Pneumatique (véhicule)

Zone sommet

Elle est principalement constituée de la bande de roulement, couche de gomme épaisse en contact avec la chaussée. Cette gomme doit être adhérente (transmission du couple, guidage dans les virages, etc.), sans opposer trop de résistance au roulement (principe des pneus « verts », qui diminuent la consommation de carburant). La bande de roulement est creusée de « sculptures », qui se chargent d'évacuer l'eau, la neige, la poussière, limitant l'aquaplanage, et améliorant l'adhérence en général. Elle permet aussi l'évacuation de la chaleur. La présence de lamelles sur les sculptures rompt la tension superficielle du film d'eau présent sur la route. Sur cette bande sont disposés des témoins d'usure dont la localisation est repérable sur le flanc du pneu. Les témoins des pneus pour véhicule de tourisme ont une hauteur de 1,6 mm pour les pneus d'été et 3 mm pour les pneus d'hiver. Les témoins d'usure indiquent lorsqu'il faut remplacer un pneu (voir contrôle de l’usure).

Sous la bande de roulement sont disposées des « nappes ceintures » constituées chacune de fils métalliques parallèles^[a]. Ces nappes, arrangées en deux couches croisées, procurent au pneumatique plus de résistance et de rigidité, notamment vis-à-vis du déversement lors des poussées latérales en virage. Enfin, on trouve de plus en plus fréquemment une couche de mousse absorbante pour satisfaire à la législation européenne relative aux performances acoustiques (pneus silencieux).

Zone flanc

La zone latérale du pneu est constituée de gomme souple, capable de supporter une déformation à chaque tour de roue mais résistante aux chocs sur des obstacles non tranchants. Monter sur un trottoir peut endommager la structure du pneumatique même sans dégât apparent^[18]. On y trouve également tous les marquages^[19], les premiers marquages correspondent à la taille du pneu, et les suivants à la capacité en termes de vitesse et de poids supportés^[20]. La zone de transition entre le flanc et le sommet s'appelle « épaule ». Dans certains modèles, un bourrelet au niveau du flanc permet de limiter les dégâts sur la jante quand le pneu touche une bordure de trottoir. Dans certains modèles pour camion, un autre profil de bourrelet permet de limiter les projections d'eau gênantes pour les utilisateurs qui suivent ou doublent le camion.

Zone basse

La fonction de cette zone est d'assurer l'accroche à la jante, grâce à deux anneaux métalliques (les « tringles ») prenant appui sur la jante au niveau du « talon ». Cette zone transmet les couples entre la roue et le pneumatique, elle assure aussi l'étanchéité pour les « pneus sans chambre à air » parfois dit « tubeless ». Cette étanchéité est assurée par une nappe recouvrant l'intérieur du pneu : la « gomme intérieure », à base de butyle, qui est plaquée contre la jante par les deux tringles.

Une autre nappe, située entre la gomme intérieure et le sommet, également coincée par les tringles, s'appelle la « nappe carcasse ». Elle est constituée de fils textiles parallèles (véhicule tourisme), dans le sens radial. Cette nappe a donné son nom au pneu radial. Elle assure la triangulation avec les fils croisés des nappes de ceintures pour une meilleure tenue du pneu. Ces fils, inextensibles, permettent de garder une bonne surface de contact entre le pneu et le sol.

Produits semi-finis

Le pneu semi-fini est constitué de :

• gomme : les caoutchoucs naturels (issus du latex produit par l'hévéa) et synthétiques (issus de la pétrochimie) sont mélangés avec des huiles et des charges renforçantes (noir de carbone, silice améliorant la résistance à l'usure). Ce mélange est ensuite travaillé avec le soufre (vulcanisation) et d'autres adjuvants puis conditionné avant d'être utilisé ;
• une méthode récente (2011) mélange de l'essence de peau d'orange à du latex et de la silice pour obtenir une gomme plus écologique^[21] ;
• fils textiles et métalliques : les fils textiles sont essentiellement synthétiques. Ces fils sont retordus pour les rendre plus résistants et sont imprégnés d'un polymère qui assure leur adhérence à la gomme, dans la « nappe carcasse » ;
• les fils métalliques sont en acier recouvert de laiton. Leur adhérence au caoutchouc résulte des sulfures et polysulfures de cuivre formés à partir du cuivre constitutif du laiton par réaction au soufre utilisé pour la vulcanisation. Les fils métalliques sont tréfilés, puis tressés en câbles. Ils servent à réaliser les tringles et les nappes de ceinture. Les nappes de renfort (carcasse et ceinture) sont calandrées : les fils (textiles ou métalliques) placés parallèlement sont pris en sandwich entre deux minces couches de gomme. Ces nappes sont ensuite coupées puis réassemblées afin d'obtenir l'angle de fil souhaité ;
• nappes de gomme : la bande de roulement, ainsi que plusieurs couches de différentes gommes, sont utilisées dans le pneu, afin de constituer ou renforcer certaines zones (épaule, flanc, talon) : évacuation de la chaleur, protection contre les agressions chimiques, etc. Ces nappes sont fabriquées par extrusion.

