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Sep 24, 2023

Alors que les futures automobiles se tournent vers l'autonomie et la connectivité numérique, les pneus qui transportent ces véhicules devraient également améliorer leur niveau d'intelligence et d'électronique. Cependant, les écrous et boulons des pneus - leur composition chimique et physique - évolueront également probablement via de nouveaux matériaux et compositions.

La science des matériaux est un domaine du développement des pneus où l'industrie a fait preuve d'une ingéniosité et d'une persévérance incroyables ces dernières années. Alors que le pétrole, l'acier et diverses fibres continueront d'être utilisés dans la composition des pneus, de nombreuses alternatives - soja, pissenlits, tomates, mousses et bien d'autres - sont étudiées et utilisées dans de potentiels futurs produits.

Pour les ingénieurs du pneu, c'est un moment de fierté lorsqu'une technologie de matériau née dans un laboratoire de chimie se rend jusqu'à la commercialisation et la mise en œuvre dans un nouveau produit. Les matériaux révolutionnaires uniques contribuent à faire avancer une histoire positive pour une entreprise en particulier ou pour l'industrie du pneu dans son ensemble, mais le fait demeure - le pneu avec l'ingrédient remarquable doit toujours fonctionner à un niveau de performance égal ou supérieur.

L'un des exemples les plus significatifs de matériaux uniques dans les pneus est le travail de Goodyear sur l'huile de soja. Il représente une étape importante dans le remplacement des huiles à base de pétrole dans les pneus et offre une solide histoire de durabilité et de science, aidant à réduire l'utilisation de produits à base de pétrole non renouvelables.

L'entreprise a travaillé avec le United Soybean Board pour faire avancer le projet, ce qui en fait plus qu'une vision ; Goodyear a plusieurs pneus grand public sur le marché qui contiennent de l'huile de soja, avec des plans pour étendre la technologie à d'autres segments. L'utilisation généralisée de la silice dans les pneus, désormais très courante, s'est étendue à un autre exemple de matières premières alternatives. Un produit à base de silice fabriqué à partir de cendres de balle de riz résiduelles, un sous-produit de la transformation du riz, peut offrir des performances similaires à la silice à base de sable. La source biologique aide à réduire les déchets envoyés dans les décharges et a été menée dans les efforts par Goodyear et les transformateurs de silice de cendre de balle de riz. Plus récemment, des efforts comme celui-ci ont permis à Goodyear de développer un pneu de démonstration composé à 90 % de matériaux durables.

Un composant de pneu aussi basique que le noir de carbone est également à l'étude. Le noir de carbone récupéré offre une opportunité de réduire la dépendance de l'industrie vis-à-vis de la pétrochimie, et Michelin et Bridgestone se sont associés pour une perspective commune autour de cette possibilité.

Les deux sociétés pensent qu'une partie du noir de carbone traditionnel pourrait être remplacée en récupérant une partie du matériau des pneus. Ils ont tracé une voie pour potentiellement réutiliser le noir de carbone des pneus et d'autres produits en caoutchouc. Avec le noir de carbone recyclé et d'autres initiatives, Michelin a prouvé sa capacité à produire des pneus avec des matériaux durables. La société affirme avoir atteint cette année l'utilisation de 40 % ou plus d'intégration de matériaux durables dans certains de ses pneus de moto. Cela pousse Michelin vers l'avant dans son objectif d'atteindre une moyenne de 40 % de matériaux durables dans toutes ses gammes de produits d'ici 2030.

Bridgestone utilise également déjà des matériaux révolutionnaires dans les pneus réels via sa mise en œuvre du guayule dans les pneus de course. Certains pneus de compétition ont le caoutchouc naturel alternatif, fabriqué à partir d'un arbuste du désert tolérant à la chaleur cultivé dans le sud-ouest américain.

Bridgestone pense que le caoutchouc guayule a le potentiel d'avoir un impact économique durable, peut réduire la consommation d'énergie et offrir d'autres avantages environnementaux associés au transport du caoutchouc naturel provenant de l'étranger. La société continue de consacrer des ressources à la recherche et à la commercialisation du guayule après avoir lancé son initiative guayule en 2012.

