Le bruit des pneus et leur confort général sont pour de nombreux automobilistes l’une des performances essentielles. Pourquoi est-il si important? Dans cet article, nous expliquons d'où provient le volume sonore excessif des pneus et quels pneus acheter pour voyager en tout confort.
Le bruit de la circulation est malheureusement un problème souvent négligé. Le bruit des pneus en route peut ruiner le plaisir de voyager.
Le bruit des pneus
Le bruit doit être compris comme un niveau sonore provoquant une expérience d’écoute désagréable, voire dérangeant le conducteur, les passagers et l’environnement. Le son ce sont des vibrations propagées dans l'air sous forme d'ondes sonores. La source de vibrations peut être un objet solide (dans ce cas un pneu), qui stimule la vibration de l'air, créant des ondes de pression autour de lui. Fondamentalement, plus la source tremble, plus elle génère de bruit.
Dans la plage de vitesse allant de 50 à 120 km / h, les pneus sont la principale source de bruit émis par une voiture en mouvement. Le bruit peut être gênant non seulement pour le conducteur de la voiture, mais également pour l'environnement. Il s'avère être principalement désagréable pour personnes vivant au bord sur les routes. Des dizaines de voitures en circulation accumulent le bruit extérieur émis par les pneus de chacune d'elles et ces personnes se retrouvent constamment dans un environnement bruyant. Le bruit de la circulation est devenu un problème sérieux dans le domaine de la protection de l'environnement. C'est pourquoi son niveau est décrit sur les étiquettes des pneus .
Le bruit peut également être limité par l’utilisation de revêtements modernes qui réduisent son niveau jusqu’à 7-10 dB (A). Malheureusement, ils sont en moyenne 2,5 fois plus chers que les revêtements classiques. Le plus souvent, le bruit est réduit en limitant la vitesse sur voies rapides et les autoroutes proches des endroits habités.
L'utilisateur de la voiture peut également influencer la réduction du bruit de la circulation. Vous pouvez le faire de deux manières:
prendre soin de l'efficacité du système d'échappement,
utiliser des pneus silencieux (une voiture roulant avec des pneus plus silencieux émet jusqu'à trois fois moins de bruit que la même voiture avec des pneus ordinaires).
C’est sur cette seconde manière que nous nous concentrons dans l’article.
Quelles sont les sources de bruit des pneus?
Chaque pneu a sa propre fréquence, c'est-à-dire celle dans laquelle il tremble le plus fortement. Le problème survient lorsque cette fréquence est proche de la fréquence de stimulation (résultant par exemple de la rugosité de la route). Au lieu d'absorber les vibrations, le pneu les renforce. Le problème est encore plus grave lorsque la fréquence est en outre similaire à l'une des fréquences propres de la voiture. Cela peut être la raison pour laquelle certains modèles de pneus sont considérés par certains conducteurs comme étant silencieux et par d’autres comme trop bruyants. Parlant d’une manière plus claire, il est important en quoi (voiture), sur quoi (rugosité de la route, fréquence des défauts transversaux sur la chaussée, etc.) et avec quoi (pneu) nous roulons. Dans de nombreux cas, le bruit du pneu résulte également d'erreurs, de défauts ou de décisions préméditées des fabricants (afin de générer d'autres performances plus importantes, comme l'adhérence). À ce stade, il convient de souligner l’importance de la coopération entre les constructeurs de pneumatiques et d’automobiles et les spécialistes de la construction de routes pour le confort du conducteur.
Le bruit émis par les pneus est particulièrement agaçant dans les grandes villes.
Pendant le mouvement de la voiture, il y a une interaction constante entre la roue et le sol. Le pneu tourne, subit une déformation constante et ses blocs de gomme heurtent le sol. Parmi les principaux phénomènes générateurs de bruit, on peut citer :
l’impact des blocs de la bande de roulement lors du contact avec le sol et lors de son éloignement, en relation avec les vibrations de la carcasse du pneu qui produisent les effets de hurlement ou bourdonnement,
la compression de l'air dans les rainures de la bande de roulement, à laquelle deux effets sont liées: la résonance de l'air dans le réseau de rainures de la bande de roulement (y compris la turbulence aux endroits où les conduits se rejoignent), les vibrations de l'air libéré à l'arrière du pneu, les turbulences du flux d'air entre la roue et le passage de roue,
les vibrations lors du contact et l'expansion des blocs lors de la sortie de la surface de contact,
pression de pneu trop basse.
Comment comprendre le concept de confort des pneus?
La notion de confort des pneus est directement liée au niveau de bruit des pneus. L'une des fonctions des pneus est d'absorber les chocs et d'atténuer les vibrations. En bref, le pneu doit être un élément du véhicule qui garantit un certain confort de déplacement. Dans certains cas, il peut jouer ce rôle de manière médiocre ou même devenir une source d'inconfort - des pneus bruyants peuvent réellement détruire de plaisir de rouler en voiture.