Produit fini

Le pneu passe par trois étapes : l'assemblage, la cuisson et le contrôle :

• assemblage : il s'agit d'abord de superposer les différents semi-finis, en vue de constituer le pneumatique. Les différentes couches internes (la « carcasse ») sont placées sur un cylindre au diamètre du pneu (le « tambour ») : gomme intérieure, nappe carcasse, tringles, et toutes les nappes de gommes. Après conformation (le tambour fait prendre à la carcasse son aspect torique), les nappes de ceinture et la bande de roulement sont posées : on obtient un pneu cru, encore plastique ;
• cuisson : le pneu est placé ensuite dans une presse de cuisson dont les parois sont usinées afin de reproduire les sculptures et les marquages. Lors de la cuisson, la vulcanisation du caoutchouc avec le soufre rend le pneu élastique ;
• contrôle : enfin, différentes opérations de contrôle (aspect visuel, radioscopie, balourd, dérive, etc.) permettent d'assurer que le pneu (organe de sécurité sur un véhicule) est conforme.

Pneumatiques selon leurs sculptures

On distingue les types de sculpture suivants :

• sculpture symétrique non directionnelle : le sens de montage sur la jante est indifférent ;
• sculpture asymétrique : la sculpture évolue du côté intérieur au côté extérieur de la bande de roulement ; il doit toujours être monté sur la jante pour que son côté « extérieur » soit apparent, puis la roue complète peut-être montée sur le véhicule indifféremment à gauche ou à droite;
• sculpture directionnelle : ils sont généralement conçus pour améliorer l'évacuation de l'eau à grande vitesse ; le sens de montage du pneu dépend du sens de rotation de la roue, donc une fois le pneu monté sur la jante, la roue complète ne doit être montée que d'un même côté du véhicule.

N.B. : si le pneu est à la fois asymétrique et directionnel, le pneu gauche est différent du pneu droit.

Pneumatiques selon leur usage

• Tout-terrain : les pneumatiques tout-terrain (en anglais M/T mud terrain) sont renforcés et présentent des sculptures profondes ou crampons pour améliorer la motricité en terrain instable.
• À palettes : les pneumatiques à palettes présentent de grosses structures saillantes disposées transversalement pour favoriser la motricité en terrain meuble comme le sable. Ces structures peuvent être concaves (à la manière d'une cuillère) sur leur face d’attaque dans le sol.
• Slick : les pneus slick (lisses) sont utilisés en compétition, par exemple automobile ou motocycliste, par temps sec. Ils sont aussi appréciés des cyclistes. La bande de roulement est sans rainure ce qui permet de maximiser la surface en contact avec le sol et de minimiser les déformations de la bande de roulement^[e] et donc d'améliorer la résistance au roulement. L'utilisation de gommes tendres permet d'améliorer l'adhérence (mais leur usure est d'autant plus rapide). Par contre, sur sol humide, l'adhérence est fortement altérée par le phénomène d'aquaplanage, une pellicule d'eau se formant entre la route et le pneumatique. Dans de telles conditions, les pilotes utilisent des pneus pluie^[22]. En dehors des vélos, les slicks sont interdits sur la voie publique.
• Semi-slick : ce sont des pneus de compétition néanmoins homologués pour la circulation sur route. Ils sont dotés de sculptures moins nombreuses et peu profondes.
• Contact : c'est un pneu à gomme tendre permettant une meilleure adhérence que les pneus à gomme plus dure mais ayant pour inconvénient une usure plus rapide de la gomme.
• Hiver : pneu à gomme tendre gardant son élasticité par temps froid (moins de 7 °C). Le pneu neige est un type de pneu hiver avec des sculptures profondes permettant une bonne adhérence sur la neige fraîche.

Codification et marquage

Le marquage se fait sur le flanc du pneu (pour les pneus de vélo voir pneumatique de bicyclette).

Les organisations qui concourent à définir le marquage en Europe sont l'European Tyre and Rim Technical Organisation (ETRTO)^[23] et l'ISO.

L'ISO définit certaines informations de standardisation, alors que les autorités américaines et européennes définissent des informations de standardisation plus spécifiques.

Au niveau ISO, la partie pneumatique de l'ISO 4000-1 concerne les voitures particulières^[24].

