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Pneus d’un Boeing 737

Neus d’un Boeing 737 avion de ligne (Politikaner [CC BY-SA 3.0], Wikimedia Commons)

Les STIM en contexte

Des pneus d’avion solides pour un atterrissage sécuritaire

Shakib Rahman
Format
Lisibilité
5.87

Résumé

La fabrication et l’ingénierie des pneus d’avion sont importantes! Apprends comment les pneus de l’avion assurent la sécurité au décollage et à l’atterrissage.

As-tu déjà pris l’avion? Si oui, tu as ressenti ce curieux choc lorsque l’avion s’est posé à la fin du voyage. Mais t’es-tu déjà demandé comment les pneus de l’avion réussissent à gérer tout ce stress et cette pression? Pourquoi n’éclatent-ils pas au contact de la piste d’atterrissage? Eh bien, les pneus d’avion doivent être conçus de manière particulière. Grâce à leur conception, ils sont suffisamment solides pour demeurer intacts au décollage et à l’atterrissage.

Le savais-tu?

Les pneus d’avion sont fabriqués à la main.

Les pneus d’avion sont très différents des pneus de voiture, de camion ou de vélo. En fait, les pneus d’avion ont à peu près autant de points communs avec ces pneus qu’avec des espadrilles! Ils sont tous en caoutchouc. Ils contiennent tous de l’air. Tous supportent et amortissent ce qui se trouve au-dessus d’eux. Mais c’est là où les similitudes s’arrêtent.

Pneus d’un Boeing 777
Pneus d’un Boeing 777 (Source : Dmirty A. Mottl [CC BY-SA 3.0] par Wikimedia Commons).

Lorsqu’un avion atterrit, les pneus doivent supporter le poids de l’avion et de toutes les personnes à bord.

Le savais-tu?

Les passagers et les marchandises dans un avion sont appelés la charge utile

Les pneus d’avion doivent gérer d’énormes forces lorsque l’avion atterrit. Ils doivent surtout gérer la friction. Il y a friction lorsque deux surfaces se déplacent l’une contre l’autre, comme lorsque tu frottes tes mains ensemble.

Les pneus d’avion créent de la friction lorsqu’ils touchent la piste d’atterrissage. Cette friction génère de la chaleur. Elle use aussi la couche extérieure du pneu. C’est pourquoi les pneus d’avion sont renforcés à l’aide de matériaux solides et flexibles. L’un de ces matériaux est un plastique super-solide appelé Kevlar. Le Kevlar est solide, flexible, léger et résistant à la chaleur.

Il est important que les pneus d’avion soient flexibles. La flexibilité permet aux pneus de mieux absorber le choc de l’atterrissage. Elle ralentit aussi l’usure des pneus.

Train d’atterrissage principal d’un avion de transport C-160
Train d’atterrissage principal d’un avion de transport C-160 (Source : Scott Taylor, utilisé avec permission).

Les pneus d’avion ont aussi des bandes conductrices intégrées dans les rainures des pneus. Ces bandes déchargent les charges électriques qui pourraient s’être accumulées. Ceci est important. Si de l’électricité statique s’accumulait au décollage et à l’atterrissage, cela pourrait produire une étincelle. Et une étincelle pourrait enflammer le carburant de l’avion!

Comment sont fabriqués les pneus d'avion? (2018) par aeronewstv (1:33).

Les pneus d’avion sont aussi protégés par ce qui se trouve à l’intérieur. Habituellement, ils sont remplis d’azote. L’azote est un gaz ininflammable. Il ne corrode pas les pièces métalliques d’un avion. L’azote n’oxyde pas (ne décompose pas) le caoutchouc des pneus. Les pneus eux-mêmes sont composés d’au moins trois couches de caoutchouc. Chaque couche est posée dans une direction différente. Cela rend le pneu plus solide et lui donne une meilleure traction à l’atterrissage.

Les pneus d’avion contiennent six fois plus de pression que les pneus de voiture.

Mais les pneus d’avion sont plus que du caoutchouc et du Kevlar. Ils peuvent comprendre 14 pièces différentes. Chaque pièce a une fin précise et rend les atterrissages et les décollages plus sûrs et plus faciles.

Un pneu d’avion typique peut effectuer environ 500 atterrissages avant d’avoir besoin de réparations. Habituellement, la couche supérieure de la semelle est simplement décollée et remplacée par une nouvelle. Ainsi, les autres pièces n’ont pas besoin d’être remplacées. C’est une bonne chose, car les autres pièces coûtent très cher. 

Combien faut-il de pneus?

CESSNA 172 - 3 pneus
BOEING 777 - 14 pneus
AIRBUS A380 - 22 pneus
ANTONOV AN-225 - 32 pneus

Source : Aircraft Owners and Pilots Association

Ainsi, la prochaine fois que tu verras un avion dans le ciel, pense à ses pneus. Souviens-toi de toute l’ingénierie qui s’y rattache. Celle-ci permet à l’avion de décoller et d’atterrir en toute sécurité!

