Vous faites peut-être partie de ces automobilistes qui s’intéressent depuis quelques temps déjà à la technologie hybride et vous vous interrogez sur l’intérêt ou non de choisir une voiture hybride lors d’un prochain achat. Voici quelques petites choses toujours bonnes à avoir en tête à propos de cette technologie.
I. Le pétrole comme source d’énergie principale
Qu’il soit hybride-essence ou hybride-diesel, le seul et unique moyen de faire le plein d’énergie d’un véhicule hybride non rechargeable, c’est d’aller à la pompe.
S’agissant de l’électricité produite à bord du véhicule, elle sera toujours d’une façon ou d’une autre produite indirectement à partir du pétrole : en phase de décélération (régénération), en descente (une partie de l’énergie potentielle du véhicule est alors transformée en électricité via le générateur électrique) ou directement à partir du moteur thermique pour recharger la batterie lorsque cela est nécessaire.
II. Le système hybride
Il représente à lui seul l’essentiel de la complexité technologique d’une voiture hybride. Dans le cas des véhicules dits « full hybrid », i.e ceux offrant le niveau d’hybridation le plus aboutit, le système hybride doit gérer à chaque instant la répartition entre la partie thermique et la partie électrique. Avec une difficulté supplémentaire : la possibilité pour la partie électrique de devenir à chaque instant, génératrice.
Plus que la batterie, c’est bien le système hybride en tant que tel qui rend l’architecture d’un véhicule « full hybrid » intrinsèquement plus couteuse à produire que celle d’un véhicule thermique classique.
De tous les systèmes hybrides disponibles sur le marché aujourd’hui, le système Toyota baptisé « Hybrid Synergy Drive » est indiscutablement le plus abouti. Il repose sur une architecture spécifique associant un moteur à essence à cycle Atkinson adapté au fonctionnement du mode hybride (on/off), et deux moteurs électriques, couplés entre eux par le biais d’un train épicycloïdal (ou train planétaire). Son principal intérêt est de supprimer la boîte de vitesse et l’embrayage, deux organes mécaniques assez mal adaptés au fonctionnement d’un véhicule hybride.
Ce n’est d’ailleurs pas par hasard que pour la nouvelle Jazz, Honda a opté pour un système proche du système Toyota. Même chose pour l’américain Ford qui après s’être essayé à l’hybride sur plusieurs de ses modèles (non commercialisés en Europe) a finalement opté pour une solution identique à la solution Toyota pour son nouveau C-Max hybride.
De fait, l’hybride reste une technologie assez difficile à placer sur des véhicules d’entrée de gamme (inférieur à 15 000 €).
III. La batterie
Une critique que l’on entend souvent à propos de la technologie hybride, c’est sa très faible autonomie en mode électrique. Rien de surprenant à cela dans la mesure où le dimensionnement de la batterie est directement lié à la quantité d’électricité qu’un véhicule hybride est capable de régénérer sans l’aide du moteur thermique (d’un point de vue énergétique, le recours au moteur thermique pour recharger directement la batterie n’a aucun intérêt sauf dans le cas d’une utilisation exclusivement urbaine).
Les lois de la physique étant ce qu’elles sont (E = 1/2 mv² + mgh), une voiture hybride de 1,5 t avec ses passagers, lancée à 120 km/h depuis le haut d’une longue descente de 1 kilomètre à 7 % de pente ne régénéra guère plus de 0,35 kWh dans le meilleur des cas. Pas besoin d’une grosse batterie de plusieurs kWh pour cela donc. Car l’énergie électrique disponible dans la batterie hybride n’a pas vocation a être accumulée mais bien à être réutilisée à chaque fois que cela est nécessaire.
IV. L’importance de l’aérodynamisme
Si la Toyota Prius est encore considérée aujourd’hui comme la référence des voitures hybrides, ce n’est pas uniquement du à son système hybride en tant que tel. Dès la genèse du projet Prius, tout a été pensé pour offrir à cette voiture une efficacité maximale, notamment d’un point de vue aérodynamique.
