Une voiture électrique affichera une meilleure autonomie avec des roues plus petites. Comment s’explique ce phénomène ? On fait le tour de la question.
On le sait tous, de nombreux paramètres influent sur les consommations d’une voiture électrique. Outre les technologies mécaniques utilisées (type de batterie et de machines), d’autres facteurs entrent en ligne de compte : le poids, l’aérodynamique ou les pneus représentent une part importante dans la consommation globale d’une voiture.
À lire aussi De l’aluminium recyclé pour les jantes de la Mini Cooper SE CabrioletMais il y a aussi la taille des jantes qui n’est pas à négliger. On ne vous apprend rien ici : plus une jante est grande, plus elle augmentera la consommation, et donc réduira l’autonomie d’une voiture. Mais là encore, la taille n’est pas le seul facteur, et de nombreux autres aspects entrent en ligne de compte : poids, largeur, dessin et type de pneus compatibles sont autant de paramètres, non présentés directement au client, à prendre en considération. On fait le point.
Des masses plus éloignées de l’axe
Côté masse, déjà, si les fabricants ne communiquent pas les différences avec précision, il est parfaitement logique qu’une jante de 20 pouces soit plus lourde qu’un modèle de 19 pouces. Et plus il y a de poids, plus il y a de consommation. Mais ce n’est pas toujours le cas en fonction du design et de la construction. Ainsi, en fouillant profondément dans les fiches techniques, il n’est pas rare de voir des jantes d’une taille supérieure devenir… plus légères. C’est souvent le cas avec les modèles dites aéros comme on le verra plus loin.
Mais les jantes sont avant tout des masses en rotation. Et dès qu’elles tournent, celles-ci engendrent une inertie. Quelles soient plus lourdes ou non, les masses sont de fait plus éloignées de l’axe de rotation. Cela signifie que la résistance à la mise en mouvement (à l’accélération surtout) réclame plus de puissance de la part de la machine électrique. Et donc une consommation supérieure. Dans quelles proportions ? C’est extrêmement variable en fonction du poids et du design. Cependant, nous observons un écart d’autonomie moyen de 5 km d’un pouce à l’autre, dans le cas où la taille du pneu et le poids de la jantes sont similaires. Soit, une surconsommation moyenne de 0,2 à 0,3 kWh/100 km.
Des jantes plus larges
Si les principes physiques d’une masse en rotation sont abstraits une fois derrière le volant, il faut aussi prendre en compte la largeur des jantes. Car si celle-ci n’est pas communiquée de manière évidente, de nombreuses références de plus gros diamètres sont également plus larges. Ce n’est pas systématique, mais cela s’observe très souvent. Et plus un pneu est large, plus il présente une résistance supérieure.
De manière générale, les consommations explosent au fur et à mesure que le pneu gagne de l’empreinte au sol. La plupart des voitures du marché se limitent à 215/225 mm. Au delà, la surconsommation devient vraiment plus élevée. Deux phénomènes se cumulent ici. D’une part, la surface de contact avec le bitume plus importante engendre plus de friction. D’autre part, un pneu plus large augmente la surface frontale avec l’air, et donc la résistance aérodynamique. Si la différence d’autonomie est minime d’un diamètre à l’autre, la largeur a bien plus d’importance.
À lire aussi Tesla Model S : plus de 700 km d’autonomie en choisissant les jantes de 19 pouces ?C’est le cas par exemple de la Hyundai Ioniq 6, qui promet 614 km d’autonomie avec ses gommes 225/55 R18, et 545 km avec les 245/50 R20. Soit 69 km d’autonomie WLTP en moins au final. Sur une Ioniq 5, l’écart est plus faible avec seulement 31 km de moins en passant de 235/55 R19 à 255/45 R20.
Chez Tesla les écarts sont encore plus importants. D’après la norme américaine EPA, qui a dûment homologué les deux configurations, la Tesla Model S Plaid passe de 396 miles avec les modèles de 19 pouces (255/45 avant, 285/40 arrière) à 348 miles avec les jantes de 21 pouces (265/35 avant, 295/30 arrière). Soit 48 miles (77 km) de différence. Attention toutefois aux valeurs indiquées sur le site français, où Tesla estime l’autonomie des petites jantes en se basant sur la valeur homologuée avec les grosses jantes. Ainsi, la Plaid passerait de 600 km WLTP certifiés (jantes de 21 pouces) à 695 km estimés (jantes de 19 pouces), soit 95 km d’écart.
