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L'adhérence sur sol mouillé, ou l'éternelle lutte entre le pneu et l’eau

L’adhérence du pneu sur sol mouillé est un phénomène complexe et dynamique qui met en jeu deux mécanismes : le grip et l’hydroplanage.

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Premièrement le grip (forces d’adhérence), par le contact de la gomme sur la route, permet une bonne adhérence, même sur route mouillée.
Le grip sur une route mouillée est généré par les micro-glissements entre la gomme et la route ; la gomme, grâce à ses propriétés viscoélastiques, va se déformer sur les aspérités de la route et générer les forces permettant à un véhicule de freiner, d’accélérer ou de passer un virage, même lorsque la route est humide et qu’une fine pellicule d’eau la recouvre. Quand la route est sèche, un autre mécanisme, l’adhésion, vient augmenter ce grip ; en effet, des liaisons moléculaires vont pouvoir exister entre la gomme et la route, générant ainsi plus de forces. Le premier effet de l’eau est donc d’empêcher l’adhésion, et de réduire le grip disponible.

 

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La gomme et l'adhérence

 

Deuxièmement l’hydroplanage se manifeste lorsqu’un véhicule roule vite sur une chaussée détrempée.
Le phénomène d'hydroplanage est bien connu, notamment dans les sports tel que le ski nautique. Ce phénomène se produit lorsque, au-delà d'une certaine vitesse critique, la pression d’eau devient suffisante pour permettre au skieur de planer sur l'eau.
L’eau va exercer le même effort de portance sur le pneum et ainsi réduire progressivement la surface de contact entre le pneu et la route.

L'hydroplanage est souvent considéré comme un processus binaire. C’est faux ! L’hydroplanage est un phénomène progressif qui, en fonction de la hauteur d’eau et de la vitesse, réduit progressivement la surface de contact avec la route. Souvent sur la route mouillée l’hydroplanage est absent ou présent en très faible proportion.
 

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Hydroplanage

 

Les principaux facteurs qui influencent l’adhérence sur route mouillée sont la route elle-même, la qualité du pneu, les conditions climatiques et la vitesse. La route permet d’évacuer l’eau, et grâce à la présence des micro-rugosités, au pneu d’accrocher la route avec son grip. Quand il pleut, une route usée sera ainsi plus glissante qu’une route neuve.

L’architecture et la sculpture du pneu jouent aussi un rôle majeur dans l'évacuation de l'eau qui est entre le pneu et la route, en offrant au pneu une aire de contact optimale avec la route. Sur cette aire de contact, ce sont les matériaux et la sculpture qui permettent au pneu d’accrocher à la route, et de générer des forces d’adhérence.

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Grip

Faut-t-il avoir peur de l’hydroplanage ?

Sur la base d'une analyse des données GIDAS réalisées par le VUFO (représentatives de l’accidentologie allemande), l'aquaplaning est un phénomène très peu accidentogène (quoique anxiogène). En effet, seulement 0,6% des accidents sur routes mouillées en Allemagne seraient dus à l'aquaplaning.

Les deux principaux scenarios à retenir sont les suivants:

  • Lorsque la surface de la route est humide (voir le graphique ci-dessous) – il n’y a pas d’hydroplanage quelle que soit la vitesse, même si le grip diminue par rapport à une route sèche.
  • Sur route mouillée (hauteur d’eau > 0 mm), l’hydroplanage est présent et son pourcentage augmente avec la vitesse du véhicule et la hauteur d’eau. Dans des conditions de fortes hauteurs d’eau la plupart des conducteurs adapteront leur vitesse.
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Les conditions plus défavorables pour l’hydroplanage sont :

  • Forte hauteur d’eau (1 mm et plus)
  • Forte vitesse
  • Pneu sous-gonflé
  • Pneu usé

C’est pour cela que Michelin appelle à tester la résistance des pneus face à l’hydroplanage dans les conditions plus défavorables et donc de tester les pneus usés.

