FR3087388A3 - Pneumatique comprenant des elements de renfort sous forme de bandelettes multicouches - Google Patents

Abstract

Pneumatique (1) comprenant une couche carcasse (2) reliant deux bourrelets (5) par l'intermédiaire de deux flancs (3), ladite couche carcasse (2) étant surmontée radialement à l'extérieur par une zone de renfort de sommet (10), elle-même radialement à l'intérieur d'une bande de roulement (6), ladite zone de renfort de sommet (10) comprenant une pluralité de bandelettes de renfort (12, 14) disposées en au moins trois couches de bandelettes (12,14) agencées de façon à ce qu'un axe virtuel C-C sensiblement perpendiculaire aux bandelettes coupe au moins deux bandelettes en toute position axiale dudit axe virtuel dans la zone de renfort de sommet.

Description

[0001] La présente invention concerne des éléments de renfort de pneumatique.

Elle concerne plus particulièrement des éléments architecturaux de sommet de pneumatique.

[0002] Les pneumatiques à carcasse radiale, couramment appelés « pneumatiques radiaux », se sont progressivement imposés sur la plupart des marchés et en particulier sur le marché des pneumatiques pour véhicules de tourisme.

Ce succès est dû en particulier aux qualités d'endurance, de confort, de légèreté et de faible résistance au roulement de la technologie radiale.

[0003] Le pneumatique est essentiellement constitué de flancs souples et d'un sommet plus rigide, les flancs s'étendant radialement des bourrelets jusqu'aux épaules, les épaules délimitant le sommet, le sommet supportant la bande de roulement du pneumatique.

Chacune de ces parties du pneumatique ayant des fonctions propres, leur armature est également spécifique.

Une caractéristique de la technologie radiale est qu'elle permet d'adapter précisément l'armature de chacune de ces parties de manière relativement indépendante.

[0004] Un pneumatique radial de tourisme (couramment appelé « pneumatique tourisme ») comprend de manière connue une armature de carcasse radiale formée de renforts (généralement textiles) reliant les deux bourrelets du pneumatique et une armature de sommet comprenant -deux couches (ou couches) croisées de triangulation de sommet consistant essentiellement en des renforts (généralement métalliques) formant chacune un angle entre 20 et 40 degrés avec la direction circonférentielle du pneumatique ; -une ceinture de sommet consistant essentiellement en des renforts pratiquement parallèles à la direction circonférentielle du pneumatique, appelés souvent renforts à 0 degrés même s'ils forment en général un angle non nul avec la direction circonférentielle, par exemple un angle allant de 0 à 10 degrés.

[0005] En schématisant, la carcasse a pour fonction première de contenir la pression interne du pneumatique, les couches croisées ont pour fonction première de donner au pneumatique sa rigidité de dérive et la ceinture de sommet a pour fonction première de résister à la centrifugation de sommet à haute vitesse.

En outre, la coopération de tous ces éléments d'armature crée ce que l'on appelle la « triangulation du sommet ».

C'est cette triangulation qui procure au pneumatique sa capacité à maintenir une forme relativement cylindrique face aux diverses sollicitations.

[0006] Chacun de ces éléments de l'armature sommet est généralement associé par calandrage à des mélanges élastomères.

L'empilement de ces éléments est alors rendu solidaire au cours de la vulcanisation du pneumatique. 2

[0007] Après plusieurs décennies de recherche, de progrès et d'optimisation de l'architecture des pneumatiques radiaux, c'est la combinaison de tous ces éléments d'armature (carcasse, couches croisées, ceintures) qui permet au pneumatique radial d'atteindre les indéniables performances de confort, de longévité et de coût de revient qui font son succès.

Tout au long de ce développement, on a cherché à améliorer les performances des pneumatiques, par exemple du point de vue de leur masse et de leur résistance au roulement.

C'est ainsi que le sommet du pneumatique radial a vu progressivement son épaisseur diminuer par l'adoption de renforts de plus en plus performants et de calandrages de plus en plus minces de manière à fabriquer les pneumatiques les plus légers possibles.

[0008] Le document W02010115860 décrit un pneumatique pour véhicule de tourisme dans lequel l'armature de sommet est constituée de trois éléments distincts et séparés : une armature de carcasse radiale composée de renforts reliant les deux talons du pneumatique, une ceinture de sommet constituée essentiellement d'éléments de renfort parallèles à la direction circonférentielle du pneumatique, et une couche de sommet de triangulation constituée essentiellement d'éléments de renfort formant un angle par rapport à la circonférence du pneumatique.

Une telle architecture présente de nombreux avantages du point de vue des performances du pneumatique, mais implique un procédé de fabrication complexe, avec de nombreuses étapes.

Enfin, le nombre de sous-couches présentes limite les gains potentiels en terme de masse.

[0009] D'autres types d'agencements des renforts de sommet sont également connus.

Par exemple, le document US5837077 décrit un pneumatique comportant une ceinture.

La ceinture de pneumatique est formée en enroulant plusieurs fois une bande continue en hélice, avec la partie latérale de la section tubulaire aplatie, à l'extérieur de la couche de carcasse, dans la direction circonférentielle du pneumatique et sur une largeur correspondante à la largeur de la couche de la ceinture.

Cette bande continue est constituée d'une pluralité de fils de renforts arrangés selon une configuration tubulaire et recouverte de caoutchouc afin de former une structure à deux couches superposées, soit une couche supérieure et une couche inférieure, et comporte également un noyau inséré entre ces deux couches, les fils de renforts des deux couches se croisant mutuellement.

Cette bande continue peut être formée en disposant une pluralité de fils de renfort (par exemple des fils ou des câbles d'acier), de préférence de 5 à 100 fils, dans une forme tubulaire, puis en tordant l'ensemble des fils selon un angle prédéterminé par rapport à la direction longitudinale, puis en recouvrant l'ensemble tubulaire de caoutchouc, puis en 3 insérant le noyau dans l'élément tubulaire, et enfin en aplatissant l'élément tubulaire dans sa direction longitudinale.

[0010] Le document décrit une bandelette circonférentielle comprenant des fils de renfort enrobés de matériaux élastomères.

La bandelette présente initialement un profil ovalisé, requérant une étape de traitement mécanique afin d'aplanir le profil.

Cette mise en oeuvre est particulièrement complexe et coûteuse à réaliser.

[0011] Le document EP0101400 décrit un pneumatique radial ayant une pluralité de bandes annulaires semi-rigides disposées dans une portion de couronne du pneumatique.

Les bandes s'étendent sensiblement à travers la partie de la bande de roulement du pneumatique.

Selon un mode de réalisation particulier, la bande de roulement comprend une structure de renforcement de bande centrale et deux bandes de côtés.

Les bandes comportent chacune des renforts fibreux incorporés dans une matrice de résine époxy, formant une structure en arceaux semi-rigides.

Les bandes sont relativement larges, indépendantes les unes des autres, et réalisées à partir de fibres englobées dans une matrice de résine époxy.

[0012] On connaît également le document W02017013575, qui décrit un pneumatique dont le sommet comprend deux couches de bandelettes circonférentielles agencées dans une matrice élastomérique.

Une telle architecture permet des gains de poids importants.

Toutefois, l'agencement des bandelettes est susceptible de créer des zones de fragilité de l'assemblage d'une part au niveau des bandelettes elles-mêmes, et d'autre part au niveau de l'interface entre le mélange de liaison et les bandelettes.

[0013] II subsiste donc un besoin pour améliorer l'endurance de la zone du sommet tout en conservant une masse la plus faible possible.

[0014] Pour pallier ces différents inconvénients, notamment la complexité de réalisation et la fragilité de certaines zones du sommet, l'invention prévoit différents moyens techniques.

[0015] Tout d'abord, un premier objectif de l'invention est de permettre de réduire la masse du sommet et donc des pneumatiques pour véhicules de tourisme, sans réduire leurs performances.

[0016] Un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un agencement de renforts sommet susceptible d'être mis en forme selon une vaste panoplie de variantes, permettant ainsi d'adapter les caractéristiques du sommet en fonction du type de pneumatique.