Un design différent
La voiture électrique a fait revenir sur le devant de la scène les jantes aéro. Des jantes quasi-pleines, qui limitent les perturbations aérodynamiques latérales engendrées par les branches. Ces roues sont facilement reconnaissables puisqu’elles présentent le minimum d’ouvertures. La manière diffère d’un fabricant à l’autre. Certains proposent des modèles à part entière. D’autres installent simplement des enjoliveurs sur des jantes lambda, ou posent des caches en plastique entre les branches. Cette méthode à un double avantage puisqu’elle permet aussi de limiter le surpoids avec des branches plus fines et moins travaillées, qui seront de toutes manière camouflés par les flasques.
Ce volet est pris très au sérieux dans les bureaux de style, qui s’efforcent d’offrir un look plus aguicheur aux jantes les plus efficientes : petites sur des pneus à flancs épais et sans éléments de style, elles ne sont pas les plus séduisantes. Mais les plus nostalgiques se rappelleront qu’il est possible de faire de belles choses avec des TurboFan. Les gains offerts par ces designs aéro’ est une science obscure et dépend de très nombreux paramètres. Mais ce chapitre sert avant à illustrer l’importance des contraintes aérodynamiques, qui ont une dimensions tout aussi importante que le poids.
Preuve en est avec le catalogue de jantes du Volkswagen ID. Buzz : malgré un surpoids de 8 kg (2 kg par jante), les Bromberg de 21 pouces offrent autant d’autonomie (un total de 413 km) que les -belles- Stockton de 20 pouces. Sur une BMW i4, les gains ne compensent pas l’augmentation du diamètre, mais permettent de gratter jusqu’à 5 km d’autonomie avec les modèles estampillés aéro. Sur une Audi Q4 e-Tron, la différence peut monter jusqu’à 4 km pour une même taille de jante.
Des pneus différents
Dernier point qui peut faire varier l’autonomie en fonction des tailles : les pneus. Si les manufacturiers s’empressent de proposer un large éventail de tailles compatibles avec le marché pour ne pas laisser la place à la concurrence, il peut arriver qu’une référence ne soit pas disponible pour le véhicule concerné. Et par taille nous parlons évidemment des cotes, mais également des indices de charge et de vitesse. Cela suffit parfois à changer de modèle de pneu ou de marque en cas d’indisponibilité. Ce qui veut dire que si la jante de 19 pouces est livrée avec de bons pneus, ça ne sera pas forcément le cas avec les 20 pouces. Et on va même encore plus loin : une même référence de pneu n’aura pas les mêmes performances d’une taille à l’autre. Ce qui est une excellente référence en 18 pouces ne l’est pas peut être pas autant en 19 pouces.
La fourniture des pneus en série, hormis pour des modèles très spécifiques, ne relève bien souvent d’aucune règle en particulier. Les fabricants achètent des lots de pneus et les installent sur les voitures selon les arrivages. Cependant, il faut retenir les fabricants utilisent toujours le même type de pneus, avec les mêmes classifications en matière d’efficience notamment. C’est ce que nous apprend par exemple le configurateur du Skoda Enyaq iV, qui présente les étiquettes européennes des quatre références possibles pour une même taille de jante. Cependant, cela ne signifie pas pour autant que ces pneus auront les mêmes performances énergétiques : nous avons déjà mesuré 0,3 kWh/100 de différence entre deux pneus de même classe. Rappelons ici que nous estimons une consommation supérieure de l’ordre de 1 kWh/100 km en passant d’une classe à l’autre.
Quel écart d’autonomie moyen ?
