Opony , skrót opony pneumatycznej , w przeciwieństwie do stałej opony jest stałe, giętkie toric- ukształtowany przedmiot utworzone z gumy i innych tekstyliów i / lub z metalu. Jest on przeznaczony do zamontowania na obręczy z kołem i napełniany gazem pod ciśnieniem , zazwyczaj powietrza lub azotu . Zapewnia kontakt koła z podłożem , zapewniając pewną przyczepność , tłumienie wstrząsów i wibracji ułatwiając tym samym poruszanie się pojazdów lądowych i innych pojazdów w konfiguracji lądowej.
W 2013 r. rynek opon na świecie wynosił, według działu opon , 141 miliardów dolarów obrotu, w dużej mierze dzielonych przez pięciu gigantów, a wokół nich przez około dwadzieścia pięć dużych międzynarodowych grup, w tym koreański Hankook, o silnym wzroście, który mógł zatem dołącz do grona wielkich.
Japoński koncern Bridgestone (26,2 mld USD obrotów dla sektora oponiarskiego w 2017 r.) dominuje na rynku przed Michelin (23,4 mld), Goodyear (14,6 mld), Continental (12,6 mld), Pirelli (6,1 mld). Wszyscy starają się osiedlić w krajach „wschodzących”, gdzie rynek motoryzacyjny nie wydaje się jeszcze nasycony. W ten sposób Michelin stworzył „cztery gigantyczne fabryki”, w tym Shenyang II (Chiny), które obejmują 72 hektary i powinny kosztować 1,1 miliarda w ciągu pięciu lat. Hankook dąży do penetracji Europy, w szczególności ogłaszając gigantyczną fabrykę na Węgrzech (dwanaście milionów opon rocznie).
Zawód reprezentowany jest przez różne organizacje, w tym w Europie przez:
Projektowanie, produkcja i sprzedaż opon reprezentują całą „upstreamową” działalność gospodarczą sektora produkcji opon . Jest to ilościowo ważna działalność na świecie: oszacowano na początku lat 90., że miliony opon były składowane na wysypiskach i że około jedna była produkowana na osobę dziennie, co uzasadniało tworzenie „downstreamowych” sektorów gospodarki dedykowanych recyklingowi i odzyskiwaniu energii z opon wycofanych z eksploatacji.
Po opatentowaniu opony pneumatycznej z zaworem, John Boyd Dunlop , z wykształcenia weterynarz, założył swoją pierwszą fabrykę opon w 1889 roku . W rowerów może zatem zwinąć na oponach, które nici gumowe napełnione powietrzem i otaczająca metalową obręcz. Jeśli poprawi się komfort, w przypadku przebicia, wymiana opony to długa i delikatna operacja.
Édouard Michelin spotkałby angielskiego rowerzystę proszącego o naprawę podczas przejazdu w Clermont-Ferrand . Ten kolarz podsunąłby mu pomysł dętki . Édouard i jego brat André Michelin wynaleźli nowy system opon z dętką, który został opatentowany w 1891 roku. Nową oponę przetestował w tym samym roku Charles Terront, który wygrał pierwszy wyścig kolarski Paryż-Brześć-Paryż . Wynalazek odniósł natychmiastowy sukces, nie tylko w świecie kolarstwa: bardzo szybko samochód z kolei przejął kontrolę nad oponą, zastępując opony pełne oponami pneumatycznymi. Zaprojektowane i wyprodukowane przez Michelin , L'Éclair Był to pierwszy samochód na oponach (1895).
W 1899 roku La Jamais contente , pierwszy samochód osiągający prędkość 100 km/h , został wyposażony w opony Michelin. Po rowerach i samochodach przychodzi kolej na wózki dziecięce, a nawet dorożki.
W 1929 roku opracowano oponę do jazdy po szynach na wyposażenie Micheline . W tym samym roku opona bezdętkowa, znana jako „ Tubeless ”, została wynaleziona przez Brytyjczyka z Nowej Zelandii o nazwisku Edward Brice Killen. Lepiej byłoby powiedzieć opona z wbudowaną komorą, ponieważ dętkę zastępuje guma uszczelniająca wewnątrz opony. Elastomer powszechnie używany, butylowy , ponieważ jego uszczelnienie jest dziesięć razy większa niż w przypadku kauczuku naturalnego ( izoprenu ). Butyl ma tę wadę, że nie łączy się łatwo z innymi elastomerami. Aby promować wiązanie, zawiera halogeny, takie jak chlor.
Pierwsza opona z kolcami do jazdy po deszczu ze śniegiem lub lodzie została opracowana w 1933 roku.
Zastosowanie radialnej struktury osnowy jest opatentowane4 czerwca 1946przez Michelin . Pierwszym samochodem montowanym w standardzie był Citroën Traction Avant .
W 1951 r. paryskie metro (kolej metropolitalna) eksperymentowało z metrem na oponach; Wyposażono 4 linie, ale teraz podróż koleją oferuje porównywalny poziom komfortu.
Od tego czasu opona ewoluowała w bardzo różnych kierunkach: opony z lamelami dla lepszej przyczepności na śniegu, opony o mniejszym oporze toczenia, aby oszczędzać paliwo, opony bezdętkowe itp.
Obecnie większość opon, poza rowerami, to opony bezdętkowe . Jednak niektóre motocykle rajdowe, enduro lub motocross są wyposażone w „opony”, w których dętka jest zastąpiona wyściółką „szelkach” wynalezioną przez Michelin i przejętą przez innych producentów, w tym efekt jest równoważny ciśnieniu powietrza od 0,9 do 1,3 bara (ale mają krótką żywotność, dodatkowo skróconą przez intensywne użytkowanie i są oznaczone NHS ( Not for Highway Service ) i dlatego nie powinny być używane na drogach publicznych).
Kilka bezpowietrznych , odpornych na przebicie opon zostało opracowanych przez Michelin. Tweel jest pierwszy do obrotu, w 2010s, ale nie obsługuje duże prędkości i tylko wyposaża rolnej i maszyn budowlanych . W Uptis jest następnie zaprojektowany we współpracy z General Motors ; zaprezentowany wczerwiec 2019, jego boki, zbudowane ze szprych, mają specyficzny kształt i architekturę zaprojektowaną tak, aby zapewnić odporność na nacisk i dużą elastyczność w przypadku uderzenia. Jego cztery główne innowacje to airless, możliwość połączenia, produkcja możliwa za pomocą druku 3D oraz trwałość dzięki materiałom, z których się składa. Może być wprowadzony na rynek w 2024 roku.
