Les différents types de motorisations hybrides expliqués

Tous les hybrides ne sont pas construits de la même manière. Le mot « hybride » évoque souvent la Toyota Prius, mais cette fameuse consommation de carburant ne représente qu'une approche de la technologie hybride – et elle est loin d'être la seule sur la route aujourd'hui.

La plupart des gens connaissent les hybrides traditionnels et les hybrides rechargeables, mais il existe également ce qu'on appelle un hybride léger. Une fois que l’on creuse un peu plus, le tableau devient encore plus intéressant, car les hybrides traditionnels eux-mêmes se déclinent en deux configurations différentes, ce qui porte à quatre le nombre total de types de groupes motopropulseurs hybrides.

Les hybrides existent depuis plus de deux décennies, et les premiers pionniers comme la Honda Insight ont prouvé que le concept fonctionnait. Aujourd'hui, la technologie ne sert pas seulement à économiser du carburant : certains constructeurs automobiles utilisent même des systèmes hybrides pour améliorer les performances, comme on le voit dans la dernière Porsche 911 GTS T-Hybrid.

Les trois principaux types de motorisations hybrides

Chacun mélange le gaz et l’électricité d’une manière différente

Les véhicules hybrides visent tous le même objectif : consommer moins de carburant, mais ils ne s’y prennent pas tous de la même manière. La plupart combinent un moteur à essence avec un moteur électrique qui peut aider à déplacer la voiture sans dépendre entièrement de l’essence.

Cette assistance électrique supplémentaire signifie que le moteur n'a pas besoin de travailler aussi fort, ce qui contribue à réduire la consommation de carburant. Les premiers hybrides ont gagné du terrain dans les années 2000, lorsque les prix de l’essence ont grimpé et que les conducteurs ont commencé à chercher des moyens d’économiser chaque gallon.

L'intérêt s'est refroidi pendant un certain temps alors que les SUV et les camions ont repris le dessus, mais les hybrides font un retour en force. De nos jours, la technologie n'est pas seulement une question d'efficacité : elle est également utilisée pour améliorer les performances aux côtés des moteurs traditionnels.

Les avantages et les inconvénients des hybrides doux

Ils améliorent l’efficacité, mais les avantages sont relativement modestes

Qu’est-ce qu’un hybride léger ?

Un hybride léger utilise un petit moteur électrique pour assister le moteur à essence, mais il ne peut pas propulser le véhicule à lui seul. Dans la plupart des configurations, ce moteur se situe entre le moteur et la transmission ou fonctionne comme un démarreur-générateur qui aide la voiture à bouger et ajoute un peu de muscle supplémentaire en cas de besoin.

Ces systèmes utilisent également une batterie compacte pour stocker l’énergie capturée lors du freinage par récupération. La plupart des hybrides légers fonctionnent sur un système de 48 volts qui alimente la configuration électrique traditionnelle de 12 volts, donnant au véhicule un petit coup de pouce lors de l'accélération.

Avantages de l’hybride léger

• Génère moins d’émissions que les moteurs à essence ou diesel traditionnels.

• Pas besoin de brancher ou de charger la batterie à partir d'une source d'alimentation externe.

• L’assistance électrique aide le moteur à fournir une accélération plus rapide.

Inconvénients hybrides légers

• Produisent plus d’émissions que les véhicules entièrement hybrides, car ils ne peuvent pas fonctionner uniquement à l’énergie électrique.

• Le moteur tourne la plupart du temps, donc l’efficacité n’est pas aussi forte que celle des hybrides rechargeables.

• Les économies de carburant sont plus modestes par rapport aux autres systèmes hybrides.

Les avantages et les inconvénients des hybrides traditionnels

Ils offrent une grande efficacité sans avoir besoin de se brancher

Qu'est-ce qu'un hybride traditionnel ?

Les hybrides traditionnels utilisent une petite batterie et un moteur électrique aux côtés d’un moteur à essence. Selon la configuration, le moteur peut même agir comme un générateur qui envoie de l'énergie au moteur électrique, qui aide ensuite à entraîner les roues.

Contrairement aux hybrides rechargeables, les hybrides classiques n’ont pas besoin d’être rechargés à partir d’une source externe. Leur batterie compacte est reconstituée grâce au freinage par récupération, qui capte l'énergie pendant la décélération et la stocke pour une utilisation ultérieure.

Avantages de l'hybride traditionnel

• Peut fonctionner uniquement à l’énergie électrique à basse vitesse, ce qui facilite les embouteillages en ville.

• Utilisez moins de carburant en passant de la propulsion électrique au moteur à essence.

• Rechargez leurs batteries en conduisant, vous n'avez donc pas besoin de les brancher.

Inconvénients des hybrides traditionnels

• Les gains d’efficacité sont moindres sur les longs trajets sur autoroute.

• Coûte généralement plus cher que les voitures ordinaires ou les hybrides légers.

• Le remplacement de la batterie peut être coûteux si jamais cela s'avère nécessaire.

Les systèmes hybrides traditionnels se répartissent généralement en deux catégories principales : hybrides parallèles et hybrides de série.

Explication des hybrides parallèles et série

Deux manières différentes pour les moteurs à essence et les moteurs électriques de partager le travail

Qu'est-ce qu'un hybride parallèle ?