Un choix de conception

Pour qu'un pneu puisse être performant sur une surface mouillée. Il doit être capable de générer un maximum de grip et d’évacuer un maximum d’eau pour obtenir la plus grande surface de contact possible avec la route.
Les performances d'un pneu résultent du choix de conception du manufacturier en agissant notamment sur les matériaux, la sculpture de la bande de roulement ou la forme de la surface de contact. Le défi technique principal consiste à concevoir un pneu qui garantit un bon niveau de performances, en particulier en cas de route mouillée, tout au long de sa durée de vie.

Comment puis-je empêcher ou réduire mon aquaplaning ?

Commencez par vérifier l'état et la pression de vos pneus. Une pression insuffisante augmente fortement le risque d'aquaplaning. Si votre pneu est sous-gonflé de 30% par rapport à la pression recommandée, il y a une réelle augmentation du risque d'aquaplaning. Enfin, adaptez toujours votre vitesse aux conditions climatiques et aux conditions de la route.

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3 questions à

« Cyrille Roget, Directeur de la communication technique et scientifique du groupe Michelin »

1. Comment Michelin travaille-t-il à minimiser le phénomène d'hydroplanage sur ses pneus ? 

Il y a trois paramètres que Michelin travaille simultanément pour assurer la performance et la sécurité d'un pneu sur sol sec et mouillé : les matériaux, la sculpture de la bande de roulement et la forme de la surface de contact du pneu avec le sol.

  1. Les matériaux : c'est le secret d’un mélange de composés chimiques, de caoutchoucs naturels et synthétiques, et d'additifs pour fabriquer des matériaux qui permettent à la bande de roulement d’adhérer au sol dans toutes les conditions.
  2. La sculpture de la bande de roulement : c’est l’ensemble composé par les rainures et les pavés de gomme en contact avec la route. Les rainures doivent contenir l’eau dans la surface de contact et l’évacuer vers l'extérieur. Les pavés de gomme doivent assurer une répartition uniforme de la pression et de la charge sur toute la surface de contact, et transmettre l’adhérence à la route. Enfin, les lamelles et les bords des pavés, vont couper le film d'eau, permettant au pneu d’adhérer à la route.
  3. La forme de la surface de contact : sur route mouillée, la forme de la surface de contact et, en particulier, la forme de son « bord d'attaque », influence l’évacuation de l'eau. Un bord d’attaque arrondi déplacera l'eau sur les côtés et évacuera l'eau vers l’extérieur, tandis qu'un bord d’attaque plus carré et rectangulaire entraînera l'eau en avant, créant un effet de vague. 

2. Pneus neufs contre pneus usés, ce ne sont pas forcément ceux que l'on croit qui sont les plus performants, mais tout est affaire de conception, c'est bien ça ?

C’est exactement ça ! Le freinage sur sol mouillé est la principale performance de sécurité qui se dégrade au fur et à mesure que le pneu s’use. Il s’agit donc d’une performance qui devrait être systématiquement testée sur pneu usé. Une des idées reçues d’ailleurs, dans l’esprit des consommateurs, est de considéré que la sécurité dépend de la hauteur de sculpture du pneu en cours d’utilisation. Or, la hauteur résiduelle de la bande de roulement n'est pas une donnée pertinente pour mesurer la performance de sécurité d’un pneu. Il suffit de savoir qu’aujourd’hui sur le marché certains pneus usés peuvent freiner sur le mouillé aussi bien que d’autres pneus neufs. La sécurité sur sol mouillé des pneus usés résulte d’abord du choix de conception réalisé par les fabricants. En aucun cas la performance n’est garantie par la hauteur de sculpture. C’est pour cela que Michelin appelle à tester les pneus usés !

3. C'est pourquoi vous insistez beaucoup sur l'importance de tester les pneus usés dans toutes les conditions ?

Nous insistons surtout sur l’importance de tester les pneus usés sur sol mouillé, car il s’agit de la principale performance de sécurité qui se dégrade au fur et à mesure que le pneu s’use. D’autres performances au contraire s’améliorent avec l’usure, notamment le freinage sur sol sec ou la résistance au roulement ou encore la consommation de carburant.