FR3125746A1 - Pneumatique pour véhicule agricole à sommet allégé - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un pneumatique radial (1) pour véhicule agricole, dont l’indice de charge est au plus égal à 156, dont la sculpture comprend des barrettes d’une hauteur radiale au moins égale à 25 mm et d’une épaisseur au moins égale à 20 mm, comprenant une armature de sommet (3), comprenant 3 couches de travail (31, 32, 33), comprenant chacune des éléments de renforcement en PET de haute ténacité ayant une force de rupture en traction au moins égale à 17.5 daN pour une masse linéique au plus égale à 125 g au km. Les angles ANT1 et ANT3 des éléments de renforcement des couches radialement intérieure et extérieure (31, 33) avec la direction circonférentielle, sont de même orientation et inférieur à 22°. L’angle ANT2 des éléments de renforcement de la couche médiane (32) avec la direction circonférentielle, est d’orientation opposée à ANT1. La valeur absolue de la différence des angles orientés ANT1 et ANT2, est au moins égal à 50°. Figure pour l’ abrégé : Fig. 1

Description

Pneumatique pour véhicule agricole à sommet allégé

La présente invention a pour objet un pneumatique radial pour véhicule agricole et concerne plus particulièrement son armature de sommet.

Les spécifications dimensionnelles et les conditions d’usage (charge, vitesse, pression) d’un pneumatique pour un véhicule agricole, ou pneumatique agricole, sont définies par l’usage. Les pneumatiques sont de moyenne à grande dimension selon le type de culture. Le diamètre des jantes de montage des pneumatiques agricole est au moins égal à 16 pouces et au plus égal à 46 pouces. Pour les pneumatiques agricoles, la pression de gonflage minimale recommandée correspondant à la capacité de charge indiquée, est le plus souvent au plus égale à 300 kPa, mais peut descendre jusqu’à 240 kPa pour un pneumatique IF (« Improved Flexion », flexion améliorée), voire 160 kPa pour un pneumatique VF (« Very improved Flexion », flexion très améliorée). Les pneumatiques IF se distinguent des pneus standards dits NF (« Normal Flexion », flexion standard), à savoir n’entrant pas dans la classification IF ou VF selon le standard ETRTO 2020, de même dimension par une capacité de charge augmentée de 20 % à pression constante ou une pression 20 % plus basse à charge égale et respectivement 40 % avec les pneus VF (« Very improved flexion »). La vitesse maximale de ces pneumatiques est de 65 Km/h correspondant à l’indice de vitesse D. L’indice de charge de ces pneumatiques est au moins égal à 107 (975 Kg) et au plus égal à 189 (10300 kg).

Un pneumatique pour véhicule agricole comprend une bande de roulement, destinée à venir en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement, dont les deux extrémités axiales sont reliées, par l’intermédiaire de deux flancs, à deux bourrelets assurant la liaison mécanique entre le pneumatique et la jante sur laquelle il est destiné à être monté.

Dans ce qui suit, les directions circonférentielle, axiale et radiale désignent respectivement une direction tangente à la surface de roulement et orientée selon le sens de rotation du pneumatique, une direction parallèle à l’axe de rotation du pneumatique et une direction perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique.

Un pneumatique radial pour véhicule agricole comprend une armature de renforcement, constituée d’une armature de sommet, radialement intérieure à la bande de roulement, et d’une armature de carcasse, radialement intérieure à l’armature de sommet.

La bande de roulement d’un pneumatique pour véhicule agricole comprend généralement une pluralité d’éléments en relief, appelés éléments de sculpture ou blocs, s’étendant radialement vers l’extérieur à partir d’une surface portante ou fond de sculpture jusqu’à la surface de roulement, et le plus souvent séparés les uns des autres par des creux ou sillons. Ces éléments de sculpture sont le plus souvent des barrettes ayant généralement une forme allongée globalement parallélépipédique, comprenant au moins une portion rectiligne ou curviligne. La dimension des barrettes, à savoir leur hauteur radiale et leur épaisseur circonférentielle, est essentielle pour assurer un effort de traction adéquat à l’usage sur un sol meuble.

