Comment fonctionnent les voitures hybrides ?
Voiture hybride : son fonctionnement, ses avantages et ses inconvénients
À mi-chemin entre les véhicules thermiques et électriques, les voitures hybrides associent deux types de motorisations. Présentée longtemps comme l’avenir de l’automobile, eu égard aux contraintes environnementales, cette technologie peut prendre 4 formes différentes. Fonctionnement, avantages et inconvénients : découvrez tout ce qu’il faut savoir sur la voiture hybride.
Quels sont les différents types de motorisations hybrides ?
Par définition, une voiture hybride combine deux sources d’énergie grâce à l’association d’un moteur thermique (le plus souvent essence) et d’un moteur électrique. Le véhicule peut ainsi utiliser alternativement ces deux énergies, durant une période plus ou moins longue. Toutefois, la technologie hybride se décline en 4 motorisations différentes, chacune avec un fonctionnement qui lui est propre.
Les voitures micro-hybrides
La motorisation micro-hybride est l’une des technologies les plus répandues sur le marché auto. Contrairement à un véhicule thermique classique, une voiture micro-hybride dispose d’un petit moteur électrique, relié à la motorisation thermique, le plus souvent essence.
Ce moteur secondaire ne permet pas de rouler en 100 % électrique. En revanche, c’est lui qui assure le fonctionnement du Stop & Start : un alterno-démarreur, connecté au moteur et à la batterie électriques, coupe le moteur thermique à l’arrêt et le redémarre lorsque le véhicule est de nouveau en mouvement.
Une voiture avec micro-hybridation n’est donc pas réellement hybride, dans la mesure où elle n’est pas en mesure de rouler uniquement grâce à son moteur électrique. Malgré tout, cette technologie offre un léger confort de conduite supplémentaire. Principalement utile pour circuler en ville, elle équipe majoritairement les citadines et autres véhicules urbains.
Les voitures mild-hybrids (mHEV)
Aussi appelée hybride légère, hybride 48 volts ou mHEV (mild Hybrid Electric Vehicle), la technologie mild-hybrid est une évolution de la micro-hybridation. En effet, le véhicule embarque un moteur électrique légèrement plus puissant : il est utilisé pour la fonction Start & Stop, mais aussi pour assister le moteur thermique dans certaines situations. L’hybridation légère est en effet employée lors :
- des accélérations pour que la motorisation thermique soit moins sollicitée ;
- des décélérations car la batterie est rechargée par le biais du récupérateur d’énergie.
Elle dispose également d’une batterie de très faible capacité, utilisée pour stocker l’énergie générée lors des phases de décélérations. Mais à l’instar de la micro-hybridation, une voiture mild-hybrid n’est pas en mesure de rouler en 100 % électrique. De plus, elle ne permet de réduire les émissions de CO2 et la consommation de carburant que de manière très anecdotique. C’est d’ailleurs pour ces différentes raisons que l’utilisation du terme « hybride » est relativement décriée, et ce, pour ces deux technologies. Cette technologie présente deux autres inconvénients notables :
- un léger surpoids du véhicule qui peut entraîner une surconsommation pour les trajets en dehors des villes ;
- un surcoût (par rapport à un modèle thermique équivalent) parfois injustifié, au regard des économies d’énergie réellement réalisées.
Les voitures full-hybrids (HEV)
La technologie full-hybrid ou « hybride classique » est celle qui a permis de démocratiser cette motorisation sur le marché. Elle fonctionne sur le même principe que les modèles mild-hybrids : elle dispose d’un bloc électrique, composé d’un moteur et d’une batterie électriques, en charge d’assister la motorisation thermique lors de certaines phases. Le moteur électrique est donc utilisé au démarrage et lors des accélérations, tandis que la batterie électrique sert à récupérer l’énergie générée lors des freinages.