Tous les pneus vendus en Europe depuis juillet 1997 portent un marquage européen. Ce marquage est constitué d'une lettre « E » (ou « e ») suivie d'un nombre encerclé ou encadré et d'un autre nombre :

• le « E » indique une certification selon la réglementation onusienne de la Commission Économique des Nations Unies pour l'Europe (CEE-ONU) dénommée « ECE regulation 30 » ;
• le « e » indique que le pneu est certifié par rapport aux exigences de la directive 92/23/EEC de l'Union européenne.

Les deux nombres suivants correspondent au code pays donnant l'approbation de type, et le numéro de type dans ce pays pour ce type de pneu^[25].

Pour 195/65 R 15 91 H M+S par exemple :

• 195 est la largeur du pneu gonflé, mesurée d'un flanc à l'autre (en millimètres). Ce n'est pas la largeur de la bande de roulement, qui peut varier ;
• 65 est la « série » (hauteur du flanc par rapport à la largeur du pneu ou rapport h/l) exprimée en pourcentage (ici 65 % - soit 127 mm). Si cette indication n'apparaît pas (en général, pneus anciens), il s'agit par défaut d'une série 82 (aujourd'hui équivalente à un pneu marqué 80) ; si elle est supérieure à 200, il s’agit du diamètre du pneu en millimètres.
• R indique le type radial (B indiquerait une carcasse « bias », D une carcasse diagonale) ;
• 15 est le diamètre de la jante en pouces (15 × 2,54 = 38,1 cm) ;
• 91 Indice de capacité de charge, 91 = 615 kg^[f],[g] ;
• H est le code de vitesse, H = 210 km/h^[h] ;
• M+S (Mud+Snow, en français : « boue et neige »). Signe apposé sur les « toutes saisons » ;
• voir pneu d'hiver pour la signalétique les concernant.

Dans l'exemple donné ci-dessus :

• la circonférence T du pneu étant Pi × (2 × rayon) = Pi × diamètre soit T = Pi × ([195 mm × 65 % × 2] + [25,4 mm/pouce × 15 pouces]) = 1 993,3 mm ;
• « Tubeless » indique un pneu sans chambre à air alors que « Tube type » indique un pneu avec chambre à air ;
• la date de fabrication du pneu est mentionnée en quatre chiffres ; les deux premiers indiquent la semaine de fabrication et les deux derniers l'année de fabrication. 1702 signifie que le pneu a été fabriqué lors de la 17^e semaine de l'année 2002^[i] ;
• un marquage « DOT » (Department of Transportation) indique un pneumatique aux normes des États-Unis. La quasi-totalité des pneus vendus en Europe ont également cette inscription et les quatre chiffres suivant ces trois lettres correspondent à la date de fabrication comme indiqué ci-dessus^[26] ;
• le code E1 : signe de contrôle pour la norme européenne, 1 = Allemagne ;
• le matricule du pneumatique est composé d'une suite de chiffres et de lettres. C'est un numéro unique attribué à chaque pneu. Il est notamment relevé lors de chaque expertise de pneu. Selon les marques, il revêt différentes formes ;
• les pneus dits « run flat » (« roule à plat ») portent une des marques suivantes : « Pneus run flat RFT », « RUN ON FLAT », « ROF » ou « DSST ».

Législation européenne

La législation européenne impose, depuis le 1^er novembre 2012, un étiquetage des pneumatiques des véhicules de tourisme et les utilitaires, à la suite d'une loi votée en novembre 2009^[28].

À partir du 1^er mai 2021, une nouvelle étiquette remplace la précédente^[29]. Celle-ci comporte :

1. L'inclusion d'un code QR;
2. Le nom du fabricant;
3. Le type de pneu;
4. Les dimensions du pneu, par exemple 195/65R15 91H;
5. Le classement du pneu (C1^[30], C2 ou C3) ;
6. La classe d’efficacité en carburant et coefficient de résistance au roulement, sur une échelle de A à E (les lettres F et G ont été supprimées);
7. La classe d’adhérence sur sol mouillé, sur une échelle de A à E (les lettres F et G ont été supprimées);
8. La classe (A, B ou C) et valeur mesurée du bruit de roulement externe en décibels;
9. Optionnellement, si le pneumatique satisfait aux valeurs minimales de l’indice d’adhérence sur la neige, l'étiquette possède le second pictogramme dans le bas de l'exemple;
10. Optionnellement, si le pneumatique satisfait aux valeurs minimales de l’indice d’adhérence sur le verglas, l'étiquette possède le troisième pictogramme dans le bas de l'exemple;
11. Dans le coin en bas à droite, le numéro de série du règlement.

Aspects tribologiques

Les pneumatiques automobiles sont le lieu de dissipations énergétiques importantes lors du roulement. Elles sont liées essentiellement à la déformation du pneu relativement au poids qu'il doit supporter et aux efforts qu'il subit lors des virages et des accélération/freinage^[j].