Sa silhouette atypique est intimement liée à la recherche du meilleur SCx possible. Pour réduire au maximum la consommation de carburant sur route et autoroute mais aussi et surtout pour limiter les pertes aérodynamiques à la décélération à la faveur de la régénération d’électricité.
L’autre solution pour favoriser la récupération d’énergie à la décélération est d’opter pour un puissant frein moteur. C’est le choix fait par BMW sur la i3 qui affiche un SCx 25 % supérieur à celui d’une Prius III, malgré l’étroitesse de ses pneumatiques !
Un frein moteur élevé est un moyen potentiellement efficace d’améliorer l’efficacité énergétique d’un véhicule mais c’est un choix difficile à assumer dans le cas d’une berline hybride à vocation familiale.
V. L’hybride rechargeable, le futur de l’hybride ?
Pas si sûr ! En voulant combiner le meilleur de la technologie hybride avec l’électrique, les constructeurs automobiles se heurtent jusqu’à maintenant à deux difficultés récurrentes : le coût et l’encombrement de la batterie.
Excepté le choix assumé de Toyota de limiter l’autonomie EV de la Prius III rechargeable à 20 km seulement (un peu moins en hiver), l’architecture hybride rechargeable impose bien souvent de grignoter une partie du coffre ou du volume habitable pour pouvoir loger la batterie. L’autre conséquence est d’augmenter la masse à vide dans des proportions non négligeables pour espérer atteindre 50 km minimum en mode EV en conditions réelles d’usage.
De fait, dans un grand nombre de situations, c’est plutôt l’électrique à prolongateur d’autonomie qui risque de s’imposer au détriment de l’hybride rechargeable qui devrait rester réservée aux véhicules haut de gamme pendant quelques années.
VI. Bilan
En attendant que l’offre en véhicules électriques à prolongateur d’autonomie s’élargisse et que les prix diminuent, l’hybride non rechargeable reste une solution tout à fait intéressante pour qui à besoin d’un véhicule offrant une autonomie importante.
Comparativement à n’importe quel véhicule thermique classique, l’hybride sera toujours bien plus recommandable en milieu urbain, là où la qualité de l’air doit devenir une vraie priorité.
Parce que le tout thermique en ville pour rouler à moins de 30 km/h de moyenne, ça commence à bien faire !
Les 150cv sont toujours là car, à l’usage, on apprend à se servir de cette voiture intelligente et il y a d’ailleurs un mode “montagne” qui permet d’anticiper les fortes côtes.
La Volt a été conçue pour tous les types de parcours et tout a été envisagé par les ingénieurs Chevrolet qui, forts de l’expérience de Toyota, ont mis au point une auto bien plus élaborée qui est la seule à ce jour à remplacer véritablement une compacte thermique équivalente.
Si la Prius est une excellente auto économique, la Volt est au-dessus en matière de performance avec également un plaisir de conduite nettement supérieur à une thermique classique.
Avant de parler il faut savoir, et les heureux possesseurs de Volt /Ampéra sont extasiés de l’intelligence de cette conception doublée d’une fiabilité à la japonaise.
Le taux de satisfaction est d’ailleurs un des plus élevés au monde.
‘Pulse and Glide’ oui… lorsque l’on peut. Sur la Prius 2 que j’ai connu par le passé, je pratiquais souvent des Rouen-Paris par nationale avec une moyenne de 3.5l/100. J’avais dans cette auto l’impression de devoir toujours pomper du pied (relever le pied de la pédale puis y remettre une légère pression).
Actuellement j’ai un tank (GS450h), sympa les 200 cv du moteur électrique qui aide le V6 de 3.5 l mais forcément je consomme bien plus!
Une notion qu’il aurait été intéressante d’évoquer à propos des hybrides (qui est difficile à réaliser avec les véhicules thermiques voire impossible et inintéressante avec les électriques) est la méthode du « pulse and glide » ou la conduite en impulsion propre aux TGV par exemple.
