Une histoire à la gomme ?
Publié le 7 juillet 2024
Pendant longtemps, le coefficient d’adhérence a été étudié et analysé du point de vue mécanique de la physique avec comme référence la Loi de Coulomb. L’explication la plus simpliste de cette loi implique qu’un objet d’une certaine masse a besoin d’une force latérale plus grande que celle de sa masse pour être déplacé. Tant que le poids de la masse est supérieur à la force latérale de déplacement, l’objet reste immobile. Le rapport entre ces deux forces suffisait à l’époque pour exprimer le coefficient d’adhérence qui en théorie ne pouvait pas dépasser la valeur de 1.
Cette théorie a tenu jusqu’au jour où certains pneus ont réussi à dépasser cette valeur. Comment alors expliquer qu’un pneu puisse engendrer un coefficient d’adhérence supérieur à 1 sur un véhicule ne profitant d’aucun appui aérodynamique ?
En 1839, 33 ans après la mort de Charles-Augustin Coulomb, l’américain Charles Goodyear met au point le procédé de vulcanisation du caoutchouc largement utilisé dans la fabrication des pneus. Goodyear est un chimiste de formation. C’est de la chimie que viendra l’explication de l’énigme.
Le caoutchouc est un polymère souple et déformable. Quand la vitesse de la surface de contact d’un pneu est différente de celle de la chaussée, une réaction chimique se produit. Ce glissement au niveau moléculaire du pneu sur la structure cristalline du sol génère une force spécifique appelée adhésion. Cette réaction chimique d’adhésion vient augmenter temporairement l’adhérence de base du pneu.
Freddie Spencer en perte de l’avant — Monza, 1983 — Photo © Stan Perec
Un pneu en mouvement produit donc sa valeur maximale d’adhérence au tout début des phases de dérapage et de patinage. Ce phénomène est observé quand l’écart de vitesse entre les deux surfaces en contact reste inférieur à 10 %. Au-dessus de cette valeur, le phénomène devient chaotique et entraîne une chute abrupte d’adhésion et une dégradation importante de la bande de roulement. Une légère trace de caoutchouc laissée sur la chaussée confirme que le pneu est exploité à sa limite maximale.
Photo d’ouverture : Marc Márquez en dérapage de la roue arrière, Mandalika 2022 — © Motogp.com