[0017] Un autre objectif de l'invention consiste à simplifier le processus de fabrication des pneumatiques, en particulier au niveau de la zone du sommet. 4

[0018] Pour ce faire, l'invention prévoit un pneumatique comprenant une zone de renfort de sommet disposée radialement à l'intérieur d'une bande de roulement, ladite zone de renfort de sommet comprenant une pluralité de bandelettes de renfort disposées en couches, lesdites bandelettes de chacune des couches étant disposées de manière juxtaposée axialement et étant orientée selon une direction sensiblement circonférentielle, chaque bandelette de renfort comprenant: - un film thermoplastique présentant un module supérieur à 0,9 GPa et de préférence supérieur à 2 GPa dans la direction principale et dans la direction transverse, ou - un stratifié d'au moins 3 couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres orientées, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, enrobées d'une matrice polymérique lesdites bandelettes étant noyées dans une matrice élastomérique, la zone de renfort de sommet comprenant N couches de bandelettes superposées radialement, N étant supérieur ou égal à trois, un axe virtuel C-C sensiblement perpendiculaire aux bandelettes coupant au moins N-1 bandelettes en toute position axiale dudit axe virtuel dans la zone de renfort de sommet.

[0019] Une telle architecture permet de simplifier la zone sommet du pneumatique, d'obtenir une zone de renfort plus compacte tout en procurant d'importantes réductions de poids.

Le nombre de couches superposées radialement et leur agencement respectif permet d'optimiser l'endurance de la zone sommet.

Le procédé de fabrication du pneumatique est simplifié par la suppression des traditionnelles couches sommet de triangulation qui requièrent des étapes de découpe et de positionnement relativement fastidieuses.

Enfin, cette architecture permet de réduire la résistance au roulement du fait de l'agencement simplifié, optimisé et aminci.

[0020] Par direction sensiblement circonférentielle, on entend que lesdites bandelettes sont disposées de manière juxtaposées et avec un angle inférieur ou égal à 15°, de préférence inférieur ou égal à 12° avec la direction circonférentielle, plus préférentiellement inférieur ou égal à 10° avec la direction circonférentielle, encore plus préférentiellement inférieur ou égal à 5° avec la direction circonférentielle et très préférentiellement sensiblement nul avec la direction circonférentielle.

[0021] Selon un mode de réalisation, le pneumatique comprend une couche carcasse reliant deux bourrelets par l'intermédiaire de deux flancs, ladite couche carcasse étant surmontée radialement à l'extérieur par la zone de renfort sommet.

[0022] Selon un mode de réalisation avantageux, la zone de renfort de sommet comprend N couches superposées radialement, N étant supérieur à trois, un axe virtuel C-C sensiblement perpendiculaire aux bandelettes coupe au moins N-1 bandelettes en toute position axiale dudit axe virtuel dans la zone de renfort de sommet.

Par exemple, avec quatre couches de bandelettes superposées radialement, tout axe perpendiculaire traverse au moins trois bandelettes.

Ce mode de réalisation procure une zone de sommet particulièrement homogène, ce qui permet l'obtention de qualités dynamiques avantageuses, comme par exemple une excellente résistance des matériaux même en cas de roulage sévère, en particulier en dérive.

Avec quatre couches de bandelettes, les bandelettes de chaque couche de bandelettes superposées radialement recouvrent les bandelettes de la couche de bandelettes qui lui est radialement intérieure d'au moins 20% et d'au plus 80%

[0023] Selon un autre mode de réalisation avantageux, la zone de renfort de sommet comprenant N couches superposées radialement, N étant supérieur à trois, un axe virtuel C-C sensiblement perpendiculaire aux bandelettes coupe un nombre de bandelettes supérieur à N/2 en toute position axiale dudit axe virtuel dans la zone de renfort de sommet.

[0024] De manière avantageuse, le recouvrement moyen entre les bandelettes de deux couches voisines superposées radialement est supérieur à 20%, et de préférence est supérieur à 40%.

[0025] Dans un mode de réalisation, chaque bandelette de renfort comprend un film thermoplastique présentant un module supérieur à 0,9 GPa et de préférence supérieur à 2 GPa dans la direction principale et dans la direction transverse.

[0026] Dans un autre mode de réalisation, chaque bandelette de renfort comprend un stratifié d'au moins 3 couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres orientées, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, enrobées d'une matrice polymérique.

[0027]

[0028] Dans encore un autre mode de réalisation, sur l'ensemble des bandelettes de couches, certaines bandelettes comprennent un film thermoplastique présentant un module supérieur à 0,9 GPa et de préférence supérieur à 2 GPa dans la direction principale et dans la direction transverse, le reste des bandelettes des couches comprenant un stratifié d'au moins 3 couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres orientées, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, enrobées d'une matrice polymérique.Selon un mode de réalisation avantageux, le recouvrement moyen entre les bandelettes de deux couches voisines est inférieur à 90%. 6

[0029] Selon un mode de réalisation avantageux, le rapport de forme longueur/largeur et largeur/épaisseur du film thermoplastique est supérieur ou égal à 5.

[0030] Selon un mode de réalisation avantageux, le film thermoplastique est composé de polyester bi-étiré ou mono-étiré stabilisé thermiquement ou de polyamide.

[0031] Selon un autre mode de réalisation avantageux, la matrice élastomérique est à base d'un élastomère diénique.

[0032] Par l'expression composition "à base de", il faut entendre 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.

[0033] De préférence, ladite matrice élastomérique présente, à l'état réticulé, un module sécant en extension à 10% d'allongement supérieur ou égal à 5 MPa et préférentiellement supérieur à 10 MPa,

[0034] Dans un mode de réalisation, les bandelettes de renfort comprennent un stratifié d'au moins 3 couches composites, chaque couche composite comprend des fibres orientées présentant un module en extension supérieur ou égal à 55 GPa, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, enrobées d'une matrice polymérique.

[0035] Dans un autre mode de réalisation, les bandelettes de renfort comprennent un stratifié d'au moins 3 couches composites, chaque couche composite comprend des fibres orientées présentant un module en extension inférieur ou égal à 30 GPa, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, enrobées d'une matrice polymérique.

[0036] Dans encore un autre mode de réalisation, chaque bandelette de renfort est constituée par un stratifié de r-12 couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres orientées présentant un module en extension supérieur ou égal à 55 GPa, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, différent de 0°, lesdites fibres de chaque couche composite étant enrobées d'une matrice polymérique.

[0037] Dans encore un autre mode de réalisation, chaque bandelette de renfort est constituée par un stratifié constitué par : nal couche(s) composite(s) intérieure(s), et dans le cas où n>1 ces couches composites intérieures étant juxtaposées radialement les unes aux autres, chaque couche composite intérieure comprenant des fibres orientées parallèles entre elles dont l'angle 7 avec la direction circonférentielle est, en valeur absolue, inférieur ou égal à 10°, les fibres orientées de chaque couche composite intérieure présentant un module en extension inférieur ou égal à 30 GPa et étant enrobées d'une matrice polymérique, la ou les couches composites intérieures étant encadrées radialement de part et d'autre respectivement par mk1 couches composites extérieures, et dans le cas où m>1 ces m couches composites extérieures étant, de chaque côté de la ou des couches composites intérieures, juxtaposées radialement les unes aux autres, chaque couche composite extérieure comprenant des fibres orientées parallèles entre elles dont l'angle avec la direction circonférentielle est, en valeur absolue, strictement supérieur à 10°, les fibres orientées de chaque couche composite extérieure présentant un module en extension supérieur ou égal à 55 GPa et étant enrobées d'une matrice polymérique.

[0038] Dans un mode de réalisation, les fibres orientées sont constituées par des filés (appelés en anglais « roving ») unitaires parallèles entre eux.

Dans ce mode de réalisation, chaque couche composite est constituée par les fibres orientées enrobées de la matrice polymérique.

[0039] Dans un autre mode de réalisation, les fibres orientées sont constituées par des éléments filaires d'un tissu comprenant des premiers éléments filaires sensiblement parallèles entre eux et des deuxièmes éléments filaires sensiblement parallèles entre eux s'entrecroisant avec les premiers éléments filaires, les fibres orientées étant soit les premiers éléments filaires soit les deuxièmes éléments filaires.

Ce deuxième mode de réalisation permet ainsi de réaliser une seule couche composite comprenant des premières et deuxièmes fibres orientées appartenant à un même tissu là où le premier mode de réalisation aurait nécessité deux couches composites comprenant chacune des fibres orientées.

[0040] Dans un exemple de réalisation, ladite matrice élastomérique présente un module à 10% d'allongement compris entre 3 et 20 MPa.

