Texte : Marc ALIAS
Photos : Marc Alias et D.R.
Avec plus de 900 millions de véhicules dans le monde et le double prévu d'ici à vingt-cinq ans (!), l'impérieuse nécessité d'économiser les ressources fossiles non renouvelables et surtout, la préservation de notre fragile santé passe aussi par la mise en œuvre de pneus à basse résistance au roulement. Quant à la planète, elle, elle en a vu d'autres et s'en remettra encore une fois mais nous ? Fort de ce constat, la plupart des industriels vont aussi dans le bon sens. A commencer par Michelin, pionnier mondial des pneus à basse consommation. Accompagnés d'une fabrication moins polluante, ces pneus aussi rationnels que délicats à mettre au point, semblent avoir réussi à concilier l'inconciliable. Avec l’avènement actuel de la 5 ème génération, voici venu le moment de faire le point sur cette succès story…
1- Pneus à moindre résistance à l'avancement...
...plutôt que pneus verts puisque certains lecteurs pensent qu'ils sont issus du recyclage ou sont vraiment de cette couleur (Ca existe) ! Tout ceci n'est pas une vue de l'esprit ou un nième piège marketing et cela mérite d’être souligné ! N’avez vous jamais poussé votre véhicule dans votre garage et pire, avec un pneu à plat ? A ces occasions, vous avez pu expérimenter physiquement cette fameuse résistance à l'avancement, très aggravée par la crevaison voire le sous gonflage. En effet, rappelons encore une fois qu’avec un déficit de seulement 1 bar de pression, on provoque non seulement une grande insécurité avec un réel risque d'éclatement mais aussi une surconsommation donc une sur pollution de 3 %. A ce titre, on ne saurait trop recommander la pose de 4 astucieux bouchons K-pressure à lecture directe optique breveté par Pirelli.
Refermons cette parenthèse pratique et poursuivons notre propos : meme dans des conditions optimales, cette perte d'énergie équivaut à gravir une pente fictive constante de 1 %.Autrement dit, 20 % de la consommation d’énergie nécessaire à faire avancer une automobile à moteur thermique ou électrique est perdue dans les pneumatiques. Pire, d’un plein sur cinq, on passe à un sur trois dans le cas des poids lourds ou d’un véhicule électrique en utilisation urbaine ! Or, entre le meilleur et le moins doué des concurrents, des tests internes Michelin ont permis de constater des écarts allant jusqu'à 50 % de cette résistance.
Depuis 1992 et la première génération de pneus Energy de Michelin, actuellement tous les manufacturiers, dont Bridgestone avec sa série ECOPIA, proposent une gamme de pneus « verts ». Comme pour les voitures « propres », ce terme trompeur est bien galvaudé dans les médias traditionnels toujours aussi incompétents en technique. Cela dit, il s'applique assez bien dans le cas particulier du Goodyear BioTred breveté pour son mélange de gomme à base d'amidon de maïs, au lieu de la silice, qui possède, elle aussi, des qualités (très!) élastiques qui abaissent les pertes par roulement du pneumatique. Ce projet est meme soutenu et subventionné par la CEE dans le cadre du projet environnemental européen LIFE global de plus de 12 millions d'Euros au total.
L'origine de la résistance au roulement est un phénomène physique malheureusement incontournable qui apparaît au travers du cône d'adhérence cher à mes élèves des terminales techniques STI. Cette théorie prévoit que l'effort tangentiel maximal de traction ou de freinage, est proportionnel au poids supporté par la roue et au coefficient d'adhérence, f, qui doit être le plus élevé possible pour assurer cette...adhérence justement ! Comme il en est de meme pour la résistance au roulement, ce défi est un vrai casse-tête chinois. Si les ingénieurs ne peuvent donc pas la réduire à zéro, chez Michelin, on pronostique une baisse supplémentaire de 25 % dans les dix ans à venir.
Aujourd'hui, divers leviers permettent d'agir sur ces pertes de plus en plus indépendamment des autres caractéristiques du pneu final : là réside tout le savoir-faire du fameux manufacturier ! Ainsi, à la conception, les matériaux, soit 200 composants différents en moyenne, et la structure ont la même influence sur la résistance au roulement tandis qu'une augmentation de la profondeur des sculptures de 50 % dégrade de 12 % cette performance. Dans le meme ordre d'idées, un diamètre de roues élevé aura un impact positif à l'inverse de l'indice de vitesse…
Michelin, le grand précurseur...
