriented Ac of the direction of greater rigidity Di of the orthotropic material

Ml.Ml.

[0026] Egalement lorsque le pneumatique est soumis à un couple moteur et à une charge radiale, au niveau élémentaire de la deuxième ou troisième portion latérale, tout élément en relief est soumis à un effort élémentaire résultant, orienté de l’arête d’attaque vers l’arête de fuite de la face de contact, c’est-à-dire dans le sens du déplacement du véhicule. L’effort élémentaire résultant est la somme algébrique d’un effort élémentaire de couplage, orienté de l’arête de fuite vers l’arête d’attaque de la face de contact, c’est-à-dire dans le sens opposé au déplacement du véhicule, et d’un effort élémentaire de glissement, orienté de l’arête d’attaque vers l’arête de fuite de la face de contact, c’est-à-dire dans le sens du déplacement du véhicule. L’orientation de l’effort élémentaire de couplage résulte du choix particulier de l’angle orienté (As2, As3) de la direction de plus grande rigidité (D2, D3) du matériau orthotrope (M2, M3).[0026] Also when the tire is subjected to a driving torque and to a radial load, at the elementary level of the second or third lateral portion, any element in relief is subjected to a resultant elementary force directed towards the leading edge. towards the trailing edge of the contact face, that is to say in the direction of movement of the vehicle. The resulting elementary force is the algebraic sum of an elementary coupling force, oriented from the trailing edge to the leading edge of the contact face, that is to say in the opposite direction to the displacement the vehicle, and an elementary sliding force, oriented from the leading edge to the trailing edge of the contact face, that is to say in the direction of movement of the vehicle. The orientation of the elementary coupling force results from the particular choice of the oriented angle (As2, As3) of the direction of greater rigidity (D2, D3) of the orthotropic material (M2, M3).

[0027] Au niveau global de la bande de roulement, sous couple freineur, le véhicule étant en charge, la bande de roulement entre en contact avec le sol sur toute sa largeur axiale : la première portion médiane et chacune des deuxième et troisième portions latérales entrent ainsi intégralement en contact avec le sol. Dans cette configuration, la charge portée par la première portion médiane est inférieure à la charge portée par l’ensemble des deuxième et troisième portions latérales. L’effort médian de couplage, proportionnel à la charge appliquée sur la première portion médiane selon un taux de couplage donné, est par conséquent inférieur à la somme des efforts latéraux de couplage, proportionnels respectivement à la charge appliquée sur les deuxième et troisième portions latérales selon le même taux de couplage donné. Par ailleurs, compte tenu du choix des angles (Ac, Α$2, Ass) des directions de plus grandes rigidités (Di, D2, D3) des matériaux orthotropes (Mi, M2, M3) des éléments en relief respectivement de la première portion médiane et des deuxième et troisième portions latérales, l’effort médian de couplage est de signe opposé à chaque effort latéral de couplage. Par conséquent, l’effort global de couplage, somme algébrique de l’effort médian de couplage et des efforts latéraux de couplage, est de même signe que l’effort médian de couplage, et de même signe que l’effort global résultant freineur, orienté dans le sens opposé au déplacement du pneumatique. Par conséquent l’effort global de couplage contribue positivement à l’effort global freineur, ce qui diminue la part de l’effort global de glissement freineur, donc le glissement de la bande roulement sur le sol et donc l’usure.At the overall level of the tread, braking torque, the vehicle being loaded, the tread contacts the ground over its entire axial width: the first middle portion and each of the second and third side portions. thus fully contact the ground. In this configuration, the load carried by the first median portion is less than the load carried by the set of second and third lateral portions. The median coupling force, proportional to the load applied to the first median portion according to a given coupling ratio, is therefore less than the sum of the lateral coupling forces proportional to the load applied to the second and third lateral portions, respectively. according to the same coupling rate given. Moreover, given the choice of the angles (Ac, Α $ 2, Ass) of the directions of greater rigidities (Di, D2, D3) of the orthotropic materials (Mi, M2, M3) of the elements in relief respectively of the first median portion and second and third lateral portions, the median coupling force is of opposite sign to each lateral coupling force. Consequently, the overall coupling force, the algebraic sum of the median coupling force and the lateral coupling forces, is of the same sign as the median coupling force, and of the same sign as the overall braking force, oriented in the opposite direction to the displacement of the tire. Therefore the overall coupling effort positively contributes to the overall braking effort, which reduces the share of overall braking slip effort, so the sliding of the tread on the ground and therefore wear.

[0028] Au niveau global de la bande de roulement, sous couple moteur, le véhicule étant à vide, la bande de roulement entre en contact avec le sol sur une partie de sa largeur axiale : la première portion médiane entre intégralement en contact avec le sol, alors que chacune des deuxième et troisième portions latérales entre partiellement en contact avec le sol. Dans cette configuration, la charge portée par la première portion médiane est supérieure à la charge portée par l’ensemble des deuxième et troisième portions latérales. L’effort médian de couplage, proportionnel à la charge appliquée sur la première portion médiane selon un taux de couplage donné, est par conséquent supérieur à la somme des efforts latéraux de couplage, proportionnels respectivement à la charge appliquée sur les deuxième et troisième portions latérales selon le même taux de couplage donné. Par ailleurs, compte tenu du choix des angles (Ac, Α$2, As3) des directions de plus grandes rigidités (Di, D2, D3) des matériaux orthotropes (Mi, M2, M3) des éléments en relief respectivement de la première portion médiane et des deuxième et troisième portions latérales, l’effort médian de couplage est de signe opposé à chaque effort latéral de couplage. Par conséquent, l’effort global de couplage, somme algébrique de l’effort médian de couplage et des efforts latéraux de couplage, est de même signe que l’effort médian de couplage, et de même signe que l’effort global résultant moteur, orienté dans le sens du déplacement du pneumatique. Par conséquent l’effort global de couplage contribue positivement à l’effort global moteur, ce qui diminue la part de l’effort global de glissement moteur, donc le glissement de la bande roulement sur le sol et donc l’usure.At the overall level of the tread, under engine torque, the vehicle is empty, the tread contacts the ground over part of its axial width: the first middle portion fully in contact with the soil, while each of the second and third lateral portions partially in contact with the ground. In this configuration, the load carried by the first median portion is greater than the load carried by the set of second and third lateral portions. The median coupling force, proportional to the load applied to the first median portion according to a given coupling ratio, is therefore greater than the sum of the lateral coupling forces proportional to the load applied to the second and third lateral portions, respectively. according to the same coupling rate given. Moreover, given the choice of the angles (Ac, Α $ 2, As3) of the directions of greater rigidities (Di, D2, D3) of the orthotropic materials (Mi, M2, M3) of the elements in relief respectively of the first median portion and second and third lateral portions, the median coupling force is of opposite sign to each lateral coupling force. Consequently, the global coupling force, the algebraic sum of the median coupling force and the lateral coupling forces, is of the same sign as the median coupling force, and of the same sign as the resulting overall motor force. oriented in the direction of movement of the tire. Therefore the overall coupling effort contributes positively to the overall motor effort, which reduces the share of the overall motor slip force, so the sliding of the tread on the ground and therefore wear.

[0029] La première portion médiane est, de préférence, symétrique par rapport à un plan équatorial passant par le milieu de la bande de roulement et perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique. Dans ce cas, les deuxième et troisième portions latérales ont des largeurs axiales égales.The first middle portion is preferably symmetrical with respect to an equatorial plane passing through the middle of the tread and perpendicular to the axis of rotation of the tire. In this case, the second and third lateral portions have equal axial widths.

[0030] Encore préférentiellement les angles orientés (Α$2, Ass) respectifs des directions de plus grande rigidité (D2, D3) des deuxième et troisième matériaux orthotropes (M2, Ms) constitutifs des deuxième et troisième portions latérales sont égaux entre eux. Cette caractéristique garantit un fonctionnement mécanique similaire des deux portions latérales.Even more preferably, the oriented angles (Α $ 2, Ass) of the directions of greater rigidity (D2, D3) of the second and third orthotropic materials (M2, Ms) constituting the second and third lateral portions are equal to each other. This feature ensures similar mechanical operation of both side portions.

[0031] Selon un premier mode de réalisation de l’orthotropie des matériaux, l’angle orienté Ac de la direction de plus grande rigidité Di du premier matériau constitutif Mi de la première portion médiane est égal à -25° et les angles orientés (As2, Ass) respectifs des directions de plus grande rigidité (D2, D3) des deuxième et troisième matériaux orthotropes (M2, Ms) constitutifs des deuxième et troisième portions latérales sont égaux à +25°. Selon ce mode de réalisation, les matériaux orthotropes (Mi, M2, Ms) ont un mode de fonctionnement identique en compression suivant leur direction de plus grande rigidité (Di, D2, D3).According to a first embodiment of the orthotropy of the materials, the oriented angle α of the direction of greater rigidity Di of the first constituent material Mi of the first median portion is equal to -25 ° and the oriented angles ( As2, Ass) respective directions of greater stiffness (D2, D3) of the second and third orthotropic materials (M2, Ms) constituting the second and third side portions are equal to + 25 °. According to this embodiment, the orthotropic materials (Mi, M2, Ms) have an identical mode of operation in compression in their direction of greater rigidity (Di, D2, D3).

[0032] Selon un deuxième mode de réalisation de l’orthotropie des matériaux, l’angle orienté Ac de la direction de plus grande rigidité Di du premier matériau constitutif Mi de la première portion médiane est égal à -25° et les angles orientés (Α$2, Ass) respectifs des directions de plus grande rigidité (D2, D3) des deuxième et troisième matériaux orthotropes constitutifs (M2, Ms) des deuxième et troisième portions latérales sont égaux à -65°. Selon ce mode de réalisation, le matériau orthotrope Mi et les matériaux orthotropes (M2, Ms) ont des modes de fonctionnement opposés suivant leur direction de plus grande rigidité Di d’une part (en compression), et (D2, D3) d’autre part (en extension).According to a second embodiment of the orthotropy of the materials, the oriented angle Δc of the direction of greater rigidity Di of the first constituent material Mi of the first median portion is equal to -25 ° and the oriented angles ( Α $ 2, Ass) respectively of the directions of greater rigidity (D2, D3) of the second and third constituent orthotropic materials (M2, Ms) of the second and third lateral portions are equal to -65 °. According to this embodiment, the orthotropic material Mi and the orthotropic materials (M2, Ms) have opposite operating modes in their direction of greater rigidity Di on the one hand (in compression), and (D2, D3) of other (in extension).

[0033] Selon un troisième mode de réalisation de l’orthotropie des matériaux, l’angle orienté Ac de la direction de plus grande rigidité Di du premier matériau constitutif Mi de la première portion médiane est égal à +65° et les angles orientés (As2, Ass) respectifs des directions de plus grande rigidité (D2, D3) des deuxième et troisième matériaux orthotropes (M2, Ms) constitutifs des deuxième et troisième portions latérales sont égaux à +25°. Selon ce mode de réalisation, le matériau orthotrope Mi et les matériaux orthotropes (M2, Ms) ont des modes de fonctionnement opposés suivant leur direction de plus grande rigidité Di d’une part (en extension), et (D2, D3) d’autre part (en compression).According to a third embodiment of the orthotropy of the materials, the oriented angle Δf of the direction of greater rigidity Di of the first constituent material Mi of the first median portion is equal to + 65 ° and the oriented angles ( As2, Ass) respectively of the directions of greater rigidity (D2, D3) of the second and third orthotropic materials (M2, Ms) constituting the second and third lateral portions are equal to + 25 °. According to this embodiment, the orthotropic material Mi and the orthotropic materials (M2, Ms) have opposite operating modes in their direction of greater rigidity Di on the one hand (in extension), and (D2, D3) of other (in compression).

