Roue

La roue est un organe mécanique de forme circulaire qui, par rotation autour d'un axe, permet de substituer un mouvement de roulement au mouvement de glissement.

Les éléments dont la roue se compose sont les suivants : la bande de roulement, le revêtement, le corps, le moyeu et les organes de roulement. 

BANDE DE ROULEMENT
La bande de roulement est la surface externe de la roue, à savoir la partie en contact avec le sol. Elle peut être lisse ou bien sculptée de telle sorte que les reliefs aient pour effet d'augmenter l'adhérence au sol.

REVÊTEMENT
Le revêtement est l'anneau externe de la roue ; il peut être réalisé dans différents matériaux.
Le revêtement est ou bien fixe, lorsqu'il est solidaire du corps par le biais d'un adhésif ou d'un dispositif d'ancrage mécanique, ou bien emboîté, lorsqu'il est assemblé mécaniquement sur le corps.

CORPS
Le corps est la partie portante de la roue qui assure la jonction du revêtement au moyeu.
Il peut avoir différentes formes et être réalisé dans différents matériaux ; il peut être constitué d'une pièce unique ou bien de plusieurs éléments assemblés les uns aux autres.

MOYEU ET ORGANES DE ROULEMENT
Le moyeu est la partie centrale de la roue destinée à recevoir directement l'axe ou les organes de roulement facilitant la rotation (roulements à billes, roulements à rouleaux, douilles…).

En fonction des caractéristiques techniques et des matériaux dont est constitué le revêtement, existent quatre types de roues : en caoutchouc, en polyuréthane, monolithiques et pneumatiques.

Roues caoutchouc (peuvent être en caoutchouc standard, caoutchouc vulcanisé élastique ou caoutchouc thermoplastique)

Sur les roues en caoutchouc, le revêtement est constitué d'un élastomère obtenu à partir de caoutchouc naturel et/ou de caoutchouc synthétique.
Les caoutchoucs utilisés pour la fabrication des roues à usage industriel peuvent être vulcanisés ou injectés.
Dans le premier cas le caoutchouc, additionné de charges minérales ou d'agents de vulcanisation, est soumis à un traitement de vulcanisation. Ce traitement a pour effet d'en modifier la structure moléculaire. À partir du matériau pâteux avant traitement est obtenu un matériau non fusible qui prend et conserve la forme du moule dans lequel a lieu la réaction. L'anneau ainsi obtenu est ensuite assemblé mécaniquement sur le corps. Le caoutchouc vulcanisé présente de caractéristiques élevées de déformabilité élastique sur des intervalles de sollicitation très larges en traction et compression.
Dans le second cas, le caoutchouc est soumis à un processus de synthèse chimique et le matériau ainsi obtenu est injecté dans un moule dans lequel le corps a été mis en place au préalable. Le caoutchouc injecté reste fusible y compris après moulage.

Les caractéristiques physiques et mécaniques des caoutchoucs vulcanisés varient en fonction de la qualité du caoutchouc naturel et/ou synthétique utilisé, en fonction du type et de la quantité de charges minérales additionnées et des conditions dans lesquelles a lieu le processus de vulcanisation.
Les caoutchoucs injectés ont généralement des propriétés élastiques inférieures à celles des caoutchoucs vulcanisés de haute qualité, comparables toutefois à celles des caoutchoucs vulcanisés de qualités moyenne et basse.

Ci-après sont indiqués les principaux paramètres physiques et mécaniques qui définissent la qualité du caoutchouc (pour la définition de chaque paramètre, se reporter aux normes indiquées en marge de chacun de ceux-ci) :

Les paramètres ci-dessus ne sont pas indépendants les uns des autres ; en d'autres termes, toute modification de l'un d'entre eux entraîne la modification (dans diverses proportions selon les cas) des autres paramètres.
La dureté est le paramètre le plus évident : généralement, l'augmentation de la dureté correspond à un abaissement des qualités d'élasticité (résilience, allongement à la rupture, compression set) et une
diminution générale des performances de la roue.

Les paramètres tels que la résistance au déchirement et l'usure par abrasion dépendent quant à eux pour l'essentiel de la composition du caoutchouc vulcanisé et dans une moindre mesure de sa dureté.

Sur les roues en polyuréthane, le revêtement est constitué d'un élastomère obtenu exclusivement à partir de matières premières synthétiques.
Les polyuréthanes sont des composés chimiques obtenus par une réaction de polymérisation déclenchée par mélange de deux composants appartenant à deux familles différentes de produits (dysisocyanates et polyalcools) préalablement chauffés à une température permettant de les maintenir à l'état liquide et à un degré de viscosité relativement bas. Généralement les polyuréthanes élastomères sont exempts de charges minérales. Le mélange de réaction est coulé ou injecté dans un moule chauffé à l'intérieur duquel est préalablement placé le corps en métal ou matériau plastique ; la température du moule et du corps installé à l'intérieur de ce dernier permet la réaction de polymérisation interne du polyuréthane et l'ancrage chimique de celui-ci à l'adhésif éventuellement présent à la surface du corps.
La grande variété de composés chimiques utilisables permet d'obtenir d'innombrables formulations de l'élastomère ; souvent les caractéristiques physiques et mécaniques du composé sont comparables dans les différentes formulations stœchiométriques (ou « recettes »), le comportement en cours d'utilisation étant quant à lui susceptible de varier dans de grandes proportions en fonction du produit utilisé.
Généralement le polyuréthane coulé n'est plus fusible et présente de bonnes caractéristiques d'élasticité alliées à des niveaux moyennement élevés de dureté et de résistance mécanique à la compression et à la traction.
Le polyuréthane injecté reste fusible y compris après moulage et présente en général des caractéristiques d'élasticité et de dureté respectivement inférieures et supérieures à celles du polyuréthane coulé.

Ci-après sont indiqués les principaux paramètres physiques et mécaniques des polyuréthanes (pour la définition de chaque paramètre, se reporter aux normes indiquées en marge de chacun de ceux-ci) :

Sur les roues monolithiques corps et revêtement sont réalisés à l'aide du même matériau. Les caractéristiques physiques et mécaniques de la roue sont fonction du matériau utilisé.
La fonte mécanique et les matériaux thermoplastiques sont parmi les matériaux les plus fréquemment utilisés pour fabriquer ce type de roue.

Sur les roues pneumatiques, le revêtement est constitué d'une épaisseur de caoutchouc avec un insert de trame toilée et une chambre à air interne assemblée sur le corps. La bande de roulement peut être sculptée ou rainurée de façon à augmenter l'adhérence de la roue au sol.