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La voiture hybride

Dossier - La voiture du futur
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Avec un parc automobile de plus de 36 millions de véhicules, la France n'en a pas fini de son histoire d'amour avec la voiture. Que nous réserve la voiture du futur ? Au programme : l'électronique embarquée nous prend le volant, plein pot sur les matériaux légers...

  
DossiersLa voiture du futur
 

Pour protéger l'environnement et éviter de dépendre du pétrole, le principe des voitures hybrides s'est considérablement développé.

Modèle hybride. © Gleb Predko, Shutterstock
L'Eolab de Renault, un prototype présenté au Mondial de l'automobile 2014, dispose d'un petit moteur thermique à trois cylindres de 75 ch assisté par un moteur électrique de 50 kW. © Renault

Les constructeurs se lancent presque tous dans la voiture hybride, symbole du futur propre et indépendant. En effet, la voiture hybride utilise au moins deux sources d'énergie différentes. Sous le terme de voiture hybride, on désigne, la plupart du temps, une voiture qui recourt à un carburant et à l'électricité pour se déplacer, au moyen de deux ou plusieurs moteurs : un moteur thermique et un ou plusieurs moteurs électriques. Une autre hybridation est possible : celle d'un moteur thermique assisté par un système pneumatique, c'est-à-dire un moteur à air comprimé. L'hybridation est donc un moyen de diminuer la pollution en ville et de réduire notre dépendance au pétrole, tout en gardant une certaine « sécurité », notamment en ce qui concerne l'autonomie du moteur électrique, encore à améliorer.

Principe de la voiture hybride thermique-électrique

Les voitures hybrides se distinguent selon l'importance du système électrique dans la locomotion du véhicule.

Du plus faible au plus important degré d'hybridation, on parle de :

  • micro hybride Stop & Start ;
  • semi hybride ;
  • full hybride ;
  • hybride rechargeable.

Les différentes phases

  • à l'arrêt, les deux moteurs s'arrêtent et ne consomment plus d'énergie (Stop & Start et au-delà). La batterie est rechargée au niveau d'une borne électrique (hybride rechargeable) ;
  • au démarrage, le moteur électrique provoque le démarrage du moteur thermique (Stop & Start et au-delà) ;
  • à faible vitesse, le moteur électrique remplace le moteur thermique et le véhicule passe en mode tout électrique tant que la batterie le permet (full hybride et au-delà) ;
  • lors des épisodes d'accélération et de reprise, le moteur électrique apporte une assistance au moteur thermique (semi hybride et au-delà) ;
  • à grande vitesse et lors des accélérations fortes, le moteur thermique assure la locomotion du véhicule (tous modèles) ;
  • pendant les phases de freinage, le freinage régénératif joue le rôle de frein moteur et recharge la batterie (semi hybride et au-delà).
La Nissan Leaf SV est une hybride rechargeable. Autrement dit, la batterie peut être rechargée à l’aide d’une prise de courant, comme une voiture électrique. © Nissan

Les voitures micro hybrides

Les voitures micro hybrides sont équipées du système Stop & Start, qui assure le démarrage et la coupure automatique du moteur thermique lors des phases d'arrêt. Ce système permet ainsi d'économiser du carburant et de réduire les émissions de polluants comme le CO2et les gaz d'échappement. Ces polluants sont particulièrement émis lors des multiples arrêts et redémarrages dans la circulation urbaine (feu tricolore, embouteillage, etc.).

Les semi hybrides

Les voitures semi hybrides sont des variantes basées sur le système Stop & Start. Elles utilisent aussi l'électricité pour alimenter d'autres systèmes : éclairage et appareils de bords, entre autres, profitent ainsi de l'électricité stockée dans la batterie du véhicule. Cette batterie est rechargée par le moteur thermique et les différentes phases de freinage.

Les full hybrides

Les full hybrides sont les voitures hybrides les plus connues. Une voiture full hybride est un véhicule dont l'hybridation est totale : deux motorisations utilisant des énergies différentes, carburant et électricité le plus souvent. On peut citer par exemple la Toyota Prius, qui utilise l'association essence/électricité. Ces deux moteurs peuvent fonctionner séparément ou ensemble suivant les conditions de vitesse, de puissance et de réserve d'énergie. Avec la full hybride, le moteur essence peut s'arrêter complètement pour laisser place entièrement au moteur électrique, ce qui n'est pas le cas de la semi hybride.

L'électricité est produite par le moteur thermique, mais aussi par le freinage régénératif : lorsque le véhicule freine, les roues entraînent le moteur électrique qui fonctionne comme un générateur. L'énergie produite est stockée dans une batterie.

Enfin, les full hybrides ont une variante : l'hybride rechargeable. Ce système permet de recharger la batterie de la voiture à l'arrêt, à l'aide d'une prise de courant. Ce type de véhicule est donc capable de fonctionner en mode tout électrique indépendamment du moteur thermique, tout au moins sur de petites distances.

Avantages des voitures hybrides pour l'environnement

Le principal avantage de la voiture hybride (en ce qui concerne l'environnement) est la réduction des émissions de CO2 et de polluants. Les voitures hybrides, en particulier les hybrides rechargeables, peuvent profiter de l'autonomie et du réseau de distribution de carburant des voitures conventionnelles, tout en étant moins polluantes.

L'hybridation des moteurs est donc un élément de solution à la transition vers des véhicules propres et indépendants des énergies fossiles.