portfolio pneu

8/14/2019 Portfolio Pneu

http://slidepdf.com/reader/full/portfolio-pneu 1/6

Bonne lecture à vous, et j’espère

que ce petit « vrai faux » topo sur

les pneus vous intéressera !

Quel conducteur ne s’est jamais

demandé comment était fait un

pneu ?

Et bien, je vais profiter d’en avoir

modélisé un le plus proche possi-

ble de la réalité pour vous le pré-

senter.

Le pneu présenté n’est pas tout à

fait réel. Les dimensions existent

mais sont « hors normes »; les

sculptures s’en inspirent sans être

strictement exactes, et il dispose

de certaines « innovations » quimême si elles existent, ne sont

pas toutes de Goodyear, et ont

donc peu de chance de se trouver

dans le même pneu !

La modélisation a dépassé les

capacités de mon PC : certaines

choses n’ont pas pu être présen-

tées, comme un modèle 3D par

PDF, la modélisation du compor-

tement physique, les mouve-

ments... La simple mise en plan a

posé beaucoup de problème !

Ce pneu a été modélisé dans le

cadre d’un « exercice de style »

pour apprendre via Catia à modé-

liser un concept-car tournant

autour de l’idée du « moteur

roue » électrique. Cette voiture, à

défaut de mieux pour le moment,

s’appelle « EVA », la « marque »

de celle-ci « IDAM ».

Je vous présenterai au fur et à

mesure les « innovations » dont le

pneu dispose, et je vous présente-

rai les différents éléments qui

restent très proches de ce qu’on

retrouve sur tout pneu moderne.

Le pneu de l’Eva, sans ma-

tière, rendu sur Acrobat

toolkit 3D.

Présentation :

Brève sur la modélisation :

Ce pneu est le 3° réalisé, le pre-

mier a servi de base pour appren-

dre, le second a été corrompu. Il

présente donc l’aboutissement

des techniques que j’ai pu ap-

prendre, bien qu’il ne les présente

pas toutes. Il a été créé via Catia

V5R12 sur un PC de faible puis-

sance.

Ont été maitrisés (mais pas forcé-

ment abordés sur le pneu, soit

parce que le pneu ne s’y prête

pas, soit parce que mon PC en a

été incapable sur ce dernier :

• atelier de rendu « photo

studio »

• Atelier de kinematics

• Système de formule de

contrainte « knowedge

editor »

• Atelier « analyse » pour

l’étude du comportement

physique

• Drafting

• Assemblage

• Part design.

• Wireframe and surface

En outre, d’ici peu et au fur et à

mesure de l’avancement de

« L’eva » seront appris les ate-

liers « freestyle », tôlerie (déjà

abordé un petit peu), Shape de-

sign et globalement la modélisa-

tion par « nurbs ». Plus tard en-

core, j’espère pouvoir aborder lesthèmes d’électrification et sys-

tème électronique par les ateliers

dédiés.

Pneu fictif GOODYEAR Eagle Asymetrics Wrangler

Juillet 2009Modélisation Catia

Structure interne dupneu

Sommaire

Modelisation catia 1

Bande de roulement 2

Marquage de flanc 3

Fabrication & consti-tutif caoutchouc

4

Nappes textiles ettringles acier

5

Détails internes dupneu 5

ma présentation etmes essais.

6



Au cours de la

modélisation de

l’eva, et sa-

chant la conno-

tation « mi-

routière / mi-

tout chemin »

de cette der-

nière, j’en suis

nécessairement

venu à m’interroger sur le

« dessin » des sculptures.

L’eva disposant à priori de

vérins électriques permettant de

modifier « à la volée » le car-

rossage (voir schémas ci des-

sous) de la roue, j’ai créé un

pneu « hybride » (dit assymé-

trique) présentant des

sculptures inspirées

d e s p n e u s

« wrangler » pour les

buggy sur la face

intérieure (présenté

en cas de carrossage

négatif) et les motifs

« eagle F1 » reconnuscomme un « must »

en conduite sur route,

sur le coté extérieur (présenté

donc en cas de carrossage posi-

tif)

La bande de roulement est ainsi

la pièce la plus lourde et com-

plexe de l’assemblage. Elle

nécessite le plus de ressources

et est donc responsable des

échecs des simulations, des

mises en plan plus précises …

Pour l’information, les maté-

riaux sont issus du programme

« CES Granta » et sont donc

fidèlement modélisés. Je n’ai

pu trouver les caractéristiques

des matériaux « BioTRED » de

goodyear incluant de l’amidon

de maïs dans la constitution du

noir de carbone.

