Il y a bien plus à faire que vous ne le pensez dans la fabrication de votre jeu de pneus

« La plupart des gens prennent les pneus de leur voiture pour acquis », a déclaré Jay Jakupca. « Vous les achetez, vous les utilisez, soit vous les aimez, soit vous ne les aimez pas. Ils font du bruit ou pas, pour une raison quelconque. Nous savons qu’il y a des ceintures en acier à l’intérieur, et nous savons qu’il y a du caoutchouc sur le dessus, et il y a une bande de roulement. Mais à part ça, nous n’avons pas tendance à savoir grand-chose ni à nous plonger dans ce domaine.

Jakupca en sait plus que cela; c'est un tout-terrain pneu designer pour BFGoodrich. Lorsque l’équipe Digital Trends s’est rendu compte que nous n’en connaissions pas vraiment assez sur les pneus, nous avons appelé Jakupca et son homologue sur route chez BFGoodrich pour voir si nous pouvions trouver un indice.

Fabriquer des pneus est un peu compliqué

Quand on y pense, un pneu ordinaire est une œuvre incroyable. Il est suffisamment doux pour que vous puissiez y laisser une marque avec votre ongle, mais il dure entre 20 000 et 50 000 miles sur votre voiture. Au cours de la durée de vie moyenne d’un pneu, il peut être amené à fonctionner à des températures inférieures à zéro lors d’un blizzard ou à des températures supérieures à 150 degrés lors d’une chaude journée d’été. Il roulera sur les rochers, les bordures, les nids-de-poule et pire encore, et il continuera. Pour survivre, un pneu doit être suffisamment résistant pour résister aux chocs et suffisamment flexible pour rebondir des millions de fois.

Cette ténacité est intégrée lorsqu'un pneu est fait. Cela commence par les anneaux jumeaux qui scellent le pneu à la roue. Chaque pneu est construit autour de ces deux anneaux métalliques rigides. Des couches de caoutchouc renforcées de nylon, de polyester, de Kevlar ou d'autres matériaux créent d'abord ce que les fabricants de pneus appellent une carcasse. Ensuite, des couches de fil d'acier flexible recouvertes de caoutchouc sont superposées sur l'extérieur. Chaque couche est fixée avec un adhésif. Enfin, le caoutchouc souple qui constitue la surface de la bande de roulement et le flanc est appliqué et collé.

Une fois le pneu « vert » fabriqué, il entre dans un moule pour être durci. Le moule présente la bande de roulement sur sa face intérieure et le pneu est chauffé et pressurisé dans le moule. Cette action forme la bande de roulement, ainsi que les inscriptions en relief que vous trouvez sur les flancs. Lorsque le pneu sort du moule, il est prêt à être testé et expédié.

Il y a bien plus que cela, bien sûr. Les composés de caoutchouc sont radicalement différents entre les pneus d'hiver, les pneus haute performance, les pneus de camion et les pneus lourds. les pneus d'équipement et les pneus à faible résistance au roulement utilisés sur de nombreux hybrides et véhicules électriques pour améliorer l'énergie efficacité. Le composé de caoutchouc utilisé par tout fabricant de pneus est un secret bien gardé; ils ne discuteront même pas des ingrédients, encore moins de la formule.

"C'est un processus très élaboré et long", a déclaré Jakupca. « Nous utilisons de très nombreux composés, car différents composés vous donneront quelques pour cent de traction sur sol mouillé, ou peuvent vous offrir une meilleure maniabilité de 2 %. Cela peut sembler peu, mais le composé est très crucial. Vous ne voulez pas utiliser un composé d’été sur un pneu d’hiver.

Concevoir des pneus est extrêmement compliqué

Une fois que vous êtes sur le point de fabriquer les pneus, le plus dur est déjà fait. Pour examiner de plus près le processus de conception, nous avons contacté Kevin Reim, responsable mondial de la catégorie de produits pour les produits B.F. Goodrich On-Road.

"Le composé, la conception de la bande de roulement et l'architecture, tout cela est prouvé par notre expérience en course et nous guide dans le développement", a déclaré Reim. « Mais nous suivons également notre processus de développement traditionnel, où nous créons des concepts, les modélisons. dans nos systèmes informatiques, puis les testons, les simulant réellement dans notre ordinateur systèmes. »

La simulation informatique permet à des ingénieurs comme Jakupca et Reim de travailler sur autant de conceptions potentielles que nécessaire avant de devoir s'engager dans un prototype. La première étape pour concevoir un nouveau pneu est de se poser des questions.

« Qu’est-ce que nous essayons de faire en particulier? » » a demandé Jakupca. « Par exemple, si vous dites que vous voulez avoir la meilleure traction dans la boue qui soit. Eh bien, il va y avoir un compromis. Souvent, vous devrez peut-être sacrifier le bruit ou l’usure. Par exemple, notre pneu tout-terrain BFGoodrich KM3 est conçu pour grimper, conçu pour conquérir. Nous devons donc pouvoir avoir une traction dans la boue, une traction sur la roche, et nous devons également avoir ce flanc très robuste.