[0034] Selon un quatrième mode de réalisation de l’orthotropie des matériaux, l’angle orienté Ac de la direction de plus grande rigidité Di du premier matériau constitutif Mi de la première portion médiane est égal à +65° et les angles orientés (Α$2, Ass) respectifs des directions de plus grande rigidité (D2, D3) des deuxième et troisième matériaux orthotropes (M2, M3) constitutifs des deuxième et troisième portions latérales sont égaux à -65°. Selon ce mode de réalisation, les matériaux orthotropes (Mi, M2, M3) ont un mode de fonctionnement identique en extension suivant leur direction de plus grande rigidité (Di, D2, D3).According to a fourth embodiment of the orthotropy of the materials, the angle oriented Ac of the direction of greater rigidity Di of the first constituent material Mi of the first median portion is equal to +65 ° and the oriented angles ( Α $ 2, Ass) respectively of the directions of greater rigidity (D2, D3) of the second and third orthotropic materials (M2, M3) constituting the second and third lateral portions are equal to -65 °. According to this embodiment, the orthotropic materials (Mi, M2, M3) have an identical operating mode in extension in their direction of greater rigidity (Di, D2, D3).

[0035] Avantageusement les deuxième et troisième matériaux orthotropes (M2, M3) constitutifs des deuxième et troisième portions latérales sont identiques. Cette caractéristique garantit un fonctionnement mécanique identique des deux portions latérales et un comportement similaire en usure.Advantageously, the second and third orthotropic materials (M2, M3) constituting the second and third lateral portions are identical. This feature ensures identical mechanical operation of the two side portions and a similar wear behavior.

[0036] Selon un premier type de matériau orthotrope, l’un au moins des premier, deuxième et troisième matériaux orthotropes (Mi, M2, M3) constitutifs respectivement de la première portion médiane et des deuxième et troisième portions latérales est un matériau composite à base d’une matrice élastomérique, d’un système de réticulation, d’une charge renforçante et de fibres courtes, lesdites fibres courtes : -ayant une épaisseur comprise dans un domaine allant de 5 à 40 pm, une longueur comprise dans un domaine allant de 0,5 à 10 mm, et un module de Young dont la valeur est comprise dans un domaine allant de 0,5 à 800 GPa, -étant présentes dans la matrice élastomérique à une concentration comprise dans un domaine allant de 5 à 30 parties en poids pour cent parties en poids d’élastomère, -et étant orientées selon l’angle orienté (Ac, As2, Ass) de plus grande rigidité (Di, D2, D3) du matériau orthotrope (Mi, M2, M3).According to a first type of orthotropic material, at least one of the first, second and third orthotropic materials (Mi, M2, M3) constituting respectively the first middle portion and the second and third lateral portions is a composite material. base of an elastomeric matrix, a crosslinking system, a reinforcing filler and short fibers, said short fibers: having a thickness in a range from 5 to 40 μm, a length lying in a range from from 0.5 to 10 mm, and a Young's modulus whose value is in a range from 0.5 to 800 GPa, being present in the elastomeric matrix at a concentration ranging from 5 to 30 parts by weight per hundred parts by weight of elastomer, and being oriented according to the oriented angle (Ac, As2, Ass) of greater rigidity (Di, D2, D3) of the orthotropic material (Mi, M2, M3).

[0037] On entend par "matériau composite" toute composition à base d’au moins une matrice élastomérique, d’un système de réticulation, d’une charge renforçante et de fibres courtes.The term "composite material" any composition based on at least one elastomeric matrix, a crosslinking system, a reinforcing filler and short fibers.

[0038] Par « composition à base de », on entend une composition comportant le mélange et/ou le produit de réaction des différents constituants utilisés, certains de ces constituants de base étant susceptibles de, ou destinés à, réagir entre eux, au moins en partie, lors des différentes phases de fabrication de la composition, en particulier au cours de sa réticulation ou vulcanisation. A titre d’exemple une composition à base d’une matrice élastomérique et de soufre comprend la matrice élastomérique et le soufre avant cuisson, alors qu’après cuisson le soufre n’est plus détectable car ce dernier a réagi avec la matrice élastomérique en formant des ponts disulfure.By "composition based on" is meant a composition comprising the mixture and / or the reaction product of the various constituents used, some of these basic constituents being capable of or intended to react with one another, at least partly, during the various phases of manufacture of the composition, in particular during its crosslinking or vulcanization. By way of example, a composition based on an elastomer and sulfur matrix comprises the elastomeric matrix and the sulfur before firing, whereas after firing the sulfur is no longer detectable because the latter has reacted with the elastomeric matrix while forming disulfide bridges.

[0039] Une matrice élastomérique comprend le plus souvent un élastomère diénique, de préférence un élastomère choisi parmi les élastomères isopréniques, les copolymères butadiéniques et styréniques, les polybutadiènes et leurs mélanges.An elastomeric matrix most often comprises a diene elastomer, preferably an elastomer chosen from isoprenic elastomers, butadiene and styrene copolymers, polybutadienes and mixtures thereof.

[0040] Un système de réticulation peut être à base de soufre et/ou de donneurs de soufre et/ou de peroxyde et/ou de bismaléimides. Le système de réticulation est préférentiellement un système de vulcanisation, c’est-à-dire un système à base de soufre (ou d'un agent donneur de soufre) et d'un accélérateur primaire de vulcanisation. A ce système de vulcanisation de base viennent s'ajouter divers accélérateurs secondaires ou activateurs de vulcanisation connus tels qu'oxyde de zinc, acide stéarique ou composés équivalents, dérivés guanidiques (en particulier diphénylguanidine), ou encore des retardateurs de vulcanisation connus.A crosslinking system may be based on sulfur and / or sulfur and / or peroxide donors and / or bismaleimides. The crosslinking system is preferably a vulcanization system, that is to say a system based on sulfur (or a sulfur-donor agent) and a primary vulcanization accelerator. To this basic vulcanization system are added various known secondary accelerators or vulcanization activators such as zinc oxide, stearic acid or equivalent compounds, guanidine derivatives (in particular diphenylguanidine), or known vulcanization retarders.

[0041] Une charge renforçante est connue pour ses capacités à renforcer une composition de caoutchouc utilisable pour la fabrication de pneumatiques. Une charge renforçante peut comprendre du noir de carbone, une charge organique autre que le noir de carbone, une charge inorganique ou le mélange d’au moins deux de ces charges. Préférentiellement, la charge renforçante peut comprendre majoritairement, voire exclusivement, du noir de carbone. La charge renforçante peut également comprendre majoritairement, voire exclusivement, une charge inorganique renforçante.A reinforcing filler is known for its ability to strengthen a rubber composition used for the manufacture of tires. A reinforcing filler may comprise carbon black, an organic filler other than carbon black, an inorganic filler or a mixture of at least two of these filler. Preferably, the reinforcing filler may comprise mainly, or even exclusively, carbon black. The reinforcing filler may also comprise mainly, or even exclusively, a reinforcing inorganic filler.

[0042] L’orthotropie du matériau composite et, en particulier, sa direction de plus grande rigidité, dans tout plan circonférentiel ZX, peut être obtenue à l’aide de fibres courtes orientées.The orthotropy of the composite material and, in particular, its direction of greater rigidity, in any circumferential plane ZX, can be obtained using oriented short fibers.

[0043] Les fibres courtes sont caractérisées géométriquement par leurs longueurs et leurs épaisseurs et peuvent être obtenues, par exemple, en coupant des fibres longues à la dimension souhaitée. Les longueurs de fibres courtes sont comprises dans un domaine allant de 0,5 à 10 mm, de préférence allant de 1 à 9 mm et, de préférence encore, allant de 2 à 8 mm. Leurs épaisseurs sont comprises dans un domaine allant de 5 à 40 pm, de préférence allant de 5 à 35 pm et, de préférence encore, allant de 10 à 30 pm. En respectant les plages de longueurs de 0,5 à 10 mm et d’épaisseurs de 5 à 40 pm précitées, le facteur de forme des fibres courtes, c’est-à-dire le rapport entre la longueur et le l’épaisseur des fibres, est compris dans un domaine allant de 12,5 à 2000. De manière avantageuse, le facteur de forme peut être compris dans un domaine allant de 50 à 1500, de préférence de 100 à 1000. L’homme du métier peut mesurer l’épaisseur et/ou la longueur des fibres courtes par microscopie optique à l’aide d’une analyse optique automatisée par l’une des méthodes décrites dans « A RE VIEW OF IMAGE ANALYSIS BASED METHODS TO EVALUATE FIBER PROPERTIES », Ulrich Hirn et Wolfgang Bauer, Lenzinger Berichte, 86 (2006) 96-105.The short fibers are characterized geometrically by their lengths and their thicknesses and can be obtained, for example, by cutting long fibers to the desired size. Short fiber lengths are in a range of from 0.5 to 10 mm, preferably from 1 to 9 mm and more preferably from 2 to 8 mm. Their thicknesses range from 5 to 40 μm, preferably from 5 to 35 μm, and more preferably from 10 to 30 μm. By respecting the length ranges of 0.5 to 10 mm and thicknesses of 5 to 40 μm above, the short fibers form factor, that is to say the ratio between the length and the thickness of the fibers. fibers, is in a range from 12.5 to 2000. Advantageously, the form factor can be in a range from 50 to 1500, preferably from 100 to 1000. One skilled in the art can measure thickness and / or length of short fibers by optical microscopy using automated optical analysis by one of the methods described in "A VIEW OF IMAGE ANALYSIS BASED METHODS TO EVALUATE FIBER PROPERTIES", Ulrich Hirn and Wolfgang Bauer, Lenzinger Berichte, 86 (2006) 96-105.

[0044] En outre, les fibres courtes peuvent avoir toute section connue, par exemple cubique, cylindrique, étoilée. De préférence les fibres ont une section cylindrique. Dans ce cas, l’épaisseur correspond au diamètre des fibres courtes.In addition, the short fibers may have any known section, for example cubic, cylindrical, starred. Preferably the fibers have a cylindrical section. In this case, the thickness corresponds to the diameter of the short fibers.

[0045] Les fibres courtes sont caractérisées mécaniquement par leur module d’élasticité en extension ou module de Young, dont la valeur est comprise dans un domaine allant de 0,5 à 800 GPa, de préférence encore de 0,5 à 200 GPa, de préférence encore de 0,5 à 50 GPa. L’homme du métier peut mesurer le module de Young des fibres courtes selon la norme ASTM D885 sur les fibres longues dont dérivent les fibres courtes.The short fibers are mechanically characterized by their modulus of elasticity in extension or Young's modulus, whose value is in a range from 0.5 to 800 GPa, more preferably from 0.5 to 200 GPa, more preferably from 0.5 to 50 GPa. Those skilled in the art can measure the Young's modulus of short fibers according to ASTM D885 on the long fibers from which short fibers are derived.

