WO2026082425A1 - Architecture optimisée de pneumatique de génie civil - Google Patents

Abstract

Pneumatique (1) pour véhicule de type génie civil minier comprenant une armature de protection (31) et une armature de travail (32) radialement intérieure à l'armature de protection (31). L'armature de protection est constituée de deux couches de de 5 protection (31) comprenant chacune des renforts métalliques élastiques dont le module d'extension est au moins égal à 40 GPa et au plus égal à 140 GPa. Le diamètre des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure (311) est au moins égal à 2.5 mm et le pas, en mm, des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure (311) est supérieur à 0.70*FR/1000 où FR est 10 en N.

Description

Architecture optimisée de pneumatique de génie civil

[0001] La présente invention a pour objet un pneumatique radial, destiné à équiper un véhicule lourd de type génie civil, et concerne plus particulièrement l’armature de sommet d’un pneumatique pour véhicule minier que la mine soit souterraine ou à ciel ouvert.

[0002] Les pneumatiques radiaux destinés à équiper un véhicule lourd de type génie civil, sont désignés comme tel au sens de la norme de la European Tyre and Rim Technical Organisation (Organisation technique européenne du pneumatique et de la jante) ou ETRTO.

[0003] Par exemple un pneumatique radial pour véhicule lourd de type génie civil, au sens de la norme de la European Tyre and Rim Technical Organisation ou ETRTO, est destiné à être monté sur une jante dont le diamètre est au moins égal à 25 pouces.

[0004] Un pneumatique ayant une géométrie de révolution par rapport à un axe de rotation, la géométrie du pneumatique est généralement décrite dans un plan méridien contenant Taxe de rotation du pneumatique. Pour un plan méridien donné, les directions radiale, axiale et circonférentielle désignent respectivement les directions perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique, parallèle à l’axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire au plan méridien. La direction circonférentielle est tangente à la circonférence.

[0005] Dans ce qui suit, les expressions «radialement intérieur», respectivement

«radial ement extérieur» signifient «plus proche », respectivement «plus éloigné de Taxe de rotation du pneumatique». Par «axial ement intérieur», respectivement «axial ement extérieur», on entend «plus proche», respectivement «plus éloigné du plan équatorial du pneumatique», le plan équatorial du pneumatique étant le plan passant par le milieu de la surface de roulement et perpendiculaire à Taxe de rotation.

[0006] De façon générale un pneumatique 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.

[0007] Un pneumatique radial comprend en outre 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.

[0008] L’armature de carcasse d’un pneumatique radial pour véhicule lourd de type génie civil, comprend habituellement au moins une couche de carcasse comprenant des renforts généralement métalliques, enrobés par un matériau polymérique de type élastomère ou élastomérique, obtenu par mélangeage et appelé mélange d’enrobage. Une couche de carcasse comprend une partie principale, reliant les deux bourrelets entre eux et s’enroulant généralement, dans chaque bourrelet, de l’intérieur vers l’extérieur du pneumatique autour d’un élément de renforcement circonférentiel le plus souvent métallique appelé tringle, pour former un retournement. Les renforts métalliques d’une couche de carcasse sont sensiblement parallèles entre eux et forment, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 80° et 90°.

[0009] L’armature de sommet d’un pneumatique radial pour véhicule de type génie civil, 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 généralement métalliques, parallèles entre eux et enrobés par un matériau polymérique de type élastomère ou mélange d’enrobage.

[0010] Parmi les couches de sommet, on distingue usuellement les couches de protection, constitutives de l’armature de protection et radialement les plus à l’extérieur, et les couches de travail, constitutives de l’armature de travail et radialement comprises entre l’armature de protection et l’armature de carcasse.

[0011] L’armature de protection, comprenant au moins une couche de protection pour certaines applications mais elle comprend deux couches de protection pour les véhicules miniers qui roulent sur des pistes ou dans des tunnels très souvent encombrés de pierres, parfois de forte dimension comparativement à la taille du pneumatique. Ces couches de protection protègent essentiellement les couches de travail des agressions mécaniques ou physico-chimiques, susceptibles de se propager à travers la bande de roulement radialement vers l’intérieur du pneumatique. [0012] L’armature de protection comprend donc pour les pneumatiques miniers deux couches de protection, radialement superposées, formées de renforts métalliques élastiques, parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante, en formant, avec la direction circonférentielle, des angles au moins égaux à 10°.

