Voiture hybride : fonctionnement, avantages et inconvénients
Devenue indispensable pour éviter les lourds malus écologiques, la technologie hybride permet donc aux moteurs thermiques de prolonger un peu plus leur carrière qui est condamnée d'avance (2035). Forcément plus complexe que la voiture 100% thermique, la voiture hybride se distingue aussi par les nombreuses possibilités qu'elle offre en terme de conception et d'architectures techniques. Il y a en effet plusieurs montages possibles, avec des capacités qui sont elles aussi plus ou moins importantes, allant de la micro hybridation anecdotique à l'hybride rechargeable qui peut dépasser les 100 km en tout électrique.
Essayons de rester le plus clair et le plus simple possible afin d'éviter de vous perdre, mais vous allez voir qu'il n'y a finalement rien de très sorcier dans ce type de technologie malgré le nombre croissant de solutions proposées par les marques.
Principe de base
Limiter l'usage du moteur thermique
Qu'elle soit hybride rechargeable ou micro hybride, le principe reste le même pour toutes les technologies : à savoir placer un moteur électrique relié aux roues (ou au moteur dans le cas du MHEV) dans l'optique de pouvoir soulager le moteur thermique qui émet du CO2 (et bien d'autres choses évidemment). Les cycles d'homologation (WLTP), qui déterminent le bonus écologique, ne comptabilisent donc que les émissions produites au niveau de l'échappement et non pas celles qui ont été produites pour recharger la batterie (au niveau des centrales électriques dans le cas d'une hybride Plug-in = Rechargeable).
L'objectif est donc de transférer les émissions de CO2 sur les centrales électriques (charge batterie) et non plus l'automobile.
Récupérer de l'énergie
Pouvant récupérer de l'énergie à la décélération (énergie cinétique transformée en électricité), le moteur électrique peut donc servir à la fois de moteur et de générateur électrique (grâce à la réversibilité des moteurs électriques). Bien entendu, l'énergie récupérée au freinage reste très limitée et elle ne permet pas d'engranger de grosses quantité d'électricité (plus on conduit en ville plus on récupère d'énergie).
Les modes de conduite
Les modes de conduite dépendent du type d'hybridation à laquelle nous avons affaire. Pour en savoir plus sur ces derniers, veuillez consulter cet article dédié.
Les 3 type d'hybrides : micro (12/48V), léger (HEV/MHEV) et rechargeable (PHEV)
Quelque soit le montage ou l'architecture, il faut d'abord préciser qu'il y a 3 grands types de voitures hybrides : le micro MHEV (12 à 48V), l'hybride léger HEV et l'hybride rechargeable PHEV.
A voir : fiches techniques des voitures hybrides avec indication de la technologie utilisée
Micro-hybride 12 à 48V
C'est le montage qui se distingue des autres car il est si léger que parler d'hybridation est presque une aberration. En effet, on parle plutôt ici d'alterno-démarreur plutôt que d'hybridation (c'est le même montage que les Stop And Start, et donc il s'agit d'un alternateur réversible qui peut servir de générateur, de démarreur ou encore de soutient pour le moteur thermique via la courroie accessoires).
Ici, le moteur électrique est tout petit (moins de 20 ch généralement) avec une batterie qui l'est tout autant (moins de 0.8 kWh).
Le moteur électrique ne peut pas entraîner directement les roues, et cela à cause de deux raisons. La première, et je viens de le dire, sa puissance est si faible (12 à 48V seulement) que ça ne serait pas envisageable.
L'autre problème, bien plus costaud, est que le moteur thermique se trouve ici entre le moteur électrique et les roues ... Il est donc impossible de faire tourner les roues directement par le biais du moteur électrique, car ce dernier se situe à la place de l'alternateur qui est entraîné par la courroie accessoires du moteur.
Pour faire simple, le moteur électrique est en quelque sorte l'un des composants du moteur thermique, et il ne sert ici qu'à lui donner un peu de force (qu'on appelle couple dans le jargon) au moteur thermique afin de réduire sa consommation.
Il ne peut donc travailler seul en se passant moteur thermique.
A lire : avantages et inconvénients du micro-hybride MHEV 48V
C'est un montage à la fois simple et très économique, c'est donc pour cela que la majorité des moteurs thermiques modernes sont équipés de ce genre d'hybridation.
L'économie de carburant n'excèdera pas 10%, et il s'agit là de réduire un peu les chiffres afin d'abaisser les malus écologique qui s'incrémentent d'années en années..
Hybride léger (HEV)
L'hybride léger n'a rien à voir avec le micro-hybride puisque ici on a la possibilité de rouler en 100% électrique en se passant totalement du moteur thermique. Il s'agit donc d'un "vrai" hybride, à savoir un "full-hybrid".
On a donc ici deux chaînes de traction bien distinctes : une pour l'électrique et une pour le thermique, chacun pouvant travailler seul (entraîner les roues) sans que l'autre ne le gène.
