Comment une voiture hybride fonctionne-t-elle ?

Une voiture hybride fait appel à deux sources d’énergie différentes. L’idée d’associer, à bord d’un même véhicule, un moteur électrique et un moteur thermique semble constituer une solution intéressante.

Atouts de la voiture hybride

Cela permet en effet de conserver un excellent niveau de performances dynamiques tout en diminuant sensiblement la pollution en milieu urbain (grâce à une gestion énergétique optimisée). Finalement, la voiture hybride profite des atouts des deux systèmes de propulsion :

• silence et propreté pour la propulsion électrique ;
• puissance et autonomie pour le moteur à explosion.

Fonctionnement d’une voiture hybride

Un véhicule hybride est équipé d’un moteur thermique qui dispose d’un système de stockage d’énergie généralement électrochimique. Celui-ci lui permet de stocker de l’énergie cinétique lors des décélérations, mais aussi les excédents d’énergie produits dans certaines situations de conduite.

Ce moteur se maintient toujours dans une zone de fonctionnement optimale, pour éviter les pics de consommation de carburant, et, lorsque la puissance nécessaire à l’instant t est trop faible, l’énergie produite en excès se retrouve stockée pour être remobilisée plus tard.

Plusieurs niveaux d’hybridation

Les véhicules disponibles sur le marché présentent des niveaux d’hybridation variables :

• La microhybridation permet simplement de prendre le relai du moteur thermique afin d’assurer l’alimentation des périphériques électriques. Elle assure une réduction de la consommation d’environ 5 %. Elle est adoptée par une large majorité de constructeurs. L’Allemand BMW a été le premier à généraliser cette technologie.
• L’hybridation légère (semi hybride), quant à elle, repose effectivement sur une batterie de plusieurs centaines de wattheures et permet des économies de 10 à 30 % sur des trajets urbains.
• L’hybridation complète (full hybride) — c’est l’exemple de la Toyota Prius classique ou de la Ford MOndeo Hybrid — permet à la voiture de fonctionner à partir de sa seule réserve d’énergie stockée. La baisse de consommation peut aller jusqu’à 50 %.
• Les hybrides rechargeables — par exemple la Volkswagen Passat GTE, l’Audi A3 e-tron ou la Mercedes Classe C 350e –, enfin, peuvent rouler pendant plusieurs dizaines de kilomètres comme de véritables véhicules électriques.

Hybrides série, parallèle ou à dérivation de puissance

Deux grandes solutions d’hybridation peuvent être proposées :

• Les hybrides dites « série » sont plutôt rares. Ici, le moteur thermique fonctionne à la manière d’un groupe électrogène, pour produire l’électricité nécessaire au moteur électrique pour faire avancer la voiture.
• Les hybrides dites « parallèles » sont les plus courantes. Dans ce cas, les deux moteurs sont à même de propulser la voiture séparément.

Les hybrides à dérivation de puissance combinent les deux précédentes solutions. Ici, une propulsion 100 % électrique est possible, mais une partie de la puissance du moteur thermique est toujours transformée en électricité, soit pour recharger la batterie, soit pour alimenter directement le moteur électrique.