La plupart des fabricants affichent précisément le rayon d’action d’un véhicule en fonction des équipements sur leur configurateur. Cela permet de prendre toute la mesure des différences d’une configuration à l’autre. Si l’autonomie sera très généralement plus importante avec les jantes plus petites, ce n’est pas toujours le cas : l’épaisseur des gommes, leur type et le dessin des jantes sont autant de paramètres qui font varier les résultats. Ainsi, les bilans peuvent changer : des jantes plus grandes peuvent se montrer plus économes avec un poids moindre, un dessin aérodynamique peut compenser un poids plus important, … Bref, en matière d’autonomie, il n’y a pas de quoi être inquiété. Cependant, après avoir épluché en détail la plupart des catalogues, nous estimons à 5 km la perte d’autonomie moyenne en passant d’une taille à l’autre.
À lire aussi Voiture électrique : quels pneus choisir ?En revanche, le paramètre qui pèse le plus sur la balance est celui de la largeur du pneu. Ni le poids ou les recherches aérodynamiques latérales parviennent à compenser la résistance accrue de ces configurations. En moyenne, nous avons constaté un écart de 31 km d’une taille à l’autre quand la largeur augmente. Nous restons volontairement vagues et n’estimons aucune variation au fur et à mesure que la largeur augmente, puisque l’inertie de la jante, son poids et son design peuvent montrer de grandes disparités.
Conscients de l’impact que cela peut avoir, de rares constructeurs s’efforcent d’aller au delà de l’installation d’un enjoliveur. C’est le cas avec la dernière DS 3 e-Tense, et ses jantes Toulouse. D’une taille de 18 pouces, elles se parent de pneus de 195 mm de large au lieu de 215 mm sur les autres jantes de même diamètre. Cela permet aussi de libérer de la place dans les passages de roue et d’abaisser le châssis de 10 mm. Tout un programme. Cependant, selon la norme WLTP, les écarts sont faibles : cette configuration annonce 8 km d’autonomie en plus par rapport à des jantes Nice de 18 pouces. Pour l’heure, personne n’a fait mieux (ou pire ?) que BMW avec la i3, qui chaussait avec ses roues dignes d’une calèche de pneus de 155/60 R20 !
Quelle taille de jante choisir ?
Du strict point de vue de l’autonomie, il n’y a donc pas à s’alarmer. Si la largeur du pneu est similaire, l’écart est minime. Et dans le cas contraire, il faudra s’attendre à une trentaine de kilomètres en moins. Au regard de la taille des batteries des voitures actuelles et de la densité du réseau, cela ne changera pas la vie des conducteurs. Et puis, force est de constater qu’un pneu plus large est installé sur un véhicule alors plus puissant. Les considérations économiques passent sans doute au second plan.
Cependant, et nous enfonçons des portes ouvertes, les grandes jantes cumulent les inconvénients. Avec plus de poids non suspendu et des pneus aux flancs plus fins, les grosses roues dégradent sérieusement le confort. De plus, les jantes sont plus exposées aux bordures, tout comme les pneus, qui sont aussi plus fragiles avec leur taille basse. Ainsi se pose la question du remplacement, de fait plus onéreux en raison des dimensions supérieures, mais aussi des disponibilités. Il nous a été particulièrement difficile de remplacer un Goodyear défectueux pour une Renault Megane e-Tech (215/45 R20) par exemple : un seul centre auto spécialisé a pu nous sauver pour changer un seul pneu (ils étaient neufs), quand tous les autres centres dans un rayon de 60 km ne disposaient d’aucun stock, sinon d’une solution… deux fois plus chère avec une paire d’une autre marque. Attention aux dimensions exotiques.
À lire aussi Voitures électriques : quels équipements consomment le plus ?Les grandes jantes n’ont pour elles qu’un style plus aguicheur, alors que les pneus plus larges offrent un meilleur comportement dynamique. Reste encore à poser des gommes suffisamment à la hauteur, et de ne pas recourir paradoxalement à des pneus éco sur ce type de modèles : pour limiter la surconsommation (et donc optimiser l’autonomie WLTP) tout en essayant de séduire le chéquier des acheteurs, les constructeurs n’hésitent pas à avoir recours à cette méthode sur des modèles communs. On ne gagne donc pas en dynamisme ce qu’on perd en autonomie. Il n’y a donc aucune vérité sur le meilleur choix à faire, et vous serez seuls juges. Cependant, les petites jantes ont un avantage économique et pratique évident, alors que votre dos vous remerciera.
