Les pneus sont la situation la plus connue d’évolution du frottement en fonction de la température. Avant 1974, les motos de route n’utilisaient que des pneus toutes saisons, leurs surfaces de roulement entrecroisées par de nombreuses rainures afin de drainer l’eau. La flexion des éléments de bande de roulement résultants lors de leur passage dans et hors de l’empreinte du pneu permet d’amener ces pneus à la température de fonctionnement. Le caoutchouc n’est pas 100% élastique. Déformez-le avec 100 unités d’énergie et lorsque vous le libérez, vous ne pouvez récupérer que 75 unités. Les 25 autres unités deviennent de la chaleur dans le caoutchouc flexible lui-même. C’est ainsi que les pneus se réchauffent.
Les pneus de route atteignent rapidement les températures de fonctionnement grâce à la flexion des éléments de la bande de roulement et de la carcasse.
Les couvertures chauffantes permettent de maintenir les pneus à température idéale
Les pneus slicks sont différents parce que leur bande de roulement n’est équipée d’aucune rainure de drainage. Très peu flexibles, ils se réchauffent beaucoup plus lentement, alors que les pneus de course sont essentiellement inutiles jusqu’à ce qu’ils soient suffisamment chauds pour que leur dynamique caoutchouc-route fonctionne correctement. Les crashs au premier tour étaient légion jusqu’à ce que les pilotes aient droit de réaliser des tours de chauffe. Par la suite, les couvertures chauffantes ont apporté une protection supplémentaire, en maintenant les pneus à environ 80°C avant le départ. La gomme étant chaude, cela limite les risques de chute au premier tour.
Pneus slicks
Les pneus slicks se réchauffent donc plus lentement et ont besoin de couvertures chauffantes pour les maintenir à la température de fonctionnement avant de partir sur la piste.
Pourquoi le frottement devrait-il varier avec la température ? Un mécanisme principal de friction est la formation continue, l’étirement, la cassure et la reformation de liaisons adhésives entre une myriade de minuscules points de contact sur des surfaces se déplaçant les unes devant les autres. Imaginez un navire, son pont chargé de monde, glissant lentement le long d’une jetée sur laquelle se dressent des centaines d’autres. Les voyageurs qui partent sur le navire et les personnes sur la jetée se tiennent la main aussi longtemps qu’ils le peuvent, se tenant, exerçant des forces de quai à navire. Mais alors leurs mains sont écartées par le mouvement continu du navire, et ils se tendent pour saisir les autres mains à leur tour.
Si nous imaginons du caoutchouc et du bitume au lieu de personnes, il devient clair que le processus de formation rapide de nouvelles liaisons doit dépendre de la température, car le caoutchouc devient plus rigide lorsque sa température est basse. À sa température de transition vitreuse, il devient un solide très rigide ! Trop rigide pour suivre le cycle d’adhésion, d’étirement, de fracture et de réadhésion qui est le principal mécanisme de friction. C’est pourquoi le caoutchouc de la bande de roulement de course a besoin d’être réchauffé avant la course pour l’aider à fonctionner pendant les premiers tours des courses.
Parfois, les pneus racing ont des usures anormales
Pourquoi les pneus utilisés sur route n’ont pas ce genre de problèmes La température de transition vitreuse du pneu de course doit être assez élevée pour maximiser l’adhérence dans la plage de température souhaitée, mais celle du pneu de route est réglée suffisamment basse pour assurer un fonctionnement sûr par tous les temps.
Le même comportement d’adhérence, d’étirement, de fracture et de réadhésion se produit entre la plaquette de frein et le disque de frein, et entre la cloche d’embrayage et les disques en acier. Les détails de la variation du frottement avec la température dépendent des mélanges de matériaux utilisés.
