La première voiture hybride a été officiellement lancée en France en 1997. Beaucoup se rappellent ainsi l’arrivée de la Toyota Prius première génération et son design atypique. Depuis 1997, la technologie hybride a fortement évolué, même si son principe reste toujours le même. Découvrez comment fonctionne un véhicule hybride dans cet article IZI by EDF.
Principe général de fonctionnement d’une voiture hybride
Comme son nom l’indique, une motorisation hybride met en jeu différents types de moteur, thermique et électrique :
- Le moteur thermique ressemble à un moteur classique et fonctionne le plus souvent à l’essence ;
- L’autre moteur est de plus petite puissance et utilise l’énergie électrique pour fonctionner.
Dans la plupart des cas, l’hybridation est dite « en parallèle », c’est-à-dire que les deux moteurs servent à faire tourner les roues par le biais de l’arbre de transmission. Le moteur électrique vient en appui de la motorisation thermique. Ce complément en électrique permet de faire diminuer la consommation globale en énergie fossile du véhicule.
Il est également possible de trouver l’hybridation en « série ». Dans ce cas, le moteur électrique est le seul à agir sur les roues. Le moteur thermique, quant à lui, sert uniquement à recharger la batterie du moteur électrique. Cette configuration est plutôt rare sur le marché.
Fonctionnement d’une hybride en phase de conduite normale
En général, pour des faibles vitesses (en dessous de 50 km/h), un véhicule hybride fonctionne en tout électrique. Le moteur électrique sert à actionner les roues du véhicules. Il s’agit d’une phase où vous ne consommez pas d’essence et n’émettez pas d’émission carbone.
La durée de fonctionnement en tout électrique dépend de la capacité de la batterie du véhicule et du type d’hybridation. Un véhicule hybride rechargeable peut fonctionner plus longtemps (une centaine de kilomètres pour certains modèles) en tout électrique qu’un véhicule hybride non rechargeable (quelques dizaines de kilomètres).
Fonctionnement en phase d’accélération
La phase d’accélération nécessite une puissance maximale, notamment pour vous insérer sur une voie rapide ou doubler un véhicule. C’est pourquoi, quelle que soit la technologie hybride retenue, il s’agit d’une phase où le moteur thermique joue le plus grand rôle.
Le moteur électrique peut venir en complément du moteur thermique afin de disposer d’une plus grande puissance.
Fonctionnement en phase de décélération
Les phases de décélération correspondent à des moments où vous freinez, soit brutalement soit progressivement. Cela intervient souvent sur les trajets urbains où les « stop and go » sont réguliers à cause du trafic et des règles de circulation automobile. Cette phase peut se faire en tout électrique suivant la vitesse et le niveau de charge de la batterie.
En revanche, on note une différence significative entre l’hybride classique et l’hybride rechargeable pendant les phases de freinage :
- Sur un hybride classique, la batterie se recharge lorsque vous freinez. Dans cette situation, le moteur électrique fonctionne alors en générateur qui vient alimenter la batterie. On parle alors de freinage « régénératif ».
- L’hybride rechargeable n’intègre généralement pas cette possibilité. Autrement dit, lorsque votre batterie est vide, le seul moyen de la recharger est de la brancher.
Ceci explique pourquoi sur un long trajet, l’hybride classique consomme moins que l’hybride rechargeable. Bien qu’un véhicule hybride classique ne puisse pas fonctionner aussi longtemps en tout électrique qu’une voiture hybride rechargeable, sa batterie peut se recharger en roulant.
Fonctionnement en phase d’arrêt ou de démarrage
Ces phases se font en tout électrique. Autrement dit, la voiture démarre ou s’arrête en utilisant uniquement le moteur électrique. La phase de démarrage impliquant généralement une surconsommation, l’utilisation de l’électrique à ce moment-là représente un vrai plus. Après le démarrage, le moteur thermique prend le relais à terme.
Les différents types d’hybrides : léger, classique, rechargeable
Il existe trois types d’hybridation. Voyons à quoi correspond chaque type.