Malheureusement, cet article est sur certains points correct… mais sur d’autre complètement faux.
Sur un sujet technique comme celui là, Il aurait fallut interviewer un ingénieur, au lieu de raconter n’importe quoi.
La première chose la plus importante à dire est que pour un modèle de voiture donné, pour des diamètres de jantes différentes, le diamètre extérieur des roues reste identiques!
Donc il est faux dans l’absolu de parler de roues « plus grandes ».
La raison pour laquelle la BMW i3 utilise des roues très larges mais très fine lui permet justement d’avoir un coefficient de roulement défiant toute concurrence!
Il faut savoir que sur une voiture, la résistance au roulement est la force principale jusqu’à environ 50-70 km/h et ensuite ce sont les résistance aérodynamique qui prennent le dessus. Donc pour une citadine, la résistance au roulement est plus importante qu’un bon aérodynamisme.
Pour une surface au sol donné, un diamètre extérieur des roues plus large entraîne un coefficient de résistance au roulement plus faible: tout ceux qui font du vélo le savent.
(la raison est simple à comprendre: pour les gros diamètres, la gomme à moins besoin de se déformer lors du contact au niveau du sol. Ca explique aussi bien l’effet d’un pneu plus gonflé). Pour estimer cette resistance au roulement, il faut rouler à une certaine vitesse (où la trainée aerodynamique peut être négligée) sur le plat, puis débrailler et mesurer la distance parcouru jusqu’à l’arrêt complet.
Un pneu plus etroit entraine moins de surface frontale donc moins de traînée aérodynamique. Le probleme des jantes « sports » n’est pas quelles soient plus grandes mais est quelles soient souvent plus ajourées et surtout plus larges, les deux sont mauvais pour l’aérodynamisme.
Pour la questions de masses en présences et le moment d’inertie: Ce qui importe pour le moment d’inertie, c’est répartition de la masse sur la partie extérieure. pour une même largeur de pneu, si la jante est plus large, Il y a peut etre plus de masse de jante sur la partie extérieure mais moins de gomme sur la partie extérieure. La gomme à une masse volumique de 1100 kg/m3 (+ carcasse acier, je ne connait pas la proportion si quelq’un à l’info). Une jante en tôle, c’est du 7500kg/m3, en alu c’est 2700kg/m3 et en magnesium, c’est 1700 kg/m3. J’ai pas fait le calcul mais je pense que la réduction de poids d’une jante alu doit compenser la répartition des masses vers l’extérieur plus importante pour ce qui est moment d’inertie.
Par contre la largeur de pneu plus importante à toujours en effet un effet négatif sur le moment d’inertie.
A vitesse constante sur autoroute, un moment d’inertie plus important n’a d’ailleurs pas d’incidence négative sur la conso, ca à juste un effet négatif lors des accélérations, donc seulement en ville.
Que veut dire la phrase sur la i3 : « Pour l’heure, personne n’a fait mieux (ou pire ?) que BMW avec la i3, qui chaussait avec ses roues dignes d’une calèche de pneus de 155/60 R20 ! » ? Que ses pneus fins (et très fragiles… ) sont bons pour l’autonomie, ou pas ?
le problème c’est que les pneus de voiture électrique doivent être plus larges, non ?
Article intéressant, qui fait le point sur bien des éléments, merci
les jantes c’est vraiment plutôt du design que ca relève. Compte tenu de l urgence climatique et de l ampleur du problème à traiter, ne peut-on pas réfléchir à imposer par la loi un design aéro et un poids max par jante ?! Certes ca serait une goutte d’eau mais les gouttes d’eau font les fleuves…
Idem, il faut interdire ou maluser fortement les pneus classés CDEFGH
Je suis quand même étonné que vous ne fassiez allusion à la Megane e-tech que pour critiquer la difficulté à trouver un pneu de remplacement en 20″ alors que le modèle Evolution ER rempli toutes les « bonnes cases » que vous énoncez par ailleurs : jante 18″, pneus plus étroits, jantes acier et enjoliveurs aero…
Très intéressant votre article. Et l’exemple de la DS avec des jantes plus petites qui permettent aussi d’abaisser la caisse et du coup de gagner en surface frontale. Quand on est dans une spirale positive !