[0046] Les fibres courtes peuvent être de toute nature permettant de leur conférer un module de Young dont la valeur est comprise dans un domaine allant de 0,5 à 300 GPa. Il peut s’agir par exemples de fibres de PET (« polytéréphtalate d'éthylène »), nylon, PBT (« Polytéréphtalate de butylène »), aramide, PBO (« Poly-p-phénylène benzobisoxazole »), les fibres naturelles et le mélange d’au moins deux de ces fibres. Il peut s’agir par exemple de fibres Zylon® PBO-AS (PoIy(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole), Zylon® PBO-HM (Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole)), Dyneema® SK60 et SK71 polyéthylène à ultra haute densité, toutes commercialisées par la société Toyobo, Japon. Il peut également s’agir de fibres organiques composées de polyamides aliphatiques, de polyesters, de polyacrylonitriles, de polyvinylalcools, de polyoléfmes, de polyvinylchlorures, de polyvinylidènechlorures, de polyuréthanes, de polyfluorocarbures, de composés phénoliques, de polybenzimidazoles, de polyphénylènetriazoles, de polyphénylènesulfures, de polyoxadiazoles, de polyimides, de polyamides aromatiques ou d’un mélange de ceux-ci, de préférence de polyamide aromatique est un (p-phénylène téréphtalamide), de poly(m-phénylène isophtalamide) ou un mélange de ceux-ci, ou de toute fibre organique décrites dans les brevets US 3,869,430, US 3,869,429, US 3,767,756 et US 2,999,788. Par ailleurs, à titre d’exemple de fibres naturelles, on peut citer les fibres de cellulose, de coton et de bois. Avantageusement, les fibres courtes sont choisies parmi les fibres d’aramide et de nylon.The short fibers may be of any kind to give them a Young's modulus whose value is in a range from 0.5 to 300 GPa. It may be for example PET fibers ("polyethylene terephthalate"), nylon, PBT ("polybutylene terephthalate"), aramid, PBO ("Poly-p-phenylene benzobisoxazole"), natural fibers and the mixing at least two of these fibers. It may be, for example, Zylon® fibers PBO-AS (Poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole), Zylon® PBO-HM (Poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole)), Dyneema® SK60 and SK71 ultra-high density polyethylene, all sold by Toyobo, Japan, and can also be organic fibers composed of aliphatic polyamides, polyesters, polyacrylonitriles, polyvinyl alcohols, polyolefins, polyvinylchlorides, polyvinylidene chlorides, polyurethanes, polyfluorocarbons, phenol compounds, polybenzimidazoles, polyphenylenetriazoles, polyphenylenesulphides, polyoxadiazoles, polyimides, aromatic polyamides or a mixture thereof, preferably aromatic polyamide is a p-phenylene terephthalamide. ), poly (m-phenylene isophthalamide) or a mixture thereof, or any organic fiber described in US Patents 3,869,430, US 3,869,429, US 3,767,756 and US 2,999,788. Examples of natural fibers include cellulose, cotton and wood fibers. Advantageously, the short fibers are chosen from aramid and nylon fibers.

[0047] La quantité massique de fibres courtes au sein du matériau orthotrope est définie en "partie en poids pour cent parties en poids d’élastomére". Par l’expression "partie en poids pour cent parties en poids d’élastomère" (ou pce), il faut entendre, au sens de la présente invention, la part en masse pour cent parties en masse d’élastomère ou de caoutchouc.The mass quantity of short fibers within the orthotropic material is defined as "part by weight per hundred parts by weight of elastomer". By the term "part by weight per hundred parts by weight of elastomer" (or phr), is meant for the purposes of the present invention, the mass part per hundred parts by weight of elastomer or rubber.

[0048] L’homme du métier comprend bien que le matériau composite peut comprendre des fibres ayant une ou plusieurs caractéristiques différentes ou bien des fibres ayant toutes les mêmes caractéristiques. On entend par « caractéristiques des fibres courtes », l’épaisseur, la longueur, le rapport de forme, le module de Young ou la nature des fibres courtes. Avantageusement, les fibres courtes au sein du matériau composite, de préférence au sein d’une sculpture, ont des caractéristiques identiques.Those skilled in the art understand that the composite material may comprise fibers having one or more different characteristics or fibers having all the same characteristics. "Short fiber characteristics" means the thickness, the length, the aspect ratio, the Young's modulus or the nature of the short fibers. Advantageously, the short fibers within the composite material, preferably within a sculpture, have identical characteristics.

[0049] Selon l’invention, les fibres peuvent avantageusement être adhérisées, c’est-à-dire traitées de manière à améliorer leur adhésion à la matrice élastomérique. Par exemples, les fibres courtes peuvent être adhérisées avec une colle choisie parmi les colles époxy suivie d’un traitement au latex résorcinol-formaldéhyde (RFL) liquide et les colles à base de formaldéhyde, de préférences les colles RFL. A titre d’exemple de colle RFL utilisable pour adhériser les fibres courtes, on peut citer celles décrites dans la demande WO 2001/057116.According to the invention, the fibers may advantageously be adhered, that is to say treated so as to improve their adhesion to the elastomeric matrix. For example, the short fibers may be adhered with a glue selected from epoxy glues followed by liquid resorcinol-formaldehyde latex (RFL) treatment and formaldehyde-based glues, preferably RFL glues. By way of example of RFL adhesive that can be used to adhere short fibers, mention may be made of those described in application WO 2001/057116.

[0050] L’ homme du métier peut orienter ses choix de combinaison de fibres courtes et de matrice élastomérique sur la base des références suivantes : D.W. van Krevelen, Properties of polymers: their corrélation with Chemical structure: their numerical estimation and prédiction from additive group contributions ; Tucker, C. L. and Liang, E., Stiffness prédictions for unidirectional short fiber composites: review and évaluation. Composites Science and Technology, 59, 655-71 (1999).Those skilled in the art can orient their choice of combination of short fibers and elastomeric matrix on the basis of the following references: DW van Krevelen, Properties of polymers: their correlation with chemical structure: their numerical estimation and prediction from additive group contributions; Tucker, C.L. and Liang, E., Stiffness predictions for unidirectional short fiber composites: review and evaluation. Composites Science and Technology, 59, 655-71 (1999).

[0051] Ce premier type de matériau orthotrope à fibres courtes peut être utilisé pour une, plusieurs ou toutes les portions de la bande de roulement.This first type of short-fiber orthotropic material can be used for one, several or all the portions of the tread.

[0052] Selon un deuxième type de matériau orthotrope, l’un au moins des premier, deuxième et troisième matériaux orthotropes (Mi, M2, M3) constitutifs respectivement de la première portion médiane et des deuxième et troisième portions latérales est un matériau composite comprenant une matrice élastomérique, un système de réticulation, une charge renforçante et de la pulpe, ladite pulpe : -étant présente dans la matrice élastomérique à une concentration comprise dans un domaine allant de 5 à 45 parties en poids pour cent parties d’élastomère, -étant constituée par un matériau choisi parmi les polyamides aromatiques, les polybenzimidazoles, les polybenzothiazoles, les polybenzoxazoles, les polypyridazoles, les polybenzoxadiazoles, les polyesters aromatiques, les polyuréthannes, les polyétheréthercétones, les polyoléfmes, les polyacryliques et les polymères à cristaux liquides, la cellulose, le verre et leurs mélanges, -et étant orienté selon l’angle orienté (Ac, Α$2, As3) de plus grande rigidité (Di, D2, D3) du matériau orthotrope (Mi, M2, M3).According to a second type of orthotropic material, at least one of the first, second and third orthotropic materials (Mi, M2, M3) constituting respectively the first middle portion and the second and third lateral portions is a composite material comprising an elastomeric matrix, a crosslinking system, a reinforcing filler and pulp, said pulp: being present in the elastomeric matrix at a concentration ranging from 5 to 45 parts by weight per hundred parts of elastomer, being constituted by a material chosen from aromatic polyamides, polybenzimidazoles, polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, polypyridazoles, polybenzoxadiazoles, aromatic polyesters, polyurethanes, polyetheretherketones, polyolefms, polyacrylics and liquid crystal polymers, cellulose , glass and their mixtures, and being oriented according to orientated ngle (Ac, Α $ 2, As3) of greater rigidity (Di, D2, D3) of the orthotropic material (Mi, M2, M3).

[0053] Ce deuxième type de matériau orthotrope diffère du premier type de matériau orthotrope par la présence de pulpe, au lieu de fibres courtes, pour assurer l’orthotropie du matériau.This second type of orthotropic material differs from the first type of orthotropic material by the presence of pulp, instead of short fibers, to ensure the orthotropy of the material.

[0054] La pulpe, également appelée « pâte » est un matériau selon la BISFA (The international Bureau For the Standardisation Of Man-Made Fibres) dans son édition de 2009 « Terminology of man-made fibres ». C’est un terme générique pour les matériaux fibrés traités pour différentes applications telles que les fibres, le papier ou autres composés. La pulpe peut être produite par coupure mécanique de fibres continues. La pulpe comprend des fibres fibrillées c’est-à-dire des fibres avec des fibrilles (une subdivision de la fibre) attachées aux fibres. La pulpe comprend également une autre forme connue sous le nom de micropulpe qui peut être produite selon le procédé décrit dans la demande WO 03/044250.The pulp, also called "pulp" is a material according to BISFA (The International Bureau For the Standardization Of Man-Made Fibers) in its 2009 edition "Terminology of man-made fibers". It is a generic term for fibered materials processed for different applications such as fibers, paper or other compounds. The pulp can be produced by mechanical cutting of continuous fibers. The pulp comprises fibrillated fibers, i.e. fibers with fibrils (a subdivision of the fiber) attached to the fibers. The pulp also comprises another form known as a micropulp which can be produced according to the method described in WO 03/044250.

[0055] Selon l’invention, la pulpe est dans un matériau choisi parmi les polyamides aromatiques, les polybenzimidazoles, les polybenzothiazoles, les polybenzoxazoles, les polypyridazoles, les polybenzoxadiazoles, les polyesters aromatiques, les polyuréthannes, les polyétheréthercétones, les polyoléfmes, les polyacryliques et les polymères à cristaux liquides, la cellulose, le verre et leurs mélanges.According to the invention, the pulp is in a material chosen from aromatic polyamides, polybenzimidazoles, polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, polypyridazoles, polybenzoxadiazoles, aromatic polyesters, polyurethanes, polyetheretherketones, polyolefms and polyacrylics. and liquid crystal polymers, cellulose, glass and mixtures thereof.