De l’importance des sculptures

La bande de roulement

de profondes rainures modélisées

p a r c o m b i n a i s o n d e

« projection » / « surface

épaisse » / booléen

« retirer » tandis que la

partie interne, plus géomé-

trique et dédiée à l’évacua-

tion de gros éléments

(gravier, boue ..) est modé-

l i s é e s u r d e s

« combinaisons » boo-

léenne. Les picots et micro-

rainures, assurant le « témoin »

du vieillissement du pneu sont

fidèlement représentés.

Bénéficiant donc

d’une allure assy-

métrisée complète-

ment, elle a fait

l’objet d’un soin extrême ap-

porté aux détails, et présente

accessoirement quelques

« innovations » trouvées sur le

web, comme par exemple la

rigole externe, de Michelin,

permettant d’éviter les nuages

d’eau. Le coté externe dispose

Structure interne du pneu

Rendu des matériaux et

de l’arborescence du

pneu sur catia.



Le flanc est le second élément

ayant nécessité quelques astu-

ces de création, notamment à

cause du texte, qui a du être

vectorisé séparément, Catia ne

proposant pas (encore) de mo-

dules de rédaction 3D. Il est

scrupuleusement respectécomme sur un vrai pneu, et

l’arrière du flanc a été

« strié » comme cela est le

cas sur certains pneus.

Le pneu choisi ici est un

« 275/30 R20 ». La lar-

geur a été choisie la plus large

possible pour pouvoir aisément

installer les sculptures assymé-

triques, le faible rapport de la

hauteur de jupe (30% de 275

mm) pour laisser le plus de

place possible au « moteur

roue » et le diamètre de 20

pouce intérieur pour la même

raison. Le

flanc ex-

terne dis-

pose de

marquage

supplémen-

taire (DOT

et flèche de

sens de

r o t a t i o n )

pour le

d i f f é r e n -

cier, conformément à ce qui est pratiqué sur de vrais pneus.

Marquage de flanc.

Le marquage des pneus :

spécifique.

4 : E11 … : licence européenne.

Même cons idéra t ion que

« DOT » (voir 2)

5 : technologie RADIALE (voir

page suivante)

6 : marquage technique. Ici la liste

des innovations : pontTM kevelar

pour celle de Dunload de l’Apex

(voir page suivante), cybertyre

pour les capteurs (pirreli) integrés,

BioTRED pour l’amidon de maïs

dans la composition du noir de

carbone (GoodYear), et enfin

« GlueSEAL » (normalement conti-

seal) pour le gel anti crevaison decontinental.

7 : 275 largeur de section en mm

(cote A)

8 : rapport entre la largeur et la

hauteur de section (défini la hau-

teur) en % (cote C)

9 : R = Radial. 20 = diamètre inté-

rieur du pneu (= diamètre utile

jante.) en pouce. (1 pouce = 25.4

mm) (cote B)

10* : 97 : indice de masse supporté

par pneu. Ici 97 = 730 Kg

11* : indice de vitesse max. ici Y =

300 Km/h.

12 : flèche de sens de rotation de la

roue. Présent que sur le(s) flanc

pouvant être monté coté extérieur

du véhicule.

13 : lieu de fabrication.

14 : marquage et nom du manufac-turier.

(voir la prise de vue en haut de page

pour les numéros)

1 : Nom commercial. Ici le nom est

fictif et couple les noms commer-ciaux « eagle F1 », « Wrangler » et

l ’ a p p e l l a t i o n t e c h n i q u e

« asymetric » pour exprimer les

qualités du pneu.

2 : DOT ATES …. : licence d’utili-

sation aux USA. DOT signifie

homologation route. On ne la

trouve donc pas sur des pneus stick

course ou trop spécifique. De plus,

ce marquage n’est présent que sur

la (ou les) faces pouvant être placée

à l’extérieur. (dans les cas des

pneus symétriques, des deux cotés,

donc)

3 : technologie utilisée (par exem-

ple Radial / renforced ou encore les

marquages constructeur dans le cas

(comme ici) où le pneu est réalisé

« sur mesure » pour une voiture

Modélisation Catia

1

2

3

14

45

67

8

910

1112

13

* : le surdimensionnement est réel puisquerepris d’un pneu sport existant. Je l’ ai choisitoutefois largement au dessus des requis de la

voiture créée pour être représentative d’une très bonne solidité du pneu, soumis à des utilisa-tions très contraignantes.