[0013] L’armature de travail, comprenant souvent au moins deux couches de travail, a pour fonction de ceinturer le pneumatique et de lui conférer de la rigidité et de la tenue de route. Elle reprend à la fois des sollicitations mécaniques de gonflage, générées par la pression de gonflage du pneumatique et transmises par l’armature de carcasse, et des sollicitations mécaniques de roulage, générées par le roulage du pneumatique sur un sol et transmises par la bande de roulement. L’armature de sommet doit en outre résister aux chocs et perforations, grâce à sa conception intrinsèque, notamment à sa souplesse et, en particulier, à celle de l’armature de protection. Par ailleurs le pneumatique doit avoir une flexion sur chant, ou rigidité de dérive sous effort transverse de manière à assurer un comportement du véhicule correct en route virageuse.

[0014] L’armature de travail comprend usuellement deux couches de travail, radialement superposées, formées de renforts métalliques non extensibles, parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante, en formant, avec la direction circonférentielle, des angles de préférence, au moins égaux à 15° et au plus égaux à 35° de manière à reprendre les efforts transverses et une partie des efforts circonférentiels. Le bicouche, constitué par ces deux couches de travail, assure généralement un niveau de flexion sur chant suffisant pour un comportement acceptable du véhicule.

[0015] Pour diminuer les sollicitations mécaniques de gonflage transmises à l’armature de travail, il est connu de disposer, radialement à l’extérieur de l’armature de carcasse, une armature de frettage. L’armature de frettage, dont la fonction est de reprendre au moins en partie les sollicitations mécaniques de gonflage, améliore l’endurance de l’armature de sommet par une rigidification de l’armature de sommet. L’armature de frettage peut être positionnée radialement à l’intérieur de l’armature de travail, entre les deux couches de travail de l’armature de travail, ou radialement à l’extérieur de l’armature de travail. [0016] Dans les applications de type génie Civil, l’armature de frettage peut comprendre deux couches de frettage, radialement superposées, formées de renforts métalliques, parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante, en formant, avec la direction circonférentielle, des angles au plus égaux à 10°. Un autre mode de réalisation de l’armature de frettage consiste en un enroulement circonférentiel d’un fil de frettage ou d’une bande de frettage continue en formant, avec la direction circonférentielle, des angles au plus égaux à 5°.

[0017] En ce qui concerne les renforts métalliques, un renfort métallique est caractérisé mécaniquement par une courbe représentant la force de traction (en N), appliquée au renfort métallique, en fonction de son allongement relatif (en %), dite courbe force- allongement. De cette courbe force-allongement sont déduites des caractéristiques mécaniques en traction du renfort métallique, telles que l’allongement structural As (en %), l’allongement total à la rupture At (en %), la force à la rupture Fm (charge maximale en N) et la résistance à la rupture Rm (en MPa), ces caractéristiques étant mesurées selon la norme ASTM D 2969-04 de 2014.

[0018] L'allongement total At du renfort métallique est, par définition, la somme de ses allongements structural, élastique et plastique (At = As + Ae + Ap) et particulièrement à la rupture où chacun des allongements est non nul. L’allongement structural As résulte du positionnement relatif des fils métalliques constitutifs du renfort métallique sous un faible effort de traction. L’allongement élastique Ae résulte de l’élasticité même du métal des fils métalliques, constituant le renfort métallique, pris individuellement, le comportement du métal suivant une loi de Hooke. L’allongement plastique Ap résulte de la plasticité, c’est-à-dire de la déformation irréversible, au-delà de la limite d’élasticité, du métal de ces fils métalliques pris individuellement. Ces différents allongements ainsi que leurs significations respectives, bien connus de l’homme du métier, sont décrits, par exemple, dans les documents US5843583, W02005/014925 et W02007/090603.

[0019] On définit également, en tout point de la courbe force-allongement d’un renfort métallique, un module en extension, exprimé en GPa, qui représente la pente de la droite tangente à la courbe force-allongement en ce point. En particulier, on appelle module élastique en extension ou module d’Young, le module en extension de la partie linéaire élastique de la courbe force-allongement.

