Un véhicule hybride est un véhicule faisant appel à plusieurs sources d'énergie distinctes pour se mouvoir.

Le vélo solex, déjà un véhicule hybride !

On parle généralement de moteur hybride dans le cas de l'association d'un moteur thermique et d'un moteur électrique.

Principe de fonctionnement

Le principe général de fonctionnement consiste à combiner un (ou deux) moteur électrique (souvent réversible en générateur) avec un moteur thermique pour déplacer un véhicule.

Exemple : Les moteurs de la PRIUS

Le principe de fonctionnement extrêmement simplifié :

• 1 Lorsque le véhicule est immobile, les deux moteurs sont à l'arrêt ;
• 2 Au démarrage, c'est le moteur électrique qui assure la mise en mouvement de la voiture, jusqu'à une vitesse de l'ordre de 25 km/h ;
• 3 Lorsqu'une vitesse plus élevée est atteinte ou qu'une accélération forte est demandée, le moteur thermique prend le relais ;
• 6 En cas de très forte accélération, les deux moteurs fonctionnent simultanément, ce qui permet une puissance supérieure au seul moteur thermique ;
• 8 En phase de décélération et de freinage, l'énergie cinétique est absorbée par le moteur électrique pour recharger les batteries assurant ainsi le frein moteur et soulageant les freins mécaniques.

Pour gérer les modes de fonctionnement possibles , la gestion de l'ensemble est confiée à l'électronique embarquée qui tient également compte de l'état de charge de la batterie, de la température du moteur thermique, du catalyseur, des besoins de chauffage ou de climatisation...

Niveaux d'hybridation

On classe les véhicules hybrides en fonction de l'importance de la partie électrique et de la façon dont elle est combinée avec le moteur thermique. La nomenclature est très variable selon les sources et les constructeurs... La plus utilisée est:

• La solution Micro Hybrid, correspondant au niveau le plus faible d'hybridation, est illustrée par le Stop&Start disponible dès 2004 sur les C3 (Citroën). Il s'agit d'un moteur électrique réversible remplissant les rôles du démarreur et de l'alternateur d'une voiture classique, associé à la coupure automatique du moteur thermique lorsque le véhicule s'immobilise, réduisant ainsi sensiblement la consommation en parcours urbain. Cette solution est aujourd'hui rare et remplacée par le niveau Mild Hybrid.
• Le Mild Hybrid était un niveau d'hybridation intermédiaire, mais devient la base. Ce système est un Stop&Start aux fonctionnalités améliorées, capable de gérer un freinage régénératif (le moteur électrique fonctionne en générateur et ajoute un couple au frein moteur) et de fournir un appoint de puissance pour aider les reprises, l'énergie étant stockée entre temps dans des batteries et/ou des super-condensateurs. Ces technologies existent chez BMW (avec démarreur et alternateur séparés), Honda ou encore Ford. L'Urban Hybrid de PSA sur motorisations e-HDI a les mêmes fonctions sans apporter le supplément de puissance en dehors des phases de démarrage.
• Le Full Hybrid est encore la formule la plus répandue. Les mouvements des moteurs thermique et électrique sont combinées, soit en étant raccordés au même arbre : hybride "parallèle" (comme la Honda Insight), soit en étant reliés de manière plus élaborée qui permet des vitesses de rotation différentes entre le moteur thermique et le moteur électrique (l'architecture est alors hybride "série-parallèle" comme les Toyota Prius souvent désignée comme une hybride "parallèle" ou la Chevrolet Volt présentée au départ comme une hybride "série"). Nissan Altima Hybrid, Lexus Rx400h, GS450h, LS600h utilisent des variantes de ce principe. L'hybride série est une architecture dans laquelle le moteur thermique alimente un générateur électrique alimentant à son tour le moteur électrique qui entraine le véhicule; le moteur thermique peut donc tourner à son régime optimal.
• On parle de véhicule hybride rechargeable (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) lorsqu'un véhicule Full hybrid, qu'il soit série ou parallèle, peut se recharger sur le réseau électrique, ce qui permet, pour les petits trajets quotidiens, de l'utiliser qu'en mode tout électrique.
• Le concept de véhicule hybride intégral consiste à utiliser une deux roues motrices classique et d'y associer des moteurs électriques (sur l'autre train roulant). Le concept-car C-métisse avait présenté ce principe en 2006. On dispose ainsi de quatre roues motrices sans la complication de la transmission mécanique entre l'avant et l'arrière, ni celle entre les deux moteurs.