Pour plus d’informations sur les pneus et les

jantes :

- http://club.corrado.free.fr/general/pneu/

pneu.htm- http://www.jantes-alu.com/blog-tuning/

technique

Pour des indications sur les tableaux d’indi-

ces :

-http://www.pneus-online.fr/indices-charge-et-vitesse-conseils.html

A

B

C



Un pneu, contrairement à ce que

peut suggérer son allure finale

simpliste, est en réalité constitué

de plusieurs éléments, qui sont

ensuite pressés à haute tempéra-

ture / haute pression (opération

appelé « vulcanisation ».)

Structurellement, c’est plus d’une

dizaine d’éléments qui entrent en

jeu dans la constitution d’un pneu

moderne (dit TUBELESS et RA-

DIAL). Ces éléments sont princi-

palement constitués soit de

« gomme » (caoutchouc naturel

ou synthétique mélangé à du

« noir de carbonne » et d’autres

composés, en proportion varia-

ble), de câbles d’acier (entourés

d’une gaine de laiton) et de fi-

bres textile (ou du nylon, comme

ici).

Le montage des différents élé-

ments se fait sur un « patron »

puis est pressé dans un four

moulé qui lui donne ses rainures,

marquages, et ajoute de la cilice

aux composés. (c’est de cet ajout

que vient le terme vulcanisation)

C’est l’ajout de silice pendant

la vulcanisation qui ajoute à ces

éléments leurs coté

« élastique », durant la vulcani-

sation. De même, la silice, au-

tant que le pressage et la tempé-

rature, entre en jeu dans le mé-

canisme chimique complexe

qui permet à l’ensemble du

pneu de devenir un seul et uni-

que élément absolument indis-

sociable. En somme la silice

joue le rôle de « glue » au sein

du pneu en fixant tous les élé-

ments ensemble.

Un pneu, c’est constitué de quoi ?

Les éléments à base de gomme

Les éléments à base de caout-

chouc, repartis sur l’ensemble du

pneu, sont obtenus par extrusion

(comme les profilés) puis assem-

blés à la fin. Selon leurs positions

et utilisé, leur constitution et leurs

performances sont différentes.

Ainsi, la bande de roulement aura

un comportement et des requis

différents de la gomme intérieure,

qui assure une zone d’étanchéité

entre le reste du pneu et la

jante.

De même, certains construc-

t e u r s p r e n n e n t d e s« initiatives » dans ces compo-

sés et en créent régulièrement

d’autres, comme le BioTRED

Structure interne du pneu

Structure interne d’un pneu (flanc et

bande de roulement retiré)



Liste des constituants internes.

Le second élément présent dans

un peu, et en grande quantité,

sont les réseaux de câbles.

On distingue au moins 3 ré-

seaux de câblage, qui sont eux

même sous constitués d’autres

réseaux. Il y a d’une part la

« tringlerie », double câble fin

d’acier tressé (plusieurs brins

entrent dans sa composition)

qui assure la tenue du pneu

dans la jante et la pression exer-

cée par le talon du pneu pour

assurer l’étanchéité. Ensuite, il

y a la nappe dite « radiale »,

assurant la rigidité globale du

pneu, elle enserre la zone de

contention de l’air. Elle est en

fibre textile, parfois en nylon.

(c’est le cas ici)

Enfin, les nappes sommet (au

nombre de deux ou trois) sont

en textiles ou en métal (acier) et

se croisent pour assurer à la fois

la résistance aux torsions, aux

accélérations et freinages (pour

la première nappe, facultative)

et la rigidité globale de la bande

de roulement. Ces nappes sont

créées en prenant en sandwich

les fibres entre deux nappes de

caoutchouc (on appelle ceci

« calandré »). La silice, réagis-

sant avec le cuivre des tringles

en acier, produit du sulfure de

cuivre en vulcanisant assurant

l’adhérence des câbles au

pneu. Il en va de même pour

les textiles, où des polymères

sont ajoutés dans le même but.

