Study on a test rig of dynamic tyre/road contact forces at the origin of rolling noise

Les modèles de contact dynamique pour le bruit de roulement reposent souvent sur une hypothèse quasistatique et une approximation de massif semi-infini pour le pneu. L’objectif de la thèse est de vérifier ces hypothèses par la mesure de forces de contact sur un banc d’essai constitué d’un pneu lisse de taille réduite roulant sur un bâti cylindrique. Au préalable, l’analyse modale expérimentale du pneu permet d’identifier des modes propres de formes classiques. Bien qu’un modèle éléments finis basé sur une section de pneu homogène élastique donne des modes satisfaisants, une section hétérogène hyper-viscoélastique permet d’obtenir un bon compromis entre vibrations et contact statique. La force de contact dynamique lors du roulement du pneu sur une seule aspérité sphérique ou conique est ensuite mesurée. La relation entre la force maximale et la hauteur de l’aspérité est conforme aux lois de contact théoriques. La durée de contact sur l’aspérité est inversement proportionnelle à la vitesse. Les calculs de contact basés sur un massif semi-infini élastique permettent d’approcher correctement la force maximale mesurée pour les fortes hauteurs d’aspérités, mais pas pour les faibles. La dissymétrie du signal temporel de force est bien modélisée en introduisant la viscoélasticité dans le modèle. Les forces de contact dynamique mesurées entre le pneu et plusieurs aspérités de formes simples confirment les résultats précédents, démontrant dans l’ensemble la nature quasi-statique du contact roulant. Toutefois, les forces calculées sont sous-estimées sur les bords de l’aire de contact, montrant une limitation de l’hypothèse de massif semi-infini pour décrire la structure du pneu.