Le contact du pneu à la route crée une légère déformation de celui-ci. Quand le pneumatique tourne, il y a une dilatation de la partie du pneumatique qui était en contact avec la route et qui ne l'est plus, et une compression de la partie qui n'était pas encore en contact avec celle-ci et qui le devient. Ces déformations créent un transfert d'énergie mécanique en énergie thermique (augmentation de la température du pneu) qui peut conduire à la destruction de la bande de roulement si le pneu est sous-gonflé (dû à une crevaison lente par exemple).

La force maximale latérale est quasi proportionnelle à la force qui colle le pneu à la route (p sur le schéma). Cependant, passé un certain seuil, la force maximale latérale n'augmente pas autant par rapport à la force p que précédemment. Ainsi, une voiture avec un centre de gravité élevé, qui subit de forts transferts de charge en virage, tiendra moins bien la route en virage qu'une voiture identique avec un centre de gravité plus bas.

Les grands manufacturiers se sont engagés dans des programmes de recherche pour réduire la résistance au roulement, sans entamer le potentiel d'adhérence du pneu, surtout en cas de pluie, ce qui était le cas des premiers pneus verts dans les années 1990. L'objectif des manufacturiers est que les pneumatiques contribuent pour 6 % des 120 g/km de réduction des émissions de CO₂ fixés par la Commission européenne pour 2012. Les recherches portent entre autres sur l'introduction de nouvelles silices dans la gomme (Michelin) et sur l'utilisation de nouveaux matériaux d'origine végétale sous forme de nanoparticules (Goodyear).

Pression

Un pneu sur-gonflé ou sous-gonflé provoque une diminution de l'adhérence qui peut être dangereuse en virage ou au freinage en augmentant la distance de freinage. La pression est donc un facteur important devant être régulièrement vérifiée. Celle-ci se mesure à froid^[32].

Les chiffres de la sécurité routière en France indiquent qu'« en 2003, les pneus étaient associés à 9 % des accidents mortels survenus sur autoroutes »^[32].

Un pneu sous-gonflé subit une déformation plus importante des flancs et de la bande de roulement, dont les principales conséquences sont une usure plus rapide du pneumatique, une mauvaise tenue de route, notamment sous la pluie, un risque augmenté d'éclatement lié à un échauffement excessif et une augmentation de la consommation de carburant du véhicule. Un pneu sur-gonflé s'use également plus rapidement mais au centre de la bande de roulement et est plus sensible aux arrachements de gomme (patinage notamment). Les flancs du pneu sont plus rigides, ce qui diminue la surface de contact entre le pneu et le sol et donc le confort et l'adhérence^[32].

Certains véhicules récents sont équipés d'un système de contrôle automatique de la pression des pneus (TPMS). Dans l'Union européenne, tous les véhicules neufs en sont équipés depuis novembre 2014.

Contrôle de l'usure

L'usure des pneus est contrôlée régulièrement car des pneus trop usés présentent un danger : ils provoquent une diminution d'adhérence, particulièrement sur chaussée humide, ce qui affecte négativement les distances de freinage et la tenue de route. Des témoins d'usure sont présents sur tous les modèles commercialisés en France^[34].

Les pneus doivent présenter une hauteur de sculpture minimum de 1,6 mm sur toute la circonférence et sur une bande centrale constituée des trois-quarts de la largeur du pneu. Les pneus ont des témoins d’usure situés dans les rainures principales, semblables à de petites bosses. Quand le niveau d’usure de la sculpture arrive au même niveau que ce témoin d’usure, le pneu est à la limite légale et doit être remplacé^[35].

Conséquences de l'usure

Une conséquence de l'usure des pneus est la surévaluation de la vitesse affichée. Ainsi par exemple, un pneu « 195/65 R 15 91 H 6 M+S » dont l'usure est de 3 mm induira une surévaluation de la vitesse de 0,95 % : un compteur affichant une vitesse correcte pour un pneu neuf indiquera 100 km/h lorsqu'on roulera à une vitesse réelle de 99,05 km/h. Ceci reste néanmoins négligeable car les constructeurs ont prévu ces effets, ainsi que le fait que les règlements autorisent une certaine marge de manœuvre autour des diamètres nominaux et qu'il vaut mieux, pour la sécurité de tous, surestimer la vitesse que le contraire.

Une déchirure latérale non superficielle nécessite le remplacement du pneu, en revanche, si la bande de roulement est percée (par exemple par une vis), une réparation peut généralement être pratiquée à l'aide de rustines ou de « champignons » restaurant l'étanchéité du pneu. La tête du champignon masque l'orifice intérieur du perçage alors que le pied en obstrue le conduit ; après séchage de la colle, il est taillé au ras de la bande de roulement.