Il existe toutefois une différence notable : une voiture hybride classique est en mesure de fonctionner en 100 % électrique. Selon les modèles, la puissance du moteur et la capacité de la batterie, le bloc électrique peut fonctionner seul à faible vitesse et parfois même jusqu’à 90 km/h, sur des distances généralement courtes (moins de 3 kilomètres). Lorsque la vitesse est plus élevée, les moteurs thermiques et électriques peuvent également fonctionner de concert afin de proposer les meilleures performances.
La voiture full-hybrid présente bien évidemment certains inconvénients : un prix d’achat plus élevé que pour une thermique, une autonomie électrique restreinte, un fonctionnement essentiellement thermique, etc. Malgré tout, cette technologie offre l’avantage de réduire de manière non négligeable la consommation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre. Elle offre aussi un confort de conduite supérieur et affiche généralement une durée de vie plus importante qu’un véhicule thermique équivalent en raison d’éléments mécaniques moins sollicités.
Les voitures hybrides rechargeables (PHEV)
Aussi appelée « plug-in hybrid » ou « PHEV » (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), la technologie hybride rechargeable est un juste milieu entre l’hybride classique et le 100 % électrique. Elle se distingue des autres modèles sur deux points essentiels : elle embarque une batterie d’une plus grande capacité et dispose d’une prise de recharge externe. Selon les véhicules, une voiture PHEV peut avoir une batterie électrique d’une capacité jusqu’à 10 fois supérieure à celle d’une hybride classique.
Plus performante que les autres technologies hybrides, la PHEV permet donc à un véhicule de rouler en tout-électrique sur de plus grandes distances : a minima 50 kilomètres en règle générale. Tout comme sur une full-hybrid, le moteur électrique assiste le bloc thermique au démarrage et lors des décélérations, tandis que la batterie électrique stocke l’énergie créée au freinage. Mais grâce à sa prise, la batterie d’une voiture PHEV peut aussi être rechargée sur une source extérieure : une prise domestique ou une borne de recharge par exemple. Il est donc possible de rouler en 100 % électrique de manière plus fréquente.
Malgré un prix d’achat relativement élevé, les voitures hybrides rechargeables présentent des avantages non négligeables : d’importantes économies de carburant, une réduction des émissions de CO2 ou encore un plus grand confort de conduite, principalement en mode électrique.
Bon à savoir : le plus souvent, le bloc électrique des voitures hybrides classiques et hybrides rechargeables assiste ou supplée le bloc thermique. Pour de rares modèles en revanche, le moteur thermique sert uniquement à produire de l’électricité afin d’alimenter la batterie.
Quels sont les avantages de la voiture hybride ?
Certes, ce sont les véhicules PHEV qui portent les principaux avantages de la technologie hybride. Malgré tout, l’hybridation dans sa globalité présente un réel intérêt, tant d’un point de vue économique qu’écologique.
Une réduction de la consommation de carburant
Comme nous l’avons vu, les véhicules hybrides disposent d’une autonomie 100 % électrique plus ou moins importante (à l’exception des modèles micro-hybrides et mild-hybrids). Si les voitures hybrides classiques peuvent rouler 2 à 3 kilomètres en continu en électrique, les hybrides rechargeables parcourent jusqu’à 50 kilomètres, voire même plus pour les modèles les plus performants. L’avantage ? La possibilité de réduire sa consommation d’essence. Pour preuve, certains modèles affichent même une consommation théorique de 1 litre aux 100 kilomètres lorsque le véhicule est utilisé dans les conditions optimales.
C’est tout particulièrement vrai pour les trajets du quotidien. Selon les dernières études en date, une voiture particulière parcourt environ 12 000 kilomètres à l’année, soit une moyenne de 32 kilomètres par jour. En théorie, une voiture hybride rechargeable permettrait donc de circuler uniquement en tout-électrique, de quoi réaliser d’importantes économies énergétiques. Un avantage d’autant plus intéressant en cette période où le prix des carburants ne cesse d’augmenter.