L’armature de carcasse d’un pneumatique radial pour véhicule agricole comprend au moins une couche de carcasse reliant les deux bourrelets entre eux. Une couche de carcasse comprend des renforts, ou éléments de renforcement, enrobés par un matériau polymérique comprenant un élastomère, obtenu par mélangeage, ou mélange élastomérique. Les renforts de couche de carcasse sont le plus souvent constitués par des matériaux polymériques textiles, tels qu’un polyester, par exemple. Les renforts d’une couche de carcasse sont sensiblement parallèles entre eux et forment, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 85° et 95°.

L’armature de sommet d’un pneumatique radial pour véhicule agricole comprend une superposition de couches de sommet s’étendant circonférentiellement, radialement à l’extérieur de l’armature de carcasse. Chaque couche de sommet est constituée de renforts enrobés par un mélange élastomérique et parallèles entre eux. Lorsque les renforts d’une couche de sommet forment, avec la direction circonférentielle, un angle au plus égal à 10°, ils sont dits circonférentiels, ou sensiblement circonférentiels, et assurent une fonction de frettage limitant les déformations radiales du pneumatique. Lorsque les renforts d’une couche de sommet forment, avec la direction circonférentielle, un angle au moins égal à 10° et le plus souvent inférieur à 40° mais pouvant aller jusqu’à 50°, ils sont appelés renforts à angle et ont une fonction de reprise des efforts circonférentiels et transversaux, parallèles à la direction axiale, appliqués au pneumatique. Les couches de sommet sont alors nommées couches de travail. Les renforts des couches de sommet peuvent être constitués par des matériaux polymériques textiles, tels qu’un polyester, par exemple, ou par des matériaux métalliques, tels que l’acier.

Un pneumatique pour véhicule agricole est destiné à rouler sur divers types de sols tels que la terre plus ou moins compacte des champs, les chemins non goudronnés d’accès aux champs et les surfaces goudronnées des routes, comprenant parfois des objets se comportant comme des indenteurs, cailloux, branches, barres métalliques de clôtures... Compte tenu de la diversité de l’usage, en champ et sur route, un pneumatique pour véhicule agricole doit présenter un compromis de performances entre, de façon non exhaustive, la traction en champ sur sol meuble, la résistance aux arrachements, la résistance à l’usure sur route, la résistance à l’avancement, le confort vibratoire sur route, l’endurance à la fatigue due au nombre de cycles, la masse, la résistance aux chocs sur les différents obstacles.

Une des voies de recherche essentielle dans un monde aux ressources limitées est de réduire la masse des produits utilisés pour la fabrication du pneumatique. Néanmoins les pneumatiques produits doivent satisfaire les différents critères de performances attendus par les acheteurs pour leurs usages.

Compte tenu de la complexité de l’usage agricole et des différentes performances attendues, certaines innovations en matériaux ne sont pas applicables simplement. Par exemple, l’utilisation du polytéréphtalate d'éthylène (PET) de haute ténacité est compliqué par la difficulté à maintenir les propriétés obtenues par les fabricants de renforts dans les pneumatiques après cuisson et dans le temps et selon le mode de sollicitations (US 2005/0196610 A1). Un PET haute ténacité est un PET dont la force à rupture rapportée à sa masse linéique est supérieure à 70 cN/tex.

Les inventeurs se sont donnés pour objectif, pour un pneumatique agricole, de maintenir l’endurance d’une armature de sommet à la fatigue et la résistance à la perforation, avec une baisse possible de cette performance inférieure à 10%, jusqu’à un niveau au moins équivalent à celui d’une armature de sommet avec au moins 4 couches de travail d’éléments de renforcement textiles, tout en diminuant le nombre de couches de travail pour diminuer la masse du pneumatique.

