Science : Pourquoi remplissons-nous les pneus d’air ?

Cet article est traduit/adapté de l’anglais de ce billet : https://www.scienceabc.com/eyeopeners/why-do-we-fill-up-tires-with-air.html

La science derrière les pneus

Il y a peu de choses qui agacent autant qu’une crevaison, d’autant qu’elle peut être dangereuse en plus d’être ennuyeuse. Et c’est tellement facile de crever un pneu : en roulant bêtement sur du verre, en héritant d’un clou qui traînait sur la route, ou encore en roulant avec des pneus sous-gonflés. Bref, c’est la réalité de millions d’automobilistes, la crevaison fait partie de la vie d’un pneu et les manufacturiers n’y peuvent manifestement rien. Pourquoi ?

C’est là que la science intervient ^^
Un pneu est constitué de caoutchouc que l’on remplit d’air comme un ballon qui n’attend plus que de vous péter à la figure. Nul besoin d’être apprenti physicien pour imaginer qu’on serait bien mieux avec des pneus qui se passeraient d’air.

science pneu

Alors, pourquoi pas des pneus juste faits de gomme ? Pourquoi les remplit-on d’air, de toute façon ? Pour répondre rapidement à la question, rappelons qu’un boudin fait de caoutchouc n’absorberait pas les chocs comme le fait un pneu rempli d’air, et il userait aussi, air ou pas. Il faudrait donc aussi le changer, crevaison ou non.

De la science à l’histoire, comprenons mieux nos pneus

Si l’on compare l’histoire du pneu avec celle de la roue, on met en balance 130 ans contre 5500 ans. On ne remontera pas aussi loin, par souci de simplicité on va se concentrer sur quelques faits saillants de l’historique du pneu de caoutchouc.

1868 : le 1er pneu en caoutchouc creux est inventé par Benz, l’actuel Mercedes-Benz. Ce pneu était en fait une roue de métal, recouverte de caoutchouc et remplie d’air. Avant cela, les moyens de transport étaient dotés de roues de métal, c’était donc toute une révolution.

Encore une fois, la science vient au secours du pneu et début du 20ème siècle, on invente le caoutchouc synthétique. On comprend les avantages d’utiliser plus de gomme, de réduire l’utilisation du métal, on invente la bande de roulement, bref on améliore le coefficient de résistance au roulement et du coup … on comprend le potentiel que ce nouveau pneu représente pour l’industrie des transports, ainsi que pour la sécurité routière.

science pneu ancien car

1980 : alors que les décennies précédentes ont vu la création du pneu à chambre à air, les années 80 sont marquantes pour le pneu. On invente les premiers Runflat (roulage à plat après crevaison) et on explore l’univers des pneus Ultra Hautes Performances.

Finalement, la science sert la cause des automobilistes en explorant la possibilité de créer des pneus sans air, donc des pneus non-pneumatiques (NPT), réutilisables et recyclables, réservés aux véhicules propres / respectueux de l’environnement.
Mais avant de nous emballer sur cette possible révolution, comparons le pneu avec air et le boudin de caoutchouc pur.

Air vs Caoutchouc

Livrons nous l’exercice de comparer, science à l’appui, les deux technologies.

Les aléas de la route

+ Le pneu avec air : L’air se comprime, le pneu peut accuser de multiples déformations par seconde et donc s’adapter aux aléas de la route – sans déranger les occupants du véhicule

– Le pneu sans air : Le caoutchouc va absorber les chocs inhérents de la route, frapper l’obstacle éventuel, mais attention au confort des passagers !

Résistance au roulement et pneu vert

+ Le pneu avec air : conçu pour améliorer la consommation de carburant et la longévité du pneu

– Le pneu sans air : la notion de roulement et de frottement sur la route n’est pas optimisée, donc pas de pneu vert sans air.

Et la vitesse ?

Dans le passé, on utilisait des boudins de caoutchouc, ce qui est devenu un choix obsolète avec l’arrivée des voitures rapides. Rouler lentement impliquait que les aléas de la route n’avaient pas du tout le même impact, pouvaient être bien plus facilement évités. D’autre part, la résistance au roulement était moins perceptible, le souci environnemental carrément inexistant.

Ceci dit, la plupart des automobilistes ne changent pas leurs pneus suite à une crevaison, mais bien parce qu’ils sont usés et en fin de vie. Réalité identique pour les pneus sans air, et même légèrement différente : le boudin de gomme s’use plus vite et en raison de sa composition solide ils coûtent plus cher à produire et à recycler, ajoutent aussi du poids au véhicule.

Pas besoin d’en rajouter, le pneu avec air remporte le débat haut la main ! Maintenant que l’on est convaincu de la pertinence d’avoir des pneus avec de l’air, posons-nous la question suivante : et si l’on choisissait un autre type d’air ? Que nous apprend la science à ce sujet ?

Le nitrogène et les pneus

Ces dernières années, le remplissage des pneus à l’azote est devenu particulièrement populaire. Cette idée arrive tout droit de la Formule 1.

Les pneus remplis d’azote maintiennent une pression de pneu plus stable sur une longue période car l’azote est moins susceptible (que l’oxygène) de « s’échapper » à travers le caoutchouc du pneu.

En outre, les pneus remplis d’azote sont moins sujets aux changements de pression selon les fluctuations de température. Par contre, contrairement à l’azote, l’air s’adapte mieux aux conditions de température et d’humidité, ce qui lui permet de changer sa pression en conséquence.

L’azote a pour caractéristique d’être « sec », maintient donc une pression plus constante, représentant pour le pilote de F1 plus de cohérence, plus de stabilité, car qu’il pleuve ou non l’azote n’est pas affecté par le taux d’humidité de la route.

Ceci dit, vous et moi ne sommes pas coureurs de Formule 1, alors l’azote représente-t’il une alternative à l’air pour nos pneus de tous les jours ? Les experts ne le croient pas, le principal avantage de l’azote étant d’assurer d’excellentes performances à 200 km/h et plus … vitesse à laquelle le moindre changement de pression ou de compression peut être fatal.3

Le commun des mortels ne se rend même pas compte (la plupart du temps) de ces fluctuations de l’humidité et de pression atmosphérique.

Alors … science et bon sens vous dictent quoi ?

À la lumière de ces quelques éléments, on va continuer à préférer le pneu avec air, autant pour le confort que pour l’économie et l’impact sur l’environnement.

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