N’oublions cependant pas, que le confort est un concept subjectif. Chaque personne peut considérer quelque chose de différent comme source d’inconfort, et elle peut avoir un seuil différent de perte de sentiment de confort. Un bruit excessif de pneus d'été peut tout simplement ne pas déranger certaines personnes. Cela dépend principalement du niveau de perception, mais aussi de facteurs culturels, d'une situation particulière et de prédispositions personnelles. Un autre aspect du confort du pneu est le confort psychologique du conducteur. Il s'agit de la confiance du conducteur envers des pneus spécifiques, et de la prévisibilité de leur comportement.
Pourquoi certains pneus ne sont-ils pas confortables?
D’où viennent les soi-disant "pneus bruyants"? La raison de l’inconfort généré par les pneus peut être:
le choix conscient du fabricant, c’est-à-dire le renoncement au confort en faveur d'autres paramètres du pneu
la spécificité d’un modèle particulier résultant du cahier de charges
une mauvaise qualité du pneu et des défauts de production
Cela est principalement dû à la forme de la sculpture, à la structure du pneu et à son épaisseur au niveau des épaules. Dans la construction du pneu, il doit y avoir un certain équilibre gardé entre rigidité et flexibilité. Les modèles de pneus spécifiques qui doivent répondre aux exigences de la vitesse et de l'indice charge peuvent perdre des propriétés d'amortissement.
L’indice de bruit des pneus
Plus le pneu est grand, plus son diamètre et sa largeur sont grands, moins il est confortable. Les pneus à carcasse renforcée offrent également un confort moindre (c'est pourquoi il ne vaut pas la peine d'acheter des pneus ayant un indice de capacité de charge supérieur à celui de la voiture).
Les pneus avec profils plus hauts, généralement relativement étroits, sont considérés comme les plus confortables. En fait, ils peuvent être moins bruyants et mieux atténuer les inégalités sur la route. Cependant, ils sont aussi plus susceptibles au roulis et au comportement flottant, par exemple lors d’un passage à côté d'un camion ou dans un virage, ce qui suscite fréquemment un manque de satisfaction des utilisateurs de ces pneus.
Les caractéristiques qui contribuent à réduire le bruit des pneus comprennent:
une bande de roulement directionnelle sans espaces fermés,
des blocs de différentes formes, disposés de manière asymétrique et irrégulière,
des rainures transversales formées de telle sorte que leurs entrées et sorties ne coïncident pas sur le bord de la bande de roulement,
un mélange de caoutchouc souple.
Une autre question fréquemment posée concerne le bruit des pneus hiver par rapport aux pneus été. Les pneus d'été à faible bruit ne sont à cet égard statistiquement que légèrement meilleurs que les pneus hiver modernes, presque aussi silencieux.
Les pneus hiver les plus modernes et les plus silencieux offrent un niveau de confort élevé, même avec un plus grand nombre de coupes à la surface de la bande de roulement.
Le type de surface n’est pas sans influence sur le niveau de bruit.
Les pneus les plus silencieux
Quel est le niveau de bruit acceptable d'un pneu?
Le respect des niveaux de bruit actuels nécessaires pour obtenir une homologation ne pose pas de problème pour les fabricants. Les différences enregistrées lors des tests entre différents pneus atteignent une moyenne de 6-8 dB (A). De nombreux modèles (en particulier les pneus d'été les plus silencieux) affichent un résultat de 4 à 6 dB (A) en dessous du taux de bruit autorisé, mais une grande partie frôle la limite de 2dB (A) près. Ces limites sont définies dans le règlement n°117 de la Commission économique pour l'Europe des Nations unies (UNECE) - Prescriptions uniformes relatives à l’homologation des pneumatiques qui concerne les émissions de bruit de roulement et l'adhérence sur sol mouillé. Le tableau en décibels est présenté comme suit:
La largeur nominale de section du pneu | Le niveau de bruit admissible dB (A) |
|---|
<145 | 72 |
145 - 165 | 73 |
165 - 185 | 74 |
185 - 215 | 75 |
>215 | 76 |
Pour les pneus renforcés (XL), les limites sont majorées de 1 dB (A).
Cependant, avec l'entrée en vigueur des dispositions sur les étiquettes de pneus, les limites de bruit et la réorganisation des classes de division de pneus ont été resserrées en raison de leur largeur. La nouvelle classification des pneus est la suivante:
La largeur nominale de section du pneu | Le niveau de bruit admissible dB (A) | Différence dB (A) par rapport aux limites en vigueur |
|---|
<185 | 70 | de -2 à -4 |
185 - 215 | 71 | -4 |
215 - 245 | 71 | -5 |
245 - 275 | 72 | -4 |
>275 | 74 | -2 |
Pour les pneus renforcés (XL) et M + S , ces limites seront majorées de 1dB (A).