Opona jest wykonana z gumy (naturalne i sztuczne), dodatki chemiczne ( siarki , sadza , oleje , itp ), tkaniny i kabli metalowych. Tradycyjnie dzieli się ją na trzy duże strefy: „strefę górną”, stykającą się z podłożem, „strefę ściany bocznej” i „strefę zgrubienia” (lub „strefę dolną”).
Składa się głównie z bieżnika, grubej warstwy gumy stykającej się z drogą. Guma ta musi być przyczepna (przenoszenie momentu obrotowego , prowadzenie na zakrętach itp. ), nie przeciwstawiając się zbyt dużym oporom toczenia (zasada „zielonych” opon, które zmniejszają zużycie paliwa). Bieżnik jest wydrążony przez „rzeźby”, które odpowiadają za odprowadzanie wody, śniegu i kurzu, ograniczenie akwaplanacji i ogólną poprawę przyczepności. Pozwala również na rozpraszanie ciepła. Obecność listew na rzeźbach przełamuje napięcie powierzchniowe warstwy wody obecnej na drodze. Na tym pasku umieszczone są wskaźniki zużycia, których położenie można zobaczyć na bocznej ścianie opony. Wskaźniki dla opon samochodów osobowych mają wysokość 1,6 mm dla opon letnich i 3 mm dla opon zimowych (wskaźniki zużycia wskazują, kiedy opona wymaga wymiany).
Pod bieżnikiem znajdują się „warstwy pasa”, z których każda składa się z równoległych metalowych drutów. Warstwy te, ułożone w dwie skrzyżowane warstwy, nadają oponie większą wytrzymałość i sztywność, w szczególności w odniesieniu do rozsypywania podczas bocznych napór na zakręcie . Wreszcie, coraz częściej stwierdza się, że warstwa chłonnej pianki jest zgodna z europejskimi przepisami dotyczącymi właściwości akustycznych (ciche opony).
Boczna powierzchnia opony wykonana jest z elastycznej gumy, która wytrzymuje odkształcenia przy każdym obrocie koła, ale jest odporna na uderzenia o tępe przeszkody. Wspinaczka po chodniku może uszkodzić strukturę opony nawet bez widocznych uszkodzeń. Są też wszystkie oznaczenia. Strefa przejściowa między bokiem a górą nazywana jest „ramionami”. W niektórych modelach stopka na ścianie bocznej pomaga ograniczyć uszkodzenie obręczy, gdy opona uderzy w krawężnik. W niektórych modelach do samochodów ciężarowych inny profil stopki umożliwia ograniczenie uciążliwych rzutów wody dla użytkowników podążających za ciężarówką lub ją wyprzedzających.
Zadaniem tej strefy jest zapewnienie przyczepności do felgi , dzięki dwóm metalowym pierścieniom (tzw. „pręcikom”) osadzonym na feldze w miejscu „zgrubienia”. Strefa ta przenosi momenty obrotowe pomiędzy kołem a oponą, zapewnia również uszczelnienie dla „ opony bezdętkowej ” zwanej czasem „ bezdętkową ”. Uszczelnienie to zapewnia warstwa pokrywająca wnętrze opony: „wewnętrzna guma” na bazie butylu , która jest dociskana do felgi za pomocą dwóch zgrubień.
Kolejna warstwa, znajdująca się pomiędzy gumą wewnętrzną a wierzchem, również zaklinowana przez druty, nazywana jest „warstwą osnowy”. Składa się z równoległych nitek tekstylnych (pojazd osobowy) w kierunku promieniowym. Ta warstwa dała nazwę oponie radialnej. Zapewnia triangulację ze skrzyżowanymi drutami warstw pasa dla lepszego trzymania opony. Te nierozciągliwe gwinty zapewniają dobrą powierzchnię styku opony z podłożem.
Produkcja przechodzi przez kilka etapów, a produkty pośrednie („półprodukty”) są wytwarzane przed złożeniem w gotowy produkt .
Półfabrykat opony składa się z:
Guma Do kauczuków naturalnych (od lateksu wytwarzanego przez gumy ) i syntetyczne (z przemysłu petrochemicznego ) miesza się z olejów i wzmacniających wypełniaczy ( sadzy , krzemionki zwiększa jej odporność na ścieranie). Ta mieszanina jest następnie poddawana obróbce z siarką ( wulkanizacja ) i innymi adiuwantami, a następnie kondycjonowana przed użyciem. Najnowsza metoda (2011) łączy esencję skórki pomarańczowej z lateksem i krzemionką, aby uzyskać bardziej ekologiczną gumę. Nici tekstylne i metalowe Nici tekstylne są w zasadzie syntetyczne. Nici te są skręcane w celu zwiększenia ich wytrzymałości i impregnowane polimerem zapewniającym ich przyczepność do gumy w „warstwie osnowy”. Druty metalowe wykonane są ze stali pokrytej mosiądzem . Ich adhezja do gumy wynika z siarczków i wielosiarczków miedzi powstałych ze składnika miedzi, mosiądzu, w reakcji z siarką stosowaną do wulkanizacji. Druty metalowe są ciągnięte , a następnie splatane w kable. Służą do wykonywania prętów i warstw pasa. Warstwy wzmacniające (karkas i pas) są kalandrowane : nici (tekstylne lub metalowe) umieszczone równolegle są umieszczone pomiędzy dwiema cienkimi warstwami gumy. Te wstęgi są następnie cięte, a następnie ponownie składane w celu uzyskania pożądanego kąta przędzy. Plastry na dziąsła Bieżnik, a także kilka warstw różnych mieszanek, zastosowano w oponie w celu ukształtowania lub wzmocnienia pewnych obszarów (bark, ściana boczna, stopka): odprowadzanie ciepła, ochrona przed agresją chemiczną itp. Te wstęgi są wykonane metodą ekstruzji .Opona przechodzi trzy etapy: montaż, pieczenie i sprawdzenie:
montaż Chodzi przede wszystkim o nałożenie na siebie różnych półproduktów w celu utworzenia opony. Różne warstwy wewnętrzne („osnowa”) są umieszczone na cylindrze o średnicy opony („bęben”): guma wewnętrzna, warstwa osnowy, druty stopki i wszystkie warstwy gumy. Po ukształtowaniu (bęben sprawia, że osnowa nabiera torycznego wyglądu) zakłada się warstwy opasania i bieżnik: uzyskuje się surową oponę, jeszcze plastyczną . Gotowanie Opona jest następnie umieszczana w prasie wulkanizacyjnej, której ścianki są obrabiane w celu odtworzenia wzorów i oznaczeń bieżnika. Podczas utwardzania wulkanizacji kauczuku siarką umożliwia opona elastyczny . Kontrola Wreszcie, różne operacje kontrolne (wygląd wizualny, fluoroskopia , niewyważenie , dryf itp. ) zapewniają zgodność opony (urządzenia zabezpieczającego w pojeździe).Opony są używane przez bardzo dużą liczbę pojazdów, niezależnie od tego, czy muszą poruszać się szybko po przygotowanej nawierzchni, czy wolniej po nierównym, ale niezbyt miękkim podłożu:
Odwrotnie, koła pełne są używane głównie do jazdy:
Wreszcie „opony bezciśnieniowe” mogą być stosowane w lekko obciążonych pojazdach, takich jak wózki inwalidzkie .