Un autre matériau végétal intéressant qui reçoit beaucoup d'attention en tant qu'alternative au matériau des pneus est le pissenlit russe, appelé espèce TK. Divers fabricants de pneus et partenariats public-privé ont fait des progrès sur cette technologie au fil des ans.

Continental Tire et Apollo Tires ont utilisé du caoutchouc de pissenlit pour fabriquer des pneus de vélo. Apollo a participé à un consortium européen qui a débuté en 2014 pour établir une chaîne de production de caoutchouc de pissenlit, en commençant par la culture de la plante.

Continental s'est associé à diverses organisations pour produire et tester des pneus avec une bande de roulement composée à 100 % de caoutchouc naturel de pissenlit. La société pense pouvoir fabriquer des pneus grand public à base de pissenlit d'ici 10 ans et rapporte des tests "prometteurs" de pneus de camion pissenlit.

Le défi consiste à planter, cultiver et récolter suffisamment de latex de pissenlit de l'espèce TK pour avoir un impact raisonnable. Les avantages sont clairs; les hévéas mettent généralement sept ans à produire le latex nécessaire à la production de caoutchouc, mais les pissenlits peuvent être récoltés tous les six mois. Ils se prêtent également à d'autres climats, tandis que les hévéas ne peuvent prospérer que dans une zone autour de l'équateur connue sous le nom de "ceinture de caoutchouc".

Les modèles mondiaux montrent que la demande du marché pour le caoutchouc naturel devrait dépasser les capacités de production, ce qui entraîne une volatilité des prix de la matière première et des pénuries potentielles.

Cette révélation a conduit le gouvernement américain à en prendre note et à soutenir la recherche sur le caoutchouc de pissenlit. Goodyear a annoncé début 2022 un programme avec le département américain de la Défense et l'Air Force Research Lab pour développer une source nationale de caoutchouc de pissenlit. L'accord est lié au fait que le caoutchouc naturel est classé comme une "matière première stratégique" qui sert d'ingrédient essentiel dans les pneus militaires, d'avion et de camion.

L'objectif est d'utiliser le caoutchouc de pissenlit pour fabriquer des pneus d'avions militaires qui seront construits et testés par Goodyear en coopération avec la base aérienne de Wright-Patterson dans l'Ohio. Si des tests supplémentaires donnent de bons résultats, il est possible que le caoutchouc de pissenlit soit utilisé dans toutes les applications de pneus.

Ailleurs, des chercheurs de l'Université du Minnesota ont travaillé sur une technologie pour produire des pneus automobiles à partir d'arbres et d'herbes. Le projet implique un processus chimique pour fabriquer de l'isoprène, un monomère de caoutchouc naturel, et l'université affirme que la production de biomasse à partir d'arbres et d'herbes serait identique aux pneus actuels en termes d'apparence et de performances. De nombreux fabricants de pneus ont également travaillé dans cet espace alternatif à l'isoprène.

Autre exemple d'efforts public-privé, Sumitomo Rubber Industries travaille avec deux universités au Japon pour améliorer les rendements de caoutchouc naturel et de nouvelles souches de caoutchouc naturel - via une enzyme dérivée de la tomate. La société a fait cette annonce en juin lors de la Conférence internationale du caoutchouc en Allemagne.

Pour des idées encore plus extrêmes dans le domaine des matériaux de pneus, considérez les concepts du futur lointain de Goodyear présentés au Salon de l'automobile de Genève ces dernières années. Cela a inclus le "Oxygene", un pneu imprimé en 3D fait de poussière de pneu recyclé avec de la mousse vivante dans son flanc; le "reCharge", qui utilise des capsules remplaçables qui régénèrent la bande de roulement ; et le "Eagle 360 ​​Urban", une sphère faite de peau bionique et d'une bande de roulement morphing.

C'est beaucoup à saisir.

En regardant dans 10 ans ou plus les critères de performance des pneus qui seront les plus importants, les mêmes éléments - résistance au roulement, poids, adhérence toutes saisons vs hiver, résistance à la perforation, durée de vie de la bande de roulement - compteront. Oui, les attentes en matière de performances augmentent, sans compromis, mais les fabricants de pneus prennent une longueur d'avance en faisant progresser la science des matériaux de manière créative.