Lhistoire du pneu de voiture

L invention de la roue remonte a 3500 av. J. C. La premiere bande d acier autour de la roue est apparue plus de 1000 ans av. J. C. Nous allons examiner comment le pneu pour automobile est ne et s est developpe jusqu au pneu de voiture que nous connaissons aujourd hui.

La roue

Avant meme la naissance de la jante, il y a d abord eu la roue. Les premieres preuves de chariots a roues datent du debut de l Age du bronze, vers 3500 av. J. C. Les fouilles archeologiques et d autres sources historiques ont montre que la roue a ete utilisee presque simultanement en Mesopotamie, dans le Caucase et en Europe centrale. A cette epoque, la roue n etait qu un disque de bois massif compose de deux segments rivetes ensemble, avec en son centre un trou pour l essieu (voir illustration). La question de savoir laquelle de ces trois cultures a reellement invente la roue reste encore aujourd hui sans reponse.

Selon les historiens, ce sont les Egyptiens qui, vers 1500 av. J.-C., ont ete les premiers a utiliser des roues en bois a rayons au lieu de roues pleines. La roue en bois a rayons etait nettement plus legere et de plus grand diametre. Rouler sur des chemins sableux (desert) et des sentiers boueux devenait ainsi plus facile et aussi plus confortable.

Le bracelet en acier

Un pneu est la piece qui doit supporter le poids du vehicule, proteger la roue contre la casse et l usure et assurer un meilleur contact entre la roue et la chaussee.

La premiere bande d acier autour de la roue a ete observee sur des chariots celtiques vers 1000 av. J. C. La bande d acier rendait la roue en bois a rayons plus solide et plus resistante a l usure. La fabrication d une roue en bois avec une bande d acier etait un travail artisanal. La bande d acier forgee a la main etait d abord chauffee au rouge, puis frappee au marteau autour de la roue en bois et ensuite refroidie a l eau. En refroidissant, la bande d acier se contracte et serre la roue de chariot en bois pour en faire un ensemble solide (voir illustration ci dessous).

Deux beaux exemples de voitures a roues a rayons en bois munies de bandages en acier sont la calèche portugaise Traquitana de 1775 et la charrette paysanne de 1884, toutes deux visibles au musee Louwman. Ces roues a rayons en bois avec bandages metalliques furent egalement utilisees vers l an 1900 sur la premiere generation d automobiles derivees des voitures hippomobiles. La roue en bois cerclée d acier est restee pratiquement inchangee jusqu en 1870, date a laquelle les roues a rayons metalliques et le pneu en caoutchouc ont ete inventes.

Le pneu en caoutchouc massif

C etait vers 1600 av J C que le caoutchouc naturel latex a ete decouvert. Le latex est une seve laiteuse et collante qui est recueillie a partir de l hevea. Pour le rendre utilisable comme caoutchouc, le latex est vulcanise. Dans ce procede, on ajoute du soufre au latex fondu et le latex la seve se transforme en un materiau lisse, souple et elastique, adapte a de nombreuses applications. L utilisation du latex comme base pour le pneu plein en caoutchouc date de 1867. Cette annee la, Robert Thomas obtint le brevet et la production fut lancee un an plus tard par la North British Rubber Company. La Benz Motorwagen de 1886 et la Benz 5 HP Phaeton de 1895 du musee Louwman sont deux beaux exemples de vehicules a roues a rayons equipes de pneus pleins en caoutchouc.

Les caoutchoucs synthetiques ont ete inventes dans les laboratoires de Bayer au cours des annees 1920. Le caoutchouc synthetique est compose de differents polymeres fabriques a partir de petrole et possede des caracteristiques comparables aux polymeres issus du caoutchouc naturel. En raison de la rarete et des proprietes specifiques du caoutchouc naturel, les fabricants de pneus utilisent a la fois du caoutchouc naturel et du caoutchouc synthetique, selon lusage prevu du pneu. De nos jours, le caoutchouc synthetique represente les deux tiers de la production mondiale totale de caoutchouc. Le caoutchouc synthetique, en particulier le neoprene developpe par DuPont, est, contrairement au caoutchouc naturel, plus resistant a la chaleur, a lhuile et a lessence. De ce fait, le caoutchouc neoprene a egalement ete utilise pour les durites de carburant, les joints detancheite et les materiaux disolation.

Le pneu en caoutchouc pneumatique

En 1888, ce fut le veterinaire britannique John Boyd Dunlop (voir photo) qui est considere comme l inventeur du tout premier pneu gonfle a l air.