W Europie opony są klasyfikowane według typu zgodnie z ich definicją ustandaryzowaną przez ETRTO ( Europejska Organizacja Techniczna Opon i Obręczy ), której stowarzyszenie TNPF jest członkiem stowarzyszonym (TNPF: Travaux de Normalization des Pneumatiques pour la France; profesjonalne stowarzyszenie producentów opon, stowarzyszenie prawnicze z 1901 r. utworzone w 1967 r., które jest również jednym z elementów CFCP (Francuskiego Centrum Kauczuku i Polimerów)
we Francji, eko-wkład, który finansuje ich recykling, opiera się na tej samej klasyfikacji.
Istnieją następujące rodzaje rzeźby:
Uwaga: jeśli opona jest zarówno asymetryczna, jak i kierunkowa, lewa opona różni się od prawej.
Oznakowanie odbywa się na bocznej ścianie opony (w przypadku opon rowerowych patrz opona rowerowa ).
Organizacje, które pomagają zdefiniować oznakowanie w Europie, to Europejska Organizacja Techniczna ds. Opon i Obręczy (ETRTO) oraz ISO.
ISO definiuje pewne informacje normalizacyjne, podczas gdy władze amerykańskie i europejskie określają bardziej szczegółowe informacje normalizacyjne.
Na poziomie ISO część pneumatyczna ISO 4000-1 dotyczy samochodów osobowych.
Wszystkie opony sprzedane w Europie od lipiec 1997nosić oznakowanie europejskie. To oznakowanie składa się z litery „E” (lub „e”), po której następuje liczba w kółku lub w ramce oraz inny numer:
Kolejne dwie cyfry odpowiadają kodowi kraju nadającemu homologację typu oraz numerowi typu w tym kraju dla danego typu opony.
Na przykład dla 195/65 R 15 91 H M + S :
W powyższym przykładzie:
Prawodawstwo UE wymaga od1 st listopad 2012, znakowanie opon do samochodów osobowych i pojazdów użytkowych, zgodnie z ustawą uchwaloną wlistopad 2009. Ta etykieta ma trzy parametry:
To oznakowanie podkreśla efektywność energetyczną (wiedząc, że opony odpowiadają za 20-30% zużycia paliwa przez pojazd), podczas gdy badanie przeprowadzone przez Allopneus wskazuje, że konsumenci chcieliby uzyskać dodatkowe informacje na temat d '' innych kryteriów, takich jak trwałość opony (drugie kryterium po tym bezpieczeństwo oceniane na podstawie przyczepności opony na mokrej nawierzchni i które zajmuje pierwsze miejsce w przypadku 74% respondentów), przyczepność/hamowanie na zakrętach na mokrej nawierzchni, przyczepność/hamowanie na suchej nawierzchni, osiągi w warunkach zimowych.
W krajach Unii Europejskiej od pierwszego listopad 2018, sprzedaż opon typu F jest zabroniona dla pojazdów, a typu E jest zabroniona dla niektórych vanów.
Od 1 st maja 2021, stosuje nowe europejskie rozporządzenie dotyczące oznakowania opon. Niniejsze rozporządzenie ma na celu zachęcenie do produkcji opon, które są bardziej wydajne pod względem zużycia paliwa, przyczepności i hałasu toczenia. Główne nowe wprowadzone funkcje dotyczą etykiety energetycznej, naklejek, skali reprezentacji informacji oraz włączenia kodu QR .
Ustawodawstwo francuskieArtykuł L.314-1 francuskiego kodeksu drogowego nakłada obowiązek stosowania opon zimowych w pojazdach poruszających się w pasmach górskich, zimą zgodnie z dekretem prefektury. Na przykład między1 st listopad 2019 i 31 marca 2020 r. w Pirenejach.
Opony samochodowe są miejscem znacznego rozpraszania energii podczas toczenia. Są one zasadniczo związane z odkształceniem opony w stosunku do ciężaru, jaki musi utrzymać, oraz sił, jakim podlega podczas zakrętów i przyspieszania/hamowania.
Kontakt opony z drogą powoduje jej nieznaczne odkształcenie. Kiedy opona się skręca, następuje rozszerzenie części opony, która stykała się z drogą, a której już nie ma, oraz ściskanie części, która nie miała jeszcze kontaktu z drogą i która staje się. Odkształcenia te powodują przekształcenie energii mechanicznej w energię cieplną (wzrost temperatury opony), co może prowadzić do zniszczenia bieżnika w przypadku niedopompowania opony (np. z powodu powolnego przebicia).
Maksymalna siła boczna jest prawie proporcjonalna do siły przyklejania opony do jezdni (p na wykresie). Jednak powyżej pewnego progu maksymalna siła boczna nie wzrasta tak bardzo w stosunku do siły p jak wcześniej. W ten sposób samochód z wysoko położonym środkiem ciężkości, który podlega silnemu przenoszeniu obciążenia na zakrętach, będzie gorzej trzymał się drogi na zakrętach niż identyczny samochód z niższym środkiem ciężkości.
Nadmiernie napompowana lub niedopompowana opona powoduje spadek przyczepności, co może być niebezpieczne podczas pokonywania zakrętów lub hamowania poprzez wydłużenie drogi hamowania. Dlatego ciśnienie jest ważnym czynnikiem, który należy regularnie sprawdzać. To jest mierzone na zimno.