[0056] De préférence, la pulpe est dans un matériau choisi parmi les polyamides aromatiques, les polybenzimidazoles, les polybenzothiazoles, les polybenzoxazoles, les polypyridazoles, les polybenzoxadiazoles, les polyesters aromatiques, les polyuréthannes, les polyétheréthercétones, les polyoléfmes, les polyacryliques et les polymères à cristaux liquides et leurs mélanges. De préférence encore, la pulpe est dans un matériau choisi parmi les polyamides aromatiques, les polybenzoxazoles et les polyoléfmes.Preferably, the pulp is in a material chosen from aromatic polyamides, polybenzimidazoles, polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, polypyridazoles, polybenzoxadiazoles, aromatic polyesters, polyurethanes, polyetheretherketones, polyolefms, polyacrylics and liquid crystal polymers and mixtures thereof. More preferably, the pulp is in a material chosen from aromatic polyamides, polybenzoxazoles and polyolefms.

[0057] Avantageusement, la pulpe est choisie parmi la pulpe d’aramide, la pulpe de polyéthylène à très haute masse moléculaire (UHMWPE Ultra High Molecular Weight Polyethylene), la pulpe de polybenzoxazole, la pulpe de polypyridazoles et plus préférentiellement la pulpe de para-aramide et la pulpe de polybenzoxazole. De préférence, la pulpe est de la pulpe d’aramide.Advantageously, the pulp is chosen from aramid pulp, ultra-high molecular weight polyethylene pulp (UHMWPE Ultra High Molecular Weight Polyethylene), polybenzoxazole pulp, polypyridazole pulp and more preferably para pulp. aramid and polybenzoxazole pulp. Preferably, the pulp is aramid pulp.

[0058] Les fibres qui composent la pulpe ont généralement une longueur comprise entre 0,1 et 10 mm, de préférence entre 0,1 et 8 mm avec un diamètre entre 1 et 40 pm. Les fibres sous forme de micropulpe ont généralement une longueur comprise entre 0,01 et 100 pm, de préférence entre 0,1 et 50 pm.The fibers that make up the pulp generally have a length of between 0.1 and 10 mm, preferably between 0.1 and 8 mm with a diameter between 1 and 40 μm. The micropulpe fibers generally have a length of between 0.01 and 100 μm, preferably between 0.1 and 50 μm.

[0059] La pulpe peut, par exemple, être une pulpe telle que décrite dans les brevets EP 0 445 655, US 2004/0191192, WO 03/044250, US 4,871,004, US 2,999,788.The pulp may, for example, be a pulp as described in EP 0 445 655, US 2004/0191192, WO 03/044250, US 4,871,004, US 2,999,788.

[0060] A titre d’exemple de pulpes disponibles dans le commerce, on peut citer la pulpe Kevlar®Aramid commercialisée par la société DuPont, Wilmington, Delaware, la pulpe d’aramide Twaron®pulp de Teijin™, la pulpe Celanese Vectran® HS commercialisée par la société Engineering Fibers Technology, Shelton, Conneticut, ou encore la pulpe CFF Fibrillated Acrylic Fiber commercialisée par la société Sterling Fibers Inc, Pace, Florida.As an example of commercially available pulps, mention may be made of Kevlar® Aramid pulp marketed by DuPont, Wilmington, Delaware, Teijin ™ Twaron®pulp aramid pulp, Celanese Vectran® pulp. HS marketed by Engineering Fibers Technology Company, Shelton, Conneticut, or CFF pulp Fibrillated Acrylic Fiber sold by Sterling Fibers Inc., Pace, Florida.

[0061] La pulpe peut être ajoutée directement dans la matrice élastomérique ou est incorporée sous forme de pré-mix c’est-à-dire que les fibres sont préalablement dispersées dans une matrice élastomériques pour faciliter leur incorporation dans la formulation finale.The pulp can be added directly into the elastomeric matrix or is incorporated in the form of pre-mix that is to say that the fibers are previously dispersed in an elastomeric matrix to facilitate their incorporation into the final formulation.

[0062] Selon l’invention, la pulpe est présente dans la matrice élastomérique à une concentration comprise dans un domaine allant de 5 à 45 pce. Avantageusement, la teneur pulpe peut être comprise dans un domaine allant de 5 à 30 pce, de préférence de 5 à 20 pce, de préférence encore de 5 à 15 pce, de préférence encore de 5 à 10 pce.According to the invention, the pulp is present in the elastomeric matrix at a concentration in a range from 5 to 45 phr. Advantageously, the pulp content may range from 5 to 30 phr, preferably from 5 to 20 phr, more preferably from 5 to 15 phr, more preferably from 5 to 10 phr.

[0063] Bien que cela ne soit pas obligatoire pour la mise en œuvre de la présente invention, la pulpe peut être adhérisée, c’est-à-dire traitée de manière à améliorer son adhésion à la matrice élastomérique. Par exemples, la pulpe peut être adhérisée avec une colle choisie parmi les colles époxy suivie d’un traitement au latex résorcinol-formaldéhyde (RFL) liquide et les colles à base de formaldéhyde, de préférences les colles RFL. A titre d’exemple de colle RFL utilisable pour adhériser la pulpe, on peut citer celles décrites dans la demande WO 2001/057116.Although this is not mandatory for the implementation of the present invention, the pulp may be adhered, that is to say treated to improve its adhesion to the elastomeric matrix. For example, the pulp may be adhered with an adhesive selected from epoxy glues followed by liquid resorcinol-formaldehyde latex (RFL) treatment and formaldehyde-based glues, preferably RFL glues. By way of example of RFL adhesive that can be used to adhere the pulp, mention may be made of those described in patent application WO 2001/057116.

[0064] Ce deuxième type de matériau orthotrope à pulpe peut être utilisé pour une, plusieurs ou toutes les portions de la bande de roulement.This second type of orthotropic pulp material can be used for one, several or all the portions of the tread.

[0065] Enfin, selon un troisième type de matériau orthotrope, l’un au moins des premier, deuxième et troisième matériaux orthotropes (Mi, M2, M3) constitutifs respectivement de la première portion médiane et des deuxième et troisième portions latérales est un matériau composite comprenant une pluralité de couches parallèles, adjacentes entre elles, et et dont la direction normale est perpendiculaire à l’angle orienté (Ac, As2, Ass) de plus grande rigidité (Di, D2, D3) du matériau orthotrope (Mi, M2, M3) dans le plan ZX, la pluralité de couches comprenant des couches constituées par une composition à bas module de rigidité dont le module de rigidité en extension à 5% de déformation est compris dans un domaine allant de 2 à 8 MPa et des couches constituées par une composition à haut module de rigidité dont le module de rigidité en extension à 5% de déformation est compris dans un domaine allant de 30 MPa à 50 GPa.Finally, according to a third type of orthotropic material, at least one of the first, second and third orthotropic materials (Mi, M2, M3) constituting respectively the first middle portion and the second and third lateral portions is a material. composite material comprising a plurality of parallel layers, adjacent to each other, and whose normal direction is perpendicular to the oriented angle (Ac, As2, Ass) of greater rigidity (Di, D2, D3) of the orthotropic material (Mi, M2 , M3) in the ZX plane, the plurality of layers comprising layers consisting of a low modulus stiffness composition whose modulus of extension at 5% of strain is within a range of 2 to 8 MPa and layers constituted by a composition with a high stiffness modulus whose modulus of rigidity in extension at 5% of deformation is in a range from 30 MPa to 50 GPa.

[0066] Une composition à bas module de rigidité est une composition dont le module d’extension à 5% de déformation est compris dans un domaine allant de 2 à 8 MPa. De préférence, le module d’extension à 5% de déformation de la composition à bas module de rigidité est compris dans un domaine allant de 3 à 6 MPa. L’homme du métier peut mesurer la rigidité dont le module d’extension à 5% de déformation selon une méthode basée sur la norme NF ISO 37 de Décembre 2005 sur une éprouvette haltère de type 2 et mesurer le module d’élasticité à 5% de déformation à 23°C.A low rigidity modulus composition is a composition whose expansion module at 5% deformation is in a range from 2 to 8 MPa. Preferably, the 5% deformation modulus of the low rigidity modulus composition is within a range of 3 to 6 MPa. Those skilled in the art can measure the rigidity of which the extension module at 5% deformation according to a method based on the NF ISO 37 standard of December 2005 on a dumbbell type 2 specimen and measure the modulus of elasticity at 5%. deformation at 23 ° C.

[0067] La composition à bas module de rigidité peut être, avantageusement, une composition élastomérique à base d’une matrice élastomérique, au moins une charge renforçante et au moins un système de réticulation.The low rigidity modulus composition may be, advantageously, an elastomeric composition based on an elastomeric matrix, at least one reinforcing filler and at least one crosslinking system.

[0068] Une composition à haut module de rigidité est une composition dont le module d’extension à 5% de déformation est compris dans un domaine allant de 30 MPa à 50 GPa. De préférence, le module d’extension à 5% de déformation de la composition à haut module de rigidité est compris dans un domaine allant de 30 à 300 MPa, de préférence de 40 à 200 MPa.A composition with high modulus of rigidity is a composition whose extension module at 5% deformation is in a range from 30 MPa to 50 GPa. Preferably, the 5% deformation modulus of the composition with high modulus of rigidity is in a range from 30 to 300 MPa, preferably from 40 to 200 MPa.

[0069] L’ homme du métier dispose de nombreux moyens pour obtenir une composition à haut module de rigidité. Par exemple, l’homme du métier peut utiliser des taux élevés de charge renforçante et/ou de système de réticulation et/ou des fibres renforçantes, par exemple dans une matrice élastomérique. Il peut également, alternativement ou de façon complémentaire, utiliser des matériaux thermoplastiques ou des élastomères thermoplastiques.The skilled person has many ways to obtain a composition with high modulus of rigidity. For example, one skilled in the art can use high levels of reinforcing filler and / or crosslinking system and / or reinforcing fibers, for example in an elastomeric matrix. It may also, alternatively or in a complementary manner, use thermoplastic materials or thermoplastic elastomers.

[0070] Ainsi, selon une première variante de réalisation, la composition à haut module de rigidité peut être une composition élastomérique à base d’une matrice élastomérique, au moins une charge renforçante, au moins un système de réticulation. Selon une deuxième variante de réalisation, la composition à haut module de rigidité peut être un thermoplastique. Enfin, selon une troisième variante de réalisation, la composition à haut module de rigidité peut comprendre un élastomère thermoplastique (TPE).Thus, according to a first embodiment, the composition with a high modulus of rigidity may be an elastomeric composition based on an elastomeric matrix, at least one reinforcing filler, at least one crosslinking system. According to a second variant embodiment, the composition with high modulus of rigidity may be a thermoplastic. Finally, according to a third variant embodiment, the composition with a high modulus of rigidity may comprise a thermoplastic elastomer (TPE).

[0071] Ce troisième type de matériau orthotrope, constitué par une alternance de couches respectivement constituées par des compositions à bas module de rigidité et à haut module de rigidité, peut être utilisé pour une, plusieurs ou toutes les portions de la bande de roulement.This third type of orthotropic material, consisting of an alternation of layers respectively constituted by low modulus stiffness and high rigidity modulus compositions, can be used for one, more or all portions of the tread.