Remplacement de seulement deux pneus

En France, les articles R. 314-1 à R. 314-8 du code de la route, imposent des pneumatiques de mêmes dimensions et structure (Radiale « R » ou Hexagonale « H ») sur un même essieu : il est donc possible de monter des pneumatiques de deux marques, sculptures et usures différentes^[36].

Pour une automobile à traction avant, il est généralement conseillé de placer les pneus les moins usés à l'arrière^[37]. L'essieu avant est directeur, ainsi, lorsque l'on tourne le volant, ce sont eux qui donnent la direction au reste du véhicule. Les pneus arrière suivent mais leur adhérence est absolument nécessaire pour maintenir la stabilité du véhicule, en ligne droite comme en virage. Le conducteur a conscience de l'adhérence de ses pneus avant. Il va corriger son mouvement ou ralentir l'allure s'il sent ses pneus avant glisser en freinage ou en virage. Si les pneus arrière sont plus usés, sur sol mouillé, il se peut que les pneus avant soient suffisamment adhérents pour virer ou freiner mais pas les pneus arrière. Si ceux-ci glissent, le véhicule part en tête à queue.

Un véhicule dont les pneus avant offrent une adhérence inférieure à celle des pneus arrière aura une tendance au sous-virage, c'est-à-dire à partir tout droit^[38]. Selon l'état des pneus et la dynamique du véhicule (les véhicules récents ayant une tendance au sous-virage), cela peut se révéler contre-productif, notamment sur route sinueuse.

Pneu hiver et pneu été

Pour les températures basses il est préférable d'utiliser des pneus d'hiver qui ont une gomme prévue pour travailler de manière optimale à des températures égales ou inférieures à 7 °C^[39] alors que beaucoup de pneus « été » sont annoncés comme n'étant pas destinés à la conduite par des températures inférieures à 3 °C, la gomme durcissant avec le froid et perdant sa viscoélasticité. Par ailleurs la température de la route est d'environ 3 °C moins élevée que celle de l'air du fait de la présence ponctuelle de givre, de neige ou de verglas.

L'échange pneus d'hiver/été donne généralement lieu à un contrôle de l'équilibrage de ceux-ci et l'adjonction d'un plomb éventuel sur la jante pour en corriger l'équilibre. Durant l'échange il est important de conserver le même emplacement de pneus gauche/droite, qui est généralement indiqué sur le pneu, car ils s'usent de manière différente et antagoniste. Les pneus avant s'usent plus vite sur une traction et il est conseillé que les pneus arrière soient ceux en meilleurs état sinon l'essieu arrière risque de perdre son adhérence plus tôt que l'essieu avant. Si les pneus arrière sont plus usés que les pneus avant, le véhicule risque de partir en tête à queue dans un virage serré ou en cas de freinage sur route humide (ou verglacée). Sur une propulsion, l'usure est soit uniforme soit aléatoire. Des chaînes à neige viennent compléter l'éventail des actions pour améliorer la traction dans la neige en complément des pneus d'hiver (les retirer dès qu'elles ne sont plus indispensables).

Dans certains pays, l'usage des pneus hiver est obligatoire^[39]. Avec l'entrée en vigueur de la Loi Montagne^[40], un document législatif crée par l'administration française, le 1^er novembre 2021, les conducteurs doivent monter des pneus hiver ou porter des chaînes à neige dans certaines zones montagneuses en France pendant la période hivernale. Parmi elles, on peut trouver les préfectures des 48 départements situés dans des massifs montagneux du pays. De plus, ces zones peuvent être reconnues grâce à des nouveaux panneaux de signalisation, le B58 et le B59^[41]. En tout cas, les conditions d'application de cette nouvelle loi dépendent de chaque département et des conditions climatiques du jour, de même que du type de véhicule.

Limites

Le rapport du BEA-TT sur l'accident d'un autocar survenu le 26 mai 2018 sur l'autoroute A7 à Chantemerle-les-Blés (Drôme) indique que la cause de l'accident est un éclatement de pneumatique sans doute provoqué par une usure interne issue d'un choc extérieur préalable^{[réf. nécessaire]}.

Pollution par usure

La « bande de roulement » d'un pneu perd plusieurs millimètres de matière par an (plus ou moins selon le trafic, la météo, le nettoyage des routes, le pH de l'eau, le poids du véhicule et son type de conduite), soit environ 4 kg de matière perdue par pneu durant sa durée de vie, et les pneus cloutés peuvent tripler la pollution particulaire, en dégradant l'asphalte et les peintures au sol^[52],[46], le caoutchouc des pneus d'hiver étant toutefois écotoxique que celui des pneus d'été^[53]. La chaîne alimentaire est contaminée par ces micro- et nanoparticule, qui peuvent s'accumuler dans les réseaux trophiques, avec des conséquences encore incomprises.

