En 1845, quelque part entre l’invention d’un système de détonation d’explosifs par électricité et le stylo à plume rechargeable, Robert Thomson, un ingénieur et entrepreneur écossais, a breveté le premier pneu pneumatique—un objet alors merveilleux, désormais banal, qui évolue progressivement depuis.

Aujourd’hui, à l’ère des véhicules électriques, ils sont plus que jamais au centre des préoccupations. D’une part, bien que la sécurité des passagers reste une priorité, les bons pneus peuvent avoir un effet significatif sur l’efficacité—et par conséquent sur l’autonomie de votre véhicule électrique—mais d’autre part, ils sont aussi une source de bruit et de pollution.

Puisque le marché mondial traditionnel des pneus vaut bien plus de 200 milliards de dollars, et que 2,5 milliards de pneus sont vendus chaque année dans le monde, les fabricants se frottent les mains face à la mort imminente des voitures à combustion pure, et se préparent à une bataille pour établir l’équilibre idéal des critères écologiques, de performance et d’efficacité qui créera le pneu électrique parfait. Quiconque gagnera attrapera un beau prix.

Résistance au Roulement ou Durabilité?

L’optimisation de l’autonomie a été la préoccupation principale jusqu’à présent. Selon Michelin, la différence d’efficacité entre de bons et de mauvais pneus peut atteindre 7 pour cent. De meilleurs pneus réduisent la résistance au roulement, ce qui signifie qu’une voiture parcourra une plus grande distance avant de s’arrêter. Il faudra donc moins d’énergie pour parcourir la même distance. Une augmentation de 7 pour cent de l’efficacité donnera à un véhicule électrique beaucoup plus d’autonomie—donc, s’il pouvait parcourir 300 miles avec un mauvais pneu, il parcourra 321 miles avec un bon.

“Il existe plusieurs composants de pneus qui peuvent influencer la résistance au roulement,” dit Thomas Wanka, ingénieur principal en développement technologique chez Continental, une entreprise qui explore la conception de pneus électriques à travers son association avec la série de sports mécaniques électriques Extreme E. “Cela inclut le mélange de caoutchouc et la bande de roulement.”

Les fabricants expérimentent avec des nanomatériaux dans leurs pneus, tels que le nanocarbone et la nanosilice, pour améliorer la performance, la traction et la durabilité. Il existe également des recherches sur des composés alternatifs biosourcés tels que le guayule et le caoutchouc de pissenlit.

Vous pouvez réduire la résistance au roulement en diminuant la profondeur de la bande de roulement, mais cela signifie également que le pneu ne durera pas aussi longtemps et produira plus de bruit. Cependant, Continental pense avoir la réponse. “Nous avons développé des mélanges de caoutchouc spéciaux qui nous permettent de réduire la résistance au roulement et le bruit simultanément sans sacrifier le kilométrage,” dit Wanka.

“L’industrie des pneus soutient souvent que l’amélioration d’un critère, comme l’efficacité, implique de sacrifier un autre, comme la durabilité ou l’adhérence sur sol mouillé,” dit Gunnlaugur Erlendsson, PDG d’Enso, une start-up de pneus axée sur l’optimisation pour les véhicules électriques. “Mais les énormes différences entre la performance des pneus haut de gamme et des pneus économiques prouvent que la technologie existe déjà pour améliorer les pneus dans l’ensemble. La transition vers les véhicules électriques a rendu l’amélioration de l’efficacité, de la durabilité et de la pollution des pneus plus cruciale que jamais.”

Le Problème des Particules

La pollution est également devenue une préoccupation avec la prise de conscience croissante de l’impact environnemental des transports. Les véhicules électriques ne produisent aucune émission d’échappement, mais cela ne signifie pas qu’ils ne produisent aucune émission. Bien que la théorie selon laquelle leur poids supplémentaire augmente la poussière de frein soit un mythe (le freinage se fait généralement par régénération plutôt que par friction sur les véhicules électriques), les particules de pneu dues à l’usure sont une autre affaire. Une recherche de Michelin affirme qu’en moyenne, les véhicules électriques ont 20 pour cent d’usure de pneu en plus que les véhicules équipés de moteurs à combustion interne comparables.

Ces données ont été immédiatement saisies par ceux qui cherchent des raisons de déprécier les véhicules électriques, en affirmant que les voitures électriques pourraient être pires pour l’environnement que celles alimentées au diesel. Michelin soutient que son chiffre de 20 pour cent d’usure supplémentaire chez les véhicules électriques provient de leur poids supplémentaire, d’un couple moteur plus élevé et de la façon dont la régénération tend à réduire la quantité de glissement. Mais les fabricants espèrent contrebalancer les particules déposées par les pneus en les faisant durer plus longtemps.