[0072] Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures schématiques et non représentées à l’échelle, décrites ci-après : -figure 1A : cycle aller de descente en charge d’un dumper -figure IB : cycle retour de montée à vide d’un dumper -figure 2A : vue de dessus partielle d’une bande de roulement de pneumatique selon l’invention -figure 2B : vue en coupe d’un élément en relief de la première portion médiane -figure 2C : vue en coupe d’un élément en relief d’une deuxième ou troisième portion latérale -figure 3A : fonctionnement mécanique d’un élément en relief de la première portion médiane, sous couple freineur et en charge, dans le cas d’un angle orienté Ac au moins égal à -35° et au plus égal à -15° -figure 3B : fonctionnement mécanique d’un élément en relief de la première portion médiane, sous couple freineur et en charge, dans le cas d’un angle orienté Ac au moins égal à +55° et au plus égal à +75° -figure 3C : fonctionnement mécanique d’un élément en relief d’une deuxième portion latérale, sous couple freineur et en charge, dans le cas d’un angle orienté As2 au moins égal à +15° et au plus égal à +35° -figure 3D : fonctionnement mécanique d’un élément en relief d’une deuxième portion latérale, sous couple freineur et en charge, dans le cas d’un angle orienté As2 au moins égal à -75° et au plus égal à -55° -figure 4A : fonctionnement mécanique d’un élément en relief de la première portion médiane, sous couple moteur et à vide, dans le cas d’un angle orienté Ac au moins égal à -35° et au plus égal à -15° -figure 4B : fonctionnement mécanique d’un élément en relief de la première portion médiane, sous couple moteur et à vide, dans le cas d’un angle orienté Ac au moins égal à +15° et au plus égal à +35° -figure 4C : fonctionnement mécanique d’un élément en relief d’une deuxième portion latérale, sous couple moteur et à vide, dans le cas d’angle orienté As2 au moins égal à -35° et au plus égal à -15° -figure 4D : fonctionnement mécanique d’un élément en relief d’une deuxième portion latérale, sous couple moteur et à vide, dans le cas d’angle orienté As2 au moins égal à -75° et au plus égal à -55° -figures 5A, 5B, 5C, 5D : combinaisons d’angles orientés (Ac, As2, As3) des directions de plus grandes rigidités (Di, D2, D3) des matériaux orthotropes (Mi, M2, M3) des éléments en relief (31, 32, 33) respectivement de la première portion médiane et d’une deuxième ou troisième portions latérales -figure 6 : variation de l’effort de couplage élémentaire Ce en fonction de l’angle A de la direction de plus grande rigidité d’un matériau orthotrope selon l’invention -figure 7A : courbes canoniques d’usure en fonction de l’effort global résultant pour un pneumatique de l’état de la technique E et pour un pneumatique selon l’invention I, en charge -figure 7B : courbes canoniques d’usure en fonction de l’effort global résultant pour un pneumatique de l’état de la technique E et pour un pneumatique selon l’invention I, à vide.The characteristics of the invention are illustrated by the schematic and not shown scale figures, described below: FIG. 1A: go-down cycle in charge of a dumper -figure IB: climb return cycle FIG. 2B is a fragmentary sectional view of a tire tread according to the invention; FIG. 2B is a sectional view of a relief element of the first median portion; FIG. section of an element in relief of a second or third lateral portion -figure 3A: mechanical operation of a raised element of the first median portion, under braking torque and load, in the case of an angle oriented to less equal to -35 ° and at most equal to -15 ° -figure 3B: mechanical operation of a raised element of the first median portion, under braking torque and load, in the case of an angle oriented at least equal to + 55 ° and not more than + 75 ° -figure 3C: mechanical operation of a raised element of a second lateral portion, under braking torque and under load, in the case of an angle oriented As2 at least equal to + 15 ° and at most equal to + 35 ° -figure 3D: mechanical operation of a raised element of a second lateral portion, under braking torque and under load, in the case of an angle oriented As2 at least equal to -75 ° and at most equal to -55 ° -figure 4A: mechanical operation of a raised element of the first middle portion, under engine torque and vacuum, in the case of an angle oriented at least equal to -35 ° and at most equal to - 15 ° -figure 4B: mechanical operation of a raised element of the first middle portion, under engine torque and vacuum, in the case of an angle oriented Ac at least equal to + 15 ° and at most equal to +35 FIG. 4C: mechanical operation of an element in relief of a second lateral portion, s motor torque and vacuum, in the case of angle oriented As2 at least equal to -35 ° and at most equal to -15 ° -figure 4D: mechanical operation of a raised element of a second lateral portion, under motor and vacuum torque, in the case of angle As2 oriented at least equal to -75 ° and at most equal to -55 ° -figures 5A, 5B, 5C, 5D: combinations of oriented angles (Ac, As2, As3 ) directions of greater rigidities (Di, D2, D3) of the orthotropic materials (Mi, M2, M3) of the raised elements (31, 32, 33) respectively of the first middle portion and of a second or third lateral portion FIG. 6: variation of the elementary coupling force Ce as a function of the angle A of the direction of greater rigidity of an orthotropic material according to the invention; FIG. 7A: canonical wear curves as a function of the resulting overall force for a tire of the state of the art E and for a tire according to the invention FIG. 7B: canonical wear curves as a function of the overall force resulting for a tire of the state of the art E and for a tire according to the invention I, vacuum.

[0073] Sur la figure lA, est représenté un cycle aller de descente en charge d’un dumper. Le dumper en charge descend une pente d’angle A. Chaque pneumatique 1, monté sur essieu moteur, est soumis à un couple freineur Tp et à une charge Pc. Les réactions du sol sur la bande de roulement 2 du pneumatique sont respectivement un effort circonférentiel freineur Rcx, orienté selon le sens opposé au déplacement V du dumper, et un effort radial Rcz· [0074] Sur la figure IB, est représenté un cycle retour de montée à vide d’un dumper. Le dumper à vide monte une pente d’angle A. Chaque pneumatique 1, monté sur essieu moteur, est soumis à un couple moteur Tm et à une charge Py. Les réactions du sol sur la bande de roulement 2 du pneumatique sont respectivement un effort circonférentiel moteur Ryx, orienté dans le sens du déplacement V du dumper, et un effort radial Ryz- [0075] La figure 2A est une vue de dessus partielle d’une bande de roulement 2 de pneumatique selon l’invention. La bande de roulement 2 a une largeur totale Wt et comprend une première portion médiane 21, axialement délimitée par respectivement une deuxième et une troisième portions latérales (22, 23). La première portion médiane 21a une largeur médiane Wc au moins égale à 20% et au plus égale à 50% de la largeur totale Wt, et comprend des éléments en relief 31, séparés les uns des autres par des découpures 41, chaque élément en relief 31 comprenant une face d’attaque 51, destinée à entrer en contact en premier avec un sol et une face de fuite 61, destinée à entrer en contact en dernier avec le sol. Chacune des deuxième et troisième portions latérales (22, 23) a respectivement une largeur latérale (Ws2, Wss) au moins égale à 25% et au plus égale à 40% de la largeur totale Wt, et comprend respectivement des éléments en relief (32, 33), séparés les uns des autres par des découpures (42, 43), chaque élément en relief (32, 33) comprenant une face d’attaque (52, 53) et une face de fuite (62, 63).In FIG. 1A, a downward descent cycle is shown in charge of a dumper. The loaded dumper descends a slope of angle A. Each tire 1, mounted on driving axle, is subjected to a braking torque Tp and a load Pc. The reactions of the ground on the tread 2 of the tire are respectively a circumferential braking force Rcx, oriented in the opposite direction to the displacement V of the dumper, and a radial force Rcz · [0074] In FIG. empty climb of a dumper. The vacuum dumper rides a slope of angle A. Each tire 1, mounted on driving axle, is subjected to a motor torque Tm and a load Py. The reactions of the ground on the tread 2 of the tire are respectively a circumferential force Ryx, oriented in the direction of displacement V of the dumper, and a radial force Ryz- [0075] Figure 2A is a partial top view of a tire tread 2 according to the invention. The tread 2 has a total width Wt and comprises a first central portion 21, axially delimited by respectively a second and a third lateral portion (22, 23). The first median portion 21 has a median width Wc of at least 20% and at most equal to 50% of the total width Wt, and comprises relief elements 31, separated from each other by cutouts 41, each element in relief. 31 comprising a leading face 51, intended to contact first with a ground and a trailing face 61, intended to contact last with the ground. Each of the second and third lateral portions (22, 23) respectively has a lateral width (Ws2, Wss) of at least 25% and at most equal to 40% of the total width Wt, and respectively comprises elements in relief (32 , 33), separated from each other by cutouts (42, 43), each raised element (32, 33) comprising a leading face (52, 53) and a trailing face (62, 63).

[0076] La figure 2B est une vue en coupe d’un élément en relief 31 de la première portion médiane. Chaque élément en relief 31 comprend une face d’attaque 51, destinée à entrer en contact en premier avec un sol, une face de fuite 61, destinée à entrer en contact en dernier avec le sol, et une face de contact 71, destinée à entrer en contact intégral avec le sol. Dans un repère local ZX défini par un axe circonférentiel X, tangent à la circonférence du pneumatique et orienté dans le sens du déplacement du véhicule, et par un axe radial Z, perpendiculaire à la circonférence du pneumatique et orienté vers l’extérieur du pneumatique, la direction de plus grand rigidité Di du matériau orthotrope Ml constitutif de l’élément en relief 31 forme, avec l’axe radial Z, un angle Ac négatif, orienté dans le sens inverse du sens trigonométrique ou sens indirect dans le plan XZ, et compris dans un intervalle allant de -35° à -15°. Le cas où l’angle Ac est compris dans un intervalle allant de +55° à +75° n’est pas ici représenté.Figure 2B is a sectional view of a raised element 31 of the first middle portion. Each raised element 31 comprises a leading face 51 intended to come into contact first with a ground, a trailing face 61 intended to make contact last with the ground, and a contact face 71 intended to come into complete contact with the ground. In a local coordinate system ZX defined by a circumferential axis X, tangential to the circumference of the tire and oriented in the direction of movement of the vehicle, and by a radial axis Z, perpendicular to the circumference of the tire and oriented towards the outside of the tire, the direction of greater rigidity Di of the orthotropic material M1 constituting the raised element 31 forms, with the radial axis Z, a negative angle A, oriented in the opposite direction of the trigonometric direction or indirect direction in the plane XZ, and within a range of -35 ° to -15 °. The case where the angle Ac is in the range of + 55 ° to + 75 ° is not shown here.