On parle d'hybride léger car la taille de la batterie reste modeste, à savoir une valeur entre 1 et 3 kWh, ce qui permet généralement une conduite électrique entre 1 et 3 km, sachant qu'il est très rare de faire plus de 500 mètre sur ce mode. Le voltage s'élève à environ 200 Volts et la puissance du moteur électrique avoisine les 30 à 80 ch.
L'économie de carburant peut aller de 10 à 30%.
A lire : avantages et inconvénients de l'hybride léger HEV
Hybride rechargeable (PHEV)
L'hybride rechargeable PHEV (P pour Plug-in = recharge) reprend exactement la même installation que l'hybride léger. La différence ici est que la batterie est bien plus grosse (entre 8 et 30 kWh) et qu'elle est reliée à un port extérieur afin de pouvoir la recharger via une prise électrique.
La puissance du voltage atteint les 400 Volts avec des puissance moteur qui vont de 70 à parfois plus de 200 ch.
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A lire : avantages et inconvénients de l'hybride rechargeable PHEV
L'économie de carburant peut aller jusqu'à 100% dans le cas d'une batterie totalement rechargée sur une distance inférieure à l'autonomie 100% électrique.
A lire aussi : les différences, avantages et inconvénients des hybrides HEV et PHEV
HEV et PHEV : les différents montages
Il y a tout un tas de montages qui existent pour ces technologies hybrides, voyons-les brièvement.
Rappelons que les hybrides sont systématiquement associés à des boîtes automatiques pour des raisons pratiques (le moteur électrique ne doit pas pouvoir être débrayé par l'utilisateur, et c'est l'électronique qui doit pouvoir choisir quel moteur se lie aux roues selon les modes de conduite, ce qui rend les choses difficiles avec un embrayage mécanique).
Moteur dans l'embrayage / convertisseur
C'est la solution la plus répandue car elle s'adapte très bien aux solutions 100% thermiques déjà existantes. En effet, il n'y a que peu de modifications à faire, à savoir électrifier le convertisseur de couple (BVA) ou l'embrayage (boîte robotisée).
On peut citer comme exemple l'e-Tron / TFSIe, l'HYbrid2 de PSA/Stellantis ou encore l'EQ de Mercedes. Bref, la grande majorité de l'offre actuelle.
Moteur dans la boîte
Il s'agit là de solutions propriétaires, c'est à dire que ce sont des boîtes électrifiées qui ont été conçues par leur constructeur. Dans ce cas là il n'y a généralement pas d'embrayage ou de convertisseur entre l'unité thermique (moteur) et le dispositif hybride (qui prend la place de la boîte).
Ces solutions sont arrivées après celle qui est décrite en haut, car il ne s'agit pas seulement d'ajouter un moteur électrique sur la chaîne de traction mais de revoir totalement l'architecture de la boîte (en y intégrant un moteur électrique, ou plutôt deux en général : un qui sert de générateur et l'autre de moteur, bien que les deux puissent parfois inverser leur rôle ...).
La diversité des montages mène à des solutions très différentes en terme de logique. Si parfois il ne s'agit que de boîtes classiques (à trains parallèles) électrifiées, d'autres fois ça va jusqu'à des systèmes qui s'apparentent à un générateur qui ne fait que recharger la batterie (le moteur thermique ne peut pas entraîner les roues mais seulement charger la batterie de traction haute tension, qui elle-même va ensuite alimenter le moteur électrique de traction).
On peut citer comme exemple l'HSD de Toyota (procédé original qui réunit les moteur thermique et électrique sur un axe commun incarné par un train épicycloïdal), l'E-Tech de Renault (boîte classique à 4 rapports dotée de deux moteurs électriques) ou encore l'e:HEV qui consiste à utiliser le moteur thermique comme simple générateur électrique.
Moteur électrique sur un essieu différent
C'est la solution la plus simple et la plus compréhensible, à savoir qu'on a ici un train (= paire de roues avant ou arrière) animé par le moteur thermique et un deuxième train animé par un moteur électrique.
Certaines autos vont même jusqu'à cumuler un moteur dans le convertisseur/embrayage + un autre sur l'essieu restant, comme l'HYbrid4 de Stellantis par exemple.
A lire : les différentes technologies hybrides vues dans le détail
Quelle technologie choisir ?
Toutes les chaussures ne vont pas à tous les pieds, et c'est un peu ici la problématique du choix d'une technologie hybride ...
Toutefois, il me semble évident que l'hybride rechargeable soit la technologie la plus problématique, et ce malgré que ce soit celle qui soit la plus plébiscitée dans les médias et les barèmes des bonus écologiques.
Une chose est toutefois certaine, vous prendrez moins de risque financier à acquérir une micro-hybride ou encore une hybride légère HEV/MHEV.
A lire aussi : pourquoi faut-il éviter l'hybride rechargeable ?
Avis Hybride
(Tri par ordre de longueur de l'avis)
Avis Hybride
(Tri par ordre chronologique)
Fiches techniques voitures hybrides
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