Pour la première génération de pneus Energy en 1992, labellisés « Green X », Michelin avait augmenté avec succès le pourcentage de silice dans le mélange de gomme. Sur ce sujet depuis 20 ans, il est donc clair que son département de recherche et développement, fort d’un budget annuel de plus de 500 millions d’euros, a acquis une avance, une expérience et une expertise inégalables ! C’est pourquoi, en parallèle à la gamme pour véhicules particuliers, Michelin a aussi développé pas moins de 3 générations successives destinées aux poids lourds.
Dans un souci constant d’amélioration, la 2eme mouture est apparue en 2003 avec une enveloppe s’échauffant toujours aussi peu pour réduire la consommation de carburant tout en étant capable de chauffer rapidement mais localement au niveau du contact de la gomme avec la route. Cette dernière qualité, toujours d’actualité, permet d’offrir de courtes distances de freinage y compris sur sol mouillé. Selon les graphiques du célèbre manufacturier, les générations successives ont apporté une sensible amélioration de l'adhérence avant d’atteindre l’équilibre du Saver actuel. En 3 ans, les plus de 38 millions d’unités vendues à fin août 2010 ont permis d’économiser plus de 136 millions de litres de carburant soit 273 000 t de CO2 ou encore l’équivalent de 150 000 voitures qui auraient roulé sans aucun dégagement de gaz carbonique ! Pour couronner cet exploit, il a aussi obtenu près de 150 homologations techniques chez les plus grands constructeurs automobiles de la planète !
Mais, dans un contexte général plus écologique que jamais, tous les grands constructeurs sont demandeurs d’économies de carburant à tous leurs équipementiers. Entre 2012 et 2018, des malus européens vont directement taxer les constructeurs dont les voitures neuves dépassent certain seuils d’émissions de CO2 selon le barème suivant et par unité vendue :
- jusqu’à 1 g de dépassement : 5€
- Entre 1 et 2 g de dépassement : 5€ + 15€/g pour la fraction de dépassement au delà d'1 g.
- Entre 2 et 3 g de dépassement : 20€ + 25€/g pour la fraction de dépassement au delà de 2 g.
- Au delà de 3 g de dépassement : 45€ + 95€/g pour la fraction de dépassement au delà de 3 g.
- A partir de 2019 : 95 €/g.
Le pourcentage de véhicules pris en compte pour le calcul des émissions moyennes de chaque constructeur est progressif : 65% en 2012, 75% en 2013, 80% en 2014 et 100% à partir de 2015.
(Source : Règlement 443/2009)
De plus, à compter du mois de novembre 2012, une autre réglementation européenne va imposer une étiquette informative au moment de la vente des pneumatiques. Elle renseignera les clients sur 3 qualités essentielles que sont :
1- l’économie de carburant
2- le niveau de freinage sur sols mouillés
3- le niveau de bruit extérieur en roulage
Notez que si un pneumatique ne pouvait satisfaire à l’un (ou plusieurs !) des 3 seuils minimaux de performances requis, il serait interdit à la vente. On estime à 30 % des pneus actuellement commercialisés qui seraient ainsi retirés du marché à partir de 2014 !
Saver 5
Historiquement lié à Citroën, le fabricant clermontois a réservé la primeur mondiale de la 5e génération de sa fameuse série Energy (ou Saver) à la nouvelle C4 dévoilée au mondial de l’automobile 2010.Ainsi équipée d’origine, cette nouvelle évolution pneumatique permet un gain moyen de 5 g de CO2 au lieu de 4 auparavant. Ainsi, depuis que Citroën utilise des pneus Energy Saver, les deux entreprises estiment les gains à près de 30 millions de litres de carburant et donc 72 000 t de CO2.
Logiquement, il conservera son excellente réputation de longévité kilométrique qui reste l’un des points forts de cette gamme et de la marque en général.
Pour être plus complet, voici en bonus, une interview de M.Menendès Pierre, directeur de la communication technique chez Michelin réalisée lors de la présentation de la génération Saver précédente et toujours d'actualité.
M.A. : » Pourquoi et comment vous penchez-vous avec force depuis bientôt 20 ans sur ce délicat problème pourtant méconnu des clients ? »
M.P. : »Ce problème épineux qui représente 20 % de la consommation des véhicules légers et plus de 30 pour les poids-lourds, peut être résolu par nos ingénieurs en jouant sur la nature des matériaux qui composent la gomme de ces pneumatiques Energy. Or, réduire la consommation de carburant, c'est réduire la pollution et les dépenses de nos clients ! Depuis plus de quinze ans, nos plus de 4000 spécialistes en recherche-développement travaillent à réduire leur hystérèse, c'est-à-dire la différence entre l'absorption d'énergie du pneu et sa restitution à la route. Bien sûr, cette différence doit être la plus faible possible. Nous arrivons à cette amélioration à remplaçant notamment, les charges de noir de carbone par de la silice qui rend notre gomme beaucoup plus élastique donc moins plastique et moins dissipatrice d'énergie. Cette approche permet de conserver les propriétés d'adhérence, voire même de les améliorer sur sol mouillé, tout en diminuant le frottement au sol pour des gains de consommation de l'ordre de 3 % soit de 2 à 5 g de CO2/km. Autre avantage, ces pneus permettent en moyenne 25 % de kilomètres en plus que leurs concurrents. Notez aussi que nous avons tout particulièrement collaboré avec Peugeot pour sa 308 HDI qui est équipé d'origine de la quatrième génération de pneus Energy Saver. Peugeot à fait un effort considérable pour diminuer la consommation donc le rejet de C02 et les pneus Michelin ont été un contributeur important et immédiat.»