Dane dotyczące bezpieczeństwa ruchu drogowego we Francji wskazują, że „w 2003 r. opony były przyczyną 9% śmiertelnych wypadków na autostradach. "
Niedopompowana opona ulega większym deformacjom ścian bocznych i bieżnika, czego głównymi konsekwencjami jest szybsze zużycie opony, słaba przyczepność do drogi, szczególnie podczas deszczu, zwiększone ryzyko pęknięcia z powodu nadmiernego nagrzewania się i zwiększone zużycie paliwa pojazd. Nadmiernie napompowana opona również zużywa się szybciej, ale w środku bieżnika i jest bardziej wrażliwa na rozerwanie gumy (szczególnie poślizg). Ściany boczne opony są sztywniejsze, co zmniejsza powierzchnię styku opony z podłożem, a tym samym komfort i przyczepność.
Niektóre najnowsze pojazdy są wyposażone w automatyczny system monitorowania ciśnienia w oponach (TPMS). W Unii Europejskiej od tego czasu są w nią wyposażane wszystkie nowe pojazdy.listopad 2014.
Powietrze i azotRzadziej w oponie napompowuje się powietrze z prawie czystym azotem . Chociaż powietrze zawiera już 78% azotu, niektórzy profesjonaliści z branży lotniczej lub Formuły 1, na przykład, zwiększają tę proporcję i pompują opony czystym azotem. Ten gaz mający właściwość obojętności i stabilności mógłby utrzymać nieco bardziej stałe ciśnienie nawet w przypadku intensywnego nagrzewania się opony. Kontrowersje budzi wprowadzenie tej metody do pojazdów prywatnych . Rzeczywiście, są one poddawane znacznie mniejszym naprężeniom, co sprawia, że różnica w powietrzu jest mniej zauważalna. Z drugiej strony, inflacja staje się wymagalna i często jest krytykowana za nieuzasadnioną cenę, podczas gdy inflacja z powietrzem jest często bezpłatna i uznawana za zadowalającą. Ci, którzy z niego korzystają, powinni w zasadzie rzadziej regulować inflację, ale mimo to powinni regularnie sprawdzać ciśnienie. Opony napompowane azotem mają zwykle zawór w innym kolorze, często zielony .
Zużycie opon jest regularnie sprawdzane, ponieważ nadmiernie zużyte opony stanowią zagrożenie: powodują spadek przyczepności, szczególnie na mokrej nawierzchni, co negatywnie wpływa na drogę hamowania i przyczepność. Wskaźniki zużycia są obecne we wszystkich modelach sprzedawanych we Francji.
Opony muszą mieć minimalną wysokość bieżnika 1,6 mm na całym obwodzie i na środkowym pasie składającym się z trzech czwartych szerokości opony. Opony posiadają wskaźniki zużycia umieszczone w głównych rowkach, podobne do niewielkich nierówności. Gdy poziom zużycia bieżnika osiągnie ten sam poziom, co ten wskaźnik zużycia, opona znajduje się na dopuszczalnym poziomie i musi zostać wymieniona.
Konsekwencje zużyciaKonsekwencją zużycia opon jest przeszacowanie prędkości księgowanej. I tak np. opona „195/65 R 15 91 H 6 M + S” o zużyciu 3 mm spowoduje przeszacowanie prędkości o 0,95%: miernik wyświetlający prawidłową prędkość dla nowej opony wskaże 100 km/h podczas jazdy z rzeczywistą prędkością 99,05 km/h . Pozostaje to jednak znikome, ponieważ producenci przewidzieli te efekty, a także fakt, że przepisy dopuszczają pewien margines manewru wokół średnic nominalnych i że dla bezpieczeństwa wszystkich lepiej jest przeszacować prędkość niż odwrotnie. .
Niepowierzchowne rozdarcie boczne wymaga wymiany opony, z drugiej strony, jeśli bieżnik jest przebity (np. przez śrubę), naprawę można zwykle wykonać przy pomocy łatek lub „grzybków” przywracających oponie szczelność. Głowa grzyba maskuje wewnętrzny otwór przekłucia, podczas gdy stopa blokuje przewód; po wyschnięciu klej jest cięty równo z bieżnikiem.
Francuskie przepisy drogowe wymagają, aby na tej samej osi montować takie same opony (typ, marka, rozmiar i zużycie).
W przypadku samochodów z napędem na przednie koła, generalnie zaleca się umieszczanie najmniej zużytych opon z tyłu. Oś przednia jest kierowana, więc kiedy skręcasz kierownicą, to one nadają kierunek reszcie pojazdu. Tylne opony podążają za nimi, ale ich przyczepność jest absolutnie niezbędna do utrzymania stabilności pojazdu, zarówno w linii prostej, jak i na zakrętach. Kierowca jest świadomy przyczepności swoich przednich opon. Poprawi swój ruch lub zwolni tempo, jeśli wyczuje swoje opony, zanim poślizgnie się podczas hamowania lub skręcania. Jeśli tylne opony są bardziej zużyte, w mokrych warunkach, przednie opony mogą mieć wystarczającą przyczepność, aby skręcić lub zahamować, ale nie tylne opony. Jeśli się poślizgną, pojazd się kręci.
Pojazd z przednimi oponami o mniejszej przyczepności niż tylne będzie miał tendencję do podsterowności, to znaczy do jazdy na wprost. W zależności od stanu opon i dynamiki pojazdu (najnowsze pojazdy mają tendencję do podsterowności), może to przynieść efekt przeciwny do zamierzonego, zwłaszcza na krętych drogach.
Do niskich temperatur preferowane jest stosowanie opon zimowych, które posiadają gumę zaprojektowaną do optymalnej pracy w temperaturach równych lub niższych niż 7 °C, podczas gdy wiele opon „letnich” reklamowanych jest jako nieprzeznaczonych do jazdy w temperaturach poniżej 3 °C , guma twardnieje na zimno i traci lepkosprężystość . Ponadto temperatura drogi jest o około 3 °C niższa niż powietrza ze względu na sporadyczne występowanie mrozu, śniegu lub lodu.