[0020] Parmi les renforts métalliques, on distingue usuellement les renforts métalliques élastiques, tels que ceux utilisés dans les couches de protection pour éviter aux couches de protection de reprendre des efforts en tension et les renforts métalliques non extensibles ou inextensibles, tels que ceux utilisés plutôt dans les couches de travail. L’important étant que les couches de protection soient significativement plus élastiques que les couches de travail.

[0021] Un renfort métallique élastique, dans son état non gommé, est caractérisé par un allongement structural As au moins égal à 0.5% et un allongement total à rupture At au moins égal à 3%. En outre, un renfort métallique élastique a un module élastique en extension au plus égal à 180 GPa, et compris usuellement entre 40 GPa et 150 GPa, de préférence inférieur à 110 GPa.

[0022] Un renfort métallique non extensible est caractérisé par un allongement total At, sous une force de traction égale à 10% de la force à rupture Fm, au plus égal à 0.2%. Par ailleurs, un renfort métallique non extensible a un module élastique en extension compris usuellement entre 150 GPa et 200 GPa.

[0023] Les efforts des manufacturiers des pneumatiques miniers dans l’amélioration constante des éléments de renforcement ou renforts métalliques ou câbles des couches de protection ont permis d’améliorer significativement la résistance à la perforation des pneumatiques par les pierres présentes sur les sols sur lesquels ils roulent. Ces défaillances ont clairement diminué amenant d’autres défaillances inattendues augmenter en fréquence et devenant problématiques. C’est le cas de la création d’une fissuration qui se crée à l’interface entre la couche de protection la plus radialement extérieure et la bande de roulement et qui se propage ensuite circonférentiellement jusqu’au détachement d’une partie de la bande de roulement amenant le retrait du pneumatique.

[0024] Les inventeurs se sont donnés pour objectif, pour un pneumatique radial pour véhicule de type génie civil minier de diminuer les efforts de cisaillement à l’interface entre la couche de protection la plus radialement extérieure sans détériorer la performance de résistance aux agressions. [0025] Cet objectif a été atteint, selon l’invention, par un pneumatique pour véhicule de génie civil minier destiné à être monté sur une jante dont le diamètre au site est au moins égal à 25 pouces, comprenant une bande de roulement, dont la hauteur sculpture est au moins égale à 30 mm, et une armature de sommet, qui est radial ement intérieure à la bande de roulement et radialement extérieure à une armature de carcasse et qui comprend des couches de sommet comprenant des renforts métalliques. L’armature de sommet comprend une armature de protection et une armature de travail radialement intérieure à l’armature de protection. L’armature de protection est constituée de deux couches de protection, qui sont les couches de sommet les plus radialement extérieures des couches de sommet, chacune des deux couches de protection comprenant des renforts métalliques élastiques ayant un module d’extension au moins égal à 40 GPa et au plus égal à 140 GPa, enrobés dans un mélange caoutchouteux, dit mélange de calandrage, parallèles entre eux, et ayant une force à rupture FR. L’armature de sommet comprend au moins deux couches de travail, chaque couche de travail étant radialement intérieure aux couches de protection et comprenant des renforts métalliques, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle tangente à la circonférence du pneumatique, un angle dont la valeur absolue est au moins égale à 17°. Le diamètre des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure est au moins égal à 2.5 mm. De plus, le pas, en mm, des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure est supérieur à 0.70*FR/1000 où FR est en N.

[0026] L’idée est d’amplifier les caractéristiques qui ont permis aux renforts métalliques des deux couches de protection de supporter les chocs en cours de roulage comme le diamètre des renforts métalliques donc en utilisant des renforts métalliques de plus gros diamètre que pour les solutions de l’état de l'art, tout en augmentant le pas et donc la distance entre deux éléments de renforcement. En effet la force à rupture varie avec le carré du rayon des éléments de renforcement lorsque la distance entre deux éléments de renforcement pour une même force rupture de la couche de protection varie linéairement avec le rayon. Ainsi les couches de protections ayant des éléments de renforcement de l’ordre de 2 mm dans l’état de l’art, il convient dans l’invention que les éléments de renforcement de la couche de protection la plus radialement extérieure aient au moins un diamètre au moins égal à 2.5 mm, de préférence au moins égal à 3 mm, de préférence au moins égal à 3.5 mm, et que le pas, en mm, des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure soit supérieur à 0.70*FR/1000 où FR est en N, ce qui permet de conserver une valeur de résistance de couche de protection qui a fait ses preuves mais avec des tailles des ponts de gomme entre chaque éléments de renforcement de la couche de protection la plus radialement extérieure sensiblement augmentées permettant la diminution des cisaillements à l’interface de la couche de protection la plus radialement extérieure et la bande de roulement.