[0041] Dans un autre exemple de réalisation, ladite matrice élastomérique présente un module à 10% d'allongement supérieur à 20 MPa.

[0042] Dans un mode de réalisation avantageux, chaque bandelette comprend, en plus du film thermoplastique ou du stratifié, des renforts filaires circonférentiels intégrés dans ladite matrice élastomérique.

Dans une variante, chaque bandelette comprenant un film thermoplastique, chaque bandelette comprend des renforts filaires circonférentiels intégrés dans le film thermoplastique.

Dans une autre variante, chaque bandelette comprenant un film thermoplastique, chaque bandelette comprend des renforts filaires 8 circonférentiels intégrés dans ladite matrice élastomérique à l'extérieur du film thermoplastique.

[0043] De manière avantageuse, l'interface entre les bandelettes et ladite matrice élastomérique prévoit un élément adhésif

[0044] Les bandelettes sont disposées côte-à-côte pour constituer un alignement.

Le pneumatique selon l'invention comprend avantageusement au moins trois alignements de bandelettes.

[0045] DESCRIPTION DES FIGURES

[0046] Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 11 présentées uniquement à des fins d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'une coupe d'un pneumatique selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue en coupe d'une zone sommet d'un pneumatique selon l'art antérieur ; - la figure 3 est une représentation schématique d'un exemple de renfort sommet de pneumatique selon l'invention comportant trois alignements de bandelettes; - la figure 4 est une représentation schématique d'un autre exemple de renfort sommet de pneumatique selon l'invention comportant quatre alignements de bandelettes; - les figures 5 et 6 sont des représentations schématiques d'autres exemples de renfort sommet comportant un alignement de câbles de renfort en plus des couches de bandelettes telles que celles de la figure 4; - la figure 7A est une représentation schématique d'un exemple de bandelette composite constituée de câbles textiles de renfort, de bandelettes thermoplastiques et d'une matrice élastomérique diénique ; - la figure 7B est une représentation schématique d'une variante de bandelette composite dans laquelle l'agencement des câbles textiles et des bandelettes thermoplastiques est inversé ; - la figure 8 est une représentation schématique d'une bandelette composite à deux éléments dans laquelle les câbles textiles de renfort sont intégrés dans une bandelette thermoplastique ; - la figure 9 est une représentation schématique d'un exemple de renfort de sommet de pneumatique dans lequel sont alignés des bandelettes composites ; - la figure 10 est une vue éclatée d'un exemple de réalisation d'une bandelette confome à 9 des troisième et quatrième modes de réalisation de l'invention constituée d'un stratifié de 7 couches composites; - la figure 11 est une vue éclatée d'un exemple de réalisation d'une bandelette conforme à un cinquième mode de réalisation l'invention constitué d'un stratifié de 10 couches composites ; et - la figure 12 est une vue éclatée vue éclatée d'un exemple de réalisation d'une bandelette conforme à un sixième mode de réalisation l'invention constitué d'un stratifié de 6 couches composites.

[0047] DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

[0048] Dans le présent document, par « recouvrement de bandelettes », ou chevauchement, on entend un agencement dont les bandelettes d'une couche radialement extérieure recouvrent les bandelettes de la couche radialement intérieure, c'est-à-dire que la projection dans la direction radiale d'une bandelette sur la bandelette de niveau inférieur est non nulle.

Le recouvrement peut varier selon les modes de réalisation.

Ce recouvrement forme un couplage entre les couches générant une cohésion de l'ensemble de la zone de renfort du sommet.

Ce couplage permet en particulier une transmission d'efforts de cisaillement entre les couches.

[0049] Dans les figures, on a représenté un repère X, Y, Z correspondant aux orientations habituelles respectivement axiale (selon la direction Y), radiale (selon la direction Z) et circonférentielle (selon la direction X) d'un pneumatique.

[0050] Par « direction longitudinale » ou « direction circonférentielle », on entend une direction qui correspond à la périphérie du pneumatique et qui est définie par la direction de roulement du pneumatique.

[0051] Par « direction axiale », on entend une direction parallèle à l'axe de roulement du pneumatique.

[0052] Par pneumatique, on entend un bandage qui, une fois monté sur un support de montage, par exemple une jante, délimite une cavité fermée, cette cavité étant pressurisable par un gaz.

[0053] Par « bande de roulement » d'un pneumatique, on entend une quantité de mélange élastomère délimitée par des surfaces latérales et par deux surfaces principales dont l'une est destinée à entrer en contact avec une chaussée lorsque le pneumatique roule.

[0054] Par « flanc » d'un pneumatique, on entend une surface latérale du pneumatique disposée entre la bande de roulement du pneumatique et un bourrelet de ce pneumatique.

[0055] Par « bourrelet » d'un pneumatique, on entend une partie du pneumatique destinée à prendre assise sur une jante de roue.

[0056] Dans le présent document, par « carcasse », ou « couche carcasse », on entend une structure de renfort pour pneumatique sous forme d'une couche constituée d'une matrice élastomèrique dans laquelle des filaments ou fils, généralement textiles, sont agencés selon un alignement sensiblement parallèle et longitudinal.

La couche carcasse est avantageusement fabriquée à plat, en grande longueur, puis découpée aux dimensions adéquates pour la fabrication d'un pneumatique pour lequel la couche carcasse est adaptée.

[0057] Le signe positif ou négatif d'un angle est défini par son orientation, c'est-à-dire le sens, horaire ou anti-horaire, dans lequel il faut tourner à partir d'une droite de référence, ici la direction circonférentielle du pneumatique, définissant l'angle pour atteindre l'autre droite définissant l'angle.

Par exemple, on peut prendre comme convention qu'un angle orienté dans le sens anti-horaire à partir de la droite de référence, ici la direction circonférentielle, est de signe positif et qu'un angle orienté dans le sens horaire à partir de la droite de référence, ici la direction circonférentielle, est de signe négatif.

On pourrait également prendre la convention inverse.

[0058] Le recouvrement moyen entre des première et deuxième nappes de bandelettes est la moyenne des recouvrements unitaires des bandelettes de la première nappe par les bandelettes de la deuxième nappe.

Le recouvrement unitaire entre une bandelette de la première nappe et une ou plusieurs bandelettes de la deuxième nappe est le rapport en pourcent : - de la largeur axiale de la projection radiale de la bandelette de la première nappe sur la ou les bandelettes de la deuxième nappe, sur - la largeur axiale de la bandelette de la première nappe.

[0059] Les modules d'Young des fibres orientées sont mesurés conformément à la norme ASTM D4848-98(2012).

[0060] On mesure en seconde élongation (i.e., après un cycle d'accommodation au taux d'extension prévu pour la mesure elle-même) les modules sécants nominaux (ou contrainte apparente, en MPa) à 10% d'allongement en extension (notés MA 10) et à 100% d'allongement (notés MA 100) à 23°C ± 2°C, et dans les conditions normales 11 d'hygrométrie.

Sauf indication différente, ils sont effectués conformément à la norme française NF T 46-002 de septembre 1988.

[0061] La figure 1 illustre une vue en perspective d'un pneumatique partiellement découpé couche par couche, pour véhicule de tourisme selon l'état de la technique.

Une armature de carcasse 2 reliée aux bourrelets 5 autour de tringles 7 s'étend le long des flancs 3 et du sommet 10.

L'armature de carcasse 2 est formée de renforts orientés radialement.

Les renforts sont des câbles textiles (par exemple en nylon, rayonne, polyester).

De façon classique, au niveau du sommet du pneumatique, la carcasse est surmontée de deux couches croisées de triangulation, et d'une ceinture.

Les deux couches croisées de triangulation de sommet comportent des renforts orientés selon un angle compris sensiblement entre 20 et 40 degrés de part et d'autre de la direction circonférentielle du pneumatique.

Les renforts des couches croisés constituent de manière générale des câbles métalliques.

Une couche 8 de mélange élastomère d'étanchéité recouvre la cavité interne du pneumatique.

Une bande de roulement 6 surmonte l'ensemble.

Cette architecture implique plusieurs couches de semi-finis, requérant un procédé de fabrication avec de nombreuses étapes intermédiaires.

Les nombreuses couches rendent le pneumatique relativement lourd.