Wymiana opon zimowych / letnich zazwyczaj powoduje sprawdzenie ich wyważenia i dodanie ewentualnego uszczelnienia na obręczy w celu skorygowania wyważenia. Podczas wymiany ważne jest zachowanie tego samego położenia lewa/prawa opona, co jest ogólnie wskazane na oponie, ponieważ zużywają się one w różny i antagonistyczny sposób. Przednie opony zużywają się szybciej podczas trakcji i zaleca się, aby tylne opony były w najlepszym stanie, w przeciwnym razie tylna oś może stracić przyczepność wcześniej niż przednia. Jeśli tylne opony są bardziej zużyte niż przednie, istnieje ryzyko, że pojazd wskoczy w ostry zakręt lub podczas hamowania na mokrych (lub oblodzonych) drogach. W napędzie zużycie jest równomierne lub przypadkowe. Łańcuchy śniegowe uzupełniają gamę działań poprawiających przyczepność na śniegu oprócz opon zimowych (usuwaj je, gdy tylko przestaną być potrzebne).
W niektórych krajach używanie opon zimowych jest obowiązkowe.
Raport BEA-TT o wypadku autokaru, który miał miejsce w dniu26 maja 2018na autostradzie A7 w Chantemerle-les-Blés (Drôme) wskazuje, że przyczyną wypadku było pęknięcie opony, prawdopodobnie spowodowane wewnętrznym zużyciem w wyniku wcześniejszego uderzenia zewnętrznego .
Kontekst środowiskowy: postęp techniczny umożliwił oponom nieznaczne zmniejszenie zużycia paliwa przez każdy pojazd drogowy. Zmniejszyło to emisje zanieczyszczeń na pojazd. Jednak liczba pojazdów wzrosła tak bardzo, że opona pozostaje problemem środowiskowym: w 2005 r. „ponad 80% cząstek respirabilnych w miastach (PM10) pochodziło z transportu drogowego”, a „zużycie opon i hamulców jest odpowiedzialne za 3 7% tych emisji” .
Te bogate kraje produkują znaczne ilości opon: 285 mln rocznie, w samych tylko Stanach Zjednoczonych, ale opona traci nawet do kilku milimetrów materiału rocznie na całej jego „bieżnik”.
Według badań przeprowadzonych przez emisje spółek Analytics, nawet bardziej niż zanieczyszczenia wywołanego przez nadmierną paliwa z powodu oporu toczenia , opony są odpowiedzialne za drobnych cząstek zanieczyszczeń , które mogą sięgać do „tysiąc razy wyższe” niż tylko pojazdów emisji spalin . Ta różnica współczynnika rzędu trzeciego wynika głównie z faktu, że podczas gdy emisje drobnych cząstek z gazów spalinowych silników spalinowych są stopniowo redukowane w bardzo dużym stopniu z powodu większej liczby przepisów. krajów - w szczególności państw członkowskich UE - nie ma do tej pory regulacji dotyczącej cząstek emitowanych przez zużycie opon, które jednak są również szkodliwe dla zdrowia i środowiska niż cząstki spalin, ze względu na ten sam charakter ( oba są elementarnymi cząstkami węgla , które nadają czarny kolor aerozolom zanieczyszczeń i które stanowią do 20% najdrobniejszych cząstek – tj. 2,5 μm – w obszarach ruchu). Według tego samego badania, zakres tego zanieczyszczenia byłby wzmocniony przez rozwój na rynku samochodów osobowych , coraz cięższych i masywniejszych pojazdów, czy to z jednej strony SUV-ów , czy z drugiej pojazdów elektrycznych lub masywnych pojazdów hybrydowych , które są cięższe niż konwencjonalne pojazdy ze względu na masę akumulatorów, które przewożą: masa tych pojazdów w połączeniu z dużą objętością opon tego typu pojazdu, a zatem z powierzchnią toczną poddaną większemu zużyciu wyjaśniałoby, dlaczego większe ilość materiału wyrwanego z opon wydostałaby się do atmosfery w postaci drobnych cząstek. Ponadto większe osiągi pojazdów elektrycznych podczas przyspieszania, czy to na postoju, czy podczas odzyskiwania, implikują większą degradację materiału opon na przejechany kilometr, a tym samym większą emisję cząstek węgla w wyniku rozdarcia. Proponowane przez autorów rozwiązania to generalne obniżenie średniej masy pojazdów prywatnych – odwrócenie obecnego trendu – uogólnienie opon wysokiej jakości poprzez działania regulacyjne oraz uwzględnienie całkowitej emisji cząstek stałych. pojazdów (spaliny, ścieranie opon i klocków hamulcowych) zgodnie z normami regulacyjnymi, a nie tylko emisje z silnika, jak ma to miejsce obecnie.
Nic dziwnego, że badanie (2009) pokazuje, że elementy z asfaltu znajdują się również w pozostałościach po zużyciu opon . Jednak asfalt często zawiera obecnie gumę z recyklingu starych opon .
Opony zawierać liczne dodatki ( wypełniacze , przeciwutleniacze , antyozonanty, wulkanizacji przyspieszacze , etc. ), które różnią się w zależności od marki, czasu i rodzaju opon.
Zużycie opon jest źródłem alergenów wprowadzanych do kurzu miejskiego i rozprysku drogowego .
Literatura naukowa i medyczna cytuje w szczególności:
Aby guma naturalna lub syntetyczna była stabilna na promienie ultrafioletowe i bardziej odporna na ciepło, zużycie, deformację i sól drogową , wprowadzono wiele dodatków, w tym produkty organiczne, metale ciężkie i metaloidy, plastyfikatory , benzotiazole , parafenylenodiaminy, w tym izopropyloaminodifenyloaminę, bardzo alergizujące.
Niektóre z tych produktów są mutagenne .
Wykazano, że niektóre z tych cząsteczek są mutagenne in vivo i in vitro ( test kometowy ).
Sadza jest głównie zależna od gumy (o wielkości od 50 do 600 nm , lub aglomeratów 227 um średnio 90% jego stosowania światowej jest jako wypełniacz do kauczuku opon zasadniczo). Wprowadzany jest do gumy opony w postaci bardzo małych cząstek. Podczas procesu produkcyjnego wiele z tych cząstek adsorbuje cząsteczki organiczne typu WWA .
Sadza jest ekotoksyczna i toksyczna . Jest to sprawdzony produkt rakotwórczy u zwierząt laboratoryjnych i jest uważany przez ARC za rakotwórczy dla ludzi. Pracownicy narażeni na ten produkt mają zwiększone ryzyko raka płuc , ale nie wykazano zależności dawka-odpowiedź (a niemieckie badanie nie wykazało zwiększonego ryzyka raka płuc. żołądka, płuc lub krtani u narażonych pracowników fabryk).