Ce processus est décrit en détails par les utilisateurs de Prius américains et part du principe que le moteur thermique n’est pas efficace sur toute la plage de son utilisation en termes de tours/minute.
Plutôt que de maintenir une vitesse constante avec un moteur qui tourne en sous-régime à une vitesse constante où il n’est pas efficace et consomme trop pour pas grand-chose, l’idée est de lui faire lancer la voiture jusqu’à 105 km/h en accélérant (consommation instantanée de 4,5 l/100 par exemple) où le moteur est efficace, puis lever le pied et laisser la voiture en roue libre dessendre progressivement jusqu’à 90 voire 85 km/h. Dans la longue période de déscélération le moteur thermique est coupé et consomme 0 l/100. Puis on recommance.
Des utilisateurs de Prius atteingnent des consommation proche de 3 l/100 avec cette méthode, qui demande un peu d’habitude, certes, mais qui, en fonction des routes du trafic et des déclivités peut ne pas être gênante du tout.
Avec une thermique, le ralenti rend l’opération bien moins intéressante ; avec une électrique, efficace presque partout, le gain est quasi nul.
Cette méthode est décrite ici, est c’est une excellente lecture pour les amateurs de voiture hybride :
http://www.metrompg.com/posts/pulse-and-glide.htm
Guillaume,
Pourquoi mélanges tu aérodynamique et freinage régénératif? Je ne vois pas le rapport entre les 2.
Un freinage régénératif puissant n’a malheureusement jamais permis d’économiser de l’énergie. Tout au plus, il retarde le moment ou le conducteur fait appel au freinage mécanique. A ma connaissance, en terme d’agrément et d’efficacité, c’est la Zoé qui pousse le plus loin cette limite pour avoir le moins de perte possible.
Pas sûr, qu’elle soit si limitée que çà.
Tout d’abord, il y a « hybride » et « Hybride ». De quoi parle-t-on ?
1_ Hybride à traction thermique (type Yaris, Auris, etc )
2_ Hybride à traction électrique (type Ampera, BMW-i3)
3_ Hybride à traction mixte, dit « full-hybrid » (type PRIUS)
Question :
Laquelle des trois, est la plus limitée ?
La première, pour moi, dû à leur toute petite batterie NiMh.
Les deux autres technologies, peuvent avoir des batteries plus imposantes et rechargeables, mais sans excès. Reste à définir intelligemment, le ratio entre le moteur thermique et électrique, selon les usages recherchés (plutôt route / plutôt ville). Ne pas se baser sur ce qu’il existe aujourd’hui, pour juger les hybridations.
Fausses idées, en vrac :
_ Le surpoids, pas plus que celui de la grosse batterie de la ZOE.
_ Le freinage récupératif brutal, pas plus que sur un 100% VE :
C’est une question de réglage software (lâché accélérateur/ appui frein).
Il faut bien que le véhicule « sache » ce que le conducteur à l’intention de faire !
_ Le prix exorbitant, oui actuellement, mais aussi cher que la grosse batterie.
Puis, il y a les biocarburants qui commencent à intéresser les constructeurs.
Voir : http://www.moteurnature.com/actu/uneactu.php?news_id=27276
Sans compter sur le Butanol aux US, presque plus performant que le SP95.
Des carburants qui ne révolutionneront pas l’infrastructure, les taxes, et … les habitudes.
Avec tout çà, la motorisation hybride a encore un rôle majeur à jouer, jusqu’au jour où les batteries seront suffisamment performantes pour s’en passer (c-à-d : 1W/g et 40€/kg). Alors d’ici-là, l’hybridation « intelligente » à toute sa place dans le panel automobile.
§
Et le Wankel ne répond plus aux normes anti-pollution.
La Prius était une bonne voiture mais un système électrique avec prolongateur est effectivement plus à même de permettre une conduite essentiellement à base d’électricité au lieu de pétrole.