[0027] Par pas des renforts métalliques, on entend la distance en mm soit entre les centres de deux renforts métalliques directement adjacents mesurée perpendiculairement aux renforts métalliques, soit entre deux bords droits ou gauches de câbles de deux renforts métalliques directement adjacents. Cette mesure est bien connue de l’homme de l’art et peut se faire sur une couche de protection prélevée sur le pneumatique, par une radio, par toute autre mesure adaptée sur le pneumatique cuit. Cette formule est issue de l’expérience et couches de protection testées considérées comme probantes sur les problèmes de perforation.

[0028] L’invention exclut que l’armature de sommet comprenne une ou plusieurs couches de protection, autres que les deux couches de protection précitées. Ces deux couches de protection constituent ainsi à elles seules l’armature de protection, à l’exclusion de tout autre couche de sommet comprenant des renforts métalliques, telle qu’une troisième couche de protection telle qu’envisagée dans WO2020/229543A1. En pratique, ces deux couches de protection sont avantageusement les seules couches de sommet comprenant des renforts métalliques, qui sont radialement interposées entre la bande de roulement et soit l’armature de travail, soit une armature de frettage radialement extérieure à l’armature de travail.

[0029] Il est avantageux que les renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure aient un diamètre au moins égal à 3.0 mm, de préférence au moins égal à 3.5 mm. L’augmentation des diamètres permet en effet d’augmenter la force à rupture du renfort métallique et donc la distance entre les renforts métalliques pour une même résistance de la couche de protection. Augmenter la distance entre les renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure, permet de diminuer sa rigidité circonférentielle en augmentant le pourcentage de mélange dans la couche de protection. En effet la force à rupture des renforts métalliques augmente avec le carré du diamètre, et en conservant la même force à rupture de la couche de protection, la distance entre les renforts augmente linéairement avec le diamètre. Donc en multipliant par 2 le diamètre, on peut augmenter la distance entre les renforts métalliques par environ 3.5 en augmentant ainsi le taux de mélange de calandrage et contribuer à diminuer la rigidité circonférentielle du pneumatique. Ceci permet de diminuer la rigidité circonférentielle qui influence le mode de défaillance sur lequel on souhaite agir.

[0030] Cette diminution des cisaillements est encore plus importante si l’augmentation couplée du diamètre des éléments de renforcement et du pas pour une augmentation de la taille des ponts de gomme s’accompagne de l’augmentation de l’angle entre les éléments de renforcement de la couche de protection la plus radialement extérieure avec la direction circonférentielle dont la valeur absolue est au moins égale à 35°, de préférence au moins égale à 45°, de préférence au moins égal à 50°, de préférence au moins égale à 55°. Habituellement les angles des couches de protection sont proches des angles des couches de sommet entre 17 et 35° pour une meilleure résistance à la corrosion. En ouvrant ainsi les angles de la couche de protection, la rigidité circonférentielle de la couche de protection chute encore. De plus de 75% entre une couche de protection à 25° en comparaison avec la valeur à 35° et plus encore à 55° où la rigidité de la couche de protection devient résiduelle. D’un point de vue des autres performances, ouvrir encore les angles n’a pas d’importance car les couches de protection ne reprennent pas de tension en raison de la différence de rigidité de leurs renforts métalliques comparativement à ceux des couches de travail et des couches de frettage.

[0031] Cette modification est acceptable au niveau des pneumatiques miniers selon le savoir des inventeurs en raison des spécificités de leurs conditions de roulage. En effet dans d’autres usages, les objets présents sur le sol de roulage et risquant d’endommager le pneumatique sont des cailloux susceptibles d’endommager la sculpture, de briser des couches de travail, mais pas de perforer le pneumatique de sorte que l’utilisation de câbles de grand diamètre qui vont résister à la déformation lors du roulage sur l’objet est possible. Ce n’est pas le cas pour des usages où le risque du pneumatique sur une agression est de rouler sur un indenteur pouvant perforer l’armature de sommet et amener à une crevaison du pneumatique.

