Le moteur hybride rechargeable : comment ça fonctionne

1. Le moteur hybride

Commençons par quelques généralités !

Le moteur hybride rechargeable est avant tout un moteur hybride. L'appellation 'moteur hybride' désigne les systèmes électriques et mécaniques qui utilisent à la fois du pétrole et de l'électricité pour créer de l'énergie motrice. En d'autres termes plus simples : sur une voiture, un moteur hybride se sert de l'électricité et du pétrole pour faire tourner les roues.

En pratique, comment fait-il cela ?

2. Deux moteurs dans un véhicule

Rechargeable ou non, un moteur hybride est l'association d'un moteur thermique (moteur principal), auquel est associé un moteur électrique. Il permet de rouler avec les deux types de moteur, selon les conditions.

Par rapport à un hybride classique, la technologie plug-in hybride a l'avantage de pouvoir recharger une batterie plus grosse via le réseau électrique. Le moteur électrique peut donc a priori être utilisé pour des distances et à des vitesses plus importantes que sur un hybride classique. Généralement, le moteur thermique sera mis à contribution lorsque la batterie du véhicule doit être rechargée, ou quand la demande de puissance est trop importante pour le moteur électrique seul. Le conducteur a généralement la possibilité de contrôler le mode dans lequel il veut rouler : tout électrique, hybride ou tout thermique.

Le moteur thermique est généralement un moteur essence. Les deux moteurs travaillent de façon complémentaire : selon le mode utilisé, l'énergie motrice proviendra soit du carburant brûlé, soit du réseau électrique. Si le véhicule hybride reste un véhicule thermique avant tout, le PHEV associe véritablement deux sources d'énergie !

Le moteur thermique peut également servir, si besoin, à recharger la batterie. On ne tombera pas en panne quand la batterie est vide !

Le moteur électrique, lui, peut remplir trois fonctions :

• Propulser le véhicule
• Soutenir le moteur thermique lors des accélérations
• Récupérer de l'énergie lors des freinages pour recharger la batterie

Dans le cas du moteur hybride rechargeable, l'énergie provient à la fois du carburant fossile (essence) et du réseau électrique. En France, l'électricité est en majorité produite par les centrales nucléaires, qui ont un impact carbone quasi-nul. En utilisation 100% électrique, le moteur hybride rechargeable a donc une empreinte carbone très faible, contrairement à l'hybride classique ! Ce n'est toutefois pas aussi avantageux dans les pays qui produisent l'électricité avec du charbon ou du gaz.

3. Plusieurs architectures hybrides

Il existe plusieurs facons d'utiliser le moteur thermique et le moteur électrique ensemble dans une voiture. On parle alors de différentes architectures hybrides. Cela s'applique à tous les types de motorisations hybrides, rechargeable ou non.

L'hybride série :

Avec ce type d'architecture, c'est toujours le moteur électrique qui fait tourner les roues du véhicule. Le moteur thermique va tourner en continu pour recharger la batterie qu'utilise le moteur électrique. Si la batterie est suffisamment pleine, le moteur thermique pourra s'arrêter pour que le véhicule fonctionne en 100% électrique.

On parle souvent d'une utilisation en 'range extender' : le moteur thermique sert à prolonger l'autonomie de la batterie, de facon continue si nécessaire.

L'hybride parallèle :

Avec ce type d'architecture, le moteur électrique et le moteur thermique peuvent tous les deux entrainer les roues. Si la batterie est vide, le moteur thermique fournira un excès de puissance, l'excédant sera alors freiné par le moteur électrique : il fonctionnera comme un alternateur pour recharger la batterie.

L'hybride série-parallèle :

Cette dernière architecture, plus complexe, exploite un système mécanique spécifique pour pouvoir utiliser les moteurs soit comme une configuration série, soit comme une configuration parallèle : selon la situation et le besoin, le système mécanique s'adaptera pour fournir l'énergie aux roues de la meilleure facon possible. Ce sytème mécanique s'appelle un train épicycloidal.

Ce système, qu'on trouve par exemple sur les Toyota Prius, a l'avantage de pouvoir optimiser l'utilisation des énergies en toutes circonstances. En revanche, il est plus lourd et plus complexe (et donc plus cher...).