Le fabricant de pneus Michelin fournit des pneus d’équipement d’origine pour sept véhicules électriques sur dix vendus aux États-Unis. Et pourtant, il reconnaît que les conducteurs de véhicules électriques ne devraient pas acheter autant de pneus qu’ils le font.
C’est un défi technologique à plusieurs niveaux. Les véhicules électriques usent les pneus plus rapidement, car ils sont plus lourds et leurs systèmes moteurs riches en couple usent plus intensément la bande de roulement.
Michelin envisage un avenir dans lequel ses pneus pourraient être plus chers mais durer beaucoup plus longtemps et avoir un impact beaucoup moins important sur l’environnement. Pour une entreprise centrée sur un article d’usure avec une durée de vie finie, c’est une direction inattendue.
« Notre objectif n’est pas seulement de vendre plus de pneus; nous voulons vendre de meilleurs pneus – de plusieurs façons », résume le PDG nord-américain de l’entreprise, Alexis Garcin, lors d’un sommet sur la durabilité récent organisé par l’entreprise à Sonoma, en Californie.
Pneu sans air Michelin Uptis sur camionnette postale française
Les dirigeants de l’entreprise ont confirmé à CARWAT que l’entreprise continue d’investir dans la technologie sans air pour les pneus, qui pourrait être plus intelligente pour les taxis-robots et les autres véhicules autonomes. Elle a également fait le point sur ses travaux visant à réinventer efficacement la technologie de rechapage, dans une perspective de durabilité, afin de permettre au pneu d’origine plus quatre rechapages de parcourir jusqu’à un million de miles de service dans les camions commerciaux lourds.
« Si vous commencez à penser de manière à vouloir limiter votre innovation en raison de la prime (de coût), cela pourrait signifier que nous perdons beaucoup d’opportunités », explique Garcin pour justifier pourquoi Michelin continue d’investir dans des technologies à long terme.
Michelin se tourne vers des matériaux sans pétrole
Entre-temps, le plan à court terme de Michelin pour cette décennie consiste à intégrer davantage de matières durables et renouvelables dans ses pneus et à les rendre plus durables tout en économisant de l’énergie pour les véhicules électriques. Michelin vise à ce que 40% des matériaux de ses pneus soient renouvelables et recyclables d’ici 2030, en route vers une empreinte 100% sans pétrole d’ici 2050.
Sur le circuit de Sonoma, l’entreprise a également donné un aperçu de l’avenir avec une technologie de pneu de grande diffusion qui devrait probablement être mise en production en 2025.
Pneu durable à 45% Michelin. – Prototype 2024
Le pneu de démonstration Primacy A/S propose au moins 42% de contenu durable – 45% dans la version présentée. C’est plus du double de ce que ces pneus offrent actuellement, dans un produit qui, selon Michelin, offre des performances équivalentes, voire meilleures, que les produits actuels. Il est réalisé avec de l’acier recyclé, du noir de carbone recyclé provenant de pneus en fin de vie, de la silice provenant de balles de riz pulvérisées, ainsi que certaines résines et huiles naturelles, y compris de l’écorce d’orange pour une meilleure efficacité.
Le caoutchouc naturel représente près d’un cinquième de la composition des pneus modernes pour véhicules de tourisme, et Michelin s’efforce de l’extraire de cultures durables comme la guayule dans le sud-ouest américain.
D’autres fabricants de pneus ont présenté des concepts avec des niveaux de contenu durable beaucoup plus élevés, mais ce qui distingue le pneu de démonstration Primacy A/S, c’est qu’il est prêt pour la production.
Pneus toutes saisons Michelin Primacy avec 42% de contenu durable – sur Ford Explorer
Pneus toutes saisons Michelin Primacy avec 42% de contenu durable – sur Ford Explorer
Michelin a présenté le pneu monté sur un nouveau Ford Explorer. Sur le circuit de Sonoma, en termes de bruit, d’adhérence et de performances globales, on avait l’impression que ces pneus pourraient être interchangeables avec les pneus toutes saisons Michelin Primacy standards.
Le pneu écologique était présenté aux côtés de plusieurs véhicules électriques qui incluent des pneus d’origine Michelin, notamment la Porsche Taycan et la Genesis GV60, soulignant que Michelin considère le facteur de durabilité comme particulièrement important pour les véhicules électriques.