[0032] Pour protéger l’ensemble des couches de sommet (couches de travail, couche de frettage, couche de triangulation) du phénomène de martellement provoqué par le roulage sur des sols caillouteux, il est intéressant que la couche de protection, la plus radialement extérieure des couches de sommet ait une largeur axiale LPN supérieure à toutes les largeurs axiales des autres couches de sommet.

[0033] Pour le même avantage, préférentiellement la force à rupture FR des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure, est supérieure à 4000 N. Ceci permet de garantir une distance entre les éléments de renforcement efficaces pour diminuer les cisaillements entre la bande de roulement et la couche de protection la plus radialement extérieure.

[0034] Avantageusement le pas, en mm, des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure, est inférieur à l.l*FR/1000 où FR est en N. Une telle augmentation des tailles des ponts de gomme pourrait nuire à la résistance à la perforation du sommet.

[0035] Avantageusement, les couches de protection à savoir la couche de protection la plus radialement extérieure et la couche de protection la plus radialement intérieure sont identiques en termes de nature des renforts métalliques, à savoir même architecture (même nombre de fils, même assemblage, même procédé de fabrication), même pas, même mélange de calandrage, même valeur absolue de l’angle des renforts métalliques avec la direction circonférentielle, les renforts métalliques étant croisés d’une couche de protection à l’autre afin de faciliter la fabrication. Tout particulièrement les renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement intérieure ont le même diamètre et la même force à rupture que les renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure. De même, il est intéressant que le pas des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement intérieure soit égale au pas des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure. Ainsi, il est préféré que l’angle formé par les renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement intérieure soit au moins égal à 35°, préférentiellement au moins égal à 45°, préférentiellement au moins égal à 50°, préférentiellement au moins égal à 55°.

[0036] Pour diminuer les contraintes à l’interface entre la couche de protection la plus radialement extérieure et le mélange caoutchouteux de la bande de roulement lui étant directement adjacent, il est intéressant que la rigidité dudit mélange soit proche de la rigidité du mélange de calandrage. Ainsi, il est préféré que, la bande de roulement étant directement adjacente à la couche de protection la plus radialement extérieure, le module élastique Mal mesuré à 10% d’élongation à 23 °C du mélange caoutchouteux de la bande de roulement directement adjacent à la couche de protection la plus radialement extérieure au centre de la bande de roulement, soit au moins égal à 0.65 fois le module élastique Ma2 mesuré à 10% d’élongation à 23 °C du mélange de calandrage de la couche de protection la plus radialement extérieure.

[0037] Il est avantageux que, lorsque les renforts métalliques des deux couches de protection ont une couche périphérique de torons, la couche périphérique de torons des renforts métalliques des couches de protection soit désaturée. « Couche désaturée » signifie que le diamètre des torons vis-à-vis du périmètre où lesdits torons périphériques sont disposés est tel qu’il existe entre chaque toron un espace suffisant pour permettre au mélange de calandrage de pénétrer dans le renfort métallique afin de protéger l’ensemble de ces renforts métalliques de la corrosion. En effet des câbles saturés ne sont pas pénétrés de gomme et si une fissure se crée dans le mélange de calandrage jusqu’à la couche périphérique du renfort métallique alors de l’eau peut entrer dans le renfort et s’y déplacer et provoquer une corrosion sur toute sa longueur du renfort métallique. Avec un câble pénétré dont la couche périphérique de torons est désaturée, la fissure arrive au contact du renfort métallique mais ne permet pas à de l’eau de pénétrer le renfort métallique et encore moins d’y circuler, le renfort métallique étant pénétré de mélange de calandrage. Il est intéressant qu’il en soit de même pour les renforts métalliques des couches de travail, à savoir que les renforts métalliques des couches de travail ayant une couche périphérique de torons, la couche périphérique de torons des renforts métalliques des couches de travail soit désaturée.

