Les différences entre les véhicules à combustion interne et les véhicules électriques vont jusqu’au roulement sur la route.
L’une des plus grandes promesses des véhicules électriques est qu’ils offrent une relative liberté par rapport à l’entretien constant de la voiture. Fini les changements d’huile et de filtre, les bougies d’allumage, les mises au point, les problèmes de diesel, incluant le liquide post-traitement des gaz d’échappement et des innombrables autres pièces à remplacer. Il n’y a même pas d’attache de silencieux à gérer.
Malgré tout, les propriétaires de véhicules électriques partagent toujours un point commun avec les véhicules à combustion. La pièce reliant la voiture à la route est toujours le pneu, et il est toujours flexible. Il utilise de l’air et doit être remplacé de temps en temps. Cependant, les exigences qu’un moteur impose à la traction, à la charge et au bruit sont tout à fait uniques si ce moteur roule silencieusement. Il n’y a pas deux solutions: les véhicules électriques nécessitent des pneus spécifiques aux véhicules électriques. En quoi les pneus pour véhicules électriques sont-ils différents? Nous avons parlé à plusieurs fabricants de pneus pour mieux comprendre quels ingrédients entrent dans le production de pneus et ce que les tests de développement ont confirmé avant de les mettre sur la route. Oui, les pneus destinés aux véhicules à moteur à combustion interne (ICE) conventionnels peuvent s’adapter aux roues de votre voiture électrique, mais les utiliser de cette manière serait une mauvaise idée. Les pneus destinés aux véhicules électriques sont conçus entre autres pour résister au poids supplémentaire, à la charge dynamique et aux exigences de traction d’un véhicule électrique. L’utilisation de pneus non électriques entraînera probablement une usure beaucoup plus rapide, des problèmes liés à la chaleur et le risque de patinage des roues à l’arrêt, ce qui, même avec le contrôle de traction, pourrait éventuellement impliquer une perte de stabilité directionnelle. Poids et charge Il existe des différences fondamentales entre les voitures à combustion interne et les véhicules électriques, avant même qu’ils roulent. En général, les véhicules électriques sont plus lourds qu’une voiture à combustion interne de taille similaire ou de classe similaire. Par exemple, le poids à vide de la Mercedes-Benz EQS 450 4Matic électrique est de 2 539 kg, tandis que le véhicule à combustion S500 4Matic ne pèse que 2 091 kg. Ces voitures ne sont pas conçues sur la même plateforme, mais elles ont la même taille et se situent dans même segment. Le véhicule électrique pèse près de 454 kg de plus en raison du simple fait que les batteries pèsent plus. Le problème de poids s’améliorera avec le temps, mais pour le moment, la construction de base de la carcasse du pneu doit pouvoir supporter une charge aussi lourde. Beaucoup de gens pensent que seuls les composés de caoutchouc ou les polymères d’un pneu peuvent influencer sa traction et son adhérence. Mais en plus de ces composés, le dessin de la bande de roulement, la profondeur des blocs de bande de roulement et le volume de vide entre eux contribuent à des modifications dans la rigidité et la capacité de charge d’un pneu. À cause de la répartition de la charge statique, le poids plus lourd de la batterie est souvent réparti uniformément, de l’avant vers l’arrière, dans le véhicule électrique. Cependant, cet avantage peut être un inconvénient. Si ce poids est centralisé dans un secteur beaucoup plus petit au milieu de la voiture, cela peut profiter à la masse dynamique de la voiture lors du freinage, des virages et de l’accélération. Une batterie longue et large n’aide pas un véhicule électrique lorsqu’il se déplace et change de direction rapidement. Et puisque la voiture est une structure mobile, la capacité de charge dynamique du pneu doit être à la hauteur de la tâche. Cela signifie une rigidité structurelle du véhicule, non seulement à l’arrêt, mais aussi lorsqu’il freine, prend les virages et accélère.
Bruit
Le pneu Scorpion de Pirelli pour les multisegments et les VUS a des éléments spécifiques aux véhicules électriques. Avec les VÉ, les véhicules électriques ont un plancher sonore considérablement inférieur à celui des véhicules à moteur à combustion. Et non seulement il n’y a pas de moteur à combustion, mais il n’y a pas non plus de transmission, pas de claquement d’un train de soupapes, pas de bruit provenant de l’échappement, pas même un léger tic-tac des injecteurs de carburant haute pression. Le moteur d’une voiture à moteur à combustion interne cache une partie du bruit de la route généré par les pneus, ce qui accentue le son de tous les composants, mais surtout des pneus. Les pneus d’un véhicule électrique produisent peu de bruit à la fois à l’extérieur et à l’intérieur seulement quand le véhicule roule dans des rues de banlieue alors que le bruit n’augmente que sur les autoroutes. Rob Williams, vice-président principal de Hankook Tire, nous confiait qu’en pourcentage, le bruit du groupe motopropulseur représente 50% du bruit total entendu par un véhicule à combustion et que le bruit de la route du véhicule en mouvement représente environ 30%. D’autre part, Hankook a constaté que le bruit du moteur électrique d’un véhicule électrique ne représente que 15%, tandis que le bruit de la route représente 40% et le bruit du vent de la conduite à grande vitesse ne représente qu’environ 30%. Le principal facteur de bruit des pneus à haute vitesse est le dessin de la bande de roulement du pneu. Les voitures à combustion utilisent la suppression active et passive du bruit depuis des années, mais aujourd’hui, il existe des logiciels de simulation informatique qui permettent de concevoir de nouveaux modèles de bande de roulement plus silencieux que les anciens modèles plus bruyants. Ian Coke, directeur technique de Pirelli Amérique du Nord, a déclaré à Ars que la société avait développé son propre logiciel pour ce type de simulation. Avant l’existence du logiciel de simulation, nous savions que vous pouviez annuler beaucoup de bruit de pneu si les blocs de bande de roulement d’un pneu variaient en longueur longitudinale (ou tangage) autour de la circonférence du pneu, pour alterner entre les grands et les petits blocs de l’épaulement intérieur à l’épaulement extérieur. La différence aujourd’hui est qu’avec un logiciel pour effectuer des simulations et des calculs, de nombreuses concepts différentes peuvent être testées en beaucoup moins de temps qu’il n’en fallait il y a 20 ans.
