Tout sur les pneus d'avion

C'est le pneu qui concentre tous les défis technologiques (sauf un : le grip latéral)

20 bars de pression, 340 km/h, des écarts de température de - 50 à 200 °C, plus de 25 tonnes de charge...

Après avoir vu à quel point le pneu de GP constitue le summum du pneu de moto, voici un éclairage supplémentaire à propos du merveilleux monde du pneumatique ! Et cet éclairage nous est apporté par le pneu d'avion, qui est certainement le pneumatique qui concentre le plus de défis technologiques. Mais posons quelques éléments de contexte avant d'entrer dans le vif du sujet.

4 grandes familles et un paradoxe technologique

Le monde de l'aviation se divise en quatre grandes familles : l'aviation civile désigne les petits avions privés, façon Cessna. L'aviation régionale concerne les avions de taille moyenne, d'une capacité de 20 à 149 places et qui font des trajets de l'ordre de quelques centaines de kilomètres, ainsi que les jets d'affaire. L'aviation commerciale concerne les longs courriers, capable d'effectuer des vols transcontinentaux. Quant à l'aviation militaire, elle porte bien son nom.

Ceci étant posé, le pneumatique d'avion souffre d'un gros paradoxe. On le prétend hyper techno, or, dans trois de ses quatre familles d'activité (aviation civile, régionale et militaire), le pneu d'avion est encore majoritairement à technologie diagonale. Oui, du diagonal et pas du radial, comme sur nos bonnes vieilles Traction Avant ou, plus récemment, une bonne Honda CB 750 K0 ! C'est pour cela qu'en aviation civile, par exemple, on trouve une multitude de marques capables de proposer des pneumatiques.

La raison en est simple : dans l'aviation, les normes d'homologations des composants sont extrêmement stricts et complexes. Ainsi quand une pièce est homologuée sur un avion, elle l'est pour toute la durée de la vie de l'avion. Homologuer une autre pièce serait extrêmement couteux et comme un avion a une durée de vie d'au moins 3 décennies, parfois plus, les steps technologiques y sont plus lents que dans d'autres domaines. Chaque nouvelle génération d'avion permet donc d'accélérer le taux de radialisation du marché.

C'est plus compliqué dans l'aviation commerciale, où les normes y sont encore plus strictes. Là, les pneus sont donc radiaux et seuls deux acteurs maîtrisent cette technologie et se partagent le marché : Michelin et Bridgestone. Bienvenue sur lerepairedespilotesdavion.com !!

La (dure) vie d'un pneu d'avion de Boeing ou d'Airbus

Imaginons que vous soyez un pneu d'avion (y'a pas de raison, les hindous rêvent bien de se réincarner en vache ou en fleur de lotus). Donc vous êtes un pneu d'avion, monté, disons, sur un Airbus A340 ou un Boeing 777, dans leur déclinaison longue distance. Vous êtes là, tranquillou, posé sur le tarmac du terminal 2F à Roissy. Les couloirs ont été nettoyés. Ça sent le frais. L'équipage arrive. Hum, elles sont belles, les hôtesses, aujourd'hui ! Les soutes sont ouvertes, les bagages entrent, les passagers s'installent, ils sont contents de partir en vacances. Les plateaux repas sont chargés : beef or chicken ?

Vous, par contre, vous vous sentez un peu lourd, comme comprimé au niveau des épaules. Il faut dire que l'on vient de vous balancer quasiment 200 000 litres de kérosène dans les ailes. Tout compris, l'avion peut peser alors quasiment 380 tonnes. Évidemment, vous n'êtes pas tout seul pour porter toute cette masse : un Airbus A340 compte 14 pneus, un A380, 22. Néanmoins, alors que vos dimensions sont comparables à celles d'un pneu de poids-lourd, vous devez porter une charge de 27 tonnes alors qu'un pneu de poids lourd se contente de porter 5 tonnes en moyenne.

Tout le monde est prêt au départ. Activation des toboggans. Vérification de la porte opposée. Là, vous allez avoir mal. Car pour quitter sa porte d'embarquement, l'avion, lourdement chargé, va pivoter sur lui même pour sortir de son parking. La gomme du pneumatique va subir un effet de cisaillement, une sorte de déchirure de sa zone de contact. Aie !

Vient ce qu'on appelle le temps du "taxi" : le roulage entre la porte d'embarquement et la piste de décollage. Ce roulage s'effectue à vitesse réduite, mais les aéroports étant de plus en plus grands, il peut se faire sur plusieurs kilomètres. Là, ce n'est pas non plus une bonne nouvelle pour vous : le pneu est lourdement chargé, il roule longtemps et chauffe. C'est encore pire sur un grand aéroport qui subit de fortes températures (genre : Johannesburg) ; c'est mieux sur un petit aéroport de pays nordique (genre : Ivalo).

Face à la piste : gaz ! En environ 45 secondes, le pilote va atteindre sa vitesse de décollage (entre 250 et 320 km/h selon l'appareil et la force du vent). Ça, pour un pneu d'avion, c'est le dernier effort : à la charge s'additionnent les contraintes de la vitesse et le pneu peut alors chauffer brièvement jusque plus de 250 °C. Une fois en l'air, le pneu rentre dans sa cavité pendant plusieurs heures. Une petite sieste, peinard ? Il y a de ça, sauf qu'il fait - 50 °C ! Dans ces conditions, nombre de matériaux deviendraient durs comme du bois et cassants comme du verre : pas le pneu d'avion qui va devoir rapidement récupérer toutes ses qualités.