Ces surfaces sont ensuite dé-

coupées et agencées pour pré-

senter l’angle et l’allure voulue.

Les nappes sommet (les deux

obligatoires) et la nappe car-

casse dessinent en se croisantun triangle dit « triangulation »

qui ont la particularité d’être

indéformable

Les nappes de câbles et tringleries

9) apex : traditionnellement en gomme dure (ici en

kevelar, innovation dunlop PontTM Kevelar). Assure

le maintien de la tringle et contre les efforts en torsiondu pneu. Le kevelar augmente la durée de vie du pneu,

améliore l’adhérence et la consommation.10) nappe sommet 3 : tringle à –45°

11) nappe sommet 2 : tringle à 45°. Avec la nappe

sommet 3 et la nappe carcasse, elle dessine des trian-

gles indéformables, assurant ainsi la rigidité de la

bande de roulement.

12) nappe sommet 1 : placé dans le sens longitudinal

(90° par rapport à la nappe carcasse) elle assure une

meilleure tenue dans les accélérations / freinage bru-

taux pour les véhicules dit « sportifs » (vitesse ou

sollicitation)

13) la bande de roulement . Elle est

posée SUR le flanc mais peut l’être

sous. Elle assure l’adhésion du pneusur la route et doit tenir compte des

différents types de sol. Ici, elle utilisedes sculptures assymétriques et lacapacité de la voiture à gérer l’angle

de carrossage.

14) le protecteur extérieur , placé sur le flanc (15), ferme le dispositif du

talon complètement.

15) le flanc : en caoutchouc souple ilassure la protection du pneu en cas de

choc latéral. C’est une des parties les

plus fragiles du pneu et est doncsouvent épaissis, donnant l’aspect

« rondouillard » du pneu.

16) cette rigole n’est présente que sur certains pneus route et camion de

Michelin et constitue une innovation

en évitant les gerbes d’eau projetée.

1) ContiSEAL (rappelé Glue-

SEAL) : innovation constituée d’un

gel, dans la partie supérieure de la jupe intérieure, permettant sous la

pression de l’air de reboucher une

crevaison de 5mm de diamètre

2) jupe intérieure . Assure la zone

d’étanchéité avec la jante : l’échap-

pement de l’air est freiné en cas decrevaison, les coûts et l’entretien

sont améliorés.

3) nappe carcasse. Ici en nylon.Assure la tenue et la rigidité globale

du pneu, notamment en renforçant

la tenue au poids

4) protecteur sommet : élément en

caoutchouc permettant de combler

l’espace entre la nappe carcasse et

les nappes sommet.

5) nappe de détecteur . Innovationde Pirelli (Cybertyre). Génère elle-même son énergie et transmet par

radio une image colorisée représen-

tant température, pression du sol et

même crevaison .

6) protecteur intérieur : assure le

maintien de la jupe intérieure contreles autres éléments et parties du

« talon » du pneu faisant pression

sur la jante pour assurer l’étanchéi-

té.

7) la tringle en acier. Maintient le

pneu dans la jante et assure la pres-

sion du talon sur celle-ci.

8) protecteur interne. Partie en

gomme molle permettant d’assurer une bonne répartition de l’effort de

la tringle sur l’ensemble du talon.

Modélisation Catia

La liste des constituants, tous

présents dans l’arborescence

catia, est assez importante.

Ci dessous, cette vue permet

de mieux comprendre le tis-

sage des câbles et la géomé-

trie résultante. (triangulation)

1

2

3

3

4

5

67

89

10

11

12

13

13

14

15

16

Ci-dessous : vue en écorché et

légendes.