« Nous effectuons de nombreuses études de marché auprès des consommateurs », a déclaré Reim, « et nous prenons en compte de nombreux commentaires des consommateurs. Nous mettons les besoins du consommateur ainsi que les besoins du marché et toutes les exigences réglementaires ensemble dans une spécification de produit très spécifique, ainsi que des objectifs clés en matière de performances et autres spécifications.

Une fois qu’ils savent ce qu’ils veulent, les ingénieurs utilisent un modèle de test virtuel sophistiqué.

"Nous avons des simulations pour la traction et divers éléments comme la chaussée mouillée", a déclaré Reim à Digital Trends. « Nous effectuons des simulations d’aquaplanage. Toutes ces choses nous aident à développer et à prouver nos concepts. Une fois que nous pensons avoir trouvé la combinaison idéale, nous construirons nos variantes de prototypes. Il s’agit vraiment d’essayer autant d’idées que possible, dans des limites raisonnables, après avoir simulé ce que nous voulons. Ensuite, ce pneu est testé.

Tests dans le monde réel

Tester une nouvelle conception de pneu est méthodique, reproductible et basé sur des données.

"Au moment où nous passons aux tests, nous disposons d'un certain nombre de variantes de prototypes de pneus", a expliqué Reim. «Ensuite, nous nous rendons à notre installation d'essai en Caroline du Sud. Nous y avons un certain nombre de pistes et un certain nombre de véhicules. Le fait est que nous essayons de simuler ou de reproduire les conditions dans lesquelles ces pneus seront utilisés, et des conditions encore plus extrêmes.

Pour un passionné de conduite, devenir pilote d’essai de pneus pourrait être la carrière ultime.

"Nos pilotes d'essai sont très bien formés et expérimentés pour détecter les nuances entre ces produits et nous fournir des commentaires sur les différents tests que nous avons demandés", a déclaré Reim. « Les tests impliquent généralement le freinage, le bruit et le confort habituels sur sol mouillé et sec. Mais nous faisons beaucoup d’autocross sur sol mouillé et sec. Les testeurs sont donc payés pour l'autocross. Inscrivez-nous !

En plus des tests sur les humains, il existe des tests automatisés sur les machines.

"C'est très objectif", a déclaré Reim. « Les tests sur machines portent davantage sur la durabilité et l’endurance. Nous collectons toutes ces données et les analysons pour prendre des décisions sur notre prochaine étape dans le cycle de développement de produits. Nous passons généralement par plusieurs cycles de génération de concepts en matière de prototypage et de tests avant d'arriver à ce que nous pensons être le meilleur produit pour le marché. Il y a donc beaucoup de choses à faire dans chaque nouveau produit.

Le test ultime est la vraie vie

Le travail de Jakupca est de faire en sorte que hors route des pneus qui conquériront les courses les plus difficiles du monde, comme la Baja 1000. Les pilotes équipés de pneus BFGoodrich ont remporté la Baja 30 fois au classement général. En 2018, huit des dix premiers pilotes de la Baja 1000 ont couru avec des pneus BFGoodrich. Cette course est considérée comme le test ultime.

"Nous avons obtenu certaines données de la Baja 2016", a déclaré Jakupca. « Ces informations nous ont été essentielles pour déterminer ce qui devait être réglé. Du point de vue tout-terrain, la Baja nous a donné la confiance dont nous avions besoin dans la KM3.

"Nous sommes une marque de performance", a insisté Reim. « Nous proposons des produits qui s'adressent réellement aux chercheurs de performance. Des gens qui apprécient vraiment les performances qu’ils peuvent obtenir des véhicules et bien sûr les composants adaptés à ces véhicules. Nous sommes donc impliqués dans un certain nombre de sites de sport automobile pour le développement sur route. Qu’il s’agisse de la construction de la carcasse, du composé de la bande de roulement ou même de la conception de la bande de roulement, cela nous apporte le savoir-faire nécessaire pour produire davantage de produits grand public.

Le prochain défi

Les voitures, les camions et les SUV proposent continuellement plus de couple et plus de puissance, ce qui impose une demande toujours croissante aux fabricants de pneus comme Jakupca et Reim. De plus, ce n’est pas seulement qu’il y a plus de couple et de vitesse bruts; c'est quand et comment ce couple est appliqué.

"Avec les systèmes électriques, le couple commence à monter en flèche et nous nous attendons à ce que cela continue ainsi", a déclaré Reim à Digital Trends. « Nous comprenons donc immédiatement où nous devons aller avec notre produit. Nous allons devoir proposer des modèles de bande de roulement plus rigides pour pouvoir gérer ce couple.

Une fois que vous comprenez le travail effectué sur vos pneus, il est difficile de les tenir pour acquis. Gardez cela à l’esprit la prochaine fois que vous serez sur le point de rouler sur un rocher ou un nid-de-poule.