🧰 Le coup d'écrou #3 - Roue et pneumatique

La roue

La roue d’un véhicule automobile est constituée de la jante sur laquelle se monte le pneumatique et du voile qui est la partie reliant la jante au moyeu.

Il existe une grande variété de roues automobiles qui diffèrent soit par la nature du voile, soit par le montage des différentes parties.

Les roues sont classées en trois types:
- Les roues à disque
- Les roues à rais
- Les roues à rayons

1. La roue à disque 

Ce modèle de roue est le plus employé sur les véhicules de tourisme.

Le disque, appelé voile de roue, est en tôle d’acier emboutie ou en alliage léger coulé et est évidé en son centre pour le passage du moyeu.
Sa forme est étudiée pour donner à la roue la plus grande rigidité possible. Le voile est percé, en plus de l’ouverture centrale, d’un certain nombre de trous permettant le montage de la roue sur le tambour de frein ou sur le moyeu par des goujons. Les écrous assurent, en même temps que la fixation de la roue, son centrage sur le moyeu grâce leur embase conique qui se serre dans le trou dont le diamètre est supérieur celui du goujon.

Chaque flanc de la jante présente une partie horizontale ou légèrement inclinée, appelé le repos de talon, destinée à recevoir le talon du pneu.
Ces flancs bordent une base ou fond de jante qui peut avoir plusieurs formes :

- Base creuse
Elle est la plus répandue. La gorge circulaire qui donne son nom à ce type de jante est indispensable pour le montage de l’enveloppe du pneumatique.
Une fois l’enveloppe engagée sur la jante, les bourrelets se placent, lors du gonflage, de part et d’autre de la gorge où ils sont maintenus par la pression de la chambre à air.

- Base plate
Elle est utilisée surtout sur les véhicules utilitaires. L’un des bords de la jante est obligatoirement amovible pour le montage de l’enveloppe. Le bord démontable est maintenu sur la jante par un anneau d’acier qui pénètre, grâce à son élasticité, dans une gorge latérale de la jante.

2. La roue à rais

Ce type de roue équipe les véhicules utilitaires gros porteurs. Elle est en acier coulé. La jante, amovible, du type à base plate s’engage sur les extrémités des rais où elle est maintenue par des pièces d’acier boulonnées.

3. La roue à rayons

Ce type de roue est de même nature que la roue de motocycles et est surtout utilisée sur les voitures de sport.
Hormis le fait qu’elle soit plus légère que la roue à disque, elle a une certaine élasticité lui permettant de résister à des efforts latéraux importants. Son prix de revient élevé en limite toutefois l’emploi sur les voitures de série.

La roue à rayons a un faux-moyeu cannelé qui vient s’adapter sur le moyeu également cannelé où il est maintenu par un gros écrou oreilles tenant lieu d’enjoliveur.

Les rayons vont du bord de la jante au moyeu et sont assemblés selon un entrecroisement compliqué. Pris séparément, chaque rayon ne présente qu’une résistance faible aux forces qui tendent à le plier mais ces forces sont distribuées sur la totalité des rayons, de sorte que chacun ne supporte qu’une partie de l’effort et que l’ensemble constitue une structure extrêmement solide.

Une des extrémités du rayon est crochetée dans le moyeu, tandis que l’autre passe par un trou du bord de la jante et reçoit un écrou qui permet de le tendre. La tension de chaque rayon doit être réglée avec précision pour ne pas déformer le bord de la jante, qui est assez peu résistant.

Le pneumatique

Le pneumatique, gonflé d’air à une pression déterminée, constitue un boudin élastique qui amortit les chocs résultant des inégalités du sol. Dans le même temps, le pneumatique assure l’adhérence de la roue sur le sol.

Un pneumatique comprend deux parties :
- L’enveloppe, aussi appelée pneu
- La chambre à air

1. L'enveloppe

Il existe deux types d’enveloppes :

- A talons 
Utilisés avant-guerre, ils ne sont plus d’actualité. Ce type de pneu se monte sur une jante en acier dont les lèvres sont incurvées pour former des crochets, afin de s’encastrer dans la fente de chaque talon du pneu. Les talons sont maintenus dans les crochets par la pression de l’air.
Lors du montage il était essentiel de s'assurer que les talons étaient entrés correctement dans leur logement pour éviter le déjantage.