[0077] De façon analogue, la figure 2C est une vue en coupe d’un élément en relief 32 (33) d’une deuxième (respectivement troisième) portion latérale. Chaque élément en relief 32 (33) comprend une face d’attaque 52 (53), destinée à entrer en contact en premier avec un sol, une face de fuite 62 (63), destinée à entrer en contact en dernier avec le sol, et une face de contact 72 (73), destinée à entrer en contact intégral avec le sol. Dans un repère local ZX défini par un axe circonférentiel X, tangent à la circonférence du pneumatique et orienté dans le sens du déplacement du véhicule, et par un axe radial Z, perpendiculaire à la circonférence du pneumatique et orienté vers l’extérieur du pneumatique, la direction de plus grand rigidité D2 (D3) du matériau orthotrope M2 (M3) constitutif de l’élément en relief 32 (33) forme, avec l’axe radial Z, un angle As2 (As3) positif, orienté dans le sens trigonométrique ou sens direct dans le plan XZ, et compris dans un intervalle allant de +15° à +35°. Le cas où l’angle A$2 (As3) est compris dans un intervalle allant de -75° à -55° n’est pas ici représenté.Similarly, Figure 2C is a sectional view of a raised element 32 (33) of a second (respectively third) side portion. Each raised element 32 (33) includes a leading face 52 (53), intended to contact first with a ground, a trailing face 62 (63), intended to contact last with the ground, and a contact face 72 (73) intended to come into full contact with the ground. In a local coordinate system ZX defined by a circumferential axis X, tangential to the circumference of the tire and oriented in the direction of movement of the vehicle, and by a radial axis Z, perpendicular to the circumference of the tire and oriented towards the outside of the tire, the direction of greater rigidity D2 (D3) of the orthotropic material M2 (M3) constituting the raised element 32 (33) forms, with the radial axis Z, a positive angle As2 (As3), oriented in the trigonometrical direction or direct direction in the XZ plane, and within a range of + 15 ° to + 35 °. The case where the angle A $ 2 (As3) is in the range of -75 ° to -55 ° is not shown here.

[0078] Les figures 3 A et 3B schématisent le fonctionnement mécanique d’un élément en relief 31 de la première portion médiane, sous couple freineur Tp et en charge, le pneumatique ayant un sens de rotation R et le véhicule se déplaçant selon le sens V, pour les deux intervalles admissibles d’angles Ac de la direction de plus grande rigidité Di du matériau orthotrope Mi. L’élément en relief 31 est soumis à un effort élémentaire résultant Re, orienté de l’arête de fuite vers l’arête d’attaque de la face de contact 71, c’est-à-dire dans le sens opposé au déplacement V du véhicule. L’effort élémentaire résultant Re est la somme algébrique d’un effort élémentaire de couplage Ce, orienté de l’arête d’attaque vers l’arête de fuite de la face de contact 71, c’est-à-dire dans le sens du déplacement V du véhicule, et d’un effort élémentaire de glissement Ge, orienté de l’arête de fuite vers l’arête d’attaque de la face de contact 71, c’est-à-dire dans le sens opposé au déplacement V du véhicule. L’orientation de l’effort élémentaire de couplage Ce résulte du choix particulier de l’angle orienté Ac de la direction de plus grande rigidité Di du matériau orthotrope Mi. Sur la figure 3A, l’angle orienté Ac est au moins égal à -35° et au plus égal à -15°, et le matériau orthotrope Mi, est mis en compression suivant sa direction de plus grande rigidité Di, en réaction à l’effort radial P appliqué à l’élément 31, et l’élément en relief tend à se déformer selon une inclinaison positive par rapport à l’axe Z. Sur la figure 3B, l’angle orienté Ac est au moins égal à +55° et au plus égal à +75°, et le matériau orthotrope Mi, est mis en extension suivant sa direction de plus grande rigidité Di, en réaction à l’effort radial P appliqué à l’élément 31, et l’élément en relief tend à se déformer également selon une inclinaison positive par rapport à l’axe Z. Le même sens de couplage Ce est ainsi obtenu pour les deux intervalles d’angles Ac, définissant des directions de plus grande rigidité Di perpendiculaires entre elles.FIGS. 3A and 3B schematize the mechanical operation of a raised element 31 of the first median portion, under braking torque Tp and under load, the tire having a direction of rotation R and the vehicle moving according to the direction V, for the two admissible intervals of angles Ac of the direction of greater rigidity Di of the orthotropic material Mi. The relief element 31 is subjected to a resulting elementary force Re, oriented from the trailing edge to the edge driving the contact face 71, that is to say in the opposite direction to the displacement V of the vehicle. The resulting elementary force Re is the algebraic sum of an elementary coupling force Ce, oriented from the leading edge to the trailing edge of the contact face 71, that is to say in the direction the displacement V of the vehicle, and an elementary sliding force Ge, oriented from the trailing edge to the leading edge of the contact face 71, that is to say in the opposite direction to the displacement V of the vehicle. The orientation of the elementary coupling force Ce is the result of the particular choice of the angle oriented Ac of the direction of greater rigidity Di of the orthotropic material Mi. In FIG. 3A, the oriented angle Ac is at least equal to 35 ° and at most equal to -15 °, and the orthotropic material Mi is compressed in its direction of greater rigidity Di, in response to the radial force P applied to the element 31, and the element The embossed angle tends to deform at a positive inclination with respect to the Z axis. In FIG. 3B, the oriented angle θ is at least + 55 ° and at most + 75 °, and the orthotropic material Mi is is extended in its direction of greater rigidity Di, in response to the radial force P applied to the element 31, and the relief element tends to deform also at a positive inclination with respect to the Z axis The same direction of coupling This is thus obtained for both int ervalles of angles Ac, defining directions of greater rigidity Di perpendicular to each other.

[0079] Les figures 3C et 3D schématisent le fonctionnement mécanique d’un élément en relief 32 d’une deuxième portion latérale (valable également pour une troisième portion latérale), sous couple feineur Tp et en charge, le pneumatique ayant un sens de rotation R et le véhicule se déplaçant selon le sens V, pour les deux intervalles admissibles d’angles As2 de la direction de plus grande rigidité D2 du matériau orthotrope M2. L’élément en relief 32 est soumis à un effort élémentaire résultant Re, orienté de l’arête de fuite vers l’arête d’attaque de la face de contact 72, c’est-à-dire dans le sens opposé au déplacement V du véhicule. L’effort élémentaire résultant Re est la somme algébrique d’un effort élémentaire de couplage Ce et d’un effort élémentaire de glissement Ge, tous deux orientés de l’arête de fuite vers l’arête d’attaque de la face de contact 72, c’est-à-dire dans le sens opposé au déplacement V du véhicule. L’orientation de l’effort élémentaire de couplage Ce résulte du choix particulier de l’angle orienté As2 de la direction de plus grande rigidité D2 du matériau orthotrope M2. Sur la figure 3C, l’angle orienté As2 est au moins égal à +15° et au plus égal à -+35°, et le matériau orthotrope M2, est mis en compression suivant sa direction de plus grande rigidité D2, en réaction à l’effort radial P appliqué à l’élément 32, et l’élément en relief 32 tend à se déformer selon une inclinaison négative par rapport à l’axe Z. Sur la figure 3D, l’angle orienté As2 est au moins égal à -75° et au plus égal à +-55°, et le matériau orthotrope M2, est mis en extension suivant sa direction de plus grande rigidité D2, en réaction à l’effort radial P appliqué à l’élément 32, et l’élément en relief 32 tend à se déformer également selon une inclinaison négative par rapport à l’axe Z. Le même sens de couplage Ce est ainsi obtenu pour les deux intervalles d’angles Α$2, définissant des directions de plus grande rigidité D2 perpendiculaires entre elles.FIGS. 3C and 3D schematize the mechanical operation of a raised element 32 of a second lateral portion (also valid for a third lateral portion), under a feeder torque Tp and under load, the tire having a direction of rotation R and the vehicle moving in the direction V, for the two admissible intervals of angles As2 of the direction of greater rigidity D2 of the orthotropic material M2. The raised element 32 is subjected to a resulting elementary force Re oriented from the trailing edge to the leading edge of the contact face 72, that is to say in the direction opposite to the displacement V of the vehicle. The resulting elementary force Re is the algebraic sum of an elementary coupling force Ce and of an elementary sliding force Ge, both oriented from the trailing edge to the leading edge of the contact face. , that is to say in the opposite direction to the displacement V of the vehicle. The orientation of the elementary coupling force Ce results from the particular choice of the oriented angle As2 of the direction of greater rigidity D2 of the orthotropic material M2. In FIG. 3C, the oriented angle As2 is at least equal to + 15 ° and at most equal to + 35 °, and the orthotropic material M2 is compressed in its direction of greater rigidity D2, in response to the radial force P applied to the element 32, and the raised element 32 tends to deform at a negative inclination with respect to the axis Z. In FIG. 3D, the oriented angle As2 is at least equal to -75 ° and at most equal to + -55 °, and the orthotropic material M2, is extended in its direction of greater rigidity D2, in response to the radial force P applied to the element 32, and the Embossed element 32 tends to deform also at a negative inclination with respect to the Z axis. The same direction of coupling This is thus obtained for the two intervals of angles Α $ 2, defining directions of greater rigidity D2 perpendicular between they.

[0080] Les figures 4A et 4B schématisent le fonctionnement mécanique d’un élément en relief 31 de la première portion médiane, sous couple moteur Tm et à vide, le pneumatique ayant un sens de rotation R et le véhicule se déplaçant selon le sens V, pour les deux intervalles admissibles d’angles Ac de la direction de plus grande rigidité Di du matériau orthotrope Mi. L’élément en relief 31 est soumis à un effort élémentaire résultant Re, orienté de l’arête d’attaque vers l’arête de fuite de la face de contact 71, c’est-à-dire dans le sens du déplacement V du véhicule. L’effort élémentaire résultant Re est la somme algébrique d’un effort élémentaire de couplage Ce et d’un effort élémentaire de glissement Ge, tous deux orientés de l’arête d’attaque vers l’arête de fuite de la face de contact 71, c’est-à-dire dans le sens du déplacement V du véhicule. L’orientation de l’effort élémentaire de couplage Ce résulte du choix particulier de l’angle orienté Ac de la direction de plus grande rigidité Di du matériau orthotrope Mi. Sur la figure 4A, l’angle orienté Ac est au moins égal à -35° et au plus égal à -15°, et le matériau orthotrope Mi, est mis en compression suivant sa direction de plus grande rigidité Di, en réaction à l’effort radial P appliqué à l’élément 31, et l’élément en relief tend à se déformer selon une inclinaison positive par rapport à l’axe Z. Sur la figure 4B, l’angle orienté Ac est au moins égal à +55° et au plus égal à +75°, et le matériau orthotrope Mi est mis en extension suivant sa direction de plus grande rigidité Di, en réaction à l’effort radial P appliqué à l’élément 31, et l’élément en relief tend à se déformer également selon une inclinaison positive par rapport à l’axe Z. Le même sens de couplage Ce est ainsi obtenu pour les deux intervalles d’angles Ac, définissant des directions de plus grande rigidité Di perpendiculaires entre elles.FIGS. 4A and 4B schematize the mechanical operation of a raised element 31 of the first median portion, under engine torque Tm and under vacuum, the tire having a direction of rotation R and the vehicle moving along the direction V for the two admissible intervals of angles Ac of the direction of greater rigidity Di of the orthotropic material Mi. The relief element 31 is subjected to a resulting elementary force Re, oriented from the leading edge to the edge leakage of the contact face 71, that is to say in the direction of movement V of the vehicle. The resulting elementary force Re is the algebraic sum of an elementary coupling force Ce and of an elementary sliding force Ge, both oriented from the leading edge to the trailing edge of the contact face. , that is to say in the direction of movement V of the vehicle. The orientation of the elementary coupling force Ce is the result of the particular choice of the angle oriented Ac of the direction of greater rigidity Di of the orthotropic material Mi. In FIG. 4A, the oriented angle Ac is at least equal to 35 ° and at most equal to -15 °, and the orthotropic material Mi is compressed in its direction of greater rigidity Di, in response to the radial force P applied to the element 31, and the element The embossed angle tends to deform at a positive inclination with respect to the Z axis. In FIG. 4B, the angle oriented at Ac is at least + 55 ° and at most + 75 °, and the orthotropic material Mi is extended in its direction of greater rigidity Di, in response to the radial force P applied to the element 31, and the relief element tends to deform also at a positive inclination relative to the axis Z. The same coupling direction This is thus obtained for both inte angles of angles Ac, defining directions of greater rigidity Di perpendicular to each other.