Środowisko kwaśne pogarsza uwolnienia metali z cząstek powstałych ze zużyciem opony, oraz zanieczyszczenia samochodowe jest sama inacidifying.
PAH i VOC Po deszczu , że odcieki z różnorodnych materiałów powszechnie używanych w przemyśle samochodowym i zawiera rozproszone PAN, etoksylowane alkilofenole i BPAs znajdują się spływającej wody .
WWA są bardzo obecne w oponach, przynajmniej do połowy lat 2000-2010, ze względu na stosowanie przez producentów wysokoaromatycznych węglowodorów (olej HA).
Toksykolodzy specjalizujący się w tych zagadnieniach mieli nadzieję, że w Europie oznakowanie środowiskowe opon mogło sprawić, że WWA będą rzadsze i/lub mniej obfite w nowe opony, ale to oznakowanie (obowiązkowe od 2012 roku, po negocjacjach z producentami) ostatecznie zachowało tylko 3 parametry (efektywność energetyczna, zdolność hamowania na mokrej nawierzchni i poziom hałasu). Nie mówi nic o toksycznych lub nietoksycznych składnikach opony. Oczekuje się, że oleje wysokoaromatyczne będą zużywane mniej, ale jeśli tak, WWA będą nadal wypływać z gumy starych opon i/lub noszonych przez pojazdy spoza Europy. Bardzo niskie dawki wywołują u pstrąga efekt subletalny: w 2003 roku Stephensen i in. wykazali, że WWA z opon wywołują szkodliwą aktywność O-deetyloazy etoksyrezorufiny (EROD) u pstrąga tęczowego. Pstrągi umieszczone w zbiornikach z oponą zawierającą oleje HA w bieżniku lub oponą bez olejów HA wykazują całkowitą indukcję cytochromu P4501A1 (CYP1A1) od 24h. Analizy żółci eksponowanych ryb wykazały, że hydroksylowane WWA i aromatyczne związki azotu są dobrze wchłaniane z wody przez te ryby. Po 15 dniach ekspozycji aktywność EROD i mRNA CYP1A1 pozostały wysokie i nieco bardziej intensywne u ryb narażonych na działanie HA niż u innych. W obu grupach zaobserwowano aktywację antyoksydantów i zaburzenia poziomu glutationu całkowitego w wątrobie, wątrobowej reduktazy glutationowej, S-transferazy glutationowej i dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej; wyraźniej w grupie narażonej na HA. Porównywalne zaburzenia pojawiły się w 2005 r. u pstrągów umieszczonych w akwariach zasilanych wodą przez węże gumowe zawierające dwa powszechne dodatki (2-merkaptobenzotiazol lub MBT i difenyloaminę lub DPA oraz związki strukturalnie pokrewne), które wydają się być zaangażowane. znaleźć w żółci ryb. W tym przypadku pomiary Vitellogenin nie wykazały działania estrogenowego .
Od powodujących zaburzenia endokrynologiczne (i związków źródłowych uszkodzenie wątroby) są rozproszone w wyniku zużycia (a od granulek lub „miękiszu” opony wprowadzone do sztucznej trawy terenu sportowego ze sztucznej).
Ostatnie badania (2017), wystawionej fragmenty opon do metanolu i wody ługowania badania pokazujące, że opony uwalniania do środowiska naturalnego (w szczególności drogi odpływu wody) dwa zaburzające funkcjonowanie układu wewnątrzwydzielniczego:
W 2010 roku produkty te można znaleźć we wszystkich spływach miejskich.
Od lat 90. naukowcy opowiadali się za interdyscyplinarnymi badaniami i modelowaniem zanieczyszczenia związanego z zarządzaniem zużytymi oponami.
Wykazano (2006 r., że substancje uwalniane przez opony są toksyczne dla dafnii (gatunek modelowy powszechny w toksykologii), a w 2009 r. można je znaleźć „we wszystkich przedziałach środowiska, w tym w powietrzu, wodzie. , glebie/ osadach i faunie ” ; maksymalne poziomy (PEC) mikrocząstek ze zużycia opon w wodzie powierzchniowej wahają się od 0,03 do 56 mg/l , wzrastając od 0,3 do 155 g/kg suchej masy w osadzie , dwa media, w których mogą być wchłaniane przez zwierzęta, zwłaszcza filtratory . Badanie oparte na Ceriodaphnia dubia i Pseudokirchneriella subcapitata miało na celu obliczenie PNEC ( ang . Predicted No Effect Concentrations ) oraz stosunku PEC/PNEC dla wody i osadu. Wskaźnik ten przekroczył wartość 1, co oznacza, że cząstki te stanowią potencjalne zagrożenie dla organizmów wodnych, co sugeruje, że przydatne byłoby oczyszczanie lub zarządzanie cząstkami zużytych opon, zwłaszcza podczas spływów drogowych i miejskich. W 2009 r. różne ekotoksykologiczne testy laboratoryjne (na algach Pseudokirchneriella subcapitata , dwóch skorupiakach: Daphnia magna , Ceriodaphnia dubia oraz na rybach Danio rerio ) potwierdziły te średnio- i długoterminowe zagrożenia dla trzech różnych typów opon, w stężeniach oczekiwanych w środowisko, te ekotoksyczne i toksyczne działanie na rozrodczość przypisuje się z jednej strony cynkowi i wypłukiwanym związkom organicznym.