Il peut y avoir une énorme variation de durabilité entre les marques de pneus, ce qui affecte la quantité de caoutchouc qu’elles perdent pendant l’utilisation. Selon Michelin, un ensemble de quatre de ses pneus CrossClimate 2 perd 1,5 kilogramme de matériau lors de 20 000 kilomètres de trajet, tandis que la moyenne de l’industrie est de 3,5 kilogrammes, et les pires marques peuvent produire jusqu’à 8 kilogrammes. Michelin affirme que cela est dû à la “technologie auto-adaptative” des pneus CrossClimate 2, conçue pour s’ajuster à la température de la route. L’entreprise a également conçu un mélange plus résilient, tandis que le motif de la bande de roulement distribue la pression sur la zone de contact de surface du pneu, réduisant ainsi l’usure.

Cependant, il est difficile de comparer directement la pollution produite par les particules des pneus aux gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne. Même si 1,5 kilogramme de particules de caoutchouc peut sembler mauvais, il existe une différence significative entre les tailles de particules. Le principal coupable pour la santé publique est le NOx, qui provoque des particules plus petites dans la catégorie “PM2,5” (ce qui signifie que les particules ont un diamètre de 2,5 microns). Pour les pneus, seulement 1 pour cent des particules sont en dessous de PM10 (10 microns), et 0,2 pour cent PM2,5 ou moins. La plupart de la pollution PM2,5 dans les zones urbaines provient encore des NOx d’échappement des véhicules.

Malheureusement, il existe peu de recherches sur les effets des particules de pneus sur la santé. Une des rares études complètes a été réalisée il y a plus d’une décennie, en 2012. “À cette époque, il n’a pas été décidé que c’était le sujet prioritaire,” dit Gary Guthrie, vice-président senior chez Michelin. “Le sujet prioritaire était davantage de comprendre le sort des particules dans l’eau et comment elles se dégradent.”

“Les études sponsorisées par le Tire Industry Project (TIP) du World Business Council for Sustainable Development (WBSCD) ont indiqué que les particules d’usure des pneus et des routes (TRWP) ne posent pas de risque pour la santé humaine,” dit Wanka. “Les études d’inhalation suggèrent que les TRWP sont peu susceptibles de poser un risque pour les humains par exposition aérienne.”

“La pollution par les pneus et les émissions de NOx sont différentes,” dit Erlendsson. “Le NOx est un sous-produit gazeux de la combustion de carburant, tandis que les particules des pneus sont un polluant solide, semblable à la poussière des poêles à bois. Contrairement au NOx ou au CO₂ des pot d’échappement, cependant, il n’existe actuellement aucune réglementation mondiale en vigueur qui limite spécifiquement la pollution des pneus.”

Les Pneus Biodégradables Sont-ils la Solution?

Les pneus biodégradables semblent être une solution potentielle à la pollution des pneus. Cependant, il existe des paradoxes autour de cette idée. “Les pneus sont d’une grande importance pour la sécurité,” dit Wanka. “Ils sont le seul contact entre un véhicule et la route. Il est donc crucial qu’aucune dégradation d’un pneu ne se produise jusqu’à la fin de la phase d’utilisation.” Pour de nombreux pneus, la durée de vie pourrait être de cinq ans ou plus.

“Bien que l’industrie des pneus explore de plus en plus des matériaux biosourcés, tels que le caoutchouc naturel, les pneus eux-mêmes et la pollution qu’ils génèrent ne sont pas encore biodégradables,” dit Erlendsson. “Un pneu qui se biodégrade sur le véhicule ne serait pas bon pour la durabilité. Cependant, il serait bénéfique que les particules de pneus qui se détachent pendant la conduite puissent se biodégrader dans l’environnement, empêchant leur accumulation dans notre air, notre terre et nos océans.”

“Notre objectif est de nous concentrer sur le début de la chaîne plutôt que sur la fin en ce moment,” dit Guthrie. Cela signifie utiliser plus de matériaux recyclés dans la production, visant un certain degré de circularité. “Ce que nous préférerions faire, c’est être en mesure de récupérer le pneu à la fin de sa vie et d’en fabriquer un nouveau, car c’est encore mieux pour la planète que de simplement le mettre sur des parterres de fleurs. De cette manière, nous n’avons pas à extraire des matières premières de la Terre pour fabriquer les pneus en premier lieu.”