[0062] La figure 2 illustre un exemple de mise en oeuvre d'un sommet 10 allégé et simplifié de type connu, comprenant deux couches de bandelettes 12 circonférentielles, c'est-à-dire des bandelettes orientées sensiblement à 0 degré par rapport à la direction circonférentielle, dans une matrice élastomérique 13.

Ce type d'architecture présente certaines limitations, en particulier en terme d'endurance, tel que préalablement énoncé.

[0063] Pour pallier à ces inconvénients, divers modes de réalisation de la zone sommet 10 sont décrits ci-après, en relation avec les figures 3 à 10.

[0064] La figure 3 illustre un premier mode de réalisation d'une zone sommet 10 selon l'invention.

Selon ce mode de réalisation, des bandelettes 12 constituées d'un film thermoplastique sont disposées côte à côte à angle sensiblement proche de 0 degré, et plus largement selon un angle inférieur à sensiblement 12 degrés de la direction circonférentielle.

L'ensemble est englobé dans une matrice élastomérique 13 à base d'une composition réticulée comprenant un élastomère de préférence diénique.

Le positionnement des bandelettes en quinconce est réalisé par exemple par un premier trancanage débutant à un azimut donné, et un second trancanage débutant à 180 degrés.

En variante, le positionnement des bandelettes est réalisé par un premier trancanage dans une direction axiale donnée, suivi d'un second trancanage dans la direction axiale opposée. 12

[0065] Les bandelettes d'une couche sont séparées par une zone de la matrice élastomérique désigné ci-après pont de gomme.

[0066] Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, le sommet 10 comporte trois couches de bandelettes 12 légèrement décalées axialement de sorte que l'écart entre les couches forme une disposition en escalier.

[0067] L'exemple de réalisation de la figure 4 comporte quatre couches de bandelettes 12 décalées axialement de façon comparable à l'exemple de la figure 3, le décalage formant un agencement en marches d'escalier.

[0068] Dans les exemples des figures 3 et 4, le décalage latéral entre les positions des bandelettes des deux couches est inférieur à un demi pas de la bandelette.

[0069] Dans tous les exemples présentés, le plan principal de chaque couche est sensiblement axial.

Un tel agencement a pour effet de recouvrir les ponts de mélange élastomère de la première couche, par les bandelettes constituant la seconde couche, et ainsi de suite, de la première à la dernière couche, quel qu'en soit le nombre.

[0070] Dans les différents exemples présentés, les couches de bandelettes sont agencées de façon à ce qu'il n'y ait pas de superposition de ponts de gomme selon toute ligne ou axe virtuel C-C sensiblement perpendiculaire aux bandelettes.

Ce concept peut être appliqué pour trois, quatre ou plus couches de bandelettes.

De façon préférentielle, les dispositions suivantes sont mises en oeuvre : -pour trois couches, l'axe virtuel C-C coupe au moins deux couches ; -pour quatre couches, l'axe virtuel C-C coupe au moins trois couches ; -pour cinq couches, l'axe virtuel C-C coupe au moins trois couches, et préférentiellement quatre couches ; -pour six couches, l'axe virtuel C-C coupe au moins quatre couches, et préférentiellement cinq couches ; -pour sept couches, l'axe virtuel C-C coupe au moins quatre couches, et préférentiellement cinq couches, et plus préférentiellement encore six couches.

Ainsi, le nombre de couches traversées par un axe virtuel C-C est supérieur à N/2, N étant le nombre de couches de bandelettes.

[0071] Les figures 5 et 6 présentent des exemples de réalisation similaires à celui de la figure 4, comprenant en plus une couche de renforts filaires 11 circonférentiels.

Dans ces modes de réalisation, chaque bandelette 12 est constituée du film thermoplastique.

Dans l'exemple de la figure 5, la couche de renforts est prévue radialement extérieurement aux bandelettes.

Dans l'exemple de la figure 6, la couche de renforts est prévue radialement intérieurement aux bandelettes.

Les fils 11 sont préférentiellement des fils textiles.

En plus 13 d'apporter une certaine rigidité, les fils circonférentiels permettent de protéger les couches radialement internes.

Une autre variante, non illustrée, prévoit deux couches de renforts circonférentiels 11, l'une radialement intérieurement aux bandelettes, et l'autre radialement extérieurement aux bandelettes.

Les fils circonférentiels peuvent encore être agencés entre une ou plusieurs couches de bandelettes.

[0072] Un deuxième mode de réalisation des bandelettes est présenté en relation avec les figures 7A, 7B et 8.

La figure 7A illustre un exemple de réalisation dans lequel un film thermoplastique 120 tel que préalablement décrit est surmonté d'une couche 11 de fils de renfort, préférentiellement textiles de façon à constituer chaque bandelette.

L'ensemble est englobé dans une matrice élastomérique 13 de préférence diénique et forme une bandelette composite 12a.

La figure 7B présente une variante de bandelette composite 12b avec une géométrie inversée, la couche de fils 11 étant agencée radialement intérieurement par rapport au film thermoplastique 120.

[0073] La figure 8 illustre un troisième exemple de bandelette composite 12c dans lequel une couche de fils 11 de renfort est intégrée directement dans un film thermoplastique 120.

Cette variante présente les avantages supplémentaires d'une plus grande légèreté et d'une très grande compacité.

[0074] La figure 9 illustre un exemple de disposition comprenant quatre couches de bandelettes, utilisant des bandelettes telles que celles présentées en relation avec la figure 7B ; de manière équivalente, il pourrait s'agir des bandelettes présentées aux figures 7A ou 8.

[0075] Les bandelettes composites permettent de simplifier les étapes de fabrication de la zone sommet du pneumatique.

En modifiant uniquement le type de bandelette, sans changer les autres éléments architecturaux du pneumatique, les bandelettes composites permettent de faire varier les caractéristiques de la zone sommet en fonction des besoins, conférant une grande souplesse dans la conception des pneumatiques.

[0076] Pour chacun des modes de réalisation préalablement évoqués, différents paramètres peuvent être modifiés tels que la largeur relative des éléments constituants, des largeurs différentes sur des couches différentes, les épaisseurs de composants, le nombre d'alignements de bandelettes qui peut être supérieur à deux, en particulier pour des pneumatiques spécifiques tels que pour véhicules poids lourds, tout terrain ou les avions.

[0077] Le film thermoplastique des bandelettes de renfort 12, 12a, 12b, 12c est avantageusement réalisée à l'aide de matériaux parmi les suivants: polyester bi-étiré ou mono-étiré stabilisé thermiquement, polyamide (par exemple nylon 6.6).

En variante, ces 14 matériaux peuvent être chargés d'inclusions isotropes ou anisotropes ou de forme fibrillaire.

[0078] Les bandelettes 12, 12a, 12b, 12c présentent un rapport entre les dimensions longueur/largeur et largeur/épaisseur supérieur ou égal à 5.

Le film thermoplastique 120 présente un module dans la direction principale (correspondant à la direction circonférentielle du pneumatique) et dans la direction transverse supérieur à 0,9 GPa et de préférence supérieur à 2GPa.

[0079] La matrice élastomérique 13 dans laquelle sont intégrées les bandelettes 12 ou 12a ou 12b ou 12c comprend une composition réticulée comprenant un élastomère de préférence diénique présentant un module MA10 à 10% d'allongement classique (typiquement entre 3 et 20MPa), ou préférentiellement rigide (c'est-à-dire supérieur à 20 MPa).

La matrice élastomérique utilisée ici, est une composition de haute rigidité (module MA10 égal à environ 55 MPa) typiquement du type pour bourrelets (5) de pneumatique, à base de caoutchouc naturel, de noir de carbone (environ 75 pce), de résine renforçante (environ 20 pce de résine phénolique associés à environ 8 pce de H3M et HMT), d'antioxydant, d'un système de vulcanisation à fort taux de soufre (environ 5 pce) et des additifs usuels de vulcanisation ; elle comporte en outre environ 10 pce d'huile paraffinique et 8 pce de résine tackifiante (résine butyl-phénol-acétylène).

[0080] Un système adhésif adapté selon la nature des renforts et des mélanges peut être utilisé afin d'obtenir la cohésion nécessaire.

Ce système adhésif est par exemple obtenu par une préparation ou activation des surfaces physiquement ou chimiquement puis par l'utilisation d'un adhésif.

[0081] Les câbles de renfort 11 sont constitués des matériaux parmi les suivants : aramide, polyester (PET, PEN, PTT), nylon, rayonne, polycétone, fil ou câble métallique, ou composite (verre ou carbone avec résine), ou encore un renfort hybride constitué d'une combinaison des matériaux précédents.