Dans les années 1980, la toxicité des particules inhalables d'usure de pneus commence à être mieux étudiée^[54]. En 2004 elles sont reconnues comme polluants^[55], après que le CSTEE ait en 2003 alerté la Commission européenne sur les risques sanitaires liés à ces particules (et aux HAP)^[56].

Vers 2005, les routes européennes dispersaient 460 000 tonnes de poussières de caoutchouc^[57] (de quoi remplir 13 150 camions de 35 t), et en Suède environ 10 000 t^[53]. Peu de méta-analyses existaient alors sur les impacts en santé environnementale^[53]. En 2015, environ 1,5 million de tonnes de micro‑ et nano‑débris de pneu polluaient l'environnement, soit 0,81 kg/an par habitant^[58] ; les pneus de voiture sont la première source de microplastiques, devant les pneus d'avion (2 %), le gazon artificiel (12–50 %), l'usure des freins (8 %) et des marquages routiers (5 %)^[58].
En Suisse (2024), les pneus sont à l'origine de 90% des microplastiques disséminés dans l'environnement, dont 1/4 environ est intercepté lors du traitement des eaux de chaussées, le reste finissant dans l'environnement^[59] et in fine dans les sédiments de lacs ou dans l'océan mondial (5-10 % du total des plastiques qu'il contient proviendrait des pneus)^[58].

Parmi vingt-huit éléments chimiques les plus recherchés figurent le zinc, devant le plomb, le cuivre et le cadmium qui sont les plus typiques des pneus^{[60],[61],[62],[63]} ; alors que le fer (Fe) et le sodium (Na) proviennent plutôt des plaquettes de frein (le sodium pourrait provenir de l'hexatitanate de sodium, Na₂Ti₆O₁₃, dont on a montré en 2018 qu'il est aussi un photocatalyseur capable — en présence d'eau — de transformer le CO₂ en CO^[64])^[65]. Les analyses de signatures multi‑isotopiques de métaux polluant l'air permettent d'identifier ceux qui proviennent de pneus et même de différencier la provenance de différents pneus^[66].

Selon une étude de 2020, la pollution particulaire issue des pneus pourrait être jusqu'à « mille fois plus élevée » que celle des seules émissions de gaz d'échappement^[67]. Et alors que les émissions des moteurs ont été réduites par une réglementation renforcée, notamment dans l'Union européenne, cette pollution est aggravée par la mise sur le marché de véhicules plus lourds (SUV, électriques ou hybrides) dont les batteries augmentent le poids et la surface de roulement, augmentant l'usure des pneus et de la route, et l'accélération plus vives des véhicules électriques accroit ce phénomène ^[68]. Les solutions proposées passent par l'allègement des véhicules, la production de pneus plus résistants, l'adoption de mesures réglementaires et l'intégration de toutes les émissions particulaire (gaz d'échappement, abrasion des pneus et des freins) dans les normes et écotaxes.

Une étude (2009) a par ailleurs montré que les résidus d'usure de pneus contiennent aussi des éléments issus de l'asphalte, lequel peut intégrer du caoutchouc recyclé de pneus anciens broyés ; ex. : selon la Federal Highway Administration et le département américain des transports, environ 12 % du caoutchouc issu de pneus recyclés était à la fin des années 2010 utilisé dans les enrobés bitumineux aux USA, permettant de diminuer le nombre de pneus mis en décharge ou brûlés en incinérateur)^[69]. Dans l'UE, vers 2010, selon le projet Life Green Vulcan, moins de 13 % des environ 300 millions de pneus usagés produits par an sont réutilisés ou recyclés dans des produits (dont dans l'asphalte routier) pendant que 65% finissent en décharge et 17,5 % incinérés, alors que les pneus pourraient être dévulcanisés pour produire du caoutchouc neuf^[70].

En 2026, des analyses faites par plusieurs instituts scientifiques (pour une enquête journalistique de France 5) dans le lac d'Annecy et ses environs, retrouve des composés émis par les pneus dans l'eau, l'air, les sédiments (tout particulièrement aux abords des routes ou là où les eaux de ruissellement atteignent le lac). L'urine de volontaires en contient aussi (dont la diphénylguanidine, l'additif utilisé comme accélérateur de vulcanisation ; le 6‑PPD, l'antioxydant et anti‑ozonant ajouté au caoutchouc et son dérivé oxydé toxique, le 6‑PPD‑Q). Les ONG environnementales déplorent l'absence de normes opérationnelles pour encadrer ces émissions et France Nature Environnement appelle à une réglementation stricte sur l'abrasion des pneus, à la transparence sur leur composition, à l'intégration de ces émissions dans la responsabilité élargie du producteur et à des mesures de réduction à la source, notamment via la limitation des véhicules les plus lourds^[52].

