La conjoncture actuelle impose une remise en question de notre manière de nous déplacer et de consommer. L’écologie est devenue incontournable lorsque l’on parle de développement de l’industrie automobile et l’appauvrissement des sols en métaux rares et en pétrole exige d’élaborer des technologies alternatives. L’hybride, qui a pour objectif principal la diminution des Gaz à effet de serre, s’impose aujourd’hui comme l’une des solutions de demain.
De fait, les véhicules thermiques en circulation aujourd’hui représentent une large part des émissions de CO2 dans l’atmosphère terrestre. Les GES contribuent par ailleurs très fortement au réchauffement climatique. Cette pollution constitue un véritable défi de santé publique. Les chiffres parlent d’eux-mêmes : la pollution tuerait chaque année 7 millions de personnes dans le monde, soit un million de plus que le tabac. Les particules fines émises par les véhicules diesels sont proscrites. Elles sont devenues l’ennemi numéro un des grandes métropoles. A Paris connaît régulièrement d’importants pics de pollution de types PM10 (particules en suspension dans l’air dont le diamètre est inférieur à 10 micromètres, Ndlr.). La Start Up française « Plume Labs » a même classé Paris comme étant la ville la plus polluée du monde le 18 mars 2015.
Si à l’origine les véhicules hybrides ont été conçus pour répondre à des enjeux environnementaux, l’aspect économique est devenu primordial. Le milliard de véhicules en circulation dans le monde a été atteint en 2010. Les ventes de voiture ne cessent d’augmenter, entraînées par les demandes des pays émergents comme la Chine. En France, 85% des ménages possèdent un véhicule contre 77% en 1990. 30% en possèdent même deux. Devant ces chiffres, on comprend mieux pourquoi le ministère du développement durable incitait les automobilistes à changer leur comportement : « Le développement des véhicules électriques et hybrides rechargeables constitue donc une double opportunité : il contribue tout autant à la lutte contre le changement climatique qu’à la restructuration d’un secteur aujourd’hui en crise. » Le ministère prévoit 27% de véhicules décarbonés (hybrides, électriques) en 2025.
Faut-il le rappeler ? L’hybride est une technologie associant un moteur thermique (Classique: Diesel, Essence ou gaz naturel) à un autre moteur électrique afin d’assurer la propulsion d’un véhicule. Autrement dit, tout véhicule hybride dispose, en plus de sa source d’énergie primaire, d’un stockage réversible d’énergie sous une autre forme (l’énergie hydraulique avec réserve de pression, ou encore cinétique). Le principe de cette motorisation est de faire fonctionner ces deux moteurs à tour de rôle ou simultanément selon les besoins de la conduite. On a ainsi une voiture qui recourt au carburant et à l’électricité pour se déplacer.
L’objectif est de cumuler les avantages des deux modes de motorisation. Sur les véhicules hybrides actuels, la source principale d’énergie est le moteur thermique. L’adjonction d’un moteur électrique et d’une puissante batterie permet d’optimiser le fonctionnement du moteur thermique ou de le remplacer momentanément et donc de réduire la consommation et les émissions. Dans les voitures hybrides, le moteur thermique garde une prise directe sur la transmission, le moteur électrique vient aider la mécanique voire prendre la motricité en charge (dans le cas du full hybride) ou récupérer l’énergie dissipée lors des phases de freinage ou de décélération offrant ainsi plusieurs types de fonctionnement. Pour ce faire, plusieurs types de montages et technologies existent.
On peut distinguer différents types de voitures hybrides en fonction de l’importance de leur système électrique. On retiendra les différents niveaux d’hybridation du soft au full, couramment dénommés par leur terminologie anglo-saxonne :
Start & Stop
La première solution Micro Hybride correspond au niveau le plus faible d’hybridation. Il s’agit d’un système réversible équipé d’un alterno-démarreur (Stop&Start) qui coupe le moteur lors d’un arrêt et le réactive automatiquement dès le démarrage. Ce dispositif permet d’économiser entre 6 et 15 % de carburant (8 g de CO2 /km en moyenne). Les polluants notamment dus au CO2 et aux gaz d’échappement sont particulièrement émis lors des multiples arrêts et redémarrages dans la circulation urbaine (feu tricolore, embouteillage, etc..).
Mild-hybrid
Le second niveau correspond au semi hybride il a les mêmes fonctionnalités que le système start and stop avec en plus la possibilité de récupérer l’énergie cinétique déployé lors du freinage.
Le moteur électrique joue donc le rôle de générateur. Cette énergie est stockée dans la batterie puis redistribuée.
Autrement dit, ce modèle d’hybridation est constitué du système Start & Stop, d’une batterie et d’un moteur électrique. La batterie est rechargée par l’alternateur couplé au moteur thermique et par le moteur électrique qui fonctionne comme un générateur lors des phases de freinage régénératif. Le moteur électrique quant à lui, assure le démarrage de la voiture et assiste le moteur thermique lorsqu’il a besoin d’un gain en puissance lors d’une accélération ou d’un redémarrage.
Full-hybrid
Le full hybride constitue le dernier niveau d’hybridation. Il s’agit d’un véhicule dont l’hybridation est totale, il comporte deux motorisations utilisant des énergies différentes, le plus souvent du carburant et de l’électricité. L’énergie provient donc du moteur thermique et du moteur électrique. La voiture peut rouler soit en « tout électrique » à faible vitesse et peut atteindre les 30 km/h soit elle peut utiliser les deux énergies, en combinant les deux moteurs afin d’engendrer une puissance maximale lors des accélérations.
À faible vitesse et lorsque la batterie est complètement chargée, le moteur électrique se charge du démarrage, par contre face à de grandes vitesses ou quand la batterie est déchargée, le moteur thermique prend le relais. Enfin, lorsqu’il y a besoin d’une puissance plus conséquente que ce soit pour une reprise ou une accélération, les deux moteurs fonctionnent parallèlement. Il faut aussi préciser que la motorisation full hybride fonctionne avec la technologie HSD (Hybride Synergie Drive).
Plug-in-hybrid
Il s’agit d’une variante de la « full-hybrid ». Elle se différencie par le fait qu’elle dispose d’une prise extérieure lui permettant de recharger la batterie indépendamment du fonctionnement du moteur thermique. Elle dispose ainsi d’une autonomie plus importante que les voitures « full hybrid » classique.
Les voitures hybrides ne bénéficient pas seulement d’un moteur thermique, mais aussi d’un moteur électrique, cette combinaison intelligente entre deux types de moteurs différents contribue à la réduction de l’émission des gaz d’échappements (le CO2 principalement) dangereux pour l’environnement. Autre avantage non négligeable : les voitures hybrides sont silencieuses et participent à la réduction de la pollution sonore en ville.