[0082] Un troisième mode de réalisation des bandelettes 14 est décrit ci-dessous, et illustré par la figure 10.

Chaque bandelette 14 de renfort comprend, en plus de l'éventuelle couche de renforts filaires 11 circonférentiels, un stratifié d'au moins 3 couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres 15, 15', 15" à haut module orientées, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle (c'est-à-dire la direction longitudinale de la bandelette), enrobées d'une matrice polymérique.

En l'espèce, chaque bandelette 14 de renfort est constitué par le stratifié décrit ci-dessus sans qu'aucune couche de renforts filaires 11 circonférentiels ne soit présente.

De préférence, l'angle formé par les fibres avec la direction circonférentielles va de -90° à 90°.

De telles fibres haut module sont telles qu'elles présentent un module d'extension (module d'Young) supérieur ou égal à 55 GPa.

Un tel module d'extension est mesuré conformément à la norme ASTM D4848-98 (2012).

[0083] Préférentiellement, chaque stratifié comprend : n couches composites intérieures ayant des fibres (15) dont l'angle avec la direction circonférentielle est 0°, n'étant un nombre supérieur ou égal à 1, de préférence allant de 1 à 20, plus préférentiellement allant de 1 à 12, encore plus préférentiellement de 1 à 6, ces couches composites intérieures étant juxtaposées les unes aux autres et encadrées de part et d'autre respectivement par m couches composites extérieures, chaque couche composite extérieure ayant des fibres 15', 15" formant un angle avec la direction circonférentielle distinct de 0°, m allant de 1 à 8, l'angle des fibres 15', 15" des couches composites extérieures successives disposées d'un même côté des couches composites intérieures étant identique ou différent, et l'angle des fibres 15', 15" de deux couches composites extérieures disposées symétriquement de chaque côté des couches composites intérieures étant identique.

[0084] Le nombre total de couches dans le stratifié est donc de n+ 2m.

[0085] La figure 10 illustre une variation de réalisation dans lequel n est égal à 3 et m est égal à 2.

Selon une variation de réalisation préférentielle de l'invention, n et m sont égaux à 1.

Plus préférentiellement l'angle des fibres 15', 15" des couches composites extérieures est égal à 45° ou à -45°.

Selon un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, n est égal à 1 et m est égal à 2.

[0086] Plus préférentiellement l'angle des fibres des deux couches juxtaposées extérieures est égal à 45° ou à -45°.

[0087] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, chaque stratifié comprend : n couches composites intérieures ayant des fibres 15 dont l'angle avec la direction circonférentielle est 0°, n étant un nombre supérieur ou égal à 3, de préférence allant de 3 à 20, plus préférentiellement allant de 3 à 12, encore plus préférentiellement de 3 à 6, ces couches composites intérieures étant juxtaposées les unes aux autres et encadrées de part et d'autre respectivement par m couches composites extérieures, chaque couche composite extérieure ayant des fibres 15', 15")formant un angle avec la direction circonférentielle distinct de 0°, m allant de 1 à 8, l'angle des fibres 15', 15" des couches composites extérieures successives disposées d'un même 16 côté des couches composites intérieures étant identique ou différent, et l'angle des fibres 15', 15" de deux couches composites extérieures disposées symétriquement de chaque côté des couches composites intérieures étant identique en valeur absolue mais de signe opposé.

[0088] Les bandelettes composites peuvent être réalisées à partir de couches composites préimprégnées NTPT ThinPreg 450Tmou NTPT ThinPreg 402TM. (qui peuvent être obtenues notamment en l'application du procédé décrit dans le document WO 2016/198171).

Les couches composites préimprégnées sont déposées crues ou non polymérisées selon les angles souhaités de stratification et forment une laize d'une largeur supérieure à celle des bandelettes.

La laize stratifiée est découpée en bandelette crue ou non polymérisée de largeur souhaitée.

Les bandelettes crues sont déposées par enroulement (avec décalage axial à chaque tour) sur un tambour de grand diamètre (ie 2 mètre de diamètre).

Les bandelettes sont cuites sous vide (-850mBar) et sous pression (5 bars) à l'aide des périphériques de cuisson usuels (tels que tissu d'arrachage, feutre de drainage, film anti-adhésif micro-perforé ou non, film à vide etc.).

Selon un autre mode de réalisation la laize stratifiée est déposée sur un tambour de grand diamètre et cuite sous vide (-850mBar) et sous pression (5 bars) à l'aide des périphériques de cuisson usuels.

Après cuisson, la laize est découpée en bandelettes.

De préférence, les bandelettes présentent une épaisseur inférieure ou égale à 1 mm, et plus préférentiellement inférieure ou égale à 0,7 mm, et encore plus avantageusement inférieure ou égale à 0,5 mm.

[0089] Abordons sur les éléments constitutifs des bandelettes 14._La matrice polymérique de chaque couche composite de stratifié d'une bandelette comprend un polymère thermodurcissable ou un polymère thermoplastique, utilisé seul respectivement ou en coupage avec d'autres polymères.

Préférentiellement la matrice polymérique peut être choisie parmi les résines thermodurcissables de type polyépoxides, polyester insaturés, vinylester, cyanate ester, bismalémimides, les polyuréthanes et un coupage de ces résines, ou bien parmi les résines thermoplastiques comme les polyesters (PET, PBT, PEN, PBN), les polyamides (nylon, aramide), les polyimides, les polyethersulfones, les polyphénylènesulfone, les polycétones (PK, PEEK).

Conviennent particulièrement parmi les résines précitées, les résines thermodurcissables ayant une température de transition vitreuse supérieure ou égale à 160°C et les résines thermoplastiques ayant une température de fusion supérieure ou égale à 180°C.

Notons que des charges renforçantes (silice, noir de carbone), ou des charges thermoplastiques (Orgasol de chez Arkema) ou des charges élastomèriques (Kane Ace de chez Kaneka) pourront être ajoutées aux résines ci-dessus.

Conviennent particulièrement à l'invention des couches 17 composites possédant une masse surfacique d'environ 200g/m2 et une épaisseur avant cuisson d'environ 0,2 mm.

De préférence, on utilise des couches plus fines ayant une masse surfacique inférieure ou égale à 80g/m2, plus préférentiellement cette masse allant de 18 g/m2 à 80g/m2, et une épaisseur avant cuisson inférieure à 0,06 mm.

L'homme de l'art saura adapter le nombre de couches composites selon la masse surfacique de ces couches composites.

[0090] Les fibres 15', 15" de chaque couche composite de stratifié comprennent des fibres de haut module.

On entendra dans la présente description, par haut module, un module d'extension (module d'Young) supérieur ou égal à 55 GPa.

Selon une variante de réalisation préférée de l'invention les fibres à haut module comprennent des fibres de verre, De façon préférentielle, les fibres de verre sont majoritaires, c'est-à-dire représente plus de 50 % des fibres d'une même couche.

Plus préférentiellement encore, les fibres de chaque couche composite de stratifié sont constitués par des fibres de verre.

Préférentiellement, le ratio volumique matrice polymérique/fibres de chaque couche composite de stratifié allant de 35/65 à 70/30, et étant préférentiellement d'environ 45/55.

[0091] Selon une autre variante de réalisation préférée de l'invention, les fibres à haut module comprennent des fibres de carbone.

De façon préférentielle, les fibres de carbone sont majoritaires, c'est-à-dire représente plus de 50 % des fibres d'une même couche.

Plus préférentiellement encore, les fibres de chaque couche composite de stratifié sont constitués par des fibres de carbone.

Préférentiellement, le ratio volumique matrice polymérique/fibres de chaque couche composite de stratifié allant de 35/65 à 60/40, et étant préférentiellement d'environ 50/50.

Selon d'autres variantes de réalisation préférées de l'invention, les fibres à haut module comprennent des fibres aramide, des fibres de basalte ou des fibres de quartz.

[0092] Un quatrième mode de réalisation des bandelettes 14 est décrit ci-dessous, et illustré par la même figure 10.

Chaque bandelette 14 de renfort comprend, en plus de l'éventuelle couche de renforts filaires 11 circonférentiels, un stratifié d'au moins 3 couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres (15, 15', 15") à bas module orientées, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, enrobées d'une matrice polymérique.

