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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
8/14/2019 Portfolio Pneu
http://slidepdf.com/reader/full/portfolio-pneu 2/6
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
Page 2
Structure interne du pneu
Rendu des matériaux et
de l’arborescence du
pneu sur catia.
8/14/2019 Portfolio Pneu
http://slidepdf.com/reader/full/portfolio-pneu 3/6
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
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Modélisation Catia
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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
8/14/2019 Portfolio Pneu
http://slidepdf.com/reader/full/portfolio-pneu 4/6
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
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Structure interne du pneu
Structure interne d’un pneu (flanc et
bande de roulement retiré)
8/14/2019 Portfolio Pneu
http://slidepdf.com/reader/full/portfolio-pneu 5/6
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.
Page 5
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)
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3
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13
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16
Ci-dessous : vue en écorché et
légendes.
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http://slidepdf.com/reader/full/portfolio-pneu 6/6
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-