Le potentiel d’un tel système est tout simplement plus grand. En effet, hormis le fait de permettre la conduite EV tout en gardant l’autonomie d’un thermique, si le prolongateur choisi est du type Générateur Direct a Piston Libre (GDPL), on peut aboutir à une consommation inférieure à un diesel sur autoroute également. Cela s’explique par l’absence des pertes dues aux frottements des bielles et du vilebrequin. Frottement dans l’air mais aussi dans l’huile ambiante. La chaine carburant/piston/bielle/vilebrequin/boite de vitesse/roue est moins performante en terme de rendement que la chaine piston/courant/(batterie)/moteur électrique/roue. A cela s’ajoute des extras comme la possibilité de fonctionner en multi carburants ou d’ajouter des cycles vapeurs qui augmente encore le rendement tout en offrant la possibilité de réduire ou d’éliminé le système de refroidissement. Une économie signifiant moins de masse et un gain de place et de cout. On voit donc que le potentiel de développement des EV +Rex est considérable tant en part de marché (a mon avis 100%) qu’en terme d’améliorations de rendement.
Pour l’heure c’est clairement BMW qui a pris de l’avance avec l’i3, surtout depuis l’abandon par Audi de l’A1 e-tron pourtant doté d’un Rex Wankel déjà plus léger et compact que le bicylindre de BMW. A l’avenir cette configuration gagnante d’EV+Rex est appelée à se développer (généralisé) en combinaison avec la recharge rapide, une baisse des couts batterie et Rex et une réintroduction, définitive cette fois, de carburants renouvelables de deuxième et troisième génération (biocarburants à base cellulosique et algue) pour les 10% de carburants liquides qui resterons encore nécessaires.
Les limites de l’hybride et celles du VE se rencontrent. Le mix des deux (hybride plug-in ou VE avec Rex) est logiquement en train de se développer.
Il est assez vain de vouloir opposer les deux systèmes, ils sont complémentaires.
Pour toute personne ayant besoin d’une grande autonomie, l’hybride s’impose. Il faut sans doute diversifier cette hybridation, une hybride GPL-électrique serait un mix plutôt bienvenu.
Pour les ménages qui possèdent deux voitures, une hybride + une VE me semble tout à fait adapté.
Pour ceux qui n’ont besoin que d’une voiture, selon leur besoin de grands trajets, il faut aller vers un mix. Si pas mal de grands trajets plutôt une Hybride plug-in ou Ampera, si c’est au contraire quelques grands trajets annuels, une électrique avec un Rex ou un système type Ep-tender.
Dans tous les cas cela suppose une analyse logique et sincère de ses vrais besoins, pas le fantasme de “pouvoir aller au bout du continent” avec sa voiture. Une Megane peut faire 1700 km avec un plein … la belle affaire, une bonne partie des GPL ont aussi une autonomie énorme en combinant deux réservoirs.
>> L’hybride essence est à ce jour ce qu’il y a de mieux pour les grands trajets. Reste le problème de la remorque et des usages “récréatifs” de l’automobile, qui ne sont de toute façons que goutte d’eau dans la marre de pollution. Pas de quoi fouetter un chat pour les voitures de collection ou quelques 4×4 qui se salissent vraiment.
Guillaume, il est très bien ton article mais…. C’est étrange d’écrire que l’aérodynamisme est important pour une hybride! En réalité c’est important pour toutes les voitures avec permis. Il n’y a guère que les voitures sans permis qui peuvent ressembler à une machine à laver sans que cela pénalise leur consommation.
De plus, le mode hybride est surtout utile en ville, là où on a moins besoin de l’aérodynamisme. Sur long parcours (auto)routier avec circulation fluide, la Prius fonctionne comme une thermique “normale”.
L’hybride rechargeable est le futur de l’hybride pour moi.
Aujourd’hui la technologie est chère mais il y a déjà des rumeurs pour l’intégrer dans des voitures accessibles (nouvelle twingo ?).
Bien sur, elle cumule poids et coût mais elle cumule aussi les avantages : full électrique pour le quotidien et possibilité de s’évader sur de longue distance avec des consommations trés basses.