En l'espèce, chaque bandelette 14 de renfort est constitué par le stratifié décrit ci-dessus sans qu'aucune couche de renforts filaires 11 circonférentiels ne soit présente.

De préférence, l'angle formé par les fibres avec la direction circonférentielles va de -90° à 90°.

De telles fibres bas module sont telles qu'elles présentent un module d'extension (module d'Young) inférieur ou égal à 30 GPa.

Un tel module d'extension est mesuré conformément à la norme ASTM D4848-98 (2012). 18

[0093] La figure 10 illustre un mode de réalisation dans lequel n est égal à 3 et m est égal à 2.

Selon une variation de réalisation préférentiel de l'invention, n et m sont égaux à 1.

Plus préférentiellement l'angle des fibres (15', 15") des couches composites extérieures est égal à 45° ou à -45°.

Selon un autre variation de réalisation préférentiel de l'invention, n est égal à 1 et m est égal à 2.

Plus préférentiellement l'angle des fibres (15', 15") des deux couches juxtaposées extérieures est égal à 45° ou à -45°.

[0094] Les bandelettes composites peuvent être réalisées à partir de couches composites préimprégnées NTPT 450Tmou NTPT ThinPreg 402TM (qui peuvent être obtenues notamment en l'application du procédé décrit dans le document WO 2016/198171).

[0095] Les couches composites préimprégnées sont déposées crues ou non polymérisées selon les angles souhaités de stratification et forment une laize d'une largeur supérieure à celle des bandelettes.

La laize stratifiée est découpée en bandelette crue ou non polymérisée de largeur souhaitée.

Les bandelettes crues sont enroulées (avec décalage axial à chaque tour) sur un tambour de grand diamètre (c'est-à-dire 2 mètre de diamètre).

Les bandelettes sont cuites sous vide (-850 mBar) et sous pression (5 bars) à l'aide des périphériques de cuisson usuels (tels que tissu d'arrachage, feutre de drainage, film anti-adhésif micro-perforé ou non, film à vide etc.).

[0096] Selon une autre variation de réalisation la laize stratifiée est déposée sur un tambour de grand diamètre et cuite sous vide (-850 mBar) et sous pression (5 bars) à l'aide des périphériques de cuisson usuels.

Après cuisson, la laize est découpée en bandelettes.

De préférence, les bandelettes présentent une épaisseur inférieure ou égale à 1 mm, et plus préférentiellement inférieure ou égale à 0,7 mm.La matrice polymérique de chaque couche composite de stratifié d'une bandelette comprend un polymère thermodurcissable seul ou en coupage avec d'autres polymères.

Préférentiellement la matrice polymérique peut être choisie parmi les résines thermodurcissables de type polyépoxides, polyester insaturés, vinylester, cyanate ester, bismalémimides, les polyuréthanes et un coupage de ces résines, Conviennent particulièrement parmi les résines précités, les résines thermodurcissables ayant une température de transition vitreuse supérieure ou égale à 160°C.

Notons que des charges renforçantes (silice, noir de carbone), ou des charges thermoplastiques (Orgasol de chez Arkema) ou des charges élastomèriques (Kane Ace de chez Kaneka) pourront être ajoutées aux résines thermodurcissables ci-dessus.

Ces couches composites possèdent de préférence une masse surfacique d'environ 200g/m2et une épaisseur avant cuisson d'environ 0,2 mm.

[0097] De préférence, on utilise des couches plus fines ayant une masse surfacique inférieure ou ég ale à 80g/m2, plus préférentiellement cette masse allant de 18 g/m2 à 19 80g/m2, et une épaisseur avant cuisson inférieure à 0,06 mm.

L'homme de l'art saura adapter le nombre de couches composites selon la masse surfacique de ces couches composites.

[0098] Les fibres de chaque couche composite de stratifié comprennent des fibres de bas module.

On entendra dans la présente description, par bas module, un module d'extension (module d'Young) inférieur ou égal à 30 GPa, de préférence allant de 6 GPa à 30 GPa.

[0099] Selon une variation de réalisation préférée de l'invention les fibres à bas module de chaque couche composite de stratifié comprennent des fibres en polyéthylène téréphtalate.

De façon préférentielle, les fibres en polyéthylène téréphtalate sont majoritaires, c'est-à-dire représente plus de 50 % des fibres d'une même couche.

Plus préférentiellement encore, les fibres de chaque couche composite de stratifié sont constituées par des fibres en polyéthylène téréphtalate.

Selon d'autres variations de réalisation préférées de l'invention, les fibres de chaque couche composite de stratifié comprennent des fibres en polyamide (comme le PA66, PA46, PA6, PA10 semiaromatique), des fibres en cellulose ou rayonne ou encore des fibres thermoplastiques de bas module.

[00100] Chacun de ces types de de fibres pouvant être utilisées préférentiellement en étant majoritaire, c'est-à-dire représentant plus de 50 % des fibres d'une même couche, et encore plus préférentiellement, chacun de ces types de fibres constituant la totalité des fibres de de chaque couche composite de stratifié.

Selon une variation préférée de l'invention, le ratio volumique matrice polymérique/fibres de chaque couche composite de stratifié va de 25/75 à 55/45, et étant préférentiellement d'environ 45/55.

[00101] Un cinquième mode de réalisation des bandelettes 14 est décrit ci- dessous, et illustré par la figure 11.

Chaque bandelette 14 de renfort comprend, en plus de l'éventuelle couche de renforts filaires 11 circonférentiels, un stratifié 16 constitué d'au moins 3 couches composites 17.

En l'espèce, chaque bandelette 14 de renfort est constitué par le stratifié décrit ci-dessus sans qu'aucune couche de renforts filaires 11 circonférentiels ne soit présente.

En l'espèce, le stratifié 17 est constitué de r21 couche(s) composite(s) intérieure(s) 17a et de mal couches composites extérieures 17b, 17c, la ou les couches composites intérieures 17a étant encadrées radialement de part et d'autre respectivement par une ou plusieurs couches composites extérieures 17b et une ou plusieurs couches composites extérieures 17c.

[00102] Avantageusement, n va de 1 à 20, de préférence de 1 à 12 et plus préférentiellement de 1 à 6 et ici n=6.

Avantageusement, m va de 1 à 8, de préférence de 1 à 4 et plus préférentiellement m=1 ou 2 et ici m=2.

[00103] Ici, les n couches composites intérieures 17a sont juxtaposées radialement les unes aux autres et les m couches composites extérieures 17b, 17c sont, de chaque côté des couches composites intérieures 17a, juxtaposées radialement les unes aux autres.

[00104] Chaque couche composite intérieure 17a comprend des fibres orientées 15 parallèles entre elles dont l'angle avec la direction circonférentielle Z est, en valeur absolue, inférieur ou égal à 10°, de préférence , inférieur ou égal à 5°, et ici sensiblement nul.

[00105] Chaque couche composite extérieure 17b, 17c comprend des fibres orientées respectivement 15', 15" parallèles entre elles dont l'angle avec la direction circonférentielle Z est, en valeur absolue, strictement supérieur à 10° et va de préférence entre 30° et 60° et ici égal à, en valeur absolue, 45°.

Dans ce mode de réalisation, l'angle des fibres orientées 15', 15" de deux couches composites extérieures 17b, 17c disposées symétriquement de chaque côté des couches composites intérieures 17a est identique.

Dans un autre mode de réalisation non illustré mais présentant les mêmes performances mécaniques, de bruit et de facilité de mise en oeuvre lors du procédé de fabrication du pneumatique, l'angle des fibres orientées 15', 15" de deux couches composites extérieures 17b, 17c disposées symétriquement de chaque côté des couches composites intérieures 17a est identique en valeur absolue mais de signe opposé.

[00106] En l'espèce, les fibres orientées 15' de la couche composite extérieure 17b1 radialement à l'intérieur présentent un angle égal à +45°.

Les fibres orientées 15' de la couche composite extérieure 17b2 radialement à l'extérieur et au contact des couches composites intérieures 17a, présentent un angle égal à -45°.

Les fibres orientées 15" de la couche composite extérieure 17c1 radialement à l'intérieur et au contact des couches composites intérieures 17a, présentent un angle égal à -45°.

Les fibres orientées 15" de la couche composite extérieure 17c2 radialement à l'extérieur présentent un angle égal à +45°.