Ce but a été atteint par un pneumatique radial pour véhicule de type agricole, destiné à être monté sur une jante de diamètre au moins égal à 16 pouces et au plus égal à 38 pouces, et dont l’indice de charge est au plus égal à 156, comprenant :
- Une bande de roulement destinée à venir en contact avec le sol d’une largeur axiale LT et comprenant une partie centrale d’une largeur axiale LT/2 et deux parties axialement extérieures chacune d’une largeur axiale LT/4,
- Les deux parties axialement extérieures comprenant des blocs de sculpture d’une hauteur radiale au moins égale à 25 mm, ces blocs couvrant au moins 80% de la largeur axiale LT/4 des parties axialement extérieures de la bande de roulement et d’une épaisseur circonférentielle ep au moins égale à 20 mm,
- une armature de sommet radialement intérieure à la bande de roulement, composée de 3 couches de travail, chaque couche de travail comprenant des éléments de renforcement textiles, parallèles entre eux enrobés d’un matériau caoutchouteux et formant des angles avec la direction circonférentielle au moins égaux à 10° et au plus égaux à 50°,
- les éléments de renforcement des couches de travail ayant une résistance à la traction au moins égale à 17.5 daN mesurée selon la norme D885/D885M – 10A de 2014 comprenant au moins deux torons de PET de haute ténacité de masse linéique au plus égale à 125 g au km.
- les angles formés par des éléments de renforcement de la couche de travail la plus radialement intérieure ANT1 et de la couche de travail la plus radialement extérieure ANT3 et la direction circonférentielle ayant une même orientation et ont des valeurs absolues au moins égales à 10 ° et au plus égales à 22°,
- l’angle ANT2 formé par des éléments de renforcement de la couche de travail médian et la direction circonférentielle étant de signe opposé aux angles ANT1 et ANT3 formés par des éléments de renforcement respectivement de la couche de travail la plus radialement intérieure et de la couche de travail la plus radialement extérieure avec la direction circonférentielle,
-la valeur absolue de la différence des angles orientés ANT1, formé par des éléments de renforcement respectivement de la couche de travail la plus radialement intérieure et ANT2, formé par des éléments de renforcement de la couche de travail médian et la direction circonférentielle, étant au moins égale à 50°.

Le domaine d’application est celui des pneus pour véhicules agricoles destinés à être monté sur une jante de diamètre compris entre 16 et 38 pouces. La pression de gonflage est inférieure ou égale à 2.4 bars et la charge maximale autorisée est inférieure ou égale à 4000 kg. Pour des diamètres de jante de montage ou diamètre de la base du bourrelet supérieurs à 38 pouces, les renforts utilisés dans l’état de l’art ne peuvent pas être remplacés par ceux utilisées dans l’invention.

La solution fonctionne particulièrement bien pour des pneumatiques agricoles à blocs ou à barrettes, qui sont de longs blocs de sculpture dont la largeur axiale est proche de la demi largeur axiale de la bande de roulement. Concevoir une sculpture plus compacte avec des sillons et des blocs de moindre dimension en hauteur radiale notamment, permettrait certainement de trouver une solution plus allégée grâce à un meilleur échange thermique entre les couches de travail et l’extérieur du pneumatique et en diminuant la flexion du sommet au droit des barrettes. Une telle sculpture permettrait de diminuer les sollicitations mécaniques et thermiques pour l’utilisation de câbles métalliques, par exemple, mais serait moins performante en adhérence sur sol meuble.

Les blocs de sculpture des parties axialement extérieures de la bande de roulement des pneumatiques considérés par l’invention, ont une largeur axiale au moins égale à 80% de la largeur axiale des parties axialement extérieures de la bande de roulement, à savoir LT/4, LT étant la largeur axiale de la bande de roulement. Par cela, on entend que la distance axiale de l’extrémité axialement extérieure du bloc de sculpture à son extrémité axialement intérieure est au moins égale à 80% du quart de largeur axiale de la bande de roulement. La largeur axiale sera mesurée, le pneumatique étant neuf et pour éviter les détails du flanc, les points de mesures seront pris appartenant au bloc et sur sa surface de roulement.

Pour un fonctionnement efficace sur sol meuble, la hauteur de sculpture ou hauteur radiale des barrettes ou bloc de sculpture des pneumatiques agricoles est au moins égale à 25mm.