Jantes 15 pouces et pneus Michelin sur ma Zoé 110 2022:
– en hiver la consommation en Michelin Alpin 6 augmente par rapport à l’été en Michelin et ils sont plus bruyants .
-en été , les jantes 15 confortables et pneus Michelin me permettent d’obtenir des consos basses de l’ordre 12 kw avec le pied léger (350 km d’autonomie aisement )
( la française à 5 places est plus légère avec sa batterie à air et permet de faire beaucoup de km ( sauf autoroute) pour un prix inferieur à la concurrence à batterie égale , 52kwh à comparer à la plus lourde tesla 3 , ses grandes roues lourdes et ses 54kwh seulement )
le plus important pour l’autonomie étant la taille de la batterie , le poids , et probablement les jantes et pneus bien gonflés .( de plus les pneus de 15 pouces sont moins chères : 4 primacy michelin 15 pouces pour environ 400€ (4 primacy michelin 18 pouces Tesla pour moins de 800€ ..)
Il ne faut pas non plus perdre de vue un élément tout simple : la pression des pneus qui détermine à la fois la perte joule par déformation et la surface de contact au sol.
Plus le pneu est large, plus l’empreinte au sol est large et courte, limitant d’autant la déformation du pneu au contact du sol (toutes choses égales par ailleurs).
Ce qui veut dire qu’on peut avoir un pneu plus large qui présente un meilleur coefficient de roulement qu’un plus fin, mais qui perd en aérodynamique ce qu’il gagne en qualité de roulement. Dans ce cas, c’est la vitesse qui va être déterminante pour trouver le meilleur choix.
J’avais lu que les hypermilers en Prius gonflaient leurs pneus à 4 bars pour gagner quelques ml d’essence…
« Avec plus de poids non suspendu et des pneus aux flancs plus fins, les grosses roues dégradent sérieusement le confort. »
Pas forcément.
La masse peut réduire les vibrations et améliorer le confort acoustique.
Ce qui dégrade le confort ce sont plutôt les flancs épais/raides et/ou de faible hauteur (taille basse).
Les grandes roues (grand diamètre de pneu), si pneus pas raides ni taille basse ni pression élevée, améliorent le confort, elles sont moins sensibles aux aspérités de la chaussée que les petites roues. A partir d’une certaine taille elles n’apportent plus rien si ce n’est que des inconvénients.
On n’a encore pas fait mieux que la roue de vélo! Grand diamètre mais faible poids, pneus très étroits. Les calèches c’était un peu pareil malgré l’absence de problème aérodynamique!
c’est un peu l’embrouille cet article
L’élement prépondérent qui explique 90% des écarts c’est le modèle de pneu différent selon les tailles de jantes (pneu plus sportif, pneu taille baisse, pneu plus large, les 3 en même temps en général…)
Quand la largeur change, c’est presque toujours le modèle de pneu qui change aussi
Ahhh, cette mode des grosses jantes qui n’apportent que du négatif.
Ma TM3 est au minimum en 18″.
J’aimerais bien savoir si techniquement il y aurait une contre indication à mettre du 16″ ou moins.
Les ‘anciennes’ sportives avaient bien de gros flancs, les F1 aussi, donc je doute que ce soit un problème de performances.
Je confirme l’écart de consommation selon les roues, c’est très flagrant :
e-208 en pneu classe A en 16 pouces : 15kWh / 100
e-208 en pneu classe C en 17 pouces : 17 kWh / 100 (+13%)
Mais bon après il faut relativiser.
Des pneus Sport en 17 pouces vont offrir à la e-208 un comportement nettement plus dynamique, notamment en courbe car son surpoids entraine une forte inertie.
Alors qu’avec des 16 pouces ecocontact, la direction devient flou dès qu’on commence à rouler un peu sportivement…
Tout est une question d’usage et de compromis.
@Soufiane. Heureux que vous posiez ce type de question et que vous suggériez des causes.