Une limitation des émissions de CO2
C’est aussi ce fonctionnement partiellement ou totalement électrique, sur des distances plus ou moins longues, qui permet aux véhicules hybrides d’avoir des émissions de gaz à effet de serre inférieures aux véhicules thermiques équivalents. Si l’intérêt est extrêmement limité pour les technologies micro-hybrides et mild-hybrids, voire même pour l’hybride classique, il est réel pour les modèles hybrides rechargeables. C’est d’ailleurs pour cette raison que la quasi-totalité des modèles hybrides échappent au malus écologique, lui qui se déclenche désormais à partir de 123 grammes de CO2/km.
Pour s’en rendre compte, prenons l’exemple de la Peugeot 3008 : sa déclinaison hybride rechargeable est en tête des ventes PHEV en 2023, tandis que sa version thermique est l’un des SUV les plus populaires du marché. La Peugeot 3008 HYbrid affiche des émissions de CO2 de 49 g/km, là où son homologue thermique peut émettre jusqu’à 136 g/km (selon la motorisation). Pour ce seul modèle, l’hybride permet ainsi de dégager environ 2,7 fois moins de CO2. Une performance pour le moins intéressante à l’heure où le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental) multiplie les alertes sur le réchauffement climatique et sur le rôle qu’y joue la voiture individuelle thermique.
Un confort de conduite renforcé
Autre intérêt et non des moindres : les véhicules hybrides se montrent généralement plus agréables à conduire que leurs homologues thermiques. Grâce au bloc électrique, plus ou moins performant, les phases de décélération et d’accélération sont moins brusques, tandis que le démarrage se fait tout en douceur. Des sensations que partagent toutes les technologies hybrides.
Quant aux seuls véhicules hybrides classiques et hybrides rechargeables, ils offrent aussi davantage de possibilités de conduite. Certains modèles permettent en effet de choisir le mode de conduite : thermique, 100 % électrique ou une combinaison des deux, notamment pour booster les performances de la voiture. De quoi alterner entre les modes et trouver celui qui est le mieux adapté à la nature du trajet.
Une usure inférieure à celle d’un véhicule thermique
Bien que cela ne soit pas vrai avec toutes les technologies, certains modèles hybrides présentent une mécanique plus simple. Ils embarquent bien souvent une boîte de vitesses automatique ou à variateur, dont l’usure est généralement moindre par rapport à une boîte manuelle. De plus, les véhicules hybrides fonctionnement bien souvent à un régime idéal, dans la mesure où le bloc thermique est assisté et soulagé par le moteur électrique.
La grande majorité des voitures hybrides, tout particulièrement classiques et rechargeables, disposent d’un système de freinage régénératif : la batterie se recharge lors des phases de décélération. En plus de limiter la perte d’énergie cinétique, comme c’est le cas avec les modèles thermiques, ce système permet de réduire l’usure des plaquettes de frein, ces dernières étant moins sollicitées. Autant d’avantages qui, en théorie, ralentissent l’usure du véhicule et peuvent permettre de le conserver plus longtemps.
Quels sont les inconvénients de la voiture hybride ?
Bien qu’elles présentent des avantages indéniables, les voitures hybrides ne sont pas exemptes de tout reproche. Un constat vrai pour les modèles micro-hybrides, mais aussi pour les hybrides rechargeables.
Un prix d’achat élevé et une absence de bonus
À de rares exceptions près, tous les modèles hybrides sont plus onéreux que leurs équivalents thermiques, y compris s’ils embarquent simplement un système de micro-hybridation. Pour une voiture hybride classique par exemple, il faut compter en moyenne entre 1 500 et 5 000 € de plus que pour la même voiture essence ou diesel. L’écart est encore plus important en hybride rechargeable, d’autant plus qu’il est difficile de trouver des modèles neufs à moins de 30 000 €. Prenons de nouveau l’exemple du Peugeot 3008 pour nous en apercevoir : la version essence est vendue à partir de 33 560 €, tandis que sa déclinaison PHEV débute à 45 200 €, soit une différence de près de 12 000 €.