- A tringles
Les pneus que nous utilisons de nos jours sont « à tringles ».
Un pneu à tringles est constitué d’un nombre variable de couches de tissu spécial enrobées de caoutchouc, formant la carcasse du pneu. Les couches de tissu ou plis (1, 2, 3, 4), sont en fil de coton ou de rayonne imprégnés de gomme.
Entre les plis sont disposées de minces couches de gomme servant à renforcer la résistance de la carcasse sans rien lui ôter de sa souplesse.

De simples câbles d’acier, appelés tringles (15), sont noyés à l’intérieur des bourrelets ou lèvres de l’enveloppe (14). Sur la carcasse est fixée la bande de roulement (12) formée d’une épaisse couche de gomme réunie à la carcasse par un tissu très résistant enrobé de gomme.

Les flancs de l’enveloppe, qui doivent avoir une grande souplesse, sont recouverts extérieurement d’une mince couche de gomme (13). L’enveloppe ainsi constituée est placée dans un moule chauffant en vue de la cuisson ou vulcanisation. C’est au cours de cette opération que sont formées les sculptures de la bande de roulement. Ces sculptures sont de formes très variables suivant les marques de pneus et suivant les usages auxquels sont destinées les enveloppes.

Note : il existe aussi des pneus « sans chambre » aussi connus sous le nom de tubeless. Extérieurement, ils ne se distinguent pas d’un pneu ordinaire. L’enveloppe s’adapte à la jante avec une étanchéité parfaite et l’air est directement enfermé dans l’enveloppe.

Vocabulaire :
La chambre à air est un tube de caoutchouc parfaitement étanche formant un tore élastique (lorsqu’il est gonflé).
La chambre est munie d’une valve qui permet à l’air sous pression de pénétrer à l’intérieur lors de la phase de gonflage mais qui s’oppose au passage de l’air dans le sens inverse.

Les dimensions des enveloppes pneumatiques 

Hormis ses caractéristiques de structure, un pneumatique est également défini par ses dimensions. Pour exprimer les dimensions d’un pneumatique, il existe plusieurs systèmes. Les dimensions de l’enveloppe figurent sur celle-ci, en relief sur la gomme du flanc. Elles sont exprimées par deux groupes de chiffres séparés par le signe « X » ou le signe « - ».
Les systèmes de dimensions varient suivant que les pneus sont du type à haute pression, à basse pression ou à très basse pression.

Haute pression :
Le premier groupe de chiffres exprime le diamètre extérieur de l’enveloppe, mesuré sur la bande de roulement (pneu gonflé mais au repos). Le second groupe de chiffres exprime la largeur du pneu gonflé. Exemple : Pneu de 30 x 5,25

Basse pression :
Pour la désignation française, les dimensions sont exprimées en centimètres. Le premier groupe de chiffres indique la largeur du pneu gonflé. Le second groupe indique le diamètre intérieur de l’enveloppe. Exemple : Pneu de 16 x 50 / Pneu de 13 x 45

Très basse pression :
Selon la désignation française, le pneu à très basse pression est désigné par les mêmes dimensions que le pneu à basse pression, mais la largeur du boudin est exprimée en millimètres et le diamètre intérieur en centimètres.

Les dimensions des jantes

Les jantes peuvent être désignées de la même manière que les pneus qu’elles sont destinées à recevoir mais elles peuvent également être désignées par leurs dimensions propres, en pouces.
Le premier groupe de chiffres indique alors le diamètre de la jante mesuré à l’endroit du repos des bourrelets de l’enveloppe tandis que le second groupe de chiffres indique la largeur intérieure de la jante.
Exemple : Jante de 20 x 8

Pour aller plus loin et conclure les explications, Michelin propose une vidéo sur la fabrication d’un pneumatique : https://www.youtube.com/watch?v=iQubymts_JY&feature=youtu.be

Merci à Alexandre Degrandcourt pour ce troisième "coup d'écrou" ! 

Crédits photos : Minute Auto

Crédits vidéo : Michelin Classic

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