Actuellement, l'étiquette du pneu dans la catégorie de bruit prévoie le meilleur résultat pour les modèles atteignant 67 dB (une seule onde). 68 dB est également un résultat parfait (toujours pour une seule onde).
Comment le confort des pneus affecte-t-il les autres performances?
L'inconfort mécanique dû aux vibrations est directement lié au bruit. Les pneus à profil bas, qui sont généralement plus larges, génèrent plus de bruit. Leur profil bas et leur rigidité accrue sur les flancs ainsi que dans l'ensemble du pneu provoquent une gêne due à la perception de vibrations augmentée. Si le niveau de vibration résulte de l'hétérogénéité du pneu résultant du processus de production, nous ressentirons généralement des vibrations et du bruit.
Il est très important de comparer les pneus avant l’achat, mais rappelez-vous que chaque modèle est un compromis de performances. En termes de confort, si le pneu devrait être très silencieux, cela se ferait au détriment de l’adhérence sur sol mouillé et entrainant une diminution de la résistance à l’aquaplaning . Des recherches ont toutefois montré qu’il n’existait pas de corrélation claire entre le bruit des pneus et la résistance au roulement. Une autre façon de concevoir un pneu très silencieux consiste à concevoir une bande de roulement composée de blocs de gomme plus petits. Cependant, un pneu avec une telle sculpture n’est pas attrayant du point de vue visuel, et rappelez-vous que de nombreuses personnes attachent une grande importance au design de leurs pneus.
L’influence du confort et du bruit sur l’évaluation finale du pneu est discutable. Et bien que cela soit important pour les utilisateurs, elle ne peut rivaliser avec des paramètres tels que l’adhérence des pneus ou le comportement en virage. Cependant, le niveau de confort extrêmement faible d'un pneu le disqualifie complètement aux yeux de l'utilisateur.
Comment le bruit et le confort des pneus sont-ils testés?
Le test de bruit externe du pneu
Il existe de nombreuses méthodes pour déterminer le niveau sonore et le confort des pneus. Pour l'évaluation du bruit, des méthodes similaires à celles utilisées lors des essais d'homologation des pneus sont généralement utilisées. Cette méthode s'appelle « coast-by ». Cette mesure doit avoir lieu dans une zone d’essai carrée de 20 m sur 20 m, avec des microphones situés à une distance de 7,5 m de l’axe de déplacement du véhicule. La taille maximale de l'agrégat avec lequel la piste doit être réalisée est de 8 mm.
Test de bruit des pneus par méthode coast-by.
Malheureusement, ce type de surface ne correspond pas à tous les types de routes existant en Europe. Par conséquent, les tests effectués conformément à cette procédure ne donnent pas une image complète de la situation. Il arrive également que les fabricants optimisent leurs pneus pour ces conditions et ils peuvent se montrer plus bruyants sur d'autres surfaces. En pratique, on trouve des routes plus lisses (principalement en agglomérations urbaines), mais aussi souvent plus rugueuses, composées d’agrégats beaucoup plus grands, de 14 à 15 mm, typiques pour les autoroutes.
Selon la méthodologie, le conducteur pénètre dans la zone d’essai à une certaine vitesse, puis passe la boite de vitesses en neutre et éteint le moteur. Au moins 4 mesures sont effectuées dans les plages de vitesse comprises entre 70 et 80 km / h et 4 dans les plages de vitesse comprises entre 80 et 90 km / h.
On note aussi l’existence des méthodes « driver-by » et « cruise-by ». Le test « driver-by » se caractérise par le fait que le conducteur entre dans la zone de mesure à une vitesse de 50 km / h en 2e ou 3e vitesse puis accélère dans l’enceinte de la zone. La méthode « cruise-by » consiste à parcourir la zone d’essai à une vitesse constante.
Test du niveau de bruit des pneus dans l'habitacle du véhicule
Tests de bruit avec un mannequin
Le test est effectué à l'aide d'un mannequin assis sur le siège passager, équipé de microphones placés dans les oreilles et reliés à un enregistreur et à un ordinateur. Le test est effectué selon la procédure suivante: la voiture accélère jusqu’à une vitesse constante spécifiée (par exemple 80 km / h), l’équipement de mesure est mis en marche et enregistre le niveau de pression acoustique pendant un certain temps. Le passage est répété plusieurs fois.
Tests de bruit subjectifs
Les tests de confort et de bruit effectués par des pilotes de test expérimentés présentent une valeur inestimable. Ces tests sont effectués en comparant avec un ensemble de référence. Ils sont généralement effectués selon la procédure suivante:
Les passages sur des pneus de référence sont donc beaucoup plus fréquents que, par exemple, dans le cas d'essais de freinage. Ceci permet d'éliminer l'impact de l’ordre des pneus sur les résultats finaux.
