Hybride ou électrique ? Que nous réserve l’avenir ?

Après la première partie de ce texte sur les moteurs à essence et diesel nous en sommes maintenant aux deux espoirs d’avenir de l’industrie automobile : les moteurs hybrides et les moteurs électriques. Ils devraient faire entrer l’automobile dans une nouvelle ère, propre et durable. Mais quelle alternative s’imposera ?

L’avenir de l’hybride et de l’hybride rechargeable

Dans le cas de la propulsion hybride, les ingénieurs réunissent deux technologies différentes qui alimentent alternativement ou conjointement un véhicule. La forme la plus courante est la combinaison d’un moteur à combustion et d’un moteur électrique. Selon la contribution de la propulsion électrique, on fait une distinction :

• Micro-hybride et hybride doux
• Hybride intégral
• Hybride rechargeable

Les moteurs micro-hybrides sont essentiellement des moteurs à combustion interne avec fonction start-stop. Dans le cas des moteurs semi-hybrides, un moteur électrique indépendant vient en aide au moteur à combustion en récupérant l’énergie de freinage.

Les moteurs entièrement hybrides sont en outre équipés d’une batterie rechargeable, un accumulateur, qui alimente le moteur électrique en électricité. L’hybride intégral peut également faire avancer le véhicule uniquement grâce à l’énergie électrique, car le moteur électrique est plus puissant. La batterie est rechargée exclusivement par le moteur à combustion.

C’est ce qui distingue l’hybride intégral de l’hybride rechargeable, dont l’accumulateur peut également être alimenté par le réseau électrique via une prise (d’où l’appellation d’hybride à prise). La capacité de la batterie est ici généralement plus importante que dans les systèmes entièrement hybrides, afin de permettre de parcourir de courtes distances en mode purement électrique. C’est pourquoi de nombreux experts classent déjà les moteurs hybrides plug-in parmi les voitures électriques. Les prolongateurs d’autonomie sont une variante des hybrides plug-in. Ils roulent principalement à l’électricité, la batterie étant également rechargée par le moteur à combustion. Cela permet d’augmenter l’autonomie ? en anglais range ? du véhicule.

Avantages et inconvénients des hybrides

Quels sont les avantages de cette technologie sophistiquée ? L’un de ses principaux atouts est qu’elle réunit les points forts des différentes technologies de propulsion.

Les moteurs à combustion fonctionnent de manière très inefficace, en particulier à charge partielle, et leur rendement passe de 30 à 40 % à 10 ou 20 %. En revanche, lorsqu’ils sont associés à un moteur électrique, ils fonctionnent généralement dans la plage de rendement optimale. Dans les autres situations de conduite, ils chargent la batterie. Associés à une récupération efficace de l’énergie de freinage, les moteurs hybrides sont ainsi ? malgré des pertes et un poids plus élevés, ils sont plus efficaces que les moteurs à combustion classiques :

• Vous consommez moins de carburant (15 à 25% selon le système).
• Vous émettez moins de gaz d’échappement, notamment moins d’hydrocarbures et d’oxydes d’azote.

Ces avantages se font particulièrement sentir sur les courtes distances ou en ville, là où les oxydes d’azote et les hydrocarbures imbrûlés génèrent du smog. C’est pourquoi les voitures hybrides sont aujourd’hui déjà en tête du bilan environnemental.

Outre l’efficacité, l’hybridation améliore également les performances. L’accélération est notamment meilleure, surtout lorsqu’un moteur à essence et un moteur électrique fonctionnent ensemble. En effet, le moteur électrique pousse sans délai à bas régime, là où le moteur à essence a ses faiblesses. Les inconvénients par rapport aux moteurs à combustion classiques se limitent toutefois à un choix de modèles plus restreint et à des coûts d’acquisition plus élevés.

La propulsion hybride présente également un avantage par rapport aux véhicules purement électriques : elle est moins chère et son autonomie n’est pas limitée.

Les perspectives des moteurs combinés

Pour ces raisons, la propulsion hybride est considérée par de nombreux experts comme le candidat le plus prometteur pour remplacer les moteurs à combustion classiques ? du moins à court et moyen terme. Ils prévoient une hybridation progressive du marché de masse par des modèles mild-hybrides et full-hybrides.

Les moteurs hybrides plug-in sont en revanche considérés comme des solutions pour le segment supérieur des véhicules. Mais des doutes subsistent quant à leur utilité écologique, les mêmes que pour les voitures purement électriques.