[00107] La valeur absolue du rapport de chaque angle formé par les fibres orientées 15', 15" de chaque couche composite extérieure 17b, 17c du stratifié 16 sur l'angle formé par les fibres orientées 15', 15" de chaque autre couche composite extérieure 17b, 17c du stratifié 16 va de 0,8 à 1,2, de préférence de 0,9 à 1,1 et, plus préférentiellement est ici égal à 1. 21

[00108] En outre, la somme des angles formés avec la direction circonférentielle par les fibres orientées 15', 15" des couches composites extérieures 17b et 17c du stratifié 16 est égale à 0°.

[00109] Par ailleurs, la somme des angles formés avec la direction circonférentielle Z par les fibres orientées 15' de toutes les couches composites extérieures 17b disposées radialement d'un même côté des couches composites intérieures 17a du stratifié 16, ici 0, est égale en valeur, et même ici en valeur absolue, à la somme des angles formés avec la direction circonférentielle Z par les fibres orientées 15" de toutes les couches composites extérieures 17c disposées radialement de l'autre côté du plan médian P du stratifié 16, ici également 0.

[00110] Les fibres orientées 15 de chaque couche composite intérieure 17a sont à bas module et présentent un module en extension inférieur ou égal à 30 GPa alors que les fibres orientées 15', 15" de chaque couche composite extérieure 17b, 17c sont à haut module et présentent un module en extension supérieur ou égal à 55 GPa.

Les fibres orientées 15, 15', 15" sont enrobées d'une matrice polymérique.

[00111] Les bandelettes 14 composites peuvent être réalisées à partir de couches composites préimprégnées NTPT ThinPreg 450TM ou NTPT ThinPreg 402TM qui peuvent être obtenues notamment en l'application du procédé décrit dans le document WO 2016/198171.

[00112] Les couches composites pré-imprégnées sont déposées crues ou non polymérisées selon les angles souhaités de stratification et forment une laize d'une largeur supérieure à celle des bandelettes.

La laize stratifiée est découpée en bandelette crue ou non polymérisée de largeur souhaitée.

Les bandelettes crues sont trancannées sur un tambour de grand diamètre (ie 2 mètre de diamètre).

Les bandelettes sont cuites sous vide (-850mBar) et sous pression (5 bars) à l'aide des périphériques de cuisson usuels (tels que tissu d'arrachage, feutre de drainage, film anti-adhésif micro-perforé ou non, film à vide etc.).

Selon un autre mode de réalisation la laize stratifiée est déposée sur un tambour de grand diamètre et cuite sous vide (-850mBar) et sous pression (5 bars) à l'aide des périphériques de cuisson usuels.

Après cuisson, la laize est découpée en bandelettes.

De préférence, les bandelettes présentent une épaisseur inférieure ou égale à 1 mm, et plus préférentiellement inférieure ou égale à 0,7 mm.

[00113] La matrice polymérique de chaque couche composite du stratifié 16 comprend un polymère thermodurcissable ou un polymère thermoplastique, utilisé seul respectivement ou en coupage avec d'autres polymères.

Préférentiellement la matrice polymérique peut être choisie parmi les résines thermodurcissables de type polyépoxides, 22 polyester insaturés, vinylester, cyanate ester, bismalémimides, les polyuréthanes et un coupage de ces résines, ou bien parmi les résines thermoplastiques comme les polyesters (PET, PBT, PEN, PBN), les polyamides (nylon, aramide), les polyimides, les polyethersulfones, les polyphénylènesulfone, les polycétones (PK, PEEK).

Conviennent particulièrement parmi les résines précitées, les résines thermodurcissables ayant une température de transition vitreuse supérieure ou égale à 160°C et les résines thermoplastiques ayant une température de fusion supérieure ou égale à 180°C.

Notons que des charges renforçantes (silice, noir de carbone), ou des charges thermoplastiques (Orgasol de chez Arkema) ou des charges élastomèriques (Kane Ace de chez Kaneka) pourront être ajoutées aux résines ci-dessus.

En l'espèce, la matrice polymérique utilisée est une matrice polymérique thermodurcissable constituée par une résine polyépoxide commercialisée par la société NTPT sous le nom commercial « ThinPreg 402TM »

[00114] Conviennent particulièrement à l'invention des couches composites possédant une masse surfacique d'environ 200g/m2 et une épaisseur avant cuisson d'environ 0,2 mm.

[00115] De préférence, on utilise des couches plus fines ayant une masse surfacique inférieure ou égale à 80g/m2, plus préférentiellement cette masse allant de 18 g/m2 à 80g/m2, et une épaisseur avant cuisson inférieure à 0,06 mm.

[00116] L'homme de l'art saura adapter le nombre de couches composites selon la masse surfacique de ces couches composites.

[00117] Les fibres orientées à bas module 15 de chaque couche composite intérieure 17a sont choisies parmi les fibres de polyester, les fibres de cellulose, les fibres de polyamide aliphatique et les mélanges de ces fibres.

Les fibres orientées à bas module 15 de chaque couche composite intérieure 17a comprennent des fibres en polyéthylène téréphtalate référencées 755 - 220 tex chez DuraFiberTech présentant un module en extension égal à 10 GPa.

De façon préférentielle, les fibres orientées en polyéthylène téréphtalate sont majoritaires, c'est-à-dire représentent plus de 50 % des fibres d'une même couche composite intérieure 17a.

Plus préférentiellement encore, les fibres orientées 15 de chaque couche composite intérieure sont constituées par des fibres en polyéthylène téréphtalate.

Le ratio volumique matrice polymérique/fibres orientées 15 de chaque couche composite intérieure 17a va de 25/75 à 55/45 et ici égal à 50/50.

[00118] Les fibres orientées à haut module 15', 15" de chaque couche composite extérieure 17b, 17c sont choisies parmi les fibres de verre, les fibres de carbone, les fibres de polyamide ou copolyamide aromatique, les fibres de basalte, les fibres de quartz et les mélanges de ces fibres.

Les fibres orientées à haut module 15', 15" comprennent ici 23 des fibres de carbone référencées HS40 chez Mitsubishi présentant un module en extension égal à 455 GPa.

De façon préférentielle, les fibres de carbone sont majoritaires, c'est-à-dire représente plus de 50 % des fibres d'une même couche composite extérieure 17b, 17c.

Plus préférentiellement encore ici, les fibres orientées de chaque couche composite extérieure 17b, 17c du stratifié 16 sont constitués par des fibres de carbone.

Le ratio volumique matrice polymérique/fibres de chaque couche composite extérieure 17b, 17c va de 30/70 à 90/10, et ici est environ 50/50.

[00119] Dans d'autres variantes possibles, les fibres orientées 15', 15" à haut module comprennent des fibres de verre.

De façon préférentielle, les fibres de verre sont majoritaires, c'est-à-dire représentent plus de 50 % des fibres d'une même couche composite extérieure 17b, 17c.

Plus préférentiellement encore, les fibres de chaque couche composite extérieure 17b, 17c du stratifié 16 sont constitués par des fibres de verre.

Dans ces variantes, le ratio volumique matrice polymérique/fibres de chaque couche composite de stratifié allant de 30/70 à 70/30, et étant préférentiellement d'environ 45/55.

[00120] Dans encore une autre variante, les fibres orientées 15', 15" à haut module comprennent des fibres aramide, des fibres de basalte ou des fibres de quartz.

[00121] Un sixième mode de réalisation des bandelettes 14 est décrit ci-dessous, et illustré par la figure 12.

Chaque bandelette 14 de renfort comprend, en plus de l'éventuelle couche de renforts filaires 11 circonférentiels, un stratifié d'au moins deux couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres orientées (15', 15") présentant un module en extension supérieur ou égal à 55 GPa, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, différent de 0°, de sorte que l'angle formé avec la direction circonférentielle par les fibres de l'une des couches composites soit opposé à l'angle formé avec la direction circonférentielle par les fibres de l'autre couche composite, lesdites fibres de chaque couche composite étant enrobées d'une matrice polymérique, que chaque stratifié comporte un nombre pair n de couches composites, que la somme des angles formés avec la direction circonférentielle par les fibres de toutes les couches composites disposées radialement d'un même côté du plan médian (P) de chaque stratifié est égale en valeur absolue à la somme des angles formés avec la direction circonférentielle par les fibres de toutes les couches composites disposées radialement de l'autre côté du plan médian (P) de chaque stratifié, et que la somme des angles formés avec la direction circonférentielle par les fibres des n couches composites est égale à 0°. 24

[00122] En l'espèce, chaque bandelette 14 de renfort est constitué par le stratifié décrit ci-dessus sans qu'aucune couche de renforts filaires 11 circonférentiels ne soit présente.

