Le pneu qui renouvelle sa bande pour économiser du carburant

Intervenant 10:00

Bienvenue dans le podcast du magazine Tangente, très heureuse de lancer cette nouvelle exploration aujourd'hui. On commence direct avec un chiffre qui en fait donne un peu le vertige.

Intervenant 20:11

Ouais, le fameux quart de carburant.

Intervenant 10:13

Voilà, c'est ça. Un quart du carburant qui est englouti par un poids lourd, ça sert juste à compenser la friction entre le pneu et le bitume.

Intervenant 20:21

C'est une perte d'énergie qui est vraiment colossale quand on y pense. Et spontanément, face à un problème pareil, on s'attendrait à ce qu'on invente un matériau du futur, genre un alliage spatial ou un caoutchouc complètement révolutionnaire pour réduire cette friction.

Intervenant 10:36

Elle ne vient pas du tout de la chimie, ça vient des mathématiques. On va voir comment une ingénieure et mathématicienne française, Agnès Poulbot chez Michelin, a utilisé la géométrie spatiale pour réinventer un objet d'une banalité absolue.

Intervenant 20:49

Le pneu de camion.

Intervenant 10:51

Le pneu de camion, ouais. Et c'est une innovation majeure qui a d'ailleurs remporté le prestigieux prix de l'inventeur européen en 2018 dans la catégorie industrie.

Intervenant 20:59

Et tout le génie de cette invention repose sur une approche de l'usure qui est complètement contre-intuitive.

Intervenant 11:05

Habituellement, l'usure d'un pneu, c'est l'ennemi. On essaie de l'éviter. Mais ici, l'équipe d'Agnès Poulbot a conçu une bande de roulement géométrique qui s'auto-régénère. Alors, c'est là que j'ai besoin qu'on m'éclaire sur la mécanique exacte. Parce que quand j'essaie de visualiser un objet qui se régénère en s'usant, je pense tout de suite à ces vieux crayons à papier mécanique, les Criterium.

Intervenant 21:25

Ah oui, je vois.

Intervenant 11:26

La pointe s'use, on la retire et hop, la mine d'en dessous prend sa place pour qu'on puisse continuer à écrire. C'est le même principe.

Intervenant 21:32

L'analogie est vraiment parlante, mais elle a une grosse limite en fait. Avec ton crayon, il y a une action manuelle. Et surtout, tu empiles des blocs solides. Le pneu, lui, n'ajoute pas de matière. Faut plutôt imaginer, disons, un bloc de gruyère.

Intervenant 11:46

Un bloc de fromage, d'accord.

Intervenant 21:48

Voilà, avec des trous cachés à l'intérieur. Des trous qui seraient sculptés en forme de gouttes d'eau, par exemple. Quand le pneu est neuf, la surface est presque toute lisse. Mais au fur et à mesure que la gomme s'érode sur la route, un peu comme si on coupait des tranches à la surface de notre fromage, ces fameuses cavités internes qui étaient cachées sont exposées progressivement.

Intervenant 12:10

Ah, mais oui, je comprends beaucoup mieux. Du coup, l'usure vient révéler des sillons en creux qui étaient totalement invisibles de part.

Intervenant 22:16

C'est exactement ça. Les vieux sillons s'effacent, mais les gouttes d'eau cachées s'ouvrent et créent un nouveau motif à la surface, ce qui permet de continuer à évacuer la pluie en toute sécurité.

Intervenant 12:26

Donc l'érosion de la matière devient carrément le mécanisme qui sculpte un pneu neuf sous l'ancien ?

Intervenant 22:32

Ouais, c'est l'usure qui sert de renouvellement.

Intervenant 12:35

D'accord, alors sur le pâtier, la théorie est super élégante. Mais physiquement, c'est là que je bloque un peu en fait. Si le pneu est truffé de trous et de cavités cachées, comment la structure ne s'effondre pas sous le poids d'un camion de 40 tonnes ?

Intervenant 22:50

C'est la question centrale. Et c'est justement là que la modélisation 3D est absolument indispensable. Tu ne peux pas juste faire des trous au hasard dans le pneu. Non, ça

Intervenant 12:57

finirait très mal sur l'autoroute.

Intervenant 22:59

Très mal, oui. Les mathématiciens ont utilisé des équations ultra complexes pour calculer, avec une précision millimétrique, comment la gomme va s'écraser, comment elle va chauffer et se déformer sous la charge.

Intervenant 13:11

C'est du sur-mesure pour chaque trou alors ?

Intervenant 23:13

Totalement. La géométrie de ces cavités est étudiée pour garantir la rigidité du bloc de gomme, tout en assurant qu'elles ne s'ouvriront qu'au moment hyper précis où la couche supérieure aura disparu.

Intervenant 13:23

C'est fascinant d'utiliser le calcul mathématique pour anticiper le comportement de la matière sur plusieurs années. Mais du coup, au-delà de la prouesse géométrique, qu'est-ce que ça change vraiment sur la route Vosges ? On parlait d'énormes pertes de carburant tout à l'heure.

Intervenant 23:38

En fait, un pneu classique, il s'use de façon inégale. Du coup, il perd de son adhérence et il force le moteur à consommer beaucoup plus d'énergie pour maintenir sa vitesse. Ce pneu a géométrie évolutive. En revanche, il garde des performances optimales de la toute première à la dernière couche.

Intervenant 13:53

Et les chiffres parlent d'eux-mêmes. Selon les calculs de l'équipe d'Agnès Poulbot, cette géométrie permet d'économiser environ un litre de fuel tous les 100 kilomètres.

Intervenant 24:01

Ce qui, bon, peut sembler assez marginal à l'échelle d'un simple projet.

Intervenant 14:05

Ouais, mais pour un chauffeur routier qui fait, disons, 100 000 km par an, ça représente carrément 1000 litres de carburant économisé. Soit à peu près 1200 euros par camion, chaque année.

Intervenant 24:18

Et ça, c'est juste grâce à l'optimisation mathématique d'un morceau de caoutchouc.

Intervenant 14:23

C'est

Intervenant 24:23

fou ! On voit bien ici le lien direct entre la recherche fondamentale en modélisation et des retombées écologiques et économiques gigantesques. D'ailleurs, à l'époque du prix, Michelin anticipait que cette technologie allait équiper près de 30% de ses ventes de pneus poids lourds d'ici 2022. C'est vraiment la preuve que les mathématiques, cachées dans nos objets du quotidien, c'est des leviers majeurs pour faire des économies d'énergie.

Intervenant 14:47

C'est une excellente synthèse et je trouve que ça amène une réflexion finale assez vertigineuse. Parce que si la géométrie 3D permet aujourd'hui à la matière d'utiliser sa propre dégradation comme une fonction utile, on est en droit de se poser une question beaucoup plus large.

Intervenant 25:02

Laquelle ?

Intervenant 15:03

Quels autres objets industriels ultra polluants pourraient être mathématiquement repensés ? Plutôt que de les concevoir pour résister obstinément à l'usure, on pourrait peut-être sculpter cette usure pour révéler de nouvelles fonctions, au lieu de jeter le truc direct à la poubelle. En tout cas, voilà une bien belle piste à creuser.