Michelin adopte une approche personnalisée pour optimiser l’autonomie des véhicules électriques
Les performances et la durabilité des pneus dépendent de trois aspects clés : la structure du pneu et sa conception de base, la bande de roulement et le composé. Avec les véhicules électriques, une résistance au roulement plus élevée peut signifier plus d’énergie perdue non seulement lors de l’accélération et de la croisière, mais aussi lors du freinage régénératif, ce qui peut avoir un effet important sur l’efficacité des véhicules électriques dans leur ensemble.
Cyrille Roget, directeur de la communication scientifique et technique de l’entreprise, souligne à CARWAT qu’il s’agit de cartographier les besoins d’utilisation, puis d’optimiser au maximum la résistance au roulement. Cela nécessite de nombreux outils de simulation pour trouver la meilleure correspondance avec le véhicule, suivis de tests finaux avec le véhicule.
À l’ère des véhicules électriques, avec leur répartition du poids et leur distribution de puissance très différentes, en plus de leur poids supplémentaire, cela peut signifier des pneus personnalisés.
Pneus Michelin sur Genesis GV60
Pneus Michelin sur Porsche Taycan
Les mêmes avancées de pneus nécessaires pour les véhicules électriques, hybrides et VÉHICULES électriques hybrides rechargeables
« Cela ne change pas tant que ça la façon dont nous considérons le marché et dont nous concevons les pneus », explique Garcin lorsque CARWAT demande ce qui est différent en ce qui concerne les exigences des pneus pour les véhicules hybrides. « Vous avez toujours les mêmes effets de ce couple incroyablement élevé et du poids accru du véhicule, nous utilisons donc simplement les mêmes technologies pour accompagner ces tendances, qu’il s’agisse de véhicules entièrement électriques ou hybrides. »
En ce qui concerne le composé, il y a plus de 200 ingrédients dans les pneus classiques, et le noir de carbone est l’un des plus importants pour établir la durabilité et la résistance à la roulement. Michelin a créé un consortium appelé BlackCycle dans lequel il examine le développement d’une chaîne de valeur locale en Europe autour des matières premières secondaires, en particulier le noir de carbone, pour être utilisé dans les nouveaux pneus, plutôt que de voir les pneus expédiés à travers le monde.
Processus de pyrolyse utilisé pour extraire des matériaux recyclables des pneus Continental
Redémarrage de la boucle avec le noir de carbone
Cela a conduit à une évaluation de la chaîne d’approvisionnement mondiale en noir de carbone et à la question de savoir si les entreprises pourraient en tirer plus de la pyrolyse, qui est le processus de chauffage sans oxygène pour récupérer des composés. Cela permet d’obtenir du noir de carbone récupéré plus trois types différents d’huile, et un processus a été récemment mis au point pour créer du noir de carbone « vierge » – désormais appelé noir de carbone durable – à partir de cette huile intermédiaire.
« Donc, il y a du noir de carbone vierge provenant du pétrole; il y a la récupération du noir de carbone par pyrolyse; et maintenant, il y a du noir de carbone durable provenant de l’huile de pyrolyse », résume Roget. Même l’huile légère peut être utilisée pour créer des résines utilisées dans les pneus.
C’est important parce que le fabricant de pneus sait qu’il ne pourra pas remplacer tous les besoins en noir de carbone uniquement avec du noir de carbone récupéré. Le noir de carbone durable ferme efficacement la boucle et met fin au besoin de pétrole dans la production des pneus.
Le noir de carbone via la pyrolyse est déjà « très vertueux » du point de vue énergétique dans une opération industrielle, par rapport à la création du produit d’origine, selon Roget, et il a le potentiel d’être beaucoup moins cher. Pendant la pyrolyse, le gaz est capturé, ce qui peut à son tour être utilisé pour aider à chauffer le four de pyrolyse.
Michelin espère que davantage d’entreprises contribueront à investir dans une base industrielle de pyrolyse. Elle travaille avec Bridgestone sur ce point car, comme le souligne Roget, si elles présentent ensemble les spécifications souhaitées pour le noir de carbone récupéré, elles représenteront une grande partie de l’industrie.