Linvention est nee du mecontentement que John eprouvait lorsquil voyait son fils de 10 ans rouler sur les pavees en tapant avec son tricycle a pneus pleins. Le pneu a air de Dunlop a ete utilise pour la premiere fois sur le velo. John Dunlop a experimente avec un tube en caoutchouc colle sur la jante et enroule dune bande textile. Cest a la fin de lannee 1890 que la fabrication du pneu de velo pneumatique a commence chez Dunlop Pneumatic Tyre a Belfast. La production par Dunlop du pneu dautomobile pneumatique a eu lieu en 1900.

Le tout premier pneu automobile pneumatique ne venait cependant pas de Dunlop mais des freres Andre et Eduard Michelin en 1895. Cette annee la, le pneu a air fut utilise pour la course Paris-Bordeaux-Paris et, malgre de nombreuses crevaisons, il suscita beaucoup d interet. Les gens furent impressionnes par le confort du pneu a air. Michelin & Cie ameliora le pneu et, tres vite, ils devinrent le principal fabricant de pneus automobiles pneumatiques en Europe. Dans le meme temps, le pneu automobile massif disparut progressivement du marche en raison de son mauvais confort.

Des le debut des annees 1900, le pneu automobile pneumatique etait compose d une chambre a air qui retenait l air comprime et d un pneu exterieur qui protegeait la chambre a air et assurait la traction (voir illustration).

Le pneu exterieur A, dote de plusieurs couches de toile, est la chambre dans laquelle la chambre a air B est gonflee a une pression de 4 a 5 bars. Lors du gonflage de la chambre a air, les tringles du pneu exterieur se logent fermement dans la jante en acier C. A l aide de plusieurs boulons a ecrou papillon disposes autour de la jante, la tringle du pneu est pincee dans la jante. Cela empeche le pneu de se deplacer dans la jante pendant la conduite. Cependant, ce boulon a vis avec ecrou papillon presentait des inconvenients. Il peut rendre le montage d un pneu exterieur difficile et peut provoquer l endommagement de la chambre a air. L utilisation d un pneu et d une jante equipes de ces boulons a vis avec ecrou papillon n a donc ete que de courte duree. Un exemple en est visible sur la Spyker 60HP Racing Car de 1903 au Musee Louwman.

Bandes blanches et noires

Au debut de la periode du pneu a air, le pneu etait le plus souvent fabrique en caoutchouc sans carbone. Le pneu avait alors la couleur blanche du caoutchouc naturel (latex). En ajoutant du noir de carbone au latex, le pneu devient plus solide, plus resistant a l usure et plus resistant a la chaleur. La duree de vie de cette premiere generation de pneus noirs etait d environ 4000 km. D un point de vue purement esthetique, les pneus noirs etaient aussi plus faciles a garder beaux que les pneus en caoutchouc naturel blanc. Le pneu noir fut bientot largement adopte. Remarquable a cet egard est toutefois l utilisation de pneus a flancs blancs, les white wall, qui etaient apprecies dans les annees 20 et 50, surtout sur les voitures prestigieuses des Etats Unis. Un exemple de voiture equipee de pneus entierement blancs (latex) est la voiture ci dessous Ford Model A de 1903qui est egalement visible au musee.

Le pneu diagonal et radial

Cest dans les annees 20 que, avec laugmentation de lutilisation de lautomobile et des vitesses atteintes sur la voie publique, les caracteristiques du pneu sont ameliorees. Le pneu devient plus large et plus souple, et le caoutchouc du pneu exterieur est renforce par des couches de textile integrees dans le caoutchouc. Ces pneus sont connus sous le nom de pneus diagonaux (Bias-Ply) en raison des nappes de cables disposees en diagonale par rapport au sens de la marche (voir dessin). Les pneus diagonaux sont encore fabriques et vendus aux proprietaires et collectionneurs dautomobiles anciennes de cette periode.

En 1946, Michelin a presente pour la premiere fois le pneu radial. Il doit son nom au fait que ses nappes de cables sont disposees radialement, c est a dire perpendiculairement a la direction de roulage. Le pneu radial est en outre renforce par des nappes de cables en acier qui courent tout autour de la circonference du pneu (voir dessin). Apres la mort d Andre Citroen en 1935, Citroen fut repris par son principal actionnaire, Michelin, avec Pierre-Jules Boulanger comme vice-president et responsable de l ingenierie et du bureau d etudes. Il etait donc logique que Citroen adopte massivement le pneu radial Michelin, par exemple sur la Citroen 2CV, lancee sur le marche en 1948. Par rapport au pneu diagonal, le pneu radial offre une duree de vie plus longue, une meilleure stabilite directionnelle et une resistance au roulement plus faible, ce qui reduit la consommation de carburant. Le pneu radial est toutefois un peu plus rigide et, en raison de sa structure plus complexe, environ 40 % plus cher.