Rozróżnienie opon letnich/zimowychKilka badań wykazało, że zawartość opony w produktach toksycznych lub ekotoksycznych różni się znacznie w zależności od marki, typu opony, wieku lub kraju produkcji. Ponadto istnieje istotna różnica między oponami letnimi a zimowymi. Szwecja jest jednym z kilkudziesięciu krajów nordyckich (lub położonych na wysokości), które używają opon zimowych w zimnych porach roku. W 2005 roku naukowcy zastanawiali się, czy te dwa rodzaje gumy wykazywały inną toksyczność: wystawili rozwielitki na działanie wody, w której przez 72 godziny macerowano zeskrobane z dwunastu opon samochodowych (marki wybrane losowo, ale zawierające opony letnie i zimowe). Efekty toksyczne pojawiły się w połowie rozwielitek wystawionych w ciągu pierwszych 24 godzin na odciek 0,29 do 32 g startej opony na litr wody iw ciągu 48 godzin na mniej stężony odciek ( 0,062 5 przy 2,41 g / l wody); a opony letnie były bardziej toksyczne niż zimowe. Po 48- godzinnej ekspozycji rozwielitki wystawiono na działanie światła UV przez 2 godziny w celu zbadania możliwej obecności związków fototoksycznych . Po aktywacji UV EC50 wahały się od 0,062 do 0,38 g/l . Cztery z dwunastu opon wykazywały silną fotoaktywację (ponad dziesięciokrotna toksyczność). Badanie to wykazało, że metody oceny toksyczności opon powinny lepiej uwzględniać różnorodność opon (w tym letnie/zimowe) oraz nasilenie promieniowania słonecznego UV, w szczególności w celu ustalenia oznakowania środowiskowego opon. dotknięte poważnym nastawieniem w wycenie.
Podczas jazdy opona nawet przy odpowiednim napompowaniu odkształca się i nagrzewa, co powoduje rozpraszanie energii, a co za tym idzie opory toczenia. Do 80 km/h opór ten odpowiadałby za około 20 do 30% zużycia . Ten opór, który zazwyczaj jest rzędu 10 do 15 kg/tonę (tj. 1,0 do 1,5% masy pojazdu) może spaść do mniej niż 0,7 kg/tonę w przypadku specjalnych opon .
Główni producenci rozpoczęli programy badawcze mające na celu zmniejszenie tego oporu, bez uszczerbku dla przyczepności opony, zwłaszcza w przypadku deszczu, co miało miejsce w przypadku pierwszych zielonych opon w latach 90. Producenci twierdzą, że udział opon wynosi 6% 120 g / km redukcja CO 2 emisjiustalone przez Komisję Europejską na rok 2012. Badania koncentrują się m.in. na wprowadzaniu nowych krzemionek do gumy ( Michelin ) oraz na wykorzystaniu nowych materiałów pochodzenia roślinnego w postaci nanocząstek ( Goodyear ).
Biomimetyka poszukuje bardziej ekologicznych zamienników tworzyw sztucznych i gum. niedawno (w 2019 roku ) artykuł opublikowany przez Acta Biomaterialia wykazał, że miękkie tkaniny brzusznej strony homara są tak mocne i elastyczne, że można je porównać do gumy przemysłowej używanej do produkcji opon , ale wytwarzanej w temperaturze pokojowej i bez produktów toksycznych . Jest to forma chityny składająca się w około 90% z wody (co czyni ją szczególnie elastyczną i mocną. Ułożona jest w arkusze o mikroskopijnej grubości, których orientacja włókien jest różna dla każdego arkusza; jak w sklejce ).
Opony porzucone w naturze lub składowane na wysypiskach są odpadami zanieczyszczającymi i nieulegającymi biodegradacji . Są źródłem zanieczyszczających odcieków i potencjalnie groźnych pożarów . Pożary opon, które są trudne do ugaszenia i mogą palić się przez kilka dni, a nawet tygodni, wytwarzają wysoce toksyczne opary .
Wypalanie ich również zanieczyszczających (zgodnie z badaniami amerykańskich powołuje INERIS, pieczenie 1 kg opon, wytwarza 100 g z sadzy , odpowiedzialne za kolor czarny dymu opony, który zawiera również kwas siarkowy , a oponą przegrzania uwalnia czarno cuchnący pirolizy olej (średnio 5 litrów na oponę), który zanieczyszcza glebę i wodę „ Przypadkowe ” wywrotki opony pożarów można również zanieczyszczają wody i gleby. 000 t opon uwalniane w Szkocji około 90 m 3, olej, który zabiciu okres 10 km od rzeka, pożar w Hagersville (Kanada) wymagał odzyskania i oczyszczenia 700 m 3 oleju pirolitycznego, dodatkowo 1500 m 3 zanieczyszczonej wody Pożary opon w Sarreguemines (1991) i Relais-sur-Mer (1992) ) wyprodukowała również znaczne ilości olejów .
Przez dziesięciolecia opony były używane do zabezpieczania plandek rolniczych, jako barierki zderzaka samochodowego lub błotniki do łodzi, a nawet do zabaw dla dzieci, „krajobrazu” lub pseudosztucznych raf ; które następnie zanieczyszczają wodę, gleby i ekosystemy .
Porzucone lub używane na świeżym powietrzu, są to popularne siedliska szczurów i komarów (lokalnie podatne na przenoszenie wirusów, takich jak chikungunya ; czarna opona nagrzewa się na słońcu i jest wystarczająco wodoodporna, aby zatrzymać do kilku litrów wody. wymagany czas do wzrostu i przyspieszonego wylęgu larw komarów).
We Francji porzucanie odpadów w naturze i palenie na otwartym powietrzu są zabronione. Producenci (lub importerzy) muszą zbierać i przetwarzać zużyte opony, ale nie w przypadku zapasów sprzed 2004 r. (114 składów około 240 000 ton opon). ten20 lutego 2008, porozumienie międzybranżowe podpisane przez całą branżę oponiarską pod egidą Nathalie Kosciusko-Morizet umożliwia ewakuację i odzyskanie (w ciągu sześciu do ośmiu lat, przy szacowanym koszcie 7 mln euro) 80 000 ton pozostałych do być przetwarzane we Francji.
Dekret z 2002 r. zakazał wszelkiej zorganizowanej działalności w zakresie spalania w celach przemysłowych lub handlowych, czyn sankcjonowany kodeksem ochrony środowiska karą dwóch lat pozbawienia wolności i grzywną w wysokości 75 000 euro. Palenie opon podczas demonstracji jest zabronione przez resortowe przepisy zdrowotne , które burmistrzowie muszą egzekwować (kara grzywny trzeciej kategorii).
Bieżnikowanie jest bardzo powszechne dla opon samolotowych i działa w niektórych krajach do samochodów ciężarowych opon i ciężkiego sprzętu budowlanego (produkuje 40% mniej kosztowne ogumienie). Jednak całkowity recykling złomu i gumy wymaga zorganizowanych kanałów i zaawansowanego sprzętu. Palenie opon na wolnym powietrzu lub w innym miejscu niż cementownia lub specjalistyczna spalarnia jest zabronione w większości krajów. Na całym świecie istnieje wiele wysypisk opon, które stwarzają problemy z bezpieczeństwem (w 2007 roku we Francji notowano jeszcze około 80 000 ton).