A l a r e c h e r c h e d ’ u n e m p l o i d e p u i s q u e l q u e s m o i s , j e s u i s p a r t i d u c o n s t a t q u e t e c h n i c i e n é l e c t r o n i q u e , à L a R o c h e l l e , n ’ é t a i t p a s u n m é t i e r t r è s

r e c h e r c h é , t a n d i s q u e p l u s i e u r s e m p l o i s t o u r n a n t a u t o u r d u l o g i c i e l C a t i a m ’ o n t é t é p r o p o s é p u i s r e f u s é p a r m a n q u e d ’ e x p é r i e n c e , e n d é p i t d ’

u n C V e n a d é q u a t i o n a v e c l e m i l i e u . L o r s d ’ u n e a n n é e p a s s é e à l ’ E I G S I , j ’ a i e u u n e s e n s i b i l i s a t i o n à C a t i a , e t v o u l a n t r e p r e n d r e m e s é t u d e s

e n i n g é n i e r i e g é n é r a l i s t e p a r a l t e r n a n c e , e n 2 0 0 9 , j ’ a i r é a p p r i s e t m ê m e a p p r o f o n d i é n o r m é m e n t m e s c o n n a i s s a n c e s s o u s c e l o g i c i e l a f i n d e

t r o u v e r , i d é a l e m e n t , u n e m p l o i q u i c o r r e s p o n d r a i t à m e s a m b i t i o n s f u t u r e s . M o n n i v e a u s o u s C a t i a a u j o u r d ’ h u i m e p e r m e t d e c h e r c h e r u n e m -

p l o i , d ’ u n e p a r t , e t m ’ a p e r m i s é g a l e m e n t d ’ ê t r e a c c e p t é d a n s l e c e r c l e d e s r é d a c t e u r s d e « d e v e l o p p e z . c o m » o ù j e v a i s t e n i r , s o u s p e u , u n e

n o u v e l l e r u b r i q u e « C A O » a v e c u n p r e m i e r t u t o r i e l , p r é s e n t a n t l a c r é a t i o n d e s D E U X r o u e s ( l ’ a n c i e n n e e t l a n o u v e l l e ) d a n s u n e c i n q u a n t a i n e

d e p a g e s , e n p a r l a n t é g a l e m e n t d e l ’ a n a l y s e p h y s i q u e , l a c i n é m a t i q u e , l e r e n d u , l ’ u t i l i s a t i o n d e l o g i c i e l s t i e r s ( i l l u s t r a t o r , p h o t o s h o p , G r a n t a

C E S , 3 D S m a x e t b r a z i l … ) . C e t u t o r i e l e s t e n c o u r t d e r é d a c t i o n , d e p o u r p a r l e r a v e c l ’ é q u i p e d e d e v e l o p p e z , e t s e r a m i s e n l i g n e d a n s l a o u

l e s s e m a i n e s à v e n i r .

J ’ e s p è r e q u e l e n i v e a u d e d é t a i l s d e l a r o u e , l a p r é c i s i o n a p p o r t é e e t l e s t r a v a u x d e r e c h e r c h e e t d e r é a l i s m e q u e c e l a a d e m a n d é v o u s a u r o n t

s a t i s f a i t , e t s o n t r e p r é s e n t a t i f p o u r v o u s d e l a q u a l i t é d u t r a v a i l d o n t j e s u i s c a p a b l e . D e m ê m e , j ’ e s p è r e q u e m o n c h o i x r é d a c t i o n n e l p o u r l a p r é -

s e n t a t i o n d e m o n t r a v a i l n e v o u s a u r a p a s d é p l u , m o n a m b i t i o n é t a n t d e p r é s e n t e r a u t a n t l e r é s u l t a t q u e m e s c o m p é t e n c e s , a i n s i q u e m e t t r e e n

é v i d e n c e m e s q u a l i t é s r é d a c t i o n n e l l e s .

Présentation personnelle.

ques abordées sous Catia que mon

pneu seul ne peut pas montrer (ou

que mon PC n’a pas été capable de repro-

duire avec un élément aussi complexe)

(le dessin est le dernier pneu, a titre de rap-

pel pour comparaison)

Pour les images ci-contre :

J’ai préféré faire un pneu extrêmement ré-

aliste par « défi » et par envie de faire totale-

ment un produit le plus proche possible de la

réalité, avec toutefois les informations dont

je pouvais disposer facilement et les outils à

ma disposition.

Débutant sur Catia, j’avais fait de nombreux

modèles, plus simple, avant d’attaquer ce pneu. Je vous présente donc ci contre mes

anciens travaux, significatifs de mes progrès.

Part ailleurs, cela me permettra de présenter

rapidement d’autres éléments modélisés (qui

doivent toutefois, pour la jante au moins,

être retouché pour correspondre au nouveau

pneu) méritant d’illustrer d’autres techni-

portfolio pneu

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