Il faut les classer en deux groupes : aéro et roulement.
Quand vous parlez de kilomètres d’autonomie d’un VE vous parlez alors de faible vitesse moyenne (36 km/h WLTP) km qu’indiquent les fabricants de VE. Alors c’est le coefficient de roulement (CRR) qui est prédominant.
Quand vous indiquez des différences de consommation sur route (autoroute), vos kWh, c’est l’aéro qui domine.
La température intervient, l’ordre de grandeur est 1% tous les 2 degrés celcius, aussi bien pour l’aéro que pour le CRR (vitesse moyenne, température tempérée) Température de l’air pour l’aéro et des pneus (qui s’échauffent en roulant) pour le CRR.
Quand vous changez de diamètre de jante, vous changez à la fois son aéro et son pneu.
A basse vitesse le coefficient de roulement est dominant. Il varie beaucoup, la classification de A à G le fait varier du simple au double. A l’intérieur de chaque classe il varie aussi. A basse vitesse c’est le critère dominant pour expliquer les différences de consommation.
Même chez un même fabricant et modèle de pneus, changer de largeur va changer son CRR et peut le faire changer de classe.
L’autre critère, ‘la masse jante+pneu’, en fait leur inertie de rotation (donc surtout la masse en périphérie), a de l’importance à vitesse variable, typiquement en ville. Mais on parle de VE et ceux-ci récupèrent par exemple 70-80% de l’énergie donc ne perdent que 20 à 30% de l’énergie consommée à l’accélération, à l’opposé des VT qui perdent 100%.
Oui, élargir les pneus va augmenter la trainée aéro. Multiplié par 4 pour simplifier, il y a 4 roues. Et pourtant l’aéro autour des roues est très complexe.
Il faudrait avoir des carénages devant et derrière (qui remonteraient à chaque passage de dos d’âne …)
La forme de la jante a deux impacts qu’il faut bien distinguer:
-guidage des filets d’air sur la face extérieure des jantes qui permet une bonne circulation le long des côtés de la carrosserie. On a intérêt à avoir une forme presque pleine et légèrement bombée.
-pertes par ventilation dans la jante. Une jante en acier qui a une faible épaisseur (quelques mm) sera meilleure. C’est par exemple le cas sur une ID3, celle avec jante acier fait plus de km. Une jante alu aura des rayons avec une certaine épaisseur et vont brasser plus. Il faudrait qu’ils aient une forme aéro, d’aile.
Les pneus ont des pertes à 95% internes, donc pas de frottement sur la chaussée. Elles sont dues aux propriétés de la gomme que l’on comprime sur la partie avant au niveau du sol et qui se détend sur la partie arrière. Entre les deux il y a des pertes visco-élastiques.
J’ai réussi pour ma part à retrouver sur un site allemand qui livre en France les pneus d’origine usine de l’e-golf , les Bridgestone Turanza T001 205/55 R16 91Q, je savais que ce sera dur à trouver, mais je voulais absolument les retrouver :) pour conserver les sensations uniques de la belle, après discussion avec le vendeur pour me les envoyer en FRANCE , il leur en resté bien un stock de 4 pneus en dot 2020 (décembre 2020 étant le dernier mois de fabrication de l’e-golf) je pense d’ailleurs être le seul de France sur E-GOLF à avoir retrouvé la monte d’origine :) et c’est donc reparti pour 4 gommes neuves de type usine :) j’ai effectivement retrouvé les même sensations de direction fluide, très bien calibrée et très informative, en plus de consommations très basse 14 en hivers et 10.5 / 11 en été , bon cela ma quand même coûter cher cette histoire, 152 € le pneu ! (ce qui est rare est cher) mais rien n’est trop beau pour mon E-GOLF, quand on aime…..
Effectivement, l’effet des jantes est pervers. Ce qui est bon pour l’autonomie, ce ne sont pas les jantes en elles-mêmes, mais le grand-diamètre extérieur et la faible largeur des pneus (à pression et type de caoutchouc identiques, bien-sûr). Pour un même diamètre externe, une jante supérieure rapetisse les flancs et rigidifie leur déformation, augmentant ainsi les pertes joules.