[0081] Les figures 4C et 4D schématisent le fonctionnement mécanique d’un élément en relief 32 d’une deuxième portion latérale (valable également pour une troisième portion latérale), sous couple moteur Tm et à vide, le pneumatique ayant un sens de rotation R et le véhicule se déplaçant selon le sens V, pour les deux intervalles admissibles d’angle Α$2 de la direction de plus grande rigidité D2 du matériau orthotrope M2. L’élément en relief 32 de la deuxième portion latérale est soumis à un effort élémentaire résultant Re, orienté de l’arête d’attaque vers l’arête de fuite de la face de contact 72, c’est-à-dire dans le sens du déplacement V du véhicule. L’effort élémentaire résultant Re est la somme algébrique d’un effort élémentaire de couplage Ce, orienté de l’arête de fuite vers l’arête d’attaque de la face de contact 72, c’est-à-dire dans le sens opposé au déplacement V du véhicule, et d’un effort élémentaire de glissement Ge, orienté de l’arête d’attaque vers l’arête de fuite de la face de contact 72, c’est-à-dire dans le sens du déplacement V du véhicule. L’orientation de l’effort élémentaire de couplage Ce résulte du choix particulier de l’angle orienté Α$2 de la direction de plus grande rigidité D2 du matériau orthotrope M2. Sur la figure 4C, l’angle orienté As2 est au moins égal à +15° et au plus égal à +35°, et le matériau orthotrope M2 est mis en extension suivant sa direction de plus grande rigidité D2, en réaction à l’effort radial P appliqué à l’élément 32, et l’élément en relief 32 tend à se déformer selon une inclinaison négative par rapport à l’axe Z. Sur la figure 4D, l’angle orienté As2 est au moins égal à -75° et au plus égal à -55°, et le matériau orthotrope M2 est mis en extension suivant sa direction de plus grande rigidité D2, en réaction à l’effort radial P appliqué à l’élément 32, et l’élément en relief 32 tend à se déformer également selon une inclinaison négative par rapport à l’axe Z. Le même sens de couplage Ce est ainsi obtenu pour les deux intervalles d’angles As2, définissant des directions de plus grande rigidité D2 perpendiculaires entre elles.FIGS. 4C and 4D schematize the mechanical operation of a raised element 32 of a second lateral portion (also valid for a third lateral portion), under engine torque Tm and under vacuum, the tire having a direction of rotation R and the vehicle moving in the direction V, for the two admissible intervals of angle Α $ 2 of the direction of greater rigidity D2 of the orthotropic material M2. The raised element 32 of the second lateral portion is subjected to a resulting elementary force Re, oriented from the leading edge to the trailing edge of the contact face 72, that is to say in the direction of movement V of the vehicle. The resulting elementary force Re is the algebraic sum of an elementary coupling force Ce, oriented from the trailing edge to the leading edge of the contact face 72, that is to say in the direction opposite the displacement V of the vehicle, and an elementary sliding force Ge, oriented from the leading edge to the trailing edge of the contact face 72, that is to say in the direction of displacement V of the vehicle. The orientation of the elementary coupling force Ce results from the particular choice of the oriented angle Α $ 2 of the direction of greater rigidity D2 of the orthotropic material M2. In FIG. 4C, the oriented angle As2 is at least equal to + 15 ° and at most equal to + 35 °, and the orthotropic material M2 is extended in its direction of greater rigidity D2, in response to the radial force P applied to the element 32, and the raised element 32 tends to deform at a negative inclination with respect to the axis Z. In FIG. 4D, the oriented angle As2 is at least equal to -75 ° and at most equal to -55 °, and the orthotropic material M2 is extended in its direction of greater rigidity D2, in response to the radial force P applied to the element 32, and the element in relief 32 also tends to deform at a negative inclination with respect to the Z axis. The same coupling direction This is thus obtained for the two intervals of angles As2, defining directions of greater rigidity D2 perpendicular to each other.

[0082] Les figures 5A à 5D définissent les quatre combinaisons d’angles orientés (Ac, As2, Ass) des directions de plus grandes rigidités (Di, D2, D3) des matériaux orthotropes (Ml, M2, M3) des éléments en relief (31, 32, 33) respectivement de la première portion médiane et d’une deuxième ou troisième portions latérales, possibles dans le cadre de rinvention. La figure 5A présente une première combinaison dans laquelle l’angle orienté Ac est au moins égal -35° et au plus égal à -15°, et l’angle orienté (As2, As3) est au moins égal à +15° et au plus égal à +35°. La figure 5B présente une deuxième combinaison dans laquelle l’angle orienté Ac est au moins égal +55° et au plus égal à +75°, et l’angle orienté (As2, Ass) est au moins égal à +15° et au plus égal à +35°. La figure 5C présente une troisième combinaison dans laquelle l’angle orienté Ac est au moins égal à -35° et au plus égal à -15°, et l’angle orienté (As2, Ass) est au moins égal à -75° et au plus égal à -55°. Enfin la figure 5D présente une quatrième combinaison dans laquelle l’angle orienté Ac est au moins égal à +55° et au plus égal à +75°, et l’angle orienté (As2, Ass) est au moins égal à -75° et au plus égal à -55°.FIGS. 5A to 5D define the four combinations of oriented angles (Ac, As2, Ass) of the directions of greater rigidities (Di, D2, D3) of the orthotropic materials (Ml, M2, M3) of the elements in relief. (31, 32, 33) respectively of the first middle portion and a second or third side portions, possible in the context of the invention. FIG. 5A shows a first combination in which the angle oriented at Ac is at least -35 ° and at most equal to -15 °, and the oriented angle (As2, As3) is at least equal to + 15 ° and at least plus + 35 °. FIG. 5B shows a second combination in which the angle oriented at Ac is at least + 55 ° and at most + 75 °, and the oriented angle (As2, Ass) is at least + 15 ° and at least plus + 35 °. FIG. 5C shows a third combination in which the angle oriented at Ac is at least equal to -35 ° and at most equal to -15 °, and the oriented angle (As2, Ass) is at least equal to -75 ° and at most equal to -55 °. Finally, FIG. 5D shows a fourth combination in which the angle oriented at Ac is at least + 55 ° and at most + 75 °, and the oriented angle (As2, Ass) is at least equal to -75 ° and at most equal to -55 °.

[0083] La figure 6 présente la variation de l’effort de couplage élémentaire Ce en fonction de l’angle A de la direction de plus grande rigidité D d’un matériau orthotrope M selon l’invention. Les inventeurs ont montré que, sur la plage d’angles [-90°, +90°], l’effort de couplage élémentaire Ce présente deux minima respectivement dans les plages d’angles [-75°, -55°] et [+15°, +35°], et deux maxima respectivement dans les plages d’angles [-35°, -15°] et [+55°, +75°]. Sur la base de cette constatation, les plages d’angles correspondant aux maxima ont été retenues pour définir l’angle Ac de plus grand rigidité Di du matériau orthotrope Mi constitutif de tout élément de la première portion médiane, alors que les plages d’angles correspondant aux minima sont retenues pour définir l’angle (Α$2, Ass) de plus grand rigidité (D2, D3) du matériau orthotrope (M2, Ms) constitutif de tout élément de la deuxième ou troisième portion latérale.FIG. 6 shows the variation of the elementary coupling force Ce as a function of the angle A of the direction of greater rigidity D of an orthotropic material M according to the invention. The inventors have shown that, in the range of angles [-90 °, + 90 °], the elementary coupling force Ce has two minima respectively in the ranges of angles [-75 °, -55 °] and [ + 15 °, + 35 °], and two maxima respectively in the ranges of angles [-35 °, -15 °] and [+ 55 °, + 75 °]. On the basis of this observation, the ranges of angles corresponding to the maxima were retained to define the angle A of greater rigidity Di of the orthotropic material Mi constituting any element of the first median portion, whereas the angles ranges corresponding to the minima are retained to define the angle (Α $ 2, Ass) of greater rigidity (D2, D3) of the orthotropic material (M2, Ms) constituting any element of the second or third lateral portion.

[0084] La figure 7A représente des courbes canoniques d’usure types en fonction de l’effort global résultant respectivement pour un pneumatique de l’état de la technique E et pour un pneumatique selon l’invention I, en charge. En ordonnée, l’indicateur d’usure U est une perte de masse (par exemple, exprimé en g/km) ou une perte de hauteur de sculpture (par exemple, exprimé en mm/km). En abscisse, est représenté l’effort global résultant Rg (par exemple, exprimé en daN), appliqué sur la bande de roulement par le sol. Par rapport à un pneumatique de l’état de la technique E, l’ajout d’un effort global de couplage Cgf freineur permet de décaler d’une valeur Cgf la courbe canonique d’usure dans le sens des efforts globaux résultants Rg décroissants. A effort global résultant freineur Rgf donné, l’indicateur d’usure U décroît de la valeur Ue pour un pneumatique de l’état de la technique à la valeur Ui pour un pneumatique selon l’invention, d’où un gain en usure DU.FIG. 7A represents typical canonic wear curves as a function of the overall force resulting respectively for a tire of the state of the art E and for a tire according to the invention I, under load. On the ordinate, the wear indicator U is a loss of mass (for example, expressed in g / km) or a loss of tread height (for example, expressed in mm / km). In abscissa, is represented the resulting overall force Rg (for example, expressed in daN), applied to the tread by the ground. Compared with a tire of the state of the art E, the addition of an overall braking Cgf coupling force makes it possible to shift the canonical wear curve in the direction of the resulting overall decreasing Rg forces by a value Cgf. With overall force resulting from the given braking device Rgf, the wear indicator U decreases from the value Ue for a tire of the state of the art to the value Ui for a tire according to the invention, which results in a gain in wear. .

[0085] La figure 7B représente des courbes canoniques d’usure types en fonction de l’effort global résultant respectivement pour un pneumatique de l’état de la technique E et pour un pneumatique selon l’invention I, à vide. Par rapport à un pneumatique de l’état de la technique E, l’ajout d’un effort global de couplage Cgm moteur permet de décaler d’une valeur Cgm la courbe canonique d’usure dans le sens des efforts globaux résultants Rg croissants. A effort global résultant moteur Rgm donné, l’indicateur d’usure U décroît de la valeur Ue pour un pneumatique de l’état de la technique à la valeur Ui pour un pneumatique selon l’invention, d’où un gain en usure DU.FIG. 7B represents typical canonic wear curves as a function of the overall force resulting respectively for a tire of the state of the art E and for a tire according to the invention I, when empty. Compared to a tire of the state of the art E, the addition of an overall coupling force Cgm engine makes it possible to shift a value Cgm the canonical wear curve in the direction of increasing overall efforts Rg increasing. With a given overall force Rgm engine, the wear indicator U decreases from the value Ue for a tire of the state of the art to the value Ui for a tire according to the invention, resulting in a gain in wear. .