Respirabilité

La petitesse de ces particules facilite leur respirabilité et biodisponibilité : vers 2015, 3 à 7 % des particules en suspension (PM 2,5) de l'air provenait des pneus, causant environ trois millions de morts par pollution de l'air selon l'OMS (2012)^[58].

Dès les années 1970, on distingue le groupe des particules de 7 à 100 μm ou plus ; un groupe de particules nettement plus petites (inférieures à 1 μm)^[71], moins de 20 % du total, selon Cadle et Williams^[72]. Plus récemment, Fauser a estimé^[73] que plus de 90 % de la masse des particules de moins de 20 µm est de moins de 1 μm (et le reste supérieur à 7 μm).

Dans un environnement routier urbain fréquenté, on trouve de 1 à 10 μg de fragments de pneus par m³ d'air (2,8 μg/m³ en moyenne) soit environ 5 % du total des particules de moins de 20 μm en suspension. En croisant ces données et de celles de Tappe et Null^[74] et de Ntziachristos^[75], on a calculé que 5-7 % de ces particules sont dans la plage de taille PM10 de la fraction respirable.

Additifs allergènes et/ou polluants

Pour rendre le caoutchouc naturel ou synthétique stable aux ultraviolets, à l'ozone troposphérique et plus résistant à la chaleur, à l'usure, aux déformations et au sel de déneigement, on lui a intégré des charges et de nombreux additifs, dont des produits organiques, des métaux lourds et métalloïdes, des plastifiants, des benzothiazoles^[76], des paraphénylènediamines, dont l'isopropylaminodiphénylamine, très allergènes^[77],[60]. Ces produits sont des antioxydants, antiozonants, accélérateurs de vulcanisation) dont la composition reste confidentielle (secret industriel). Leur usure, accentuée par le poids accru des SUV et des véhicules électriques, contribue à la pollution routière par des particules parfois allergènes diffusées par le vent, les embruns routiers et le ruissellement.

Selon Agir pour l'environnement, environ 50 000 tonnes/an de particules sont ainsi libérées, exposant la population à des risques accrus de cancers, troubles neurologiques, maladies respiratoires et cardiovasculaires^[78]. L'analyse de 6 grandes marques (Bridgestone, Continental, Goodyear, Hankook, Michelin, Pirelli) a identifié 1 954 molécules, dont 111 toxiques pour les milieux aquatiques, 237 néfastes pour les écosystèmes, 85 potentiellement mortelles et 112 classées CMR^[78],[79]. L'ONG appelle à lever le secret industriel, à instaurer un étiquetage européen intégrant un indicateur de toxicité ad hoc, et à conditionner la mise sur le marché à une évaluation rigoureuse des substances concernées^[78].

La littérature cite notamment :

• les paraphénylènediamines et l'isopropylaminodiphénylamine (IPPD), très allergènes^[77] ;
• le latex, plus présent dans les pneus de camions, associé à l'asthme et aux allergies de contact^{[80],[81],[82],[83]} ;
• de nombreux additifs stabiliseurs du caoutchouc face aux UV, à l'ozone et au sel de déneigement : produits organiques, métaux lourds, plastifiants, benzothiazoles^[84], dont certains sont mutagènes^[85],[86]. Plusieurs molécules se sont montrées mutagènes in vivo et in vitro (test des comètes)^{[50],[87],[88]}.

Noir de carbone

Le noir de carbone est utilisé à 90 % dans les pneus^[89], et sous forme de particules, il peut adsorber des HAP^[89] (en particules 50 à 600 nm ou agglomérats de 227 μm en moyenne)^[89] ; il est écotoxique, toxique et reconnu cancérigène chez l'animal ; et supposé cancérigène pour l'Homme^[89]. Les travailleurs exposés ont un risque accru de cancer du poumon^{[90],[91],[92]}, même si aucune relation dose‑effet claire n'a été démontrée et qu'une étude allemande n'a pas trouvé d'augmentation significative des cancers gastriques, pulmonaires ou laryngés^[93].

Métaux et métalloïdes

• Zinc : présent à 1–2 % du poids des pneus^[94], il est inoffensif tant qu'il y est piégé, mais devient polluant avec l'usure ou la dégradation du pneu, surtout en milieu aquatique acide^{[95],[96],[97]}. Les taux de zinc des particules et fumées de pneu brûlé dépassent les seuils de toxicité pour plantes et faune^[80]. Vers 1995, l'usure routière relarguait aux États‑Unis autant de zinc que tous les incinérateurs ; en 1999, 10 000 à 11 000 tonnes ont été dispersées^[98],[99] ;
• Cadmium : peu présent mais très toxique, il est par exemple retrouvé chez les oiseaux urbains (pigeon) ;
• Sélénium : il est détecté en quantité préoccupante dans le sang d'ouvriers de l'industrie du caoutchouc^[100].