Dans un système hybride parallèle, le moteur à essence et le moteur électrique peuvent envoyer de la puissance aux roues. Il s'agit de la configuration utilisée aujourd'hui dans la plupart des véhicules hybrides, y compris dans de nombreux modèles de la gamme Toyota, comme la première Toyota Prius introduite en 1997.

À basse vitesse, le moteur électrique peut déplacer le véhicule tout seul. Lorsque plus de puissance est nécessaire, comme lors d’une accélération ou lors d’une montée d’une colline, le moteur à essence intervient pour vous aider.

Un élément clé de ce système est le freinage par récupération. L’énergie qui serait normalement perdue lors du freinage est captée et renvoyée à la batterie, où elle peut ensuite alimenter le moteur électrique.

Qu'est-ce qu'un hybride de série ?

Un hybride en série fonctionne un peu différemment d’une configuration parallèle. Dans ce cas, le moteur à essence n’entraîne jamais directement les roues ; il agit plutôt comme un générateur qui produit de l’électricité pour la batterie, tandis que les moteurs électriques assurent toute la propulsion proprement dite.

Cette idée n'est pas nouvelle ; les locomotives diesel-électriques utilisent un système similaire depuis des décennies. Dans les voitures, la conception fonctionne mieux lorsque le moteur tourne à sa vitesse la plus efficace, c'est pourquoi les hybrides en série transportent généralement une batterie plus grosse que les hybrides parallèles, bien que toujours plus petite que celle que vous trouverez dans un hybride rechargeable.

Les avantages et inconvénients des hybrides rechargeables

Ils proposent la conduite électrique, mais la possession implique des compromis

Qu'est-ce qu'un hybride rechargeable ?

Un hybride rechargeable allie les caractéristiques des voitures à essence traditionnelles et des véhicules entièrement électriques. Souvent appelés PHEV (véhicules électriques hybrides rechargeables), ces modèles peuvent rouler uniquement à l’électricité sur une certaine distance avant que le moteur à essence n’intervienne, c’est pourquoi ils utilisent une batterie beaucoup plus grosse que les hybrides ordinaires.

La Chevrolet Volt a contribué à faire connaître le concept au grand public avec une autonomie électrique uniquement d'environ 53 miles. L'un des plus grands avantages d'un PHEV est que l'expérience de conduite reste largement la même, qu'il fonctionne uniquement sur batterie ou qu'il fonctionne comme un hybride conventionnel une fois la batterie épuisée.

Depuis, de plus en plus de constructeurs automobiles ont adopté cette technologie. Toyota, par exemple, propose désormais des versions hybrides rechargeables de plusieurs modèles populaires dans le cadre de sa gamme électrifiée en expansion.

Les pros de l’hybride rechargeable

• Utilisez l’énergie électrique pour les trajets courts, puis comptez sur le moteur à essence pour les trajets plus longs.

• Conduisez sans émissions lors de nombreux déplacements quotidiens.

• Le moteur à essence de secours aide à éliminer l’anxiété liée à l’autonomie.

Inconvénients de l’hybride rechargeable

• La batterie nécessite une charge fréquente, ce qui peut être gênant sans chargeur domestique.

• La batterie plus grosse ajoute du poids, ce qui peut réduire l’efficacité globale.

• Les performances peuvent sembler plus faibles lorsque les moteurs électriques n’assistent pas le moteur.

Bonus : comment fonctionnent les groupes motopropulseurs à pile à combustible à hydrogène

Ils produisent de l'électricité à bord en utilisant de l'hydrogène au lieu de batteries

Qu’est-ce qu’un groupe motopropulseur à pile à combustible à hydrogène ?

Les groupes motopropulseurs hybrides offrent une alternative aux moteurs essence et diesel traditionnels, mais ils reposent toujours dans une certaine mesure sur la combustion interne. Les véhicules à pile à combustible à hydrogène adoptent une approche différente : ils produisent de l’électricité à bord en utilisant de l’hydrogène au lieu de le stocker dans une grosse batterie.

Dans ces véhicules, l’hydrogène réagit avec l’oxygène à l’intérieur de la pile à combustible pour créer de l’électricité qui alimente les moteurs électriques. La seule chose qui sort du pot d’échappement est de la vapeur d’eau.

Techniquement, les véhicules à pile à combustible à hydrogène fonctionnent un peu comme les hybrides de série, car l’électricité entraîne en fin de compte les roues. Même ainsi, même si leurs émissions sont extrêmement propres, la technologie présente néanmoins ses propres avantages et inconvénients.

Avantages du groupe motopropulseur à pile à combustible à hydrogène

• Produire zéro émission du pot d’échappement.

• Faites le plein rapidement, un peu comme un véhicule à essence traditionnel.

• Nécessite relativement peu d’entretien de routine.

Inconvénients du groupe motopropulseur à pile à combustible à hydrogène

• Les stations de ravitaillement en hydrogène sont extrêmement limitées.

• Le transport et le stockage de l’hydrogène sont plus complexes que l’essence ou le diesel.

• Les systèmes à pile à combustible peuvent être très coûteux à remplacer.