Étude et caractérisation des phénomènes d'éclatement et d'explosion des pneus de camion.

Ce mémoire présente les résultats des activités de recherche sur les phénomènes d'éclatement et d'explosion de pneus de véhicules lourds. Réalisé conjointement par l'Institut de Recherche en Santé et en Sécurité du Travail (IRSST) de Montréal et l'École Polytechnique de Montréal, il permet une mise à jour des connaissances sur ces deux types d'évènements, explique leurs causes et leurs conséquences et présente des résultats pertinents pour l'évaluation du risque. Les résultats qui sont présentés ici reposent à la fois sur des essais expérimentaux et des analyses numériques utilisant la méthode des éléments finis. Un essai d'explosion a été mené au Laboratoire Canadien de Recherche sur les Explosifs (LCRE) à Ottawa, Canada pour caractériser le phénomène d'explosion. Le phénomène d'éclatement par surpression, qui est un cas particulier d'éclatement, a été étudié à l'aide d'un test d'éclatement hydrostatique et d'analyses microscopiques. Les analyses numériques ont été réalisées avec le logiciel Altair Radioss pour compléter et/ou valider les résultats de ces essais. Les éclatements et explosions de pneus, bien que relativement rares, sont très dangereux du fait de leur imprévisibilité. Ils interviennent la plupart du temps lors de la réparation, de l'entretien ou encore du remplacement des roues du véhicule. La cause la plus commune des phénomènes d'éclatement ou d'explosion de pneu est un apport de chaleur au système pneu-jante. Cet apport de chaleur déclenche des réactions chimiques qui dégradent le caoutchouc des pneus produisant alors des gaz et des matières inflammables. Il s'agit principalement des réactions de pyrolyse, thermo-oxydation et de combustion. En s'ajoutant au phénomène d'expansion thermique et à la diminution des propriétés mécaniques du pneu par divers facteurs, les gaz produits contribuent à l'augmentation de la pression dans le pneu et augmentent ainsi le risque d'éclatement ou d'explosion. A l'aide des données retrouvées dans la littérature et celles de l'analyse numérique, le scénario menant à l'explosion d'un pneu a pu être établi. Une telle explosion survient lorsque les trois conditions critiques de concentration et de température des matières inflammables et de concentration en oxygène sont simultanément réunies. L'onde de pression résultant du mélange