[0038] Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par la figure 1 schématique et non représentée à l’échelle, en référence à un pneumatique de dimension 29.5R29. [0039] Sur la figure 1, est représentée une coupe méridienne d’un pneumatique 1 pour véhicule lourd de type génie civil comprenant une armature de sommet 3, radial ement intérieure à une bande de roulement 2 et radialement extérieure à une armature de carcasse 4. L’armature de sommet 3 comprend, radialement de l’extérieur vers l’intérieur, une armature de protection 31, une armature de travail 32 et une armature de frettage 33. L'armature de protection comprend deux couches de protection 311 et 312 comprenant des renforts métalliques élastiques enrobés dans un matériau élastomérique ou mélange d’enrobage ou de calandrage, parallèles entre eux et formant des angles respectivement Al 11 et Al 12, avec une direction circonférentielle XX’ tangente à la circonférence du pneumatique, les couches de protection étant croisées d’une couche de protection à la suivante. L’armature de travail 32 comprend deux couches de travail 321, 322 dont les renforts métalliques respectifs sont enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle XX’, des angles égaux à 24°, et sont croisés d’une couche de travail à la suivante. L’armature de frettage 33 comprend deux couches de frettage 331, 332 dont les renforts métalliques respectifs, enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle XX’, un angle compris entre 5° et 10°, sont croisés d’une couche de frettage à la suivante.

[0040] L’invention a été testée ou évaluée sur des pneumatiques de dimension 29.5R29, 24.00R35, 27.00R49 et 50/80R57. Les pneumatiques témoins sont des pneumatiques du marché, le câble de référence pour les pneumatiques de génie civil des pneumatiques de marque Michelin ® considérés comme témoin sont un câble élastique E24.26 élastique constitué de 24 fils d’acier de 26 centièmes dont le module d’extension est égal à 80 GPa. Son diamètre est de 1.97 mm et sa force à rupture vaut 2550 N. Ces éléments de renforcement sont désaturés et donc le mélange de calandrage pénètre au cœur de l’éléments de renforcement. Ce câble est utilisé à un pas de 2.5 mm soit un intercâble de 0.53 mm pour une résistance de nappe de 1020 N/mm dans une couche de protection en utilisant deux couches croisées faisant un treillis très fin pertinent pour certains pneumatiques d’engins sur des chantiers où sont présents des clous, vis et autres objets fins et pointus propres à crever un pneumatique. Ce type d’objet n’est pas spécifiquement dangereux pour des pneumatiques miniers dont l’épaisseur de la bande de roulement est le plus souvent supérieure à la longueur de tels objets qui sont en outre peu présents dans des mines souterraines ou de surface. Par exemple, l’épaisseur de la hauteur sculpture des pneumatiques miniers est supérieure à 30 mm et souvent supérieur à 90 mm. Les couches de protection de ces différents pneumatiques ont des éléments de renforcement faisant avec la direction circonférentielle un angle dont la valeur absolue est égale à 24°. Les éléments de renforcement sont croisés d’une couche de protection à l’autre. Pour ces pneumatiques, ces couches de protection ont fait progresser la performance en choc sommet de manière conséquente de sorte que leurs résistances aux chocs sont à un excellent niveau. Néanmoins l’amélioration de cette performance si elle a permis de diminuer de manière significative le retrait des pneumatiques sur des problèmes de chocs sommet, a mis au jour un autre mode de défaillance qui tend à devenir majoritaire : la formation de poches circonférentielles entre la couche de protection et la bande de roulement.

[0041] L’invention a été réalisée en utilisant un élément de renforcement 52.26 composé de 52 fils de 26 centièmes de mm, dont le module d’extension est égal à 68 GPa. Ces éléments de renforcement sont élastiques et désaturés de sorte que le mélange de calandrage pénètre au cœur des éléments de renforcement. Ils ont un diamètre de 3.1 mm et une force à rupture de 6050 N. Ils ont été posés à un pas de 5.9 mm pour une résistance de la couche de protection équivalente à celle du témoin mais avec un intercâble de 2.8 mm. Par ailleurs l’angle des éléments de renforcement de la couche de protection la plus radialement extérieure des pneumatiques selon l’invention avec la direction circonférentielle est égal à 50°.

[0042] L’invention a été testée selon trois modalités, un roulage ligne droite, un freinage et une mise en dérive du pneumatique. Les pneumatiques étant de dimensions différentes les mêmes ratios d’efforts de freinage Fx et de poussée de dérive Fy rapportés aux efforts liés à la charge nominale ont été appliqués. En roulage ligne droite les efforts Fx et Fy sont nuis et la charge Fz est égale à la charge nominale du pneumatique. En roulage dérive, nous prenons un ratio Fy/Fz de l’ordre de 20% et pour le freinage, nous prenons un ratio Fx/Fz de l’ordre de 15%.