De préférence, l'angle formé par les fibres avec la direction circonférentielles va de -90° à 90°.

De telles fibres haut module sont telles qu'elles présentent un module d'extension (module d'Young) supérieur ou égal à 55 GPa.

Un tel module d'extension est mesuré conformément à la norme ASTM D4848-98 (2012).

[00123] Dans le mode de réalisation décrit, le nombre n est supérieur ou égal à 4 et ici égal à 4 et les couches de composites sont telles qu'elles sont disposées deux par deux, radialement de part et d'autre du plan médian à égale distance de celui-ci de sorte que l'angle formé avec la direction circonférentielle par les fibres de l'une de ces couches composites est opposé à l'angle formé avec la direction circonférentielle par les fibres de la deuxième couche composite.

[00124] Dans une variante du sixième mode de réalisation, les couches de composites sont disposées deux à deux radialement de part et d'autre du plan médian longitudinal du stratifié à égale distance de celui-ci de sorte que l'angle formé avec la direction circonférentielle par les fibres de l'une de ces couches composites est identique à l'angle formé avec la direction circonférentielle par les fibres de la deuxième couche composite.

[00125] Les bandelettes du pneumatique de ce sixième mode de réalisation sont constituées par un stratifié comprenant 6 couches composites enrobées d'une matrice polymérique thermodurcissable constituée par une résine polyépoxide (couches composites commercialisées par la société NTPT sous le nom commercial « ThinPreg 402 Tm »).

Chaque couche composite a des fibres orientées, parallèles entre elles et formant un angle de -45° ou de +45° avec la direction circonférentielle, de sorte que les couches de composites sont telles qu'elles sont disposées deux par deux, radialement de part et d'autre du plan médian à égale distance de celui-ci de sorte que l'angle formé avec la direction circonférentielle par les fibres de l'une de ces couches composites est opposé à l'angle formé avec la direction circonférentielle par les fibres de la deuxième couche composite.

[00126] Chaque couche composite a une épaisseur inférieure ou égale à 80 microns et les bandelettes une épaisseur inférieure ou égale à 0,5 mm.

[00127] Les bandelettes du pneumatique du sixième mode de réalisation comprennent dans leurs couches composites des fibres de verre haut module de type H commercialisé par la société Owens Corning avec ratio volumique matrice polymérique/fibres de chaque couche composite de 50/50 et une épaisseur de 0,5mm.

L'épaisseur de matrice élastomérique entre les deux nappes de bandelettes est de 0,3 mm,

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Pneumatique (1) comprenant une zone de renfort de sommet (10) disposée radialement à l'intérieur d'une bande de roulement (6), ladite zone de renfort de sommet (10) comprenant une pluralité de bandelettes de renfort (12, 14) disposées en couches, lesdites bandelettes (12, 14) de chacune des couches étant disposées de manière juxtaposée axialement et étant orienté selon une direction sensiblement circonférentielle, chaque bandelette de renfort (12, 14) comprenant : - un film thermoplastique présentant un module supérieur à 0,9 GPa et de préférence supérieur à 2 GPa dans la direction principale et dans la direction transverse, ou - un stratifié d'au moins 3 couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres orientées, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, enrobées d'une matrice polymérique lesdites bandelettes étant enrobées d'une composition de caoutchouc (13), caractérisé en ce que la zone de renfort de sommet (10) comprend N couches de bandelettes (12, 14) superposées radialement, N étant supérieur ou égal à trois, et en ce que un axe virtuel C- C sensiblement perpendiculaire aux bandelettes coupe au moins N-1 bandelettes en toute position axiale dudit axe virtuel dans la zone de renfort de sommet (10).
2. 2. Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel le recouvrement moyen entre les bandelettes de deux couches voisines est supérieur à 20%, et plus préférentiellement supérieur à 40%.
3. 3. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le recouvrement moyen entre les bandelettes de deux couches voisines est inférieur à 90%.
4. 4. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque couche de bandelettes étant noyée dans une matrice élastomérique qui présente, à l'état réticulé, un module sécant en extension à 10% d'allongement supérieur ou égal à 5 MPa et préférentiellement supérieur à 10 MPa.
5. 5. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque bandelette de renfort est constituée par un stratifié d'au moins 3 couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres orientées présentant un module en extension supérieur ou égal à 55 GPa, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, enrobées d'une matrice polymérique.
6. 6. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque bandelette de renfort est constituée par un stratifié d'au moins 3 couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres orientées présentant un -27- module en extension inférieur ou égal à 30 GPa, parallèles entre elles et formant un angle avec la direction circonférentielle, enrobées d'une matrice polymérique.
7. 7. Pneumatique selon la revendication 5 ou 6, dans lequel chaque stratifié comprend : 5 - n couches composites intérieures ayant des fibres (15) dont l'angle avec la direction circonférentielle est 0°, n étant un nombre supérieur ou égal à 1, de préférence allant de 1 à 20, ces couches composites intérieures étant juxtaposées les unes aux autres et encadrées de part et d'autre respectivement par m couches composites extérieures, 10 - chaque couche composite extérieure ayant des fibres (15', 15") formant un angle avec la direction circonférentielle distinct de 0°, m allant de 1 à 8, l'angle des fibres (15', 15") des couches composites extérieures successives disposées d'un même côté des couches composites intérieures étant identique ou différent, et l'angle des fibres (15', 15") de deux couches composites extérieures disposées 15 symétriquement de chaque côté des couches composites intérieures étant identique.
8. 8. Pneumatique selon la revendication 5 ou 6, dans lequel chaque stratifié comprend : n couches composites intérieures ayant des fibres dont l'angle avec la direction 20 circonférentielle est 0°, n étant un nombre supérieur ou égal à 3, de préférence allant de 3 à 20, ces couches composites intérieures étant juxtaposées les unes aux autres et encadrées de part et d'autre respectivement par m couches composites extérieures, chaque couche composite extérieure ayant des fibres (15) formant un angle avec 25 la direction circonférentielle distinct de 0°, m allant de 1 à 8, l'angle des fibres (15', 15") des couches composites extérieures successives disposées d'un même côté des couches intérieures étant identique ou différent, et l'angle des fibres (15', 15") de deux couches composites extérieures disposées symétriquement de chaque côté des couches composites intérieures étant identique en valeur absolue mais 30 de signe opposé.
9. 9. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque bandelette de renfort est constituée par un stratifié de 1-22 couches composites, chaque couche composite comprenant des fibres orientées présentant un module en extension supérieur ou égal à 55 GPa, parallèles entre elles et formant un angle avec la 35 direction circonférentielle, différent de 0°, lesdites fibres de chaque couche composite -28- étant enrobées d'une matrice polymérique.
10. 10. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque bandelette de renfort est constituée par un stratifié constitué par : r21 couche(s) composite(s) intérieure(s) (17a), et dans le cas où n>1 ces couches 5 composites intérieures (17a) étant juxtaposées radialement les unes aux autres, chaque couche composite intérieure (17a) comprenant des fibres orientées (15) parallèles entre elles dont l'angle avec la direction circonférentielle (Z) est, en valeur absolue, inférieur ou égal à 10°, les fibres orientées (15) de chaque couche composite intérieure (17a) présentant un module en extension inférieur ou égal à 30 GPa et étant enrobées d'une 10 matrice polymérique, la ou les couches composites intérieures (17a) étant encadrées radialement de part et d'autre respectivement par mk1 couches composites extérieures (17b, 17c), et dans le cas où m>1 ces m couches composites extérieures (17b, 17c) étant, de chaque côté de la ou des couches composites intérieures (17a), juxtaposées radialement les unes aux autres, 15 chaque couche composite extérieure (17b, 17c) comprenant des fibres orientées (15', 15") parallèles entre elles dont l'angle avec la direction circonférentielle (Z) est, en valeur absolue, strictement supérieur à 10°, les fibres orientées (15', 15") de chaque couche composite extérieure (17b, 17c) présentant un module en extension supérieur ou égal à 55 GPa et étant enrobées d'une matrice polymérique. 20