L’écart est d’autant plus difficile à assumer pour les automobilistes que les voitures hybrides ne bénéficient plus du tout du bonus écologique. Supprimée en 2017 pour les hybrides classiques, cette aide a pris fin au 1er janvier 2023 pour les voitures hybrides rechargeables. Rappelons qu’il y a encore peu les hybrides rechargeables neuves pouvaient bénéficier d’un bonus de 1 000 €, à condition de présenter un prix d’achat inférieur à 50 000 €, d’émettre moins de 50 grammes de CO2/km et d’avoir une autonomie électrique supérieure à 50 kilomètres.
Une gamme relativement restreinte
L’autre grand inconvénient de la technologie, c’est la profondeur de la gamme. Bien qu’ils soient commercialisés depuis de nombreuses années, les véhicules hybrides sont encore peu présents sur le marché, à l’exception des modèles micro-hybrides et mild-hybrids. Certes, les constructeurs sont nombreux à investir le créneau, mais cela reste encore insuffisant pour répondre aux besoins – et au budget – de tous les automobilistes. Une situation qui ne devrait d’ailleurs pas aller en s’arrangeant, au regard de la future interdiction de produire des véhicules neufs thermiques.
Preuve d’un marché qui peine à séduire, notamment en raison du faible nombre de modèles, les chiffres de vente ne sont pas encore à la hauteur des attentes. Sur l’année 2022, 126 549 voitures hybrides rechargeables ont été commercialisées, soit 8,3 % de part de marché. Ce n’est guère mieux pour les véhicules full hybrides qui représentent 12,4 % des ventes, soit 188 853 immatriculations neuves. À titre de comparaison, les voitures particulières électriques se sont accaparées 13,3 % du marché auto toutes motorisations confondues, alors que leur volume de ventes était encore dérisoire il y a peu de temps de cela (1).
Un fonctionnement 100 % électrique parfois inexistant
Pour les voitures micro-hybrides et mild-hybrids, il est impossible de rouler en 100 % électrique. En effet, le bloc électrique est principalement utilisé au démarrage sur ces modèles, de quoi considérablement limiter l’intérêt théorique de la technologie (réduction des émissions de CO2, limitation de la consommation de carburants, etc.).
Si le constat est plus favorable aux technologies full hybrides et hybrides rechargeables, il n’est pas pour autant parfait. En effet, les véhicules sont dans l’impossibilité de fonctionner en tout-électrique lorsque la vitesse est trop élevée, parfois même à partir de 30 km/h. C’est aussi le cas lorsque la batterie est déchargée et qu’il n’a pas été possible de faire le « plein », soit via une recharge manuelle, soit en roulant. La voiture pourra donc parfois fonctionner uniquement en mode thermique sur de très longues distances, comme lors des départs en vacances par exemple, réduisant l’intérêt de l’hybridation.
Une technologie amenée progressivement à disparaître
À l’été 2022, le Parlement européen a voté en faveur de l’interdiction de la vente de voitures thermiques neuves à partir de 2035, et ce, dans l’ensemble de l’Union européenne. Bloquée un temps par l’Allemagne, la mesure a finalement été validée par les États membres en mars 2023. Conséquence : d’ici moins de 12 ans, il ne sera plus possible d’acheter une voiture neuve essence, diesel… mais aussi hybride, y compris rechargeable.
Le texte est en effet clair : il prévoit que les véhicules produits à partir de 2035 devront être zéro émission. Si la mesure concerne en premier lieu les modèles 100 % thermiques, elle frappe aussi la technologie hybride. Dans ces conditions, difficile d’imaginer que les constructeurs puissent poursuivre leurs investissements dans l’hybridation, celle-ci étant vouée à disparaitre. Conséquence ? Moins d’innovations, moins de modèles commercialisés et un marché qui va progressivement chuter. À n’en pas douter et malgré tous ses avantages, les jours de la voiture hybride semblent comptés.
(1) Source : Le marché automobile français : décembre 2022 – PFA – 2023
