Comment fonctionne un moteur hybride dans une voiture ?

Une voiture hybride associe deux systèmes de propulsion capables de faire avancer le même véhicule : un moteur thermique, alimenté par de l’essence ou du diesel, et un moteur électrique alimenté par une batterie. Un dispositif électronique coordonne leur fonctionnement en fonction de la vitesse, de la demande d’accélération et de l’état de charge de la batterie. L’objectif est d’utiliser chaque motorisation dans les situations où elle est la plus efficace, afin de réduire la consommation de carburant et les émissions de CO2.

Le rôle des deux moteurs

Lors d’un démarrage ou à basse vitesse, le moteur électrique peut prendre le relais du moteur thermique. Il fournit alors le couple nécessaire au déplacement de la voiture, avec un fonctionnement silencieux et sans consommation directe de carburant. Lorsque la puissance demandée augmente, par exemple lors d’une accélération, les deux moteurs peuvent fonctionner ensemble. Le moteur thermique reste notamment utile lorsque la voiture doit fournir davantage d’énergie ou parcourir une longue distance. Selon la conception du véhicule et les conditions de conduite, le système peut donc alterner entre les deux moteurs ou les faire fonctionner simultanément.

La batterie et sa recharge

La batterie stocke l’électricité nécessaire au moteur électrique. Dans une voiture hybride classique, dite non rechargeable, elle ne se branche pas sur une prise : elle se recharge principalement pendant les phases de freinage et de décélération, ainsi que grâce au moteur thermique. Lorsque le véhicule ralentit, le moteur électrique peut fonctionner temporairement comme un générateur. Il transforme alors une partie de l’énergie du mouvement en électricité, qui est renvoyée vers la batterie. Cette récupération évite de perdre toute cette énergie sous forme de chaleur dans les freins, même si le freinage mécanique reste également nécessaire dans certaines situations.

La gestion automatique de l’énergie

Un calculateur surveille en permanence plusieurs paramètres, notamment la vitesse, la pression exercée sur l’accélérateur, le freinage et le niveau de charge de la batterie. Il décide quand activer le moteur électrique, quand démarrer le moteur thermique et comment répartir l’effort entre eux. Le conducteur n’a généralement pas à effectuer lui-même ces choix. En circulation urbaine, les démarrages fréquents, les ralentissements et les arrêts offrent de nombreuses occasions d’utiliser la propