Des véhicules toujours plus autonomes grâce à des pneus intelligents capables de percevoir leur propre tenue de route
Plusieurs études ont mis en évidence le rôle joué par les pneus usés ou défaillants dans les accidents. Par conséquent, si nous réduisions le nombre de véhicules circulant avec des pneus inappropriés, nous pourrions réduire le nombre d’accidents de 28,5 %, en très grande partie sur chaussée enneigée ou humide. Les systèmes de surveillance de la pression des pneus (TPMS) sont obligatoires depuis 2014, mais ils ne mesurent que la pression et la température des pneus. L’industrie des pneumatiques est à la recherche d’une technique de suivi en temps réel de l’état d’usure pour l’intégrer dans les nouveaux pneus intelligents, afin de permettre une maintenance préventive. Alors que la perspective d’un usage courant des véhicules autonomes se rapproche, il convient d’adopter une approche tout aussi avancée en ce qui concerne les pneumatiques utilisés. SMART Tyre, breveté par Wriggle Solutions, entreprise dérivée de l’École supérieure Sainte-Anne de Pise, permet de mesurer en temps réel les contraintes auxquelles sont soumis les pneus, ainsi que leur usure. Arash Gholamzadeh Nasrabadi, PDG de Wriggle Solutions, déclare: «Les solutions efficaces étaient difficiles à mettre en œuvre, essentiellement parce qu’elles étaient tributaires de l’usage de capteurs ou de caméras internes qui présentaient de nombreux inconvénients, un coût élevé ainsi qu’une fiabilité et une robustesse insuffisantes.» L’innovation proposée par Smart-tyre consiste à utiliser le pneu lui-même comme capteur. Le système de Wriggle est capable d’analyser directement la réponse électrique du matériau constituant le pneu, sa composition lui conférant naturellement des propriétés conductrices. «Cela permet à un microcontrôleur d’analyser les signaux électriques qui circulent dans le pneu et d’utiliser ces données pour mesurer avec précision la profondeur des rainures», ajoute M. Nasrabadi. Le système comprend deux modules: M1 et M2. Le premier, qui détecte les déformations des pneus, repose sur la surveillance de ses vibrations à l’aide d’unités de mesure inertielle. Ce module comporte deux capteurs placés sur l’essieu, l’un à proximité du pneu et l’autre à distance, afin de disposer d’une mesure différentielle en soustrayant le bruit généré par les vibrations du véhicule. Il peut être alimenté directement par la batterie du véhicule et connecté à l’unité de commande de ce dernier par le biais de connexions câblées, les résultats s’affichant sur le tableau de bord du conducteur. Le capteur M2 surveille quant à lui la profondeur de sculpture en mesurant la réponse électrique du pneu lui-même, qui varie en fonction de la quantité de matériau qui compose la bande de roulement. On obtient ainsi une estimation de la profondeur de sculpture. Pour effectuer la mesure, le module doit être directement connecté au pneu. Puisqu’il s’agit d’une pièce mobile (par exemple la jante ou le pneu lui-même), il faut utiliser une alimentation sans fil (une batterie, par exemple, ou par induction) ainsi qu’une infrastructure de communication sans fil. M. Nasrabadi explique: «Le pneu doit déjà posséder des propriété conductrices (comme dans les camions) ou avoir été rendu conducteur à l’aide de polymères conducteurs extrinsèques (ECP), en dopant le mélange de caoutchouc avec du noir de carbone, des nanotubes de carbone ou du graphène, des matériaux déjà utilisés dans le secteur des pneumatiques. Il est donc primordial de collaborer avec le fabricant de pneus.» Wriggle Solutions a développé plusieurs MVP (minimum viable products) afin de tester l’hypothèse protégée par un brevet, et les résultats ont été très positifs. Grâce à une approche itérative, ils sont parvenus à un prototype entièrement opérationnel. «Malgré la complexité de ce secteur et les difficultés à garantir que cette innovation soit adoptée, notre motivation était surtout liée au fait que nous étions convaincus que notre brevet était susceptible d’avoir un impact positif sur la vie des gens et de réduire aussi bien les déchets pneumatiques que la consommation de carburant», déclare M. Nasrabadi. Wriggle Solutions est désormais à la recherche de partenaires potentiels désireux de coopérer au niveau de l’industrialisation de la technologie Smart-tyre, qui a déjà été validée à l’aide d’un prototype.
Mots‑clés
Smart-tyre, systèmes de surveillance de la pression des pneus, Wriggle Solutions, déformations des pneus, bande de roulement, accidents de la route