Pour une résistance adéquate à l’arrachement des éléments de sculpture et une bonne transmission du couple moteur en sol meuble, l’épaisseur circonférentielle des blocs de sculpture ou des barrettes, mesurée à mi-distance entre le fond de sculpture et la surface de roulement et dans le plan circonférentiel passant au centre des parties axialement extérieures de la bande de roulement, est au moins égale à 20 mm. Par ailleurs une solution préférée pour limiter les contraintes thermiques tout en conservant une résistance à l’arrachement des éléments de sculpture, est que l’épaisseur circonférentielle de la sculpture soit au plus égale à 80mm. Cette caractéristique géométrique des blocs de sculpture ou des barrettes est la plus pertinente vis-à-vis des fissurations sous des contraintes thermiques des mélanges situés à proximité des extrémités axiales des couches de travail. Cette distance circonférentielle est la distance sur laquelle le bloc de sculpture ou la barrette influence le fonctionnement des couches de travail, par les déformations des couches de travail qu’elle implique au roulage sur un sol peu déformable et par l’isolement thermique vis-à-vis de l’air extérieur qu’elle génère d’autant plus que, pour l’usage agricole, la hauteur de sculpture est particulièrement élevée.

Dans ces conditions, pour l’usage considéré, pour qu’une armature de sommet comprenant moins de 4 couches de travail ait une endurance équivalente aux armatures de sommet à 4 couches de travail vendues sur le marché, il est essentiel que les éléments de renforcement des dites couches de travail aient une force à la rupture, mesurée selon la norme désignée D885/D885M – 10A (2014), qui permette, avec un allègement de masse, de reprendre un effort équivalent tout en préservant l’endurance des mélanges élastomériques entre les éléments de renforcement. Par ailleurs, l’expérience a montré que les éléments de renforcement doivent être composés d’au moins deux torons de PET dont le comportement en compression protègera le sommet des ruptures.

Les PET de haute ténacité sont des matériaux intéressants pour réaliser ce type d’optimisation. Pour une application agricole, un élément de renforcement avec un PET de haute ténacité particulièrement intéressant quant à son diamètre, est un PET dont la résistance à la traction au moins égale à 17.5 daN, mesurée selon la norme D885/D885M – 10A de 2014 , et comprenant au moins deux torons de PET de masse linéique au plus égale à 125 g au km.

En revanche les tests notamment en pénétration ont montré qu’étrangement le simple remplacement des éléments de renforcement de l’état de l’art à 4 couches de travail par des éléments de renforcement en PET de haute ténacité pour une armature de sommet présentant une force rupture équivalente, n’était pas suffisant. Probablement en raison de la difficulté à maintenir les propriétés obtenues par les fabricants de renforts dans les pneumatiques et dans le temps et selon les sollicitations, si certaines performances étaient conformes à l’attendu, la baisse de performance en perforation était comprise entre -20% à -40% selon les critères par rapport aux estimations et aux tests appliqués par les concepteurs de pneumatiques.

La solution innovante a été d’équilibrer différemment les angles des couches de travail afin que notamment la couche de travail médiane soit sollicitée différemment.

Dans une configuration à 3 couches de travail, il est primordial d’équilibrer les angles des éléments de renforcement des trois couches de manière bien particulière. Habituellement sur un sommet à 4 couches de travail, les couches de travail sont équilibrées par paires, une paire radialement intérieure et une paire radialement extérieure. Dans chaque paire de couches de travail, les éléments de renforcement des deux couches sont croisés l’une par rapport à l’autre par rapport au plan circonférentiel médian, les valeurs absolues des angles formés avec la direction circonférentielle étant de même valeur à plus ou moins 3° près.

Certains pneumatiques pour véhicule de tourisme ou poids-lourd ont des configurations à 3 couches de sommet notamment une configuration avec deux couches de travail adjacentes dont les éléments de renforcement respectifs forment avec la direction circonférentielle, des angles opposés et de valeurs absolues proches, associées à une couche de sommet dite de frettage dont les éléments de renforcement forment avec la direction circonférentielle un angle au plus égal à 10°. Cette configuration est totalement inadaptée aux pneumatiques agricoles visés par l’invention. Le travail à basse pression acceptée pour les véhicules agricoles, pour des sculptures de grande hauteur, au moins égale à 25mm, génère pour des couches de frettage des cycles de traction-compression trop importants, pour que cette solution soit efficace.

Une autre configuration à 3 couches de sommet connue dans les pneumatiques essentiellement poids-lourd, mais avec des éléments de renforcement métalliques, associe deux couches de travail adjacentes dont les éléments de renforcement respectifs forment avec la direction circonférentielle, des angles opposés et de valeurs absolues proches, à une couche de sommet la plus radialement intérieure dite de triangulation dont les éléments de renforcement forment avec la direction circonférentielle un angle dont la valeur absolue est au moins égale à 50°. Néanmoins cette solution n’est pas adaptée pour les pneumatiques considérés par l’invention, cette couche de triangulation travaillant beaucoup trop en compression pour des éléments de renforcement textile plus adaptés à l’usage agricole, une version métallique à 3 couches de sommet ne faisant qu’alourdir davantage le pneumatique, allant donc à l’encontre de l’objectif de l’invention.

Une solution avec 3 couches de travail textile avec des éléments de renforcement en PET de haute ténacité, agencées comme selon les règles de l’état de l’art, serait décalée en performance durabilité par rapport aux solutions actuelles.

Il convient donc de trouver un agencement des couches de travail comprenant des éléments de renforcement en PET de haute ténacité, et donc des angles permettant de résoudre le problème technique particulier à ce contexte. La solution mise au point est telle que les angles ANT1, ANT3 formés par des éléments de renforcement respectivement de la couche de travail la plus radialement intérieure et de la couche de travail la plus radialement extérieure avec la direction circonférentielle, soient au plus égaux à 22° et de même orientation. Il est également nécessaire que l’angle ANT2, formé par des éléments de renforcement de la couche de travail médian et la direction circonférentielle, soit de signe opposé aux angles ANT1 et ANT3, et que la valeur absolue de la différence des angles orientés ANT1 et ANT2 soit au moins égale à 50°. Cet équilibre des angles ANT1, ANT2 et ANT3 permet un très bon équilibre des sollicitations de traction et de compression dans l’ensemble des éléments de renforcement de toutes les couches de travail non seulement en endurance de roulage mais aussi en cas de perforation du sommet. Aucune des couches de travail n’est trop sollicitée en traction comme avec une couche de frettage ou trop sollicité en compression comme avec une couche de triangulation. Positionner la couche centrale croisée avec les deux autres permet un double couplage propice à l’endurance du sommet. Les deux couches de travail, la plus radialement intérieure et la plus radialement extérieure, reprennent conjointement les efforts en extension. L’orientation choisie pour la couche de travail médian permet une reprise équilibrée des efforts transverses et les efforts de compression notamment en usage routier ou de travail dans les champs. Il limite les sollicitations de flexion lors de chocs sommet. Les angles que font les éléments de renforcement des couches de travail avec la direction circonférentielle, sont mesurés au niveau du plan circonférentiel médian.

Une solution préférée est que les éléments de renforcement des couches de travail soient constitués de deux torons de PET, car ce matériau et cette architecture permettent d’obtenir des éléments de renforcement peu sensibles à la compression et de diamètre suffisamment petit pour gagner en épaisseur des couches de travail et donc en masse.

Pour une bonne résistance aux efforts de compression, il est préféré que chaque toron de PET des éléments de renforcement des couches de travail, ait une masse linéique au moins égale à 100 g au km.

La solution préférée est un pneumatique dans lequel les éléments de renforcement des 3 couches de travail sont des câbles consistant en deux torons de PET d’une masse linéique comprise entre 100 et 125 g au km, et posés selon un pas compris entre 0.6 mm et 1 mm. Le pas de pose est la distance mesurée, perpendiculairement à deux éléments de renforcement adjacents d’une couche de travail, entre les deux centres de ces deux éléments de renforcement.

Il est avantageux que les angles formés par des éléments de renforcement de la couche de travail la plus radialement intérieure ANT1 et de la couche de travail la plus radialement extérieure ANT3 et la direction circonférentielle soient égaux à plus ou moins 2 degrés pour une répartition homogène des efforts dans ces deux couches de travail et pour permettre une standardisation de la fabrication de ces couches de travail.

Une solution avantageuse est que les éléments de renforcement des couches de travail sont des câbles consistant en deux torons de PET d’une masse linéique comprise entre 105 et 120 g au km, chaque toron ayant une force rupture au moins égale à 9 daN et les éléments de renforcement étant posés selon un pas compris entre 0.7 mm et 0.8 mm. La valeur absolue de l’angle ANT1 des éléments de renforcement de la couche de travail la plus radialement intérieure avec la direction circonférentielle et la valeur absolue de l’angle ANT3 des éléments de renforcement de la couche de travail la plus radialement extérieure avec la direction circonférentielle ANT3 est comprise entre 13 et 17°. Les angles ANT1 et ANT3 ont le même signe et la valeur absolue de l’angle ANT2 des éléments de renforcement de la deuxième couche de travail la plus radialement intérieure avec la direction circonférentielle est comprise entre 40° et 50°, ANT2 étant de signe opposé à ANT1 et ANT3, de préférence la valeur absolue des angles ANT1 et ANT3 étant comprise entre 14,5° et 15,5° et la valeur absolue de l’angle ANT2 étant comprise entre 42,5° et 47,5°. En effet, cette disposition après des simulations numériques et des tests s’est révélée la meilleure.

Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures 1et 2 schématiques et non représentées à l’échelle :
- : schéma d’une demi coupe méridienne du pneumatique selon l’invention
- : portion de la sculpture du pneumatique selon l’invention

La représente une portion du sommet du pneumatique selon l’invention dans un plan méridien YZ passant par l’axe de rotation YY’ du pneumatique. Le pneumatique 1 pour véhicule agricole, comprend une armature de sommet 3 radialement intérieure à une bande de roulement 2 et radialement extérieure à une armature de carcasse 4. L’armature de sommet 3 comprend 3 couches de travail (31, 32, 33), comprenant chacune des éléments de renforcement textile composés de deux torons de PET de haute ténacité, enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec une direction circonférentielle (XX’), un angle A au moins égal à 15° (non représenté) et au plus égal à 50°. L’armature de carcasse 4 comprend une ou plusieurs couches de carcasse comprenant des éléments de renforcement textiles enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle (XX’), un angle au moins égal à 85° et au plus égal à 95°. La bande de roulement 2 comprend des blocs de sculpture 21, ici des blocs continus nommés habituellement barrettes d’une hauteur radiale h au moins égale à 25mm. La bande de roulement a une largeur axiale LT et comprend une partie centrale 23 d’une largeur axiale LT/2 et deux parties 24 axialement extérieures chacune d’une largeur axiale LT/4. Les barrettes ou blocs de sculpture ont une largeur axiale Lba supérieure à 0.8*LT/4.

La représente une portion de la bande de roulement 2 d’un pneumatique pour véhicule agricole. La bande de roulement 2, d’une largeur axiale LT, comprend des blocs de sculpture 21, en l’occurrence des barrettes et des creux 22 permettant une bonne adhérence sur sol meuble. Les blocs de sculpture 21 sur les parties axialement extérieures du pneumatique, ont une largeur axiale Lba supérieure à 80% de LT/4. En roulage, l’épaisseur des barrettes augmentant les sollicitations thermiques, ce type de bande de roulement génère des cycles de compression/extension des renforts des couches de travail, pour lesquels il convient d’équilibrer particulièrement bien les angles pour pouvoir alléger l’armature de sommet à seulement 3 couches de travail. Pour résister à l’arrachement, les barrettes ont une épaisseur circonférentielle ep mesurée à mi-hauteur sculpture dans le plan circonférentiel passant au centre de chaque partie axialement extérieure de la bande de roulement, au moins égale à 20 mm. Cette épaisseur impacte également les contraintes thermiques sur cette zone.

L’invention a été plus particulièrement mise en œuvre pour un pneumatique agricole de dimension 540/65R28. Le pneumatique selon l’état de l’art comprend 4 couches de travail dont les éléments de renforcements sont constitués de deux torons PET d’une masse linéique de 144 g par km, d’une force à rupture de 9.7 daN et d’une ténacité égale à 67,4 cN/tex, les éléments de renforcement étant disposés à un pas de 0.95 mm. Les angles des éléments de renforcement des couches de travail au niveau du plan circonférentiel médian avec la direction circonférentielle, sont de la couche la plus radialement intérieure à la plus radialement extérieure -18, 18, -18, 18°. La sculpture est composée de barrettes de 50 mm de hauteur radiale, d’une épaisseur circonférentielle ep mesurée au milieu de chaque partie axialement extérieure égale à 50 mm et d’une largeur axiale représentant 51% de la largeur totale de la bande de roulement.

Un premier pneumatique a été testé en utilisant des éléments de renforcement en PET de haute ténacité avec trois couches de travail. Leurs éléments de renforcement sont des câbles constitués de deux torons de PET de haute ténacité d’une masse linéique égale à 110 g au km, les éléments de renforcement des couches de travail étant disposés dans les couches de travail selon un pas égal à 0.75 mm. Le toron de PET a une force à la rupture égale à 10 daN, et l’éléments de renforcement a une force à rupture égale à 18 daN. La ténacité du PET est donc égale à 90 cN/tex. Les angles des éléments de renforcement des couches de travail au niveau du plan circonférentiel médian avec la direction circonférentielle, sont de la plus radialement intérieure à la plus radialement extérieure égaux à -18, 18, -18.

Ce pneumatique permet un gain de 2.4 kg, soit 30% sur la masse des couches de travail et a été testé en endurance. Les inventeurs ont testé ce premier pneumatique en comparant la durée de vie, du point de vue de l’endurance de l’armature de sommet, à celui de l’état de l’art. Un roulage sur un volant acier d’un diamètre de 1.7 m, et à une vitesse V égale à 15 km/h a été effectué pour chaque pneumatique, gonflé à une pression P égale à 260 kPa, à savoir la pression nominale augmentée de 1bar et soumis à des paliers de charge égaux à 2600 daN pendant 24h, puis 3120 daN pendant 24 h puis 4160 daN pendant 24 heures et finalement 5200 daN pendant 328 heures. Le pneumatique en utilisant le PET de haute ténacité avec une masse inférieure, a réalisé un nombre équivalent de kilomètres que le pneumatique selon l’état de l’art sans démontrer de défaillance des éléments de renforcement des couches de travail.

En revanche la performance de ce premier pneumatique a été testé en performance de résistance au choc par un test dit de « breaking Energy » (énergie de rupture) qui consiste à enfoncer un indenteur en acier de 38,1 mm de diamètre (1,5 pouce) ayant une extrémité hémisphérique de même diamètre à une vitesse de 50 mm par minute, le pneumatique étant gonflé à sa pression nominale de 1.6 bar. Le test est arrêté lorsque le pneumatique est perforé. L’effort exercé par l’indenteur sur le pneumatique est mesuré et un calcul de l’énergie de déformation est fait. Pour le pneumatique testé la performance est en baisse de -22% en ce qui concerne l’effort à rupture du pneumatique et de -37% en ce qui concerne l’énergie à rupture. Cette variation de performance est bien plus grande qu’attendue peut-être en raison du comportement moins stable du PET haute performance selon le type de sollicitation.

Un pneumatique selon l’invention a alors été réalisé en déterminant un nouvel équilibre des sollicitations sur les couches de travail. Le pneumatique est semblable au premier pneumatique décrit contenant du PET de haute ténacité mais les angles des couches de travail ANT1, ANT2 et ANT3 sont respectivement 15/-45/15. La valeur absolue de la différence des angles orientés ANT1 et ANT2 étant égale à 60.

Sur le test d’endurance en roulage, ce pneumatique selon l’invention sollicité dans les mêmes conditions, a réalisé un nombre équivalent de kilomètres que le pneumatique selon l’état de l’art sans démontrer de défaillance des éléments de renforcement des couches de travail. Sa performance en endurance au choc est équivalente sur l’effort et en très légère baisse de moins de -10% sur l’énergie de rupture par rapport au pneumatique suivant l’état de l’art. Ceci constitue une performance parfaitement acceptable pour cette dimension. tout en permettant un gain en masse particulièrement intéressant.