La percée du pneu radial

En raison du caractere specifique du pneu radial, une suspension adaptee de la voiture etait toutefois necessaire. En general, il est deconseille d utiliser des pneus radiaux sur des voitures concues pour des pneus diagonaux. A partir de 1950, les pneus radiaux sont devenus la norme dans le monde. Une exception etait l industrie americaine du pneu, qui souhaitait rester fidele aux pneus diagonaux meilleur marche. De plus, l industrie automobile americaine voyait une menace dans les couts lies a l adaptation de la suspension de leurs nouveaux modeles. La plupart des constructeurs automobiles et des fabricants de pneus americains decrivaient le pneu radial comme « a freak product that isn t going anywhere ». Ils n etaient pas disposes a faire payer davantage le public pour un pneu plus rigide et, par consequent, l industrie a continue a ne fabriquer que des pneus diagonaux. La seule exception fut B.F. Goodrich avec le Silvertown Radial 900, lance en 1965, mais ce ne fut pas un succes.

La situation changea lorsque la crise petroliere eclata en 1973. Aux Etats Unis, le prix de l essence passa de 30 cents a 1 dollar par gallon. Le marche americain demanda alors des voitures plus economes. En dix ans, les importations d automobiles augmenterent de 15 a 28 pour cent. Toutes les voitures importees etaient bien sur equipees de pneus radiaux et, bientot, Michelin et Bridgestone prospererent avec leurs pneus sur le marche americain. Goodyear finit par produire un pneu radial en 1977, apres un investissement de plusieurs millions. D autres fabricants americains de pneus se mirent a collaborer ou furent rachetes. En 1983, toutes les nouvelles voitures americaines sortirent d usine avec des pneus radiaux.

Le pneu tubeless

En 1955, une evolution importante est intervenue dans la conception des pneus. Apres une longue periode de tests et d evaluation de differents brevets, le pneu sans chambre a air, le tubeless tyre, est devenu la norme pour les nouvelles automobiles.

Le pneu traditionnel avec chambre a air presentait plusieurs inconvenients, comme la difficulte de monter le pneu et la chambre a air, ainsi que la chaleur excessive pouvant se degager a cause de la friction entre la chambre a air et le pneu, avec pour consequence un eclatement du pneu.

Le nouveau pneu tubeless etait facile a monter et plus sur. Le risque d eclatement etait faible en raison de l absence de chambre a air et, en cas de crevaison, par exemple a cause d un clou, le pneu se degonflait lentement et donc de maniere plus sure. Au lieu d une chambre a air, c etait desormais le pneu exterieur qui formait avec la jante une seule chambre fermee. Pour obtenir une construction etanche a l air, le pneu assurait son etancheite sur le fond de jante et la valve avec joint en caoutchouc etait placee sur la jante. C est B. F. Goodrich qui, en 1955, a ete le premier a lancer un pneu tubeless sur le marche.

Le profil du groupe

La bande de roulement du pneu a ete dotee des le debut d un profil. On a constate que cela assure une meilleure adherence sur chaussée mouillee et boueuse. Le profil recueille l eau et la boue dans ses rainures et les evacue lateralement. De plus, le profil contribue dans une certaine mesure au refroidissement du pneu. Au debut du pneu a air, la bande de roulement portait parfois un texte qui laissait une empreinte sur les routes boueuses, comme NON SKID, visible sur la Pierce Arrow Model 38 de 1917 au musee Louwman. De nos jours, les pneus doivent repondre a des normes internationales de securite strictes concernant notamment la vitesse maximale et la charge maximale. Ces informations, ainsi que la dimension du pneu et la taille de jante requise, sont indiquees sous forme de code sur le flanc du pneu.

L avenir

Il est remarquable que pour le transport routier, la roue avec son pneu existe deja depuis plus de 3000 ans. Que nous apportera l avenir ? Allons nous continuer longtemps avec la roue sur la route ou allons nous nous deplacer dans les airs avec notre propre moyen de transport ? Il existe deja des trains a sustentation et des helicopteres.

Alfred Koeten