D'ailleurs, la piste d'atterrissage est en vue. Sortie du train. L'avion touche le sol en douceur à 240 km/h. Pour le pneu, c'est du bonheur, parce qu'il n'y a quasiment plus de kérosène, donc l'ensemble pèse une bonne centaine de tonnes de moins et du coup, lors de cet effort, il ne va grimper qu'à 120 °C de température ! Par contre, ce qui chauffe un peu, ce sont les disques en carbone dont les 8 pistes dégagent plus de 1200 °C de chaleur. Ça chauffe ! Encore quelques petits kilomètres de taxi et le pneu d'avion va pouvoir se refroidir et se reposer sur le tarmac, en attendant un nouveau cycle... prévu dans quelques petites heures à peine !

NZG ou RRR, une technologie de pointe

25 juillet 2000 : drame à Roissy, quand le Concorde du vol 4590 d'Air France à destination de New York s'écrase 90 secondes après son décollage. Un des pneus avait été endommagé par un débris laissé sur la piste ; un morceau de pneu se détache, touche un des réservoirs et provoque une explosion.

Dans le monde de l'aéronautique, c'est la consternation. Les manufacturiers seront mis à contribution pour concevoir des pneumatiques plus solides. Les deux acteurs majeurs du marché relèveront le défi : Michelin avec sa technologie NZG (Near Zero Growth), qui limite la déflation du pneu (soit sa capacité à se déformer sous la pression, ce qui augmente sa résistance), via des renforts en aramide dans la carcasse du pneu et Bridgestone avec le RRR (Revolutionary Reinforced Radial), qui obtient globalement les mêmes résultats avec une nappe sommet (celle qui est en dessous de la bande de roulement) renforcée. C'est la technologie NZG qui a permis au Concorde de reprendre les airs avant la retraite.

Double effet kiss cool : un pneu plus rigide se déforme moins, donc abaisse la consommation de carburant de l'avion lors des phases de taxi.

Un business model particulier

Dans le monde des affaires, on ne s'embête plus trop à acheter ses pneus. Parce que si on les achète, il faut les stocker, les monter, les vérifier, les remplacer, les recycler... C'est compliqué. Non, dans le monde des affaires, on les loue. Du coup, les pneumaticiens sont entrés dans une relation gagnant / gagnant : s'occuper de la gestion, de l'approvisionnement et de la maintenance des pneus d'avion et, en contrepartie, faire payer un tarif "à l'atterrissage" aux compagnies aériennes. Tout le monde y trouve son intérêt : les compagnies ne s'embarrassent pas avec les détails et peuvent anticiper les dépenses et, d'un autre côté, les manufacturiers y gagnent en concevant des pneus qui durent plus longtemps.

D'ailleurs, combien de temps ça dure un pneu d'avion commercial ? C'est extrêmement variable : cela dépend fortement de la charge de l'avion, de la longueur des phases de taxi, de la température ambiante et de l'état de la piste. Disons qu'il y a une fourchette entre 150/200 et 500/600 atterrissages en fonction de ces paramètres. Ce qui ne fait pas beaucoup pour un avion qui peut faire un ou deux vols par jour. Par contre, à partir d'une même carcasse, ces pneus peuvent être rechapés un certain nombre de fois, en conservant à chaque fois les mêmes performances qu'un pneu neuf car leur carcasse est conçue pour cela.

Le cas particulier des avions de chasse

Moins de poids, plus de vitesse, mais aussi moins de volume (comme l'espace est encore plus limité sur un avion de chasse, les pneus d'avion sont des 15 pouces) et surtout un environnement extrêmement contraignant, puisque à titre d'exemple, le pont d'envol du Charles de Gaulle mesure 260 mètres et l'avion approche à 270 km/h ! La puissance de la force de ralentissement est donc carrément violente et l'avion parvient à s'arrêter en accrochant des câbles (appelés "brins" dans le milieu) retenus par une pompe dont la pression peut aller jusque 800 bars.

La vitesse au décollage est de 390 km/h. Chaque pneu doit malgré tout porter 10,5 tonnes et leur pression est carrément de 27 bars ! Et malgré ces contraintes et ce cahier des charges extrêmement exigeant, chaque pneu ne pèse que 24 kilos.

Sur ces avions, la longévité des pneumatiques est donc bien moindre et peut même se limiter à un atterrissage si le pneu a heurté un brin lors de l'appontage. Dans ce cas, il est remplacé par mesure de sécurité.

Conclusion

En résumé : le pneu d'avion a globalement le volume d'un pneu de poids lourd. Mais le pneu de camion roule à 100 km/h, est gonflé à 8 bars, porte environ 5 tonnes et pèse environ 60 kilos. Le pneu d'avion roule à 340 km/h, porte de 20 à 30 tonnes et comme il est renforcé de partout, il pèse 120 kilos est est gonflé à 20 bars. Il en faut, de la technologie pour faire tout cela, non ?

On prend les paris qu'après avoir lu cet article, vous ne prendrez plus un avion sans regarder ses pneumatiques avec un autre œil ?