Michelin a effectivement travaillé sur un matériau de pneu biodégradable, ce qui pourrait bénéficier à l’ensemble de l’industrie. Cependant, si cela réussit, il est peu probable qu’une telle innovation soit mise à la disposition d’autres fabricants. “Partager la propriété intellectuelle ne fait pas vraiment partie de la culture de Michelin,” dit Guthrie. “Ce que nous essayons de faire en termes de but plus large, c’est de respecter les réglementations—par exemple, la compréhension de la façon dont les TRWP se biodégradent dans l’environnement. Quand nous pensons que quelque chose est bon pour la planète, et que ce n’est pas trop compétitif, nous partagerons.”

Un Meilleur Pneu Électrique Est un Meilleur Pneu

L’accent mis sur l’efficacité des pneus s’est concentré sur les véhicules électriques, en raison de leur besoin de tirer le maximum de kilomètres possibles des batteries coûteuses dans un monde où le réseau de recharge est encore inadéquat. Mais les avantages ne sont pas exclusifs aux voitures électriques.

“Il n’y a essentiellement aucune différence entre un pneu conventionnel et un pneu spécial pour véhicules électriques,” dit Wanka. “Il s’agit plutôt d’un cas où certains modèles ou classes de véhicules ont des exigences spécifiques en matière de pneus.” Une meilleure durée de vie, une résistance au roulement et un bruit de roulement ont été particulièrement bénéfiques pour les véhicules électriques. “Mais tous les véhicules—quel que soit leur type de propulsion—bénéficient des avancées technologiques.”

“Un bon pneu doit bien performer quel que soit le véhicule,” dit Erlendsson. “L’industrie des pneus veut de plus en plus commercialiser ses produits comme ‘capables pour les véhicules électriques’, mais la réalité est qu’il n’y a pas suffisamment de réglementation et de sensibilisation des consommateurs pour permettre à ceux-ci de prendre des décisions éclairées sur ce qui est le mieux pour leurs véhicules. Nous savons que les véhicules électriques imposent des exigences spécifiques aux pneus. Mais la meilleure technologie qui existe déjà n’est pas déployée uniformément pour tous les pneus, en particulier sur le marché de remplacement, qui représente 90 pour cent des ventes totales.”

Les fabricants de pneus améliorent constamment la durabilité, ce qui pourrait bénéficier à tous les types de véhicules. “Avec notre nouveau AllSeasonContact 2, Continental a pu augmenter le kilométrage de 16 pour cent par rapport à son prédécesseur, tout en réduisant la résistance au roulement,” affirme Wanka.

La compétition entre les fabricants pour améliorer leurs pneus est si féroce qu’au cours des courses automobiles où les équipes utilisent des marques différentes, les entreprises fouillent la piste après l’événement à la recherche de fragments de caoutchouc. Elles les ramènent ensuite dans leur laboratoire pour les analyser, dans l’espoir de découvrir les secrets du matériau composite d’une autre marque.

Cependant, certains des grands problèmes de durabilité des pneus proviennent de mauvaises habitudes des consommateurs, plutôt que des pneus eux-mêmes. Selon Guthrie chez Michelin, de nombreux conducteurs retirent leurs pneus bien avant qu’il ne soit légalement nécessaire de le faire. La principale préoccupation concerne les implications de sécurité d’un pneu supposément proche de la limite légale d’usure de la bande, telles que des distances d’arrêt plus longues par temps humide. Le résultat est que 50 pour cent des pneus sont retirés avant d’atteindre une profondeur de bande de 3 mm, sans parler de la limite légale de 1,6 mm. Cela signifie que 400 millions de pneus sont mis au rebut prématurément chaque année.

“Les innovations rendent déjà les pneus plus efficaces, durables et silencieux,” dit Erlendsson. “La technologie pour fabriquer de meilleurs pneus existe déjà, mais elle n’est pas déployée universellement car l’industrie n’a pas été incitée à le faire.” En dehors de la sécurité, les réglementations n’ont pas encore été étendues à l’efficacité, la durabilité ou le bruit des pneus, donc seuls les fabricants haut de gamme ou spécialisés mettent en avant ces aspects. Les marques moins chères se concentrent plutôt sur une valeur ajoutée.

Que les véhicules électriques deviennent ou non le type de véhicule dominant au cours des prochaines années, l’accent mis sur la fabrication de meilleurs pneus pourrait bénéficier à tous les types de véhicules. “Si vous pouvez faire durer un pneu plus longtemps, il durera aussi plus longtemps si vous le mettez sur un véhicule à combustion,” dit Guthrie.