E-Mobilité : Modèle de prévision de l’abrasion des pneus des véhicules de livraison

L’Agence fédérale allemande de l’environnement estime que le contact des pneus avec le revêtement routier produit des particules d’abrasion représentant au moins 100 000 tonnes par an. Cela correspond à environ un tiers des émissions de microplastiques rejetées chaque année en Allemagne. En raison de leur poids plus élevé, les véhicules à propulsion électrique produisent souvent plus d’abrasion des pneus que ceux équipés d’un moteur à combustion.

Des scientifiques du Karlsruhe Institute of Technology (KIT) et du Fraunhofer Institute for Industrial Mathematics ont lancé le projet RAMUS, qui porte sur les mesures et la simulation de l’abrasion des pneus, afin d’étudier la manière dont les véhicules électrifiés produisent ces particules d’abrasion. Afin de développer un modèle de prévision de l’abrasion des pneus, ils testent les pneus sur un banc d’essai en simulant des cycles de fonctionnement qui représentent de manière condensée le comportement réel d’utilisation des véhicules.

Alors que le trafic de livraison électrifié joue un rôle clé dans la mobilité climatiquement neutre, l’abrasion des pneus reste un défi. En raison du poids de la batterie et des couples de démarrage élevés, ces véhicules libèrent des quantités plus importantes de particules de pneu sous forme de microplastiques, par rapport aux véhicules à propulsion conventionnelle. Ces particules se retrouvent dans l’air sous forme de poussières fines, dans les eaux sous forme de sédiments et dans les sols sous forme de contaminants.

« Contrairement aux sources de pollution, telles que les gaz d’échappement, qui étaient jusqu’à présent au centre de l’attention, peu de recherches ont été menées sur les facteurs qui favorisent la formation de ces particules », explique le Dr Martin Gießler, chef du groupe de recherche sur les pneus, les roues et les surfaces de la route, qui fait partie de l’Institut de technologie des systèmes de véhicules (FAST) du KIT.

Des recherches basées sur des données de circulation réelles

La norme Euro 7 introduira pour la première fois des valeurs limites d’abrasion des pneus. Elles s’appliqueront aux nouveaux types de pneus à partir du 1er juillet 2028 pour les voitures particulières, du 1er avril 2030 pour les véhicules utilitaires légers et du 1er avril 2032 pour les véhicules utilitaires lourds et les autobus.

« Pour réduire l’abrasion et respecter les nouvelles valeurs limites, nous devons étudier de plus près la façon dont les particules d’abrasion se forment et comment un certain nombre de facteurs, tels que le poids du véhicule ou le type de pneus, influent sur l’ampleur de l’abrasion », ajoute M. Gießler. D’autres facteurs d’influence possibles sont le comportement de conduite, par exemple l’accélération et le freinage, l’état de la route, y compris la température et l’humidité, ou les conditions de circulation telles que les embouteillages.

« Nous utilisons les données de mobilité et les profils de conduite des véhicules de livraison électriques pour définir des profils de fonctionnement condensés pour les essais d’abrasion sur le banc d’essai des pneus. Les données obtenues lors de ces tests sont ensuite utilisées pour développer un modèle de prévision basé sur la simulation », précise encore M. Gießler. Les chercheurs ont mis en place un banc d’essai de pneus avec une véritable surface asphaltée afin de mesurer la transmission de la force et le comportement à l’abrasion du pneu dans différentes conditions d’utilisation.

Modèles de pneu et de prévision de l’abrasion

En outre, les chercheurs souhaitent développer un modèle de pneu basé sur des essais sur le banc d’essai et sur des simulations, qui fournira de grandes quantités de données décrivant l’usure de pneus virtuels.

Les données obtenues à partir des tests réels et virtuels seront ensuite intégrées dans un modèle prévisionnel censé prédire l’influence de différents facteurs, tels que le type de pneu, le type de véhicule et sa charge, ou encore le style de conduite, sur l’abrasion du pneu. Comme le consortium entend rendre les résultats du projet accessibles au public, il présentera sa méthode dans des publications et mettra les données obtenues à disposition sur une plateforme librement accessible.

Légende illustration : Abrasion du caoutchouc à un taux d’usure typique des pneus (30 g par 100 km) – dans le cadre du projet RAMUS, les scientifiques étudient les facteurs qui causent et influencent ce phénomène. (Photo : Martin Gießler, KIT)

À propos de RAMUS : Dans le cadre de l’initiative d’innovation mFUND, le ministère fédéral du Numérique et des Transports finance RAMUS à hauteur de 199 738 euros. Outre le KIT, qui coordonne le projet, l’Institut Fraunhofer de mathématiques industrielles (ITWM) participe à la recherche. Le projet a été lancé en décembre 2024 et se poursuivra jusqu’en 2026.

Source : KIT – traduction Enerzine.com