Moteurs électriques

Actuellement, les moteurs hybrides ont le vent en poupe en matière de moteur hybride. Pourtant, beaucoup ne les considèrent que comme une technologie de transition vers une mobilité totalement électrique. En effet, les moteurs hybrides sont des entraînements partiellement électrifiés qui, contrairement aux moteurs entièrement électrifiés, ne peuvent pas se passer de carburants fossiles épuisables (du moins pas dans leur forme actuelle).

La technique des moteurs électriques

Les véhicules électriques, eux, n’utilisent pas d’énergie fossile pour se déplacer. Ils font avancer les véhicules à l’aide d’un moteur électrique alimenté en énergie électrique (courant) par une batterie embarquée. Comme pour les batteries de voiture traditionnelles, l’énergie est principalement stockée sous forme chimique, par exemple dans les accumulateurs modernes au lithium-ion. Les piles à combustible sont une autre possibilité ; elles produisent de l’électricité à partir d’un carburant, par exemple de l’hydrogène.

Avantages faiblesses des utilisateurs d’électricité

L’un des avantages fondamentaux du moteur électrique est sa grande efficacité énergétique. Alors qu’il utilise environ 80 à 90% de l’énergie utilisée, les moteurs à combustion n’en utilisent au mieux que 30 à 40%. De plus, la structure du moteur électrique est plus simple et comporte moins de pièces d’usure. Il en résulte une série d’autres avantages, comme par exemple

• faible consommation
• émissions locales de gaz d’échappement extrêmement faibles
• silencieux et peu de vibrations
• puissance développée sans amorce

Cependant, les avantages sont encore contrebalancés par de nombreux inconvénients. Les voitures électriques coûtent des dizaines de milliers d’euros de plus que les voitures diesel ou essence comparables. De plus, elles perdent plus rapidement de leur valeur. Autre point faible : la faible autonomie par rapport aux voitures traditionnelles et la durée de vie limitée des batteries. Ce phénomène est actuellement renforcé par des temps de chargement parfois longs et le faible nombre de stations de recharge.

Le point crucial : émissions totales rentabilité

La plupart de ces inconvénients seront toutefois fortement réduits dans les années à venir, à mesure que la pénétration du marché augmentera. Reste à savoir si les voitures électriques pourront déjà être économiquement compétitives dans un avenir proche. D’un point de vue économique global, certaines études estiment qu’elles ne seront avantageuses que dans la deuxième moitié du siècle (cela dépend toutefois fortement du coût du carburant et de la prise en compte des émissions de CO2).

Un autre aspect important, souvent négligé dans le cas des voitures électriques, est l’ensemble des émissions de polluants. Localement, les moteurs électriques n’émettent absolument aucun polluant. Mais si l’on considère l’ensemble du cycle de vie, le dioxyde de carbone et d’autres polluants sont également émis : ils se déplacent seulement du véhicule vers les processus de production et la production d’électricité (d’où la nécessité de nouveaux concepts d’efficacité).

Le bilan des émissions totales par rapport aux propulsions hybrides et aux moteurs à combustion classiques dépend principalement du mix électrique respectif et du recyclage des batteries. Avec la composition actuelle de l’électricité en France, les voitures électriques ne présentent qu’un bilan environnemental légèrement meilleur que les véhicules à propulsion classique. Si l’on tient compte de tous les facteurs, le bilan peut même être pire.

En revanche, avec une part croissante d’électricité renouvelable et un meilleur recyclage, les voitures électriques présentent rapidement un bilan nettement plus positif.

L’avenir des modèles électriques

Le moteur électrique n’est pas encore prêt à remplacer à grande échelle les moteurs à combustion traditionnels : ni économiquement, ni écologiquement. Mais cela va changer dans les années et les décennies à venir.

À long terme, l’e-mobilité est probablement inéluctable. Toutefois, elle ne devrait remplacer les anciennes technologies que pas à pas. D’abord là où elle peut le mieux faire valoir ses points forts ? petite, légère, courte autonomie, pas d’émissions locales ? en ville.

Conclusion :  Il est difficile de répondre à la question de l’avenir, surtout sur un marché aussi dynamique que celui de l’industrie automobile. Les décisions politiques (réglementation des gaz d’échappement, subventions, etc.) l’influencent tout autant que des facteurs imprévisibles. Parmi ces derniers, on trouve des événements comme le scandale des émissions de VW ou l’évolution des prix des carburants . Le comportement des clients est également difficile à prévoir à bien des égards. Et en fin de compte, ce sont eux qui décident de ce qui s’impose sur le marché.

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