L’hybride léger ou « mild hybrid »
Il s’agit de véhicules équipés d’un moteur thermique et d’un petit moteur électrique. Le fonctionnement en tout électrique n’est pas possible car le bloc électrique ne joue qu’un rôle de soutien au moteur thermique. C’est par exemple la technologie employée sur les véhicules équipés de la fonction Start & Stop. L’électrique sert principalement pour le démarreur.
En général, ces véhicules consomment 10 % de moins que leurs homologues à essence. De plus, les émissions sont inférieures de 10 %.
L’hybride classique ou « full hybrid »
L’hybridation classique est la première technologie à avoir été développée. Si cette technologie est venue au devant du public par le biais du constructeur Toyota et de sa Prius, son origine remonte à beaucoup plus loin. En effet, le premier véhicule hybride a été conçu par Henri Pieper en 1899.
Cette technologie associe un moteur thermique et un moteur électrique. Sur de courtes phases, le fonctionnement en tout électrique est possible. Ce type de véhicule ne peut pas se recharger. La batterie se recharge automatiquement en fonctionnement grâce à la motorisation thermique et lors des phases de freinage.
En moyenne, les véhicules hybrides classiques consomment entre 30 % et 40 % de moins en ville que leurs homologues thermiques.
L’hybride rechargeable ou Plug-In Hybrid Electric Vehicle (PHEV)
Ce type d’hybridation est le dernier arrivé sur le marché et rencontre un grand succès. Là encore, cette technologie met en jeu un moteur thermique et électrique. Ce type de véhicule se caractérise par sa capacité à rouler sur une grande distance en tout électrique. Lorsque la batterie est vide, le véhicule fonctionne alors uniquement en thermique.
Le seul moyen de recharger sa batterie est de brancher le véhicule hybride sur une infrastructure de recharge. Ce rechargement peut s’effectuer en station ou à domicile. La durée de rechargement dépend de la puissance de la borne utilisée. Le rechargement peut durer de quelques minutes à plusieurs heures.
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Les avantages des véhicules hybrides
Un véhicule hybride a l’avantage d’émettre beaucoup moins de particules carbones que son homologue thermique. À l’heure où la problématique environnementale ne peut plus être ignorée, l’hybridation ressemble de près à la technologie du futur. De plus, du point de vue pratique, un véhicule hybride vous permet de rouler en toute liberté dans les centres-villes. En effet, en raison de la pollution, la plupart des villes ont mis en place un règlement coercitif qui interdit l’accès à certaines parties de la ville aux véhicules polluants.
En parallèle des faibles émissions, un véhicule hybride vous permet de faire d’importantes économies. Avec une consommation en baisse, c’est votre portefeuille qui va être content ! Avec un prix du pétrole en augmentation, le plein d’essence représente un poste de dépense de plus en plus important pour les ménages.
Enfin, il faut savoir que l’hybridation est une technologie qui sollicite moins les organes mécaniques de votre véhicule. Il en retourne que l’entretien d’une voiture hybride est réduit. De plus, même si on manque encore de recul à ce niveau, une faible sollicitation de la mécanique laisse entrevoir une plus grande durée de vie de votre véhicule.
Les inconvénients des véhicules hybrides
Le succès des véhicules hybrides se trouve encore freiné par quelques inconvénients. Le principal concerne votre portefeuille. En effet, que le véhicule soit hybride classique ou hybride rechargeable, il vous coûtera plus cher que si vous achetiez l’équivalent en essence ou diesel. Ce surcoût à l’achat provient de la technologie embarquée. Pour autant, il est à mitiger en considérant l’économie que vous ferez en roulant.
Un autre inconvénient est que la plupart du temps l’hybridation met en jeu un moteur thermique essence et pas diesel. Aussi, lorsque vous n’avez plus d’autonomie en électrique, votre consommation est aussi importante que celle d’un véhicule essence classique. En théorie, c’est même un peu plus si on prend en compte le poids plus élevé d’un véhicule hybride.