W Stanach Zjednoczonych eksperymentowano z dużymi sztucznymi rafami wykonanymi z opon. To była kompletna porażka, ze względu na ich toksyczność i słabą odporność tych pseudoraf na sztormy.
Obecnie wiadomo, że odwulkanizowanie (w mikrofalach ) zgniecionych opon w celu odzyskania zdepolimeryzowanej gumy może również pomóc w uwolnieniu toksycznych dodatków lub produktów ubocznych.
Okruchy gumy Pochodząca z opon używanych, dyrektywa europejska 21/2007 definiuje ją jako „wynikającą z procesu granulacji zużytych opon o rozmiarach mniejszych niż 1 mm io zawartości cząstek mniejszej niż 0,063 mm nieprzekraczającej 15%” . Składa się zasadniczo z naturalnego i syntetycznego kauczuku i nie może zawierać „materiałów ferromagnetycznych, tekstylnych lub zanieczyszczających w proporcjach większych niż odpowiednio 0,01%, 0,5% i 0,25%” .Duńska grupa Genan (lub Genan A / S ) od lat 90. specjalizuje się w całkowitym recyklingu materiałów, z których zbudowane są opony; miękisz z opon stosuje się w niektórych asfaltach, sztucznej murawie , powłokach na place zabaw lub tory sportowe itp., wykonanych z pokruszonych opon, pozbawionych metalowej osnowy i elementów tekstylnych. Zużyte opony były wykorzystywane do budowy podziemnych zbiorników, wałów, wałów lub chodników zbiorników; kontrowersyjne zastosowania).
W badaniu (2005) oceniono ich zastosowanie jako „tłumików wstrząsów wielokrotnego użytku” w celu złagodzenia dotkliwości niektórych wypadków przy niskich kosztach i przetestowano niektóre zastosowania ochronne (np. w celu ochrony oczyszczalni ścieków Amphitria przed upadkami skalnymi ). Pocięte na duże listwy spięte solidnymi kablami przechodzącymi przez środek listew, uzyskujemy bardzo ciężkie osłony stosowane podczas prac strzałowych, unikając wyrzucania gruzu podczas układania ich na skale przeznaczonej do pękania. Proszek może być aglomerowany i sprzedawany w granulkach, które zostały zaproponowane na tereny zielone, sportowe lub do zabaw dla dzieci lub na sztuczne trawniki, a nawet (w 1999 r.) jako polepszacz piwnicy (w tym na terenach zamieszkałych) lub gleby, użycie szybko kontrowersyjne, ze względu na do wypłukiwania (uwalniania do wody) metali toksycznych i innych (organicznych) zanieczyszczeń z fragmentów opon.
Zużyte opony są wykorzystywane w niektórych konstrukcjach jako element konstrukcyjny ścian nośnych poprzez wypełnienie ich sprężoną ziemią, np. earthship to rodzaj bioklimatycznych opon do recyklingu domów.
W latach 2000. w Stanach Zjednoczonych około 80% zużytych opon (około 233 mln opon) było „poddawanych recyklingowi” rocznie (ośmiokrotnie więcej niż w 1990 r.). Według Stowarzyszenia Producentów Gumy w 2003 roku w Stanach Zjednoczonych wyprodukowano prawie 290 milionów opon, z czego ponad 28 milionów (prawie 10% zużytych opon) wykorzystano do produkcji podłoży glebowych, gier i innych nawierzchni sportowych lub „ asfalt elastyczny” (spoiwo lub pokryte bitumem modyfikowanym przez zintegrowanie kauczuku, który wykorzystuje formułę wynalezioną ponad sto lat temu (1840) z mieszanką lateksowo-bitumiczną, której recepturę udoskonalił w 1960 roku Mc Donald w Stanach Zjednoczonych , ale który był wówczas nadal zbyt drogi, aby można go było stosować na średnią lub dużą skalę). W latach 2000., w zależności od przypadku, okruchy gumy stosowano również w gruncie lub piwnicy lub – ewentualnie barwnie – integrowano z warstwą wierzchnią (np. bieżnia, bieżnia lub plac zabaw).
Bariera antypoślizgowa na oponach wyjazdowych na torze wyścigowym
Pneumatyczna łódź obronna .
Błotnik pneumatyczny typu Yokohama .
Sandały wykonane z opony w Peru.
Huśtać się.
Karmnik dla zwierząt.
Prace ogrodowe.
Wycieczka po oponach w Korei Południowej.
Rzeźba w kształcie łabędzia.
Spalanie opon z odzyskiwaniem energii jest rozwiązaniem coraz częściej stosowanym, ale źródłem silnego zanieczyszczenia, jeśli spalanie to odbywa się na wolnym powietrzu lub bez wyrafinowanego systemu filtracji cząstek i wypłukiwania gazów i spalin. Wiele cementowni używało go jako paliwa alternatywnego , czasami od lat 70. XX wieku .
W 1991 roku spalono tylko 25,9 miliona opon (10,7% całości). W większości przypadków opony muszą być przechowywane, transportowane, przetwarzane (odtłuszczone, rozwłóknione i zgniecione), co jest również źródłem innych zanieczyszczeń. Według EPA spalanie zmiażdżonej opony oddaje tyle samo ciepła, co tyle samo waży ropa naftowa i o 25% więcej niż węgiel, ale powstały popiół i pozostałości po filtracji należy traktować i usuwać jako odpady toksyczne , chociaż zawierają czasem mniej niektórych metali niż popioły niektórych węgli. Opary zawierają mniej NOx i siarki niż te wytwarzane przez wiele amerykańskich węgli, zwłaszcza o wysokiej zawartości siarki. Agencja wspiera odpowiedzialne użytkowanie opon w cementowniach portlandzkich i innych obiektach przemysłowych, pod trzema warunkami: posiadanie planu przechowywania i obsługi opon; Uzyskaj zezwolenie federalne i przestrzegaj wymagań tego zezwolenia.
Na przykład w Stanach Zjednoczonych w 2003 roku z ponad 290 milionów używanych opon wyprodukowanych w ciągu roku prawie 100 milionów zostało poddanych recyklingowi na nowe produkty, a 130 milionów zostało ponownie wykorzystanych jako paliwo w różnych zakładach przemysłowych. wszystkie używane opony na rok.