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Les secrets de fabrication d'un pneu

Visite de l'usine de manufacture Michelin

Clermont-Ferrand, patrie du pneu et centre névralgique de l'entreprise française pionnière du pneumatique et à l'origine du pneumatique, qui a fêté son centenaire dernièrement et les 60 ans du pneu radial (1946). Toute une histoire que l'on peut retrouver dans son musée... mais pas seulement. Car l'usine de la marque et le site de Cataroux représentent aujourd'hui plus de 3000 personnes sur un site de 50 hectares, en plein centre urbain ! On y fabrique encore des pneus à la fois auto et moto, et notamment toutes les petites séries : les pneus de compétition !

Visite... à pied d'une entreprise où la main est essentielle.

Usine pneu Michelin

Le pneu : ses constituants

Un pneumatique peut-être constitué de plus de 200 composants, qui se répartissent en 4 groupes :

  1. Caoutchouc : principal composant de la bande de roulement des pneus; il est naturel (issu du latex) et/ou synthètique (issu de la pétrochimie), voire issu d'un mélange.
  2. Noir de carbone et silice : renforcent la résistance à l'usure du pneu.
  3. Câbles métalliques et fibres textiles : nylon, polyester, rayonne, aramide, acier, laiton... constituent la structure et la rigidité du pneu
  4. Agents chimiques : soufre, huile, résines, acide stéarique, antioxydant, cire, ... donnent au pneu ses caractéristiques en termes de résistance au roulement et d'adhérence.

Constituants du pneu

A fond la gomme

Toute commence par la gomme, une pâte issue de plusieurs produits et résultante d'un choix de plus de 300 produits chimiques. Le tout sera utilisé pour constituer les différentes parties principales du pneu de façon différente - flanc, talon et zone sommet - gomme intérieure, nappe de carcasse, flanc, zone basse, nappe de sommet, tringles, bande de roulement.

Dans cet état, le produit craint la chaleur, se déforme facilement et vieillit rapidement. Comme tout produit, le pneu dans cette forme est un produit périssable avec une date de fraîcheur et de péremption, comprise entre 5 et 8 jours. Après ce délai, la pate peut être jetée. Le produit est alors encore à prédominance plastique... et ne prendra ses caractéristiques élastiques qu'après la cuisson. Ce produit est alors utilisé pour constituer des bandes alliant textiles et acier qui vont être assemblées... à la main... pour les produits de compétition !

Tout l'art manuel repose sur cet assemblage et entrelacement de bandes différentes, sur un cylindre/rouleau au diamètre du pneu, appelé tambour qui permettront de donner à la carcasse sa forme torique.

Le tambour qui permet l'assemblage de la carcasse du pneu

La première couche constitue en fait la gomme intérieure qui assure l'étanchéité, à la manière d'une chambre à air. On coupe et superpose aux ciseaux les deux bouts autour du rouleau avec un chevauchement de 5 à 10 mm. On passe ensuite au renfort des flancs pour l'épaule... une partie du pneu qui travaille énormément en déformation sur un pneu moto. Sur ces bandes vont se superposer ensuite plusieurs couches de fibres aramide, polyester, polyamide et aréole qui seront quant à elles assemblées par une découpe en diagonal à 45° puis croisées. C'est ce fameux croisement qui a donné naissance au pneu radial en 1946, une innovation Michelin.

Constituants du pneu

On pose alors des tringles en acier sur chaque coté, qui vont entourer la carcasse; ces tringles sont recouvertes par la trame latérale. Puis on ajoute une gomme de protection, puis un protecteur en zone basse avec une coupe à 45°. Cette opération de constitution de la carcasse dure environ 6 minutes pour un pneu moto mais peut durer jusqu'à 4h dans le génie civil. La carcasse est alors équipée d'une étiquette code-barre qui permet de tracer le pneu pendant toute sa vie.

Ces nappes vont constituer la carcasse qui permet de supporter ensuite les flexions latérales et les accélérations.

Carcasse du pneu

Ensuite, on ajoute réellement la bande de roulement qui contient les pré-sculptures, dont les deux extrémités sont soudées après que la bande ait été mise à chauffer à 60°C pendant 5 minutes. Le marquage final et les scultpures seront effectués plus tard lors de la cuisson.

Ajou de la bande de roulement du pneu

Monsieur Propre, monsieur Propre

Pendant toutes ces étapes, le produit est collant, malléable, "fragile", entraînant des précautions de préhension particulières de l'opérateur : gants tissus, dépose dans des moules spécifiques, etc...

Il ne faut pas oublier de noter les sols propres, traités, des chaussures spécifiques... le but est d'éviter toute poussière qui pourrait s'infiltrer entre les différentes couches du pneu. La propreté est aussi l'un de ces secrets fondamentaux de fabrication.