[0086] L’invention a été plus particulièrement étudiée dans le cas d’un pneumatique de dimension 40.00R57, équipant un dumper rigide de 320 tonnes de charge totale, et dans le cas d’un pneumatique de dimension 24.00R35, équipant un dumper rigide de 100 tonnes de charge totale.The invention has been more particularly studied in the case of a tire size 40.00R57, equipping a rigid dumper 320 tons of total load, and in the case of a 24.00R35 tire, equipping a dumper rigid 100 tons of total load.

[0087] Le tableau 1 ci-dessous présente un exemple de répartition des charges et des efforts de couplage, entre la première portion médiane et les deuxième et troisième portions latérales d’une bande de roulement d’un pneumatique selon l’invention, le pneumatique étant monté sur un essieu arrière d’un dumper pour uusage carrières effectuant une alternance de cycles aller de descente en charge et de cycles retour de montée à vide.Table 1 below shows an example of distribution of charges and coupling forces, between the first middle portion and the second and third lateral portions of a tread of a tire according to the invention, the pneumatic tire being mounted on a rear axle of a dumper for use with quarries performing an alternation of forward descent cycles and idle return cycles.

Tableau 1 [0088] Dans le tableau 1, les efforts Z sont les charges appliquées par portion de bande de roulement et globalement sur toute la bande de roulement, et les efforts C sont les efforts de couplage correspondants, générés par effet de Poisson. Le rapport C/Z=X est, par définition, le taux de couplage.Table 1 [0088] In Table 1, the forces Z are the loads applied per tread portion and generally over the entire tread, and the forces C are the corresponding coupling forces, generated by the Poisson effect. The ratio C / Z = X is, by definition, the coupling ratio.

[0089] Sous couple freineur et en charge, la première portion médiane porte 40% de la charge totale Zc et les deuxième et troisième portions latérales portent 60% de la charge totale Zc, car la bande de roulement est en contact total avec le sol sur toute sa largeur. Les sens des efforts de couplage étant inversés entre portion médiane et portions latérales, l’effort de couplage global, égal à -X fois 20% de la charge totale Zc, s’ajoute à l’effort global de glissement freineur.Under braking torque and load, the first middle portion carries 40% of the total load Zc and the second and third side portions carry 60% of the total load Zc, because the tread is in full contact with the ground over its entire width. Since the directions of the coupling forces are reversed between the middle portion and the lateral portions, the overall coupling force, equal to -X times 20% of the total load Zc, is added to the overall braking slip force.

[0090] Sous couple moteur et à vide, la première portion médiane porte 80% de la charge totale Zy et les deuxième et troisième portions latérales portent seulement 20% de la charge totale Zy, car la bande de roulement est en contact partiel avec le sol au niveau des deuxième et troisième portions latérales. Les sens des efforts de couplage étant inversés entre portion médiane et portions latérales, l’effort de couplage global, égal à +X fois 60% de la charge totale Zy, s’ajoute à l’effort global de glissement moteur.Under engine torque and vacuum, the first middle portion carries 80% of the total load Zy and the second and third side portions carry only 20% of the total load Zy, because the tread is in partial contact with the ground at the second and third side portions. Since the directions of the coupling forces are reversed between the middle portion and the lateral portions, the overall coupling effort, equal to + X times 60% of the total load Zy, is added to the overall motor slip force.

[0091] Dans l’exemple précédemment décrit, les taux de couplage sont supposés identiques entre la première portion médiane et les deuxième et troisième portion latérales. Plus généralement, ces taux de couplage respectivement médian et latéraux peuvent être différents.In the example described above, the coupling ratios are assumed to be identical between the first middle portion and the second and third lateral portions. More generally, these median and lateral coupling ratios may be different.

Claims

1 - Pneumatic tire (1) for a heavy vehicle of the civil engineering type intended for quarry use, characterized by an alternation of rolling under load on a downhill slope and empty on an ascending slope: the tire comprising a tread (2) having a total width Wj and comprising a first middle portion (21), axially inner to respectively a second and a third lateral portion (22, 23), -the first middle portion (21) having a median width Wc of at least 20 % and at most equal to 50% of the total width Wj, and comprising relief elements (31), separated from each other by cutouts (41), each raised element (31) comprising a leading face ( 51), intended to contact first with a ground via a leading edge, a trailing face (61), intended to contact last with the ground via a trailing edge, and one face contact (71), intended to come into complete contact with the ground, each second and third lateral portion (22, 23) having respectively a lateral width (Ws2, Wss) of at least 25% and at most equal to 40% of the total width Wt, and respectively comprising relief elements (32, 33), separated from each other by cutouts (42, 43), each raised element (32, 33) comprising a leading face (52, 53), a trailing face (62, 63), and a contact face (72, 73), any raised element (31, 32, 33), when in contact with the ground by via its contact face (71, 72, 73), being described in a circumferential plane (ZX), defined by a radial direction (Z), perpendicular to the contact face and facing the outside of the tire, and a circumferential direction (X), tangent to the circumference of the tire and oriented from the leading edge to the trailing edge, characterized in that any raised element (31) of the first medial portion (21) is constituted by a first orthotropic material Mi having a direction of greater rigidity Di oriented towards the outside of the tire, forming, in any circumferential plane ( XZ) and with the axis (Z), an angle oriented Ac at least equal to -35 ° and at most equal to -15 °, or at least equal to + 55 ° and at most equal to + 75 °, and that any raised element (32, 33) of the second and third lateral portions (22, 23) consists respectively of a second and a third orthotropic material (M2, M3) respectively having a direction of greater rigidity (D2, D3 ) oriented towards the outside of the tire, forming, in any circumferential plane (XZ) and with the axis (Z), an oriented angle (As2, As3) of not less than + 15 ° and not more than + 35 ° , or at least equal to -75 ° and at most equal to -55 °.

2 - tire (1) for civil engineering heavy vehicle according to claim 1 wherein the first middle portion (21) is symmetrical with respect to an equatorial plane (ZX) passing through the middle of the tread (2) and perpendicular to the axis of rotation (YY ') of the tire.

3 - Pneumatic tire (1) for heavy vehicle type civil engineering according to one of claims 1 or 2 wherein the oriented angles (As2, As3) respective directions of greater rigidity (D2, D3) of the second and third orthotropic materials (M2, M3) constituting the second and third lateral portions (22, 23) are equal to each other.

4 - Pneumatic tire (1) for civil engineering heavy vehicle according to claim 3 wherein the oriented angle of the direction of greater rigidity Di of the first constituent material Mi of the first middle portion (21) is equal to -25 And wherein the respective oriented angles (As2, As3) of the stiffer directions (D2, D3) of the second and third orthotropic materials (M2, M3) constituting the second and third lateral portions (22, 23) are equal to + 25 °.

5 - pneumatic tire (1) for a heavy vehicle of the civil engineering type according to claim 3, in which the oriented angle Δf of the direction of greater rigidity Di of the first constituent material Mi of the first median portion (21) is equal to -25 And wherein the respective oriented angles (As2, Ass) of the higher stiffness directions (D2, D3) of the second and third constituent orthotropic materials (M2, M3) of the second and third side portions (22, 23) are equal to -65 °.

6- Pneumatic tire (1) for civil engineering heavy vehicle according to claim 3 wherein the oriented angle of the direction of greater rigidity Di of the first constituent material Mi of the first middle portion (21) is equal to +65 ° and wherein the respective oriented angles (As2, Ass) of the higher stiffness directions (D2, D3) of the second and third orthotropic materials (M2, M3) constituting the second and third side portions (22, 23) are equal to + 25 °.

7 - Pneumatic tire (1) for civil engineering heavy vehicle according to claim 3 wherein the angle oriented Ac of the direction of greater rigidity Di of the first constituent material Mi of the first middle portion (21) is equal to +65 And wherein the respective oriented angles (As2, As3) of the stiffer directions (D2, D3) of the second and third orthotropic materials (M2, M3) constituting the second and third lateral portions (22, 23) are equal to -65 °.

8 - Pneumatic tire (1) for civil engineering heavy vehicle according to any one of claims 1 to 7 wherein the second and third orthotropic materials (M2, M3) constituting the second and third side portions (22, 23) are identical .

9 - Pneumatic tire (1) for heavy vehicle type civil engineering according to any one of claims 1 to 8 wherein at least one of the first, second and third orthotropic materials (Mi, M2, M3) constituent respectively of the first middle portion (21) and second and third side portions (22, 23) is a composite material comprising an elastomeric matrix, a crosslinking system, a reinforcing filler and short fibers, said short fibers; having a thickness in a range from 5 to 40 μm, a length in a range from 0.5 to 10 mm, and a Young's modulus whose value is in a range from 0.5 to 800. GPa, being present in the elastomeric matrix at a concentration ranging from 5 to 30 parts by weight per hundred parts by weight of elastomer, and being oriented according to the oriented angle (Ac, As2, As3) of greater stiffness (Di, D2, D3) of the orthotropic material (Mi, Mi, M3).

10 - Pneumatic tire (1) for heavy vehicle type civil engineering according to any one of claims 1 to 8 wherein at least one of the first, second and third orthotropic materials (Mi, M2, M3) constituent respectively of the first medial portion (21) and second and third lateral portions (22, 23) is a composite material comprising an elastomeric matrix, a crosslinking system, a reinforcing filler and pulp, said pulp: -as being present in the elastomeric matrix at a concentration in a range from 5 to 45 parts by weight per hundred parts of elastomer, being constituted by a material selected from aromatic polyamides, polybenzimidazoles, polybenzothiazoles, polybenzoxazoles, polypyridazoles, polybenzoxadiazoles, polyesters aromatics, polyurethanes, polyetheretherketones, polyolefms, polyacrylics and crystalline polymers liquids, cellulose, glass and their mixtures, and being oriented according to the oriented angle (Ac, As2, As3) of greater rigidity (Di, D2, D3) of the orthotropic material (Mi, M2, M3).

11 - Pneumatic tire (1) for heavy vehicle type civil engineering according to any one of claims 1 to 8 wherein at least one of the first, second and third orthotropic materials (Mi, M2, M3) constituent respectively of the first medial portion (21) and second and third lateral portions (22, 23) is a composite material comprising a plurality of parallel layers, adjacent to each other, and whose normal is perpendicular in the plane ZX to the direction defined by the angle oriented (Ac, As2, As3) of greater rigidity (Di, D2, D3) of the orthotropic material (Mi, M2, M3), the plurality of layers comprising layers consisting of a low stiffness modulus composition whose modulus of extension stiffness at 5% deformation is in a range from 2 to 8 MPa and layers consist of a composition with high stiffness modulus whose modulus of rigidity in extension at 5% deformation is ompris in a range from 30 MPa to 50 GPa.