Mécanisme de vieillissement de l'interphase adhésive caoutchouc-renfort métallique dans les pneumatiques : de la physico-chimie de l'interface aux tests d'adhérence avec le caoutchouc

Abstract

Cette étude porte sur la durabilité de l’interphase adhésive formée entre le caoutchouc et les renforts métalliques dans les pneumatiques. L’adhésion caoutchouc-renfort métallique est permise par la présence d’une fine épaisseur de laiton à la surface de l’acier tréfilé. Lors de la cuisson du pneumatique, le soufre contenu dans la formulation du caoutchouc diffuse jusqu’au revêtement laiton pour former une interphase sulfurée garante de la propriété adhésive du composite. Au cours de la vie du pneumatique, l’eau et le dioxygène de l’environnement peuvent diffuser à travers le caoutchouc : l’oxydation du revêtement laiton étant permise, la croissance de produits d’oxydation du zinc conduit à une évolution de la propriété adhésive et peut impacter sa pérennité. L’évolution de la propriété adhésive caoutchouc-laiton est étudiée à l’aide d’un test de pelage à galet. La pertinence de ce test pour la caractérisation mécanique de la propriété adhésive est discutée, l’analyse des faciès de rupture par MEB-EDX et spectroscopie Raman permet d’alimenter la compréhension des mécanismes de vieillissement de l’interphase. Une méthode de caractérisation de la sensibilité à l’oxydation des revêtements est proposée. La spectroscopie d’impédance électrochimique couplée à des analyses par spectroscopies Auger et Raman ainsi qu’à des observations au MEB ont été choisi pour suivre l’oxydation de matériaux après vieillissement dans différents environnements. Les descripteurs pertinents pour le suivi de l’oxydation des matériaux sont alors discutés. La méthodologie de caractérisation est définie sur des matériaux massifs cuivre, zinc et laiton, avant d’être appliquée aux revêtements déposés sur un substrat en acier. L’oxydation observée sur les matériaux massifs et revêtus est confrontée aux faciès de rupture après pelage afin de proposer des conditions de vieillissement pertinentes pour l’évaluation de la résistance à l’oxydation des renforts métalliques.