En fonction des aspects de confort à évaluer par le conducteur, différents tests sont effectués:
afin d’évaluer l’amortissement des chocs sur une route accidentée, on effectue un essai de conduite sur une telle route à une vitesse relativement élevée (par exemple 80 km/h). Le conducteur et/ou les capteurs appropriés évaluent la valeur de l’accélération verticale lors du passage par les bosses, la durée et l’efficacité de l’amortissement et la susceptibilité à la résonance.
afin d'évaluer l'effet du passage par un seul obstacle, on effectue une tentative de franchissement d'un bosse, d'un ralentisseur, d’un nid de poule ou d'une bouche d'égout sur une piste à une vitesse entre 40 et 50 km/h. Le conducteur évalue la quantité d'accélération verticale et le bruit accompagnant l'impact
deux essais sont effectués pour déterminer les effets associés à la forme de la bande de roulement. Le premier consiste à déterminer l'effet de la sculpture en roulant. Cela implique une conduite régulière à une vitesse entre 80 et 100 km/h. Le second consiste à déterminer le niveau de bruit de la bande de roulement lors des changements de vitesse. À cette fin, le véhicule d’essai accélère à une vitesse supérieure à 100 km/h puis décélère jusqu’à ce qu’il s’arrête. Ces tests sont effectués sur une route lisse
afin d’évaluer le bruit de la route (c’est-à-dire définir le bruit général), le conducteur parcourt une route rugueuse avec une vitesse de 80 à 100 km/h et décrit ses sensations
afin d'évaluer le confort dans les virages, il effectue
Pneus bruyants - crissement
Le bourdonnement caractéristique des pneus été (ou hiver) n'est qu'un des types de bruit de pneu. Un autre type de perturbation commun est le phénomène de crissement. D'où vient-il? La classe d'adhérence sur sol mouillé dépend du glissement et du frottement, qui génèrent du bruit. En ce qui concerne les pneus de voiture, on peut distinguer deux niveaux de bruit causés par le frottement du caoutchouc sur le revêtement routier:
Le sifflement.
Le crissement.
Le sifflement est créé pendant une conduite normale lorsque nous avons besoin d’un niveau d’adhérence moyen. Il apparaîtra en ligne droite lors d’un freinage modéré, une accélération ou le passage d’une courbe peu serrée à vitesse modérée.
Le crissement se produit lorsque le niveau d'adhérence requis approche la limite qu'un pneu / surface de route peut nous offrir à un moment donné. Un crissement peut se produire lors d'un freinage d'urgence, d'une forte accélération ou dans un virage serré négocié à grande vitesse.
D'où vient le crissement d'un freinage brusque? Le phénomène de « stick-slip » en est la cause: les pavés de gomme qui frottent très fortement sur la surface provoquent des vibrations qui, par leur fréquence plus élevée, se font entendre sous forme de crissement. Un frottement plus fort se produit lorsque le pneu est à la limite d'adhérence, par exemple lors d'un démarrage violent, d'un freinage brusque ou d'un virage rapide.
Le mécanisme de formation de crissement de pneu:
(Point du premier contact entre le bloc et la surface; Point sur la bande de roulement actuellement en contact avec la surface, direction du mouvement, direction de la rotation du pneu)
1 - le bloc de gomme touche la surface de la route.
2 - le bloc s'incline de plus en plus pour rester en contact avec le point de la route qu'il a touché: pendant cette étape, l'énergie s'accumule.
3 - le bloc atteint la limite d'adhérence et commence à glisser, la libération progressive d'énergie commence et des vibrations sont générées jusqu'à la sortie de la surface de contact
4 et 5 - le bloc se plie, puis se déplace.
6 - Le bloc perd tout contact avec la surface de la route et se redresse rapidement, libérant ainsi toute l’énergie précédemment stockée. Le bloc qui frotte la surface génère un son. L'illustration suivante montre à quoi ressemble le travail du bloc de gomme.
Qu'est-ce qui détermine si un pneu crisse?
Le coefficient d'adhérence d'une surface spécifique.
La vitesse et le style de conduite.
Les caractéristiques du pneu - le mélange utilisé, la sculpture, la disposition des blocs et des rainures, le nombre de lamelles.
La profondeur de la bande de roulement et de l’âge du pneu et le changement de la rigidité des blocs en résultant.
Les pneus d’adhérence inférieure auront plus tendance à émettre des crissements. Le son peut être amplifié par le type de surface. Le volume de bruit de crissement sera également affecté par des facteurs tels que: une mauvaise géométrie de la suspension ou des éléments de suspension endommagés.
Le crissement des pneus n'est pas dangereux. C’est souvent le contraire qui se produit: le crissement agit préventivement et nous informe que nous approchons de la limite d’adhérence du pneu.