M.A : « On peut aussi penser que grâce à vos efforts synergiques, la nouvelle Citroën C4 fera moins que 140 g CO2 / km (110 à 127 réalisés, ndla) afin de profiter d'une taxe sur les véhicules de société (TTVS) divisée par deux. A propos, qu'est-il advenu du prometteur pneu Proxima présenté au salon de Genève 2006 ?
M.P : » Je vous rappelle qu'il s'agissait d'un prototype d'études de pneus à très basse résistance au roulement, gonflé à 3,5 bars pour réduire ses déformations et non destiné à une commercialisation directe en Europe. Cela dit, nous avons utilisé les nombreux enseignements acquis au cours de son développement pour la 4ème et 5 ème génération de pneus Energy à venir sous peu. Ainsi, nous avons pu optimiser le fonctionnement dans l'aire de gomme en contact avec le sol dans diverses conditions de roulage afin d'améliorer encore l'adhérence malgré la nouvelle diminution du frottement de roulement ! Autre axe de progrès, nous avons diminué de 10 % sa masse afin de réduire les pertes de puissance en accélération, en freinage et même en stabilisé ! «
M.A : « Logiquement, vu le prix croissant des carburants, tout comme les masses des véhicules modernes, ces pneus optimisés devraient être généralisés au maximum ! Quelle est donc la part des pneus Energy dans vos ventes actuelles ? »
M.P : » Elle représente désormais plus de 75 % de nos ventes en Europe pour les véhicules légers et on peut en prédire une nouvelle augmentation grâce à la sortie imminente de la nouvelle génération Energy. Du côté des camionnettes commerciales, notre gamme Energy est la plus performante du marché et les poids-lourds équipés de nos A2 Energy voient leur consommation de carburant baisser jusqu'à 6 %, ce qui est capital sur des consommations moyennes de l35 L/100 km. De même, notre X One qui remplace les pneus jumelés, améliore la charge utile, la stabilité tout en diminuant la consommation jusqu'à 8 %. Bien sur, cette démarche de réduction de la résistance au roulement s'applique globalement aux autres facteurs influents avec, par exemple, la surveillance et le pilotage actif de la pression de gonflage en continu. Les routiers vont gagner en autonomie, en performances et en rentabilité. Enfin, ces pneus ont une durée de vie supérieure aux pneus classiques, ce qui les rend doublement rentables. Enfin sachez que Michelin, au sein de l'ETRTO et de la Rubber Manufacturer Association, milite pour une information claire de clients. Ils seront ainsi responsabilisés au moment de leur choix par un index énergétique lié à chaque pneumatique, à la façon de l'étiquette énergie appliquée à tous les véhicules neufs en concession depuis début 2006, en France.»
M.A : « A propos de responsabilité et pour élargir le sujet, comment Michelin respectera t il la norme de fabrication des pneumatiques sans composés organiques volatils (C.O.V) qui sera obligatoire début 2010 ? »
M.P : » Notre marque y travaille en continu dans l'intérêt général. Cependant, cette évolution positive doit se faire sans aucun compromis sur les performances globales de nos produits. Nos laboratoires ont d'ores et déjà validé un nouveau process de fabrication sans utiliser d'huiles aromatiques. Celui-ci sera généralisé dans toutes nos fabrications d'ici l'application de cette nouvelle norme, en janvier 2010. Par ailleurs, il existe d'autres axes d'améliorations confidentiels sur lesquels nos équipes de recherche et développements planchent actuellement puisque Michelin y réinvestit chaque année, presque 5% de son chiffre d'affaires. »
Avec l'augmentation inéluctable du prix des carburants à court et long terme, il est inévitable et souhaitable que le monde automobile classique fasse aussi sa révolution ou disparaitre. A ce titre, ces pneus « verts » seront aussi l'enjeu d'une féroce bataille entre manufacturiers d'ou finalement, le client sortira vainqueur...