Constituants du pneu

Plus d'un an de formation

Si les opérations paraissent "faciles" à première vue, depuis les ciseaux jusqu'à la bichicotte, elles demandant 3 mois de formation à l'opérateur. Et ce dernier n'est ensuite réellement opérationnel avec une vitesse opérationnelle qu'au bout.... d'un an de pratique !

C'est ce résultat qui est ensuite mis dans un moule, extrudé, contenant sur sa circonférence - dénommée coquille - les sculptures et les évents (des trous) permettant à l'air de s'échapper pendant la cuisson tandis qu'en son centre une membrane gonfle via une pression de 16 bars qui permet le galbage du pneu.

A coeur

Vient alors la cuisson en elle-même (1/3 du temps), d'une durée d'environ 10-15 mn à 175°C pour un pneu moto, mais pouvant aller jusqu'à 12h pour un pneu de poids lourd. Le pneu est alors sortis et continue à cuire hors presse pendant 2/3 du temps (trente minutes pour un pneu moto).

Moule de cuisson d'un pneu auto

Ces informations restent TRES générales puisque le secret d'un pneu repose non seulement sur sa composition (produits, nappes) et son assemblage (confection et finition des différentes nappes) mais aussi sur ces durées de cuisson, les températures utilisées et surtout leur variation entre le début et la fin de cuisson afin de permettre une cuisson homogène et à coeur. Il est hors de question naturellement d'avoir un gâteau noir à l'extérieur et pas cuit à l'intérieur. La pate et les produits chimiques utilisés jouent ici également un grand rôle, dans la cuisson elle-même, et pas uniquement pour les qualités d'adhérence ou de longévité.

Nous avons bien essayé de tirer les vers du nez des ingénieurs effectuant la présentation, mais impossible de leur soutirer plus d'informations, hormis quelques sourires en coin sur certaines suggestions de réponses quand les réponses ne venaient pas...

Sortie du pneu du four de cuisson

Toujours envie de toucher

Une fois la cuisson terminée, le pneu est contrôlé de façon visuelle et tactile, selon 140 critères de qualité possibles. Il passe ensuite à la radiographie pour détecter toute anomalie. Enfin, un sondage est effectué de façon aléatoire (le pneu est ouvert) et toute la série vérifiée en cas de souci. En cas de moindre anomalie détectée, le pneu est mis au rebut.

Stockage des pneus

Au final, ces pneus sont amenés sur les compétitions. A titre d'exemple, Michelin utilise 5 semi-remorques à l'occasion des 24h du Mans, transportant environ 1300 slicks et 500 pneus pluie, sachant qu'un slick est changé à peu près à chaque relais, et un pneu pluie tous les 4 relais.

Transport des pneus sur les compétitions

Petit lexique

  • Carcasse : les nappes enrobées de gomme qui supportent la charge et déterminent souplesse et résistance.
  • Ceinture : nappes de câbles croisés stabilisant les câbles radiaux de la carcasse qui assure l'indéformabilité.
  • Talon : assure la liaison entre le pneu et la jante.
  • Bande de roulement : la surface en contact avec le sol dont la composition et le dessin déterminent l' adhérence.
  • Flanc : l'amortisseur entre la bande de roulement et le talon.
  • Vulcanisation : la cuisson du pneu dans un moule à environ 200°C pendant 15 mn qui va lui donner sa forme et ses caractéristiques finales

Quelques chiffres

  • temps nécessaire pour créer un moule : 6 mois
  • coût moyen d'un moule : entre 50.000 € (moto) et 300.000 € (génie civil).
  • nombre de moules utilisés par an par Michelin : 9.000 !
  • nombre de gommes utilisées industriellement par rapport aux gommes développées : 1 sur 1000 !

Commentaires

Le Modérateur

Au coeur de l'usine, on vous invite à découvrir les secrets de fabrication d'un pneu... Bonne visite !

02-09-2012 14:46 
L'iguane

Super article, vraiment instructif.

20-09-2012 00:30 
Le Modérateur

Merci.

On en a un autre sous le coude... il y a vraiment plein de choses à voir à ce niveau là :)

20-09-2012 08:27 
Mr.Elmer

Yep bon article, le prochain sur le Pôle Compétition à Ladoux avec leur circuit de ouf ??

20-09-2012 09:36 
KPOK

Très instructif.
Sur youtube, on trouve plusieurs petits films sur la fabrication et la rechappe de pneus.
Le plus singulier reste que la majorité des opérations sont faites à la main.

20-09-2012 10:21 
fift

Merci David, j'adore ce genre de reportage !

28-09-2012 15:19 
fift

KPOK> l'assemblage à 45° des différentes couches du pneu me rappelle très fortement la fabrication des pièces composites aéronautiques où là aussi, les "plis" de composite étaient assemblés ... à la main !

28-09-2012 15:21 
 

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