Pneus Goodyear ElectricDrive GT pour Tesla Model 3
Goodyear a également déclaré qu’elle était partenaire du noir de carbone recyclé. Elle utilise le noir de carbone de Monolith provenant de la pyrolyse dans un pneu de remplacement pour la Tesla Model 3.
Garcin décrit la collaboration avec Bridgestone comme « faisant partie du plan global, car nous devons vraiment passer à 100% de matériaux renouvelables et recyclés dans tous nos pneus. »
Des pneus durables nécessitent un meilleur recyclage au-delà de la réutilisation pour les pneus
Environ 90% des pneus dans le monde sont recyclés, tandis que certains marchés en Afrique doivent encore adhérer à cette idée. Michelin et Bridgestone organisent actuellement des pilotes pour créer un système de recyclage dans ces marchés.
« Vous devez obtenir un matériau de qualité similaire au matériau fossile que vous essayez de remplacer. C’est donc le premier défi », explique Roget.
« Par exemple, le PET (polytéréphtalate d’éthylène) est utilisé comme renforcement dans les pneus de véhicules de tourisme, et le PET récupéré directement à partir de bouteilles en plastique peut remplacer celui provenant de sources fossiles. Le défi pour les grands utilisateurs potentiels comme Michelin est de savoir comment organiser la collecte de toutes les bouteilles en plastique pour constituer une source d’approvisionnement cohérente à l’avenir.
Il faut également que le processus de récupération et de réutilisation des matériaux soit rentable. Le caoutchouc synthétique, ou le caoutchouc de butadiène, est « très bon marché aujourd’hui », explique Roget, car il est souvent fabriqué en tant que produit secondaire de la production d’essence. Même si l’entreprise travaille sur des moyens de le produire à partir de déchets agricoles, le coût reste un obstacle.
Selon des informations de l’Association américaine des fabricants de pneus, les polymères synthétiques représentent environ 24% du matériau des pneus de véhicules de tourisme et de camions légers.
Ingrédients des pneus. – Association américaine des fabricants de pneus
Émissions dues à l’usure des pneus
Enfin, il ne faut pas négliger le fait que les pneus émettent des matières issues de leur usure, souvent sous forme de particules, certaines de ces particules étant diffusées dans l’air.
Une étude de 2023 de l’Imperial College de Londres suggérait qu’en incluant ce qui finit dans le sol et les cours d’eau, 52% des émissions mondiales de particules provenant des véhicules en 2021 provenaient des pneus et des freins, et non de l’échappement, tandis que 6,6 millions de tonnes de particules d’usure des pneus sont émises chaque année dans le monde. Comme l’a souligné l’entreprise britannique Emissions Analytics en 2020, le gain de poids des véhicules électriques peut entraîner des émissions de pneus colossales.
Processus de pénétration des particules d’usure des pneus dans l’environnement (d’après le rapport de 2023 de l’Imperial College de Londres)
Roget de Michelin est conscient de ce problème. Il affirme qu’un livre blanc sur la question est en préparation. Michelin a amélioré ce paramètre de 11% entre 2010 et 2020. À l’avenir, en continuant à progresser dans ce domaine, tout en recherchant de meilleurs matériaux, les pneus offriront plus de performance avec moins de poids, à la fois au départ et en raison de l’usure.
Dans une étude de 2022 réalisée par l’ADAC, la plus grande association automobile d’Europe, les chercheurs ont découvert que Michelin avait le poids de composé perdu par distance parcourue le plus faible – le paramètre qui correspond directement aux particules laissées dans l’environnement.
Test ADAC de l’usure des pneus en poids par distance
Tous ces exemples soulignent que la durabilité n’est pas une notion sans fin. C’est une boucle, et tous les points de cette boucle doivent être bien réfléchis. Avec les pneus en exemple, il est important de tenir compte de l’origine des matériaux, de leur devenir, de leur défaillance, de l’énergie investie dans leur fabrication et des économies d’énergie qu’ils permettent lors de leur utilisation.
Alors que les véhicules que nous conduisons évoluent pour faire partie d’une boucle renouvelable, il n’y a aucune raison de penser que les pneus sur lesquels nous roulons ne devraient pas évoluer également, même si cela implique d’utiliser moins de pneus.
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Michelin a payé les repas et les frais de déplacement liés à la démonstration de sa technologie de pneus et à l’accès des dirigeants.