Photos et diagrammes :
Ici lors du dernier Mondial Auto porte de Versailles, Michelin présentait le fruit de bientôt 20 ans de RetD avec l’arrivée de sa 5ème génération de Saver. Une gamme toujours aussi séduisante car elle réussi le tour de force de réduire la résistance parasite à l’avancement sans dégrader, bien au contraire, les autres performances du pneu !
Ici Michelin a fait l'inventaire des principales forces parasites qui s'opposent à l'avancement d'un véhicule. Bien sur, selon le type de roulage, autoroute, route ou urbain, leur part varie fortement. Ainsi en ville, la résistance au roulement est le double (30 %) des pertes sur autoroute ! Copyright Michelin
Lors de la conférence de presse, Michelin s’est efforcé de bien faire comprendre aux journalistes plutot incrédules que la quadrature du cercle était bien en voie d’être atteinte grâce aux Energy Saver, ce qui fut brillament prouvé par 2 essais menés sous nos yeux et ceux des deux huissiers de justice présents…
Que ce soit au niveau des distances de freinage sur le mouillé effectuées par les journalistes présent ou le test comparatif de consommation entre des pneus concurrent classiques et les Michelin Saver, les bilans sont tous positifs ! Ces résultats objectifs ont été officiellement attestés par les 2 huissiers mandatés par Michelin…
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Voici un graphique qui montre clairement les progrès effectués par Michelin depuis l'origine de la marque : la résistance au roulement a été divisée par plus de 3. Notez les deux innovations majeurs avec l'avènement du radial en 1946 et l'introduction de la silice dans la 1ère génération Energy en 1992. La 4 ème est arrivée début 2008 sous le nom évocateur d'Energy Saver et la 5ème évolution lui succède progressivement au cours de l’année 2011 … Copyright Michelin
Ce démonstrateur roulant en 195/65 R15 restera un prototype malgré des qualités d'économie de carburant un peu supérieures aux gammes Energy actuelles. Cela dit, un pneu de série est toujours un compromis et on ne peut pas le commercialiser si certaines de ses qualités aussi cruciales que l'adhérence, étaient sacrifiées sur l'autel de l'économie de carburant, par exemple. Vivement la gamme Energy Saver de 5 ème génération début 2011 qui héritera des dernières innovations du Proxima notamment une économie quasi identique ! Copyright Michelin
Voici une rare photo du centre de recherche et développement Michelin. Un technicien mesure la résistance au roulement d'un pneu grâce à cette rouleuse spécifique. On peut penser que le prochain pneu Energy Saver y sera encore au moment ou vous lirez ces lignes...Copyright Michelin
Toujours au centre de recherche Michelin, un banc de puissance permet de mesurer les pertes de transmission, dont la part des pneumatiques, lors de la décélération. Ici une Peugeot 307 qui a certainement du céder sa place depuis, à la 308 HDI 90 cv équipée en Energy Saver pour rester sous la fatidique barrière des 140 g/km de CO2.Copyright Michelin
Chez Goodyear, on a pris l'expression « pneus verts » à la lettre avec la technologie breveté BioTRED. Celle-ci réside en l'introduction lors de sa fabrication, d'un extrait d'amidon de mais au lieu de certains dérivés pétroliers et de la silice, notamment. Non seulement, les pneus GT3 peuvent vous faire économiser jusqu'à 5 % de carburant mais ils en nécessitent moins, dès leur réalisation !
Michelin fait encore et toujours des émules : Bridgestone a depuis 1999, une gamme verte baptisée Ecopia avec les mêmes objectifs affichés. Ici, le nouveau composé de gomme Nano Pro-Tech associé à un nouveau dessin des sculptures promet 3% de gain de consommation…
Kpressure : Complément indispensable pour ne pas gâcher les efforts méritoires des manufacturiers de pneus à basse résistance au roulement, Pirelli à créé ces bouchons de surveillance de la pression de gonflage optimale. Disponibles en 13 tarages entre 1,8 à 3 bars, leur capteur d'une précision de +/- 0,025 bar (!) vous signalera la baisse de pression naturelle de 0,2 bar tous les 3 mois par son passage du blanc au rouge et ce, dès 10 % de chute. Sachant qu'un sous gonflage de 20 % augmente l'usure du pneu de 25 % et la consommation de carburant de 3 %, ces bouchons intelligents n'ont rien d'un gadget ! Idem en moto...
Effectivement, vous n'avez pas tout compris, alors relisez bien car ce n'est pas encore du niveau SIA ou bac + 5 !!!
C'est très bien et les pneus à faible résistance à l'avancement sont une réelle avancée technologique adoptée par les constructeurs car elle diminue les émissions polluantes de leurs véhicules.