Claims (6)

1. Pneumatique (1) radial pour véhicule de type agricole, destiné à être monté sur une jante de diamètre au moins égal à 16 pouces et au plus égal à 38 pouces, et dont l’indice de charge est au plus égal à 156, comprenant :
   - Une bande de roulement (2) destinée à venir en contact avec le sol d’une largeur axiale LT et comprenant une partie centrale (23) d’une largeur axiale LT/2 et deux parties axialement extérieures (24) chacune d’une largeur axiale LT/4,
   - Les deux parties axialement extérieures (24) comprenant des blocs de sculpture d’une hauteur radiale au moins égale à 25 mm, ces blocs couvrant au moins 80% de la largeur axiale LT/4 des parties axialement extérieures (24) de la bande de roulement et d’une épaisseur circonférentielle ep au moins égale à 20 mm,
   - une armature de sommet (3) radialement intérieure à la bande de roulement, composée de 3 couches de travail (31,32,33), chaque couche de travail (31, 32, 33) comprenant des éléments de renforcement textiles, parallèles entre eux enrobés d’un matériau caoutchouteux et formant des angles avec la direction circonférentielle (XX’) au moins égaux à 10° et au plus égaux à 50°,
   -caractérisé en ce queles éléments de renforcement des couches de travail (31,32,33) ont une résistance à la traction au moins égale à 17.5 daN mesurée selon la norme D885/D885M – 10A de 2014 comprenant au moins deux torons de PET de haute ténacité de masse linéique au plus égale à 125 g au km.
   -e n ce queles angles formés par des éléments de renforcement de la couche de travail (33) la plus radialement intérieure ANT1 et de la couche de travail (31) la plus radialement extérieure ANT3 et la direction circonférentielle (XX’) ont une même orientation et ont des valeurs absolues au moins égales à 10 ° et au plus égales à 22°,
   - en ce quel’angle ANT2 formé par des éléments de renforcement de la couche (32) de travail médian et la direction circonférentielle est de signe opposé aux angles ANT1 et ANT3 formés par des éléments de renforcement respectivement de la couche de travail (33) la plus radialement intérieure et de la couche de travail (31) la plus radialement extérieure avec la direction circonférentielle (XX’),
   - et en ce quela valeur absolue de la différence des angles orientés ANT1, formé par des éléments de renforcement respectivement de la couche de travail (33) la plus radialement intérieure et ANT2, formé par des éléments de renforcement de la couche de travail médian (32) et la direction circonférentielle, est au moins égale à 50°.
2. Pneumatique selon la revendication 1 dans lequel les éléments de renforcement des couches de travail (31,32,33) sont constitués de deux torons de PET.
3. Pneumatique selon la revendication 2 dans lequel chaque toron de PET des éléments de renforcement des couches de travail (31,32,33), a une masse linéique au moins égale à 100 g au km.
4. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dont l’armature de sommet est composée de 3 couches de travail (31,32,33) dont les éléments de renforcement sont des câbles consistant en deux torons de PET d’une masse linéique comprise entre 100 et 125 g au km, et posés selon un pas compris entre 0.6 mm et 1 mm.
5. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dont les angles formés par des éléments de renforcement de la couche de travail (33) la plus radialement intérieure ANT1 et de la couche de travail (31) la plus radialement extérieure ANT3 et la direction circonférentielle (XX’) sont égaux à plus ou moins 2 degrés.
6. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel les éléments de renforcement des couches de travail (31,32,33) sont des câbles consistant en deux torons de PET d’une masse linéique comprise entre 105 et 120 g au km, chaque toron ayant une force rupture au moins égale à 9 daN et les éléments de renforcement étant posés selon un pas compris entre 0.7 mm et 0.8 mm, la valeur absolue de l’angle ANT1 des éléments de renforcement de la couche de travail (33) la plus radialement intérieure avec la direction circonférentielle (XX’) et la valeur absolue de l’angle ANT3 des éléments de renforcement de la couche de travail (33) la plus radialement extérieure avec la direction circonférentielle ANT3 est comprise entre 13 et 17°, les angles ANT1 et ANT3 ayant le même signe et ANT2 étant de signe opposé à ANT1 et ANT3, de préférence la valeur absolue des angles ANT1 et ANT3 étant comprise entre 14,5° et 15,5° et la valeur absolue de l’angle ANT2 étant comprise entre 42,5° et 47,5°.