Avantages

Ce type de motorisation diminue de 5 à 30 % la consommation des véhicules suivant l'utilisation (la conduite urbaine offrant les gains les plus spectaculaires et la conduite autoroutière les plus faibles) et permet également de limiter les émissions polluantes proportionnelles à la consommation de carburant. La motorisation hybride est donc particulièrement intéressante pour les taxis et elle commence à être appliquée aux autobus et camions aux États-Unis, en Europe et au Japon.

Ne puisant son énergie que dans le carburant, au moins dans les réalisations actuelles qui ne sont pas rechargeable, une motorisation hybride ne doit pas être comparée à une motorisation électrique; il s'agit simplement d'une motorisation thermique optimisant l'usage de l'énergie.

Le premier véhicule de ce type à être mis sur le marché en grande série est la Toyota Prius, fin 1997 au Japon (dans une version jamais commercialisée en dehors de l'archipel), suivie par le coupé 2 places Honda Insight en 1999, qui fut également exporté aux États-Unis et dans quelques autres pays mais pas en France. La troisième version de la Prius (modèle NHW20) a reçu le titre européen de voiture de l'année en 2005. En 2008, Toyota avait vendu un million d'exemplaires de sa Prius.

Toyota Prius 2

Lexus, la marque haut de gamme de Toyota, commercialise des berlines et un 4x4 hybrides, ce dernier (Lexus RX400h) rencontrant un certain succès, malgré son prix. Sans approcher le succès de la Prius, Honda commercialise depuis plusieurs années une version hybride dite IMA de la Honda Civic et un modèle spécifique, l'Insight. D'autres constructeurs ont également vendus des modèles hybrides mais avec des parts de marchés marginales. Crise du pétrole et contrainte écologique obligent, de nombreux constructeurs automobiles ont annoncé des programmes de recherche importants dans ce domaine, notamment General Motors, qui s'associe dans ce domaine avec Mercedes, Ford ayant acquis la technologie de Toyota de première génération, et en France PSA Peugeot Citroën qui s'est associé à divers grands équipementiers pour réaliser les premières voitures hybride diesel de grande diffusion, dans le cadre d'un important programme de développement soutenu par l'Agence pour l'Innovation Industrielle.

Inconvénients

Le coût de ces système a longtemps été un frein à son développement. Ce n'est plus vraiment le cas en raison de l'augmentation inéluctable des prix des énergies fossiles.

Les accumulateurs électrochimiques de ces véhicules n'ont pas une durée de vie aussi longue que le véhicule lui-même, ce qui entraînerait un surcoût de maintenance et une obligation importante de recyclage pour le fabricant. Cependant, des marques proposant les systèmes hybrides garantissent spécifiquement le système hybride dont la batterie (8 ans ou 160 000 km) pour la Prius en France, 8 ans et kilométrage illimité (999 999 km) pour la Honda Civic IMA.

Critiques

Certains constructeurs (comme Renault qui se tourne plutôt vers les véhicules tout électrique) ont avancé le fait que l'économie en carburant occasionnée par la technique hybride pour des véhicules à essence était proche de celle du passage de l'essence au gazole, et qu'elle n'était donc pas intéressante sur les marchés ayant un fort taux d'utilisation de moteurs diesel comme l'Europe.

Ce discours occulte l'impact supérieur des émissions de NOX et de particules fines de carbone des moteurs diesel. Mais de nombreux fabricants européens (BMW, Volvo, Opel...) suivent PSA et projettent des hybrides diesel, car en diminuant les consommations et en respectant les normes européennes ou américaines de rejets de plus en plus scrictes; ce sont toutes les émissions (et donc principalement de CO2) qui seront diminués.

Enfin, d'autres critiques notent que des gros 4x4 bien que hybrides (Lexus...) restent néanmoins très énergivores comparés à des berlines...

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EDC-Energie-Hybride : Présentation générale

2/23/2017

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