Traction à l’accélération
C’est ici que réside l’un des plus grands défis lors de la conception d’un pneu pour un véhicule électrique. Parce que la plupart des moteurs électriques fournissent un couple énorme de manière plus agressive et instantanée que la plupart des moteurs à combustion, ils génèrent un impact plus important au pneu que presque n’importe quelle voiture à combustion avec une demande similaire. Presqu’aucune voiture à combustion dans le marché des voitures compactes à hayon/familiale/VUS comme par exemple, le Model Y, ne peut produire la même accélération spontanée. Cela impose une exigence beaucoup plus grande sur l’enveloppe de performance des pneus du Model Y que n’importe quel autre véhicule à combustion dans la même catégorie. Cependant, l’autonomie est également une considération importante pour les constructeurs automobiles, les fabricants de pneus, et les acheteurs. Si un pneu offre une traction avant exceptionnelle, la longue durée de vie du pneu risque d’être compromise dans une certaine mesure avec des composés de caoutchouc plus souples qui doivent généralement sacrifier la durabilité pour donner ce mordant à la surface de la route. Durée de vie des pneus En 2022, Hankook a introduit un pneu d’hiver pour les véhicules électriques. Même dans le laps de temps relativement court que les véhicules électriques ont été sur le marché, certains propriétaires ont noté, parfois de manière drastique la courte durée de vie de leurs pneus par rapport à ceux des véhicules à moteur à combustion. Et c’est important parce que les clients de véhicules électriques font face, parfois plus d’une fois, à une facture assez lourde pour remplacer leurs pneus. Un ami de l’auteur vient de remplacer les pneus de sa Tesla Model S après seulement 6 500 km dus à l’usure. Cet équilibre entre longue durée de vie et traction est encore plus délicat avec les pneus montés sur les véhicules électriques que ceux des véhicules à moteur à combustion interne. Autonomie Les véhicules électriques nécessitent une résistance au roulement inférieure de leurs pneus à celle d’un véhicule à moteur à combustion pour maximiser l’autonomie du véhicule, sans aucun doute la plus grande préoccupation des acheteurs de véhicules électriques. Et les fabricants de véhicules électriques veulent capturer chaque parcelle d’autonomie possible, ce qui accorde beaucoup plus d’importance à l’efficacité énergétique des pneus. La faible résistance au roulement n’est pas nouvelle, mais elle joue un rôle beaucoup moins important pour la plupart des voitures à combustion. Pirelli croit que l’influence du pneu sur l’autonomie d’un véhicule électrique est de 20 à 40%, alors qu’elle se situe entre 15 et 20% sur un véhicule à moteur à combustion interne. Comparé aux pneus montés en usine sur une voiture à combustion, un pneu de VÉ est plus rigide. C’est le cas même jusqu’au motif de la bande de roulement. Mais trouver le bon équilibre entre une faible résistance au roulement et une adhérence, qui sont souvent considérées comme mutuellement exclusives, est un véritable exercice d’équilibre. L’efficacité aérodynamique est également un facteur avec les pneus, bien qu’elle ne soit pas souvent abordée. La zone frontale du pneu, telle qu’absorbée par l’air venant en sens inverse, confère un degré de traînée aérodynamique, que l’on peut considérer comme une autre forme de résistance au roulement. Les pneus plus larges présentent plus de traînée, ce qui signifie une efficacité inférieure, ce qui a un effet négatif sur l’autonomie totale. Coût Il faut reconnaitre que les pneus de véhicules électriques sont chers et que le problème de chaîne d’approvisionnement mondiale n’a fait qu’aggraver la situation. Chaque facteur rend les pneus pour véhicules électriques plus coûteux que les pneus pour véhicules à moteur à combustion interne. Enfin, compte tenu de tout ce qui précède, il existe un marché beaucoup plus petit pour les pneus spécifiques aux véhicules électriques que pour les pneus pour les voitures à combustion, de sorte qu’il y a moins de fabricant et moins de choix, ce qui fait grimper les prix par rapport aux pneus traditionnels. La bonne nouvelle pour les propriétaires de véhicules électriques est que le secteur est en pleine croissance, ce qui devrait augmenter la connaissance collective et les meilleures pratiques en matière de pneus pour véhicules électriques. Jim Resnick ArsTechnica
Contribution: André H. Martel
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