Un milieu acide accentue le relargage des métaux issus de l'usure des pneus^[50].

Polluants organiques et aromatiques

HAP et COV : l'eau de ruissellement diffuse les lixiviats de matériaux d'origine automobile (ex. : AP, alkylphénols éthoxylés et BPA)^[101]. Les HAP étaient très présents dans les pneus jusqu'aux années 2000‑2010, en raison des huiles hautement aromatiques (HA) utilisées^[53]. Les critères d'étiquetage environnemental, en 2012, étaient : freinage sur sol mouillé et bruit, omettant les ingrédients toxiques^[53]. Les huiles HA sont supposées moins utilisées^[53], mais les HAP persistent dans les pneus anciens, importés ou portés par des véhicules non-européens. En 2003, Stephensen et al. montraient que de très faibles doses de HAP de pneus induisent une activité délétère d'éthoxyrésorufine‑O‑dééthylase (EROD) chez la truite arc‑en‑ciel^[102],[103], avec induction du cytochrome P4501A1 dès 24 h et maintien après 15 jours. Les poissons exposés contenaient des HAP hydroxylés, avec des anomalies du glutathion hépatique, plus marquées avec huiles HA^[102]. En 2005, une étude trouvait des effets comparables avec des tuyaux en caoutchouc contenant 2‑mercaptobenzothiazole (MBT) et diphénylamine (DPA), retrouvés dans la bile des poissons^[104]. Dans ce cas, les mesures de Vitellogénine ne montraient pas d'effet œstrogénique^[102].

Perturbateurs endocriniens

Des perturbateurs endocriniens (et des composés sources de lésion du foie)^[105] sont dispersés par l'usure (et à partir des granulés ou « poudrette » de pneus introduits dans les pelouses synthétiques de terrains de sport artificiels^[80]).

Une étude récente (2017) a exposé des fragments de pneus à des tests de lixiviation au méthanol et à l'eau^[101], montrant que les pneus libèrent dans l'environnement (l'eau de ruissellement routier notamment) deux perturbateurs endocriniens :

• du bisphénol A (BPA) ;
• du nonylphénol (NP) ;
• de l'octylphénol (OP). Parmi des dizaines de matériaux automobiles et urbains testés, les pneus étaient la seule source importante d'octylphénol (OP) (1 à 10 ng/g dans les eaux lixiviées)^[101].

Dans les années 2010, ces produits sont désormais trouvés dans toutes les eaux de ruissellement urbaines^[101].

Écotoxicologie

Depuis les années 1990, des chercheurs plaident pour des études interdisciplinaires et pour une modélisation de la pollution associé à la gestion des pneus usés^[106].

On a montré (2006) que les substances relarguées par les pneus se montrent toxiques pour la daphnie (espèce modèle courante en toxicologie)^[107] et en 2009 qu'ils peuvent être retrouvés « dans tous les compartiments environnementaux, dont l'air, l'eau, les sols / sédiments et le biote »^[108] ; les taux maximaux (PEC^[109]) de microparticules issues de l'usure des pneus dans les eaux de surface varient de 0,03 à 56 mg/l, grimpant de 0,3 à 155 g/kg de matière sèche dans les sédiments, deux milieux où ils peuvent être absorbés par des animaux, filtreurs notamment^[108]. Une étude basée sur Ceriodaphnia dubia et Pseudokirchneriella subcapitata a cherché à calculer la PNEC (en anglais : Predicted No Effect Concentrations) et le ratio PEC/PNEC pour l'eau et les sédiments^[108]. Ce ratio dépassait la valeur 1, ce qui signifie que ces particules présentent un risque pour les organismes aquatiques, suggérant qu'il serait utile de traiter ou gérer les particules de pneus usés notamment dans les eaux de ruissellement routières et urbaines^[108]. En 2009, divers tests écotoxilogiques en laboratoire (sur l'algue Pseudokirchneriella subcapitata, deux crustacés : Daphnia magna, Ceriodaphnia dubia, et sur un poisson Danio rerio) ont confirmé ces risques à moyen et long termes pour trois types différents de pneus, aux concentration attendues dans l'environnement, ces effets écotoxiques et reprotoxiques ayant été attribuée au zinc d'une part et aux composés organiques lixiviés^[57].

Absence de réglementation spécifique

En 2025, aucune règlementation ne concerne directement les particules émises par l'usure des pneumatiques, pourtant aussi nocives pour la santé et l'environnement que les particules des gaz d'échappement, car presque de même nature (riche en carbone élémentaire qui donnent leur couleur noire aux aérosols de pollution, et qui représentent jusqu'à 20 % des particules les plus fines — soit 2,5 μm — dans les zones de trafic)^[111].