Analyse des mécanismes relatifs à l’usure pneu/chaussée en relation avec les émissions de particules fines

Cette thèse étudie la génération et l’émission de particules d’usure pneumatique (TRWP) dans des conditions contrôlées, à l’aide d’un tribomètre pin-on-disc installé dans une chambre sur mesure et couplé à un Impacteur Electrostatique à Basse Pression (ELPI) pour la collecte des particules en suspension. Deux types de granulats routiers ont été testés : un calcaire plus tendre et un granit plus dur. L’étude développe une méthodologie permettant d’analyser les liens entre friction, usure et émissions de particules selon différents types d’échantillons. Les particules d’usure à l’interface et dans l’environnement ont été collectées et caractérisées, en parallèle à des mesures de friction et de topographie de surface. Les résultats révèlent des taux d’émission significativement plus élevés lors de la phase initiale de contact, pouvant atteindre20 fois le taux initial, ainsi qu’une augmentation progressive de la taille des TRWP pendant le contact pneumatique-route (de 50 μm à 500 μm environ). Un modèle conceptuel a été développé pour décrire la circulation des TRWP et la dynamique de leur émission dans la zone de contact, complété par un modèle de bilan massique prenant en compte les processus d’usure et les flux de matière à l’interface. Le modèle basé sur l’approche énergétique a permis d’estimer avec précision de l’usure de la gomme. Les limites des deux approches ont été discutées, soulignant la nécessité de modèles plus avancés intégrant la topographie de surface et les propriétés de la gomme afin de mieux appréhender les interactions complexes à l’interface pneu-route