Points de départ

Connecter et Relier
  • As-tu déjà eu connaissance d’une crevaison alors que tu étais en voiture? Qu’est-ce que tu as ressenti? Qu’est-ce qui a causé la crevaison? 
  • Si tu as déjà pris l’avion, as-tu déjà vécu un atterrissage brutal ou cahoteux? À quoi penses-tu lorsque l’avion atterrit? As-tu déjà pensé à la qualité ou à l’état des pneus de l’avion? 
Connecter et Relier
  • As-tu déjà eu connaissance d’une crevaison alors que tu étais en voiture? Qu’est-ce que tu as ressenti? Qu’est-ce qui a causé la crevaison? 
  • Si tu as déjà pris l’avion, as-tu déjà vécu un atterrissage brutal ou cahoteux? À quoi penses-tu lorsque l’avion atterrit? As-tu déjà pensé à la qualité ou à l’état des pneus de l’avion? 
Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement
  • Pourquoi la fabrication et l’inspection des pneus d’avion sont-elles si rigoureuses? 
  • Comment la défaillance d’un pneu d’avion pourrait-elle avoir des répercussions sur la société? 
Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement
  • Pourquoi la fabrication et l’inspection des pneus d’avion sont-elles si rigoureuses? 
  • Comment la défaillance d’un pneu d’avion pourrait-elle avoir des répercussions sur la société? 
Explorer les Concepts
  • Quelles forces ont un effet sur les pneus d’avion au décollage et à l’atterrissage? 
  • Quelles sont les caractéristiques physiques essentielles pour avoir des pneus d’avion efficaces? Pourquoi?  
  • Dans quel but utilise-t-on de l’azote pour gonfler les pneus d’avion? 
  • Qu’est-ce que le Kevlar? Pourquoi a-t-il été conçu à l’origine? Quelles sont les différentes applications de ce matériau actuellement? (Remarque : Cette question nécessite des recherches supplémentaires.)
Explorer les Concepts
  • Quelles forces ont un effet sur les pneus d’avion au décollage et à l’atterrissage? 
  • Quelles sont les caractéristiques physiques essentielles pour avoir des pneus d’avion efficaces? Pourquoi?  
  • Dans quel but utilise-t-on de l’azote pour gonfler les pneus d’avion? 
  • Qu’est-ce que le Kevlar? Pourquoi a-t-il été conçu à l’origine? Quelles sont les différentes applications de ce matériau actuellement? (Remarque : Cette question nécessite des recherches supplémentaires.)
Nature de la Science / Nature de la Technologie
  • Comment le développement d’un nouveau matériau, comme le Kevlar, peut-il influencer d’autres domaines de la science et de la technologie?
Nature de la Science / Nature de la Technologie
  • Comment le développement d’un nouveau matériau, comme le Kevlar, peut-il influencer d’autres domaines de la science et de la technologie?
Suggestions d'enseignement
  • Cet article et la vidéo intégrée peuvent être utilisés pour l’enseignement et l’apprentissage en ingénierie et technologie, en mathématiques et physique liés à l’aéronautique, au transfert de la chaleur, au génie, à la fabrication et à l’électricité statique. Les concepts introduits comprennent la conception, la charge utile, les forces, la friction, le Kevlar, la décharge, la charge électrique, l’azote, l’oxydation et la pression. 
  • Après avoir lu cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves d’élaborer une Carte des conséquences en vue d’examiner les répercussions possibles de la défaillance d’un pneu d’avion. Des fiches reproductibles prêtes à l’emploi de cette stratégie d’apprentissage sont disponibles en formats [Google doc] et [.pdf]. 
  • Pour mettre l’accent sur la conception et la technologie, les enseignants peuvent demander aux élèves de comparer la conception, la construction et l’essai d’un pneu de voiture à ceux d’un pneu d’avion en utilisant un Diagramme de Venn pour organiser et comparer l’information. Cette activité d’apprentissage obligerait les élèves à effectuer des recherches supplémentaires.
Suggestions d'enseignement
  • Cet article et la vidéo intégrée peuvent être utilisés pour l’enseignement et l’apprentissage en ingénierie et technologie, en mathématiques et physique liés à l’aéronautique, au transfert de la chaleur, au génie, à la fabrication et à l’électricité statique. Les concepts introduits comprennent la conception, la charge utile, les forces, la friction, le Kevlar, la décharge, la charge électrique, l’azote, l’oxydation et la pression. 
  • Après avoir lu cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves d’élaborer une Carte des conséquences en vue d’examiner les répercussions possibles de la défaillance d’un pneu d’avion. Des fiches reproductibles prêtes à l’emploi de cette stratégie d’apprentissage sont disponibles en formats [Google doc] et [.pdf]. 
  • Pour mettre l’accent sur la conception et la technologie, les enseignants peuvent demander aux élèves de comparer la conception, la construction et l’essai d’un pneu de voiture à ceux d’un pneu d’avion en utilisant un Diagramme de Venn pour organiser et comparer l’information. Cette activité d’apprentissage obligerait les élèves à effectuer des recherches supplémentaires.

En savoir plus

Comment c'est fait : Le Changement D'un Pneu d'Avion (2012) noor7islem -- Cette vidéo démontre le processus du remplacer un pneu d'avion à l'aéroport Frankfurt en Allemagne. (6 min 27 s)

L'Avionnaire: Train d'atterrissage: Roues et pneumatiques L'Avionnaire -- Curieux de connaître la structure d'un pneu d'avion? Lisez plus ici.

Tout sur les pneus d'avion (2016) Le repaire des motards -- Cet article explique la dure vie d'un pneu d'avion de Boeing ou d'Airbus

Références

Simon, J. (2013, avril 15). What's so special about aircraft tires? Aircraft Owners and Pilots Association.