[0043] La diminution du cisaillement maximal dans les gommes entre dans la bande de roulement à l’interface avec la couche de protection la plus radialement extérieure est en moyenne pour les différents pneumatiques de l’ordre de 25% et peut atteindre 70%. Avec une couche de protection plus souple avec l’augmentation de l’angle, de même niveau de résistance à la rupture, nous devons obtenir une résistance au choc sommet équivalente à celle des pneumatiques témoins, Avec une diminution aussi importante des déformations de cisaillement à l’interface entre la couche de protection la plus radialement extérieure et la bande de roulement, la résistance à la création de poche doit être améliorée d’autant. Ainsi l’invention permet une amélioration de la résistance des sommets des pneumatiques miniers.

Claims

Revendications

1. Pneumatique (1) pour véhicule de génie civil minier destiné à être monté sur une jante dont le diamètre au site est au moins égal à 25 pouces, comprenant :

- une bande de roulement (2) dont la hauteur sculpture est au moins égale à 30 mm, et

- une armature de sommet (3), qui est radialement intérieure à la bande de roulement (2) et radialement extérieure à une armature de carcasse (4), et qui comprend des couches de sommet (311, 312, 321, 322, 331, 332) comprenant des renforts métalliques, dans lequel l’armature de sommet (3) comprend une armature de protection (31) et une armature de travail (32) radialement intérieure à l’armature de protection (31), dans lequel l’armature de protection (31) est constituée de deux couches de protection (311, 312) qui sont les couches de sommet les plus radialement extérieures des couches de sommet, chacune des deux couches de protection comprenant des renforts métalliques élastiques, ayant un module d’extension au moins égal à 40 GPa et au plus égal à 140 GPa, enrobés dans un mélange caoutchouteux, dit mélange de calandrage, parallèles entre eux, et ayant une force à rupture FR, dans lequel l’armature de sommet comprend au moins deux couches de travail (321, 322), chaque couche de travail (321, 322) étant radialement intérieure aux deux couches de protection (311, 312) et comprenant des renforts métalliques, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle (XX’) tangente à la circonférence du pneumatique, un angle dont la valeur absolue est au moins égale à 17°, dans lequel le diamètre des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure (311) est au moins égal à 2.5 mm, et dans lequel le pas, en mm, des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure (311) est supérieur à 0.70*FR/1000 où FR est en N.

2. Pneumatique (1) selon la revendication 1, dans lequel les renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure (311) forment, avec une direction circonférentielle (XX’) tangente à la circonférence du pneumatique, un angle APN dont la valeur absolue est au moins égale à 35°, de préférence au moins égal à 45°, de préférence au moins égal à 50°, de préférence au moins égal à 55°.

3. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure (311) ont un diamètre au moins égal à 3 mm, de préférence au moins égal à 3.5 mm.

4. Pneumatique (1) l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la force à rupture FR des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure (311) est supérieure à 4000 N.

5. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le pas, en mm, des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure (311) est inférieur à 1.1 *FR/1000 où FR est en N.

6. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement intérieure (312) ont le même diamètre et la même force à rupture que les renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure (311).

7. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le pas des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement intérieure (312) est égale au pas des renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement extérieure (311).

8. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’angle formé par les renforts métalliques de la couche de protection la plus radialement intérieure (311) est au moins égal à 35°, préférentiellement au moins égal à 45°, préférentiellement au moins égal à 50°, préférentiellement au moins égal à 55°.

9. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bande de roulement (2) est directement adjacente à la couche de protection la plus radialement extérieure (311), et dans lequel le module élastique Mal mesuré à 10% d’élongation à 23 °C du mélange caoutchouteux de la bande de roulement (2) directement adjacent à la couche de protection la plus radialement extérieure, au centre de la bande de roulement, est au moins égal à 0.65 fois le - 16 - module élastique Ma2 mesuré à 10% d’élongation à 23 °C du mélange de calandrage de la couche de protection la plus radialement extérieure (311).

10. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les renforts métalliques des deux couches de protection (311, 312) sont désaturés.