Un prolongateur d’autonomie est trés mauvais lorsqu’il est en fonctionnement (8/9L au 100km)
Pour le reste, je suis entièrement d’accord avec les propos de cet article, très bien écrit, à part l’erreur concernant la technologie des futures hybrides Honda, en effet fort différente, et l’absence de citation de la Volt/Ampera. J’ajouterais que le SCx de la Prius 3 lui permet de consommer un bon litre de moins sur autoroute que sa soeur Auris 2 hsd.
Encore une fois dommage que la Volt/Ampera, référence des électriques à prolongateur d’autonomie, ne soit pas citée dans cet article pourtant bien écrit. :(
En fait le procédé BMW est à mon avis l’hybride idéal, car réellement electrique à la base et le prolongateur pour augmenter l’autonomie , maintenant……….c’est très cher .
Si la I8 sort avec ce procédé, ce sera une sacré concurrente pour la TESLA, grâce à ce petit moteur peu gourmand qui ne fait qu’alimenter la batterie, ce qui n’est pas le cas pour les Toyota et Honda qui reste le moteur principal, on doit tirer dessus pour les dépassements et circuit montagne, puis leur système de transmission n’est pas agréable (impression de mouliner).
Bonjour,
Possesseur d’une Prius Plus (donc hybride Toyota), je trouve que le frein moteur est insuffisant. Moins grand que sur un équivalent thermique essence. Du coup on se retrouve à appuyer doucement sur la pédale de frein de façon continue, ce qui pour un montagnard est assez étrange (dans la mesure où en montagne on évite justement ce genre de comportement avec un véhicule thermique, pour éviter d’échauffer les freins).
Concernant la partie électrique de la Prius+, on peut aussi regretter la faible puissance du moteur électrique (et sans doute de la batterie). On apprécierait de pouvoir rouler plus franchement en pur électrique lorsque la batterie est pleine. Mais le moindre faux-plat devient assez laborieux si on ne veut pas solliciter le thermique.
Par contre, il est vrai qu’il est super appréciable de voir la consommation en ville : ça marche à l’envers d’une thermique : c’est en ville qu’on consomme le moins !
Et l’agrément de conduite de la Prius+ est juste impressionnant. Une vrai impression de tapis volant ! Notre conduite s’assagit de façon naturelle.
Cordialement,
Olivier
“Ce n’est d’ailleurs pas par hasard que pour la nouvelle Jazz, Honda a opté pour un système proche du système Toyota.”
Rien à voir. La nouvelle Jazz dispose d’une boîte de vitesses automatique à double embrayage. Le moteur électrique est inclus dans la boîte, plus précisément sur l’arbre des rapports impairs. Et un embrayage permet de découpler cet ensemble du moteur thermique pour rouler à l’électricité.
“L’autre solution pour favoriser la récupération d’énergie à la décélération est d’opter pour un puissant frein moteur. C’est le choix fait par BMW sur la i3”.
Je ne suis pas sûr que le puissant frein moteur au lever de pied permette de récupérer plus d’énergie. En effet, sur une Prius, la première partie de la course de la pédale de frein correspond à du frein moteur. En gros, freiner modérément sur une Prius = lever le pied sur une i3. A contrario, sur une i3, on active le frein mécanique dès lors que l’on touche la pédale de frein (ce qui est le cas uniquement en cas de fort freinage ou de fin de freinage sur la Prius. Ce choix de frein moteur important au lever de pied a pour principale vertu de faciliter la conception, puisqu’il n’y a pas à gérer le problème de la variation de consistance de la pédale lors de la transition frein moteur/frein mécanique. Cela apporte aussi un certain agrément de conduite, à condition de s’y habituer.
Effectivement, je suis frappé de voir que beaucoup de gens pensent qu’une hybride est forcémment une voiture “à brancher chez soi” et n’ont pas conscience que l’électricité provient en fait de la récupération d’énergie.
Bref, il y a encore de la pédagogie à faire pour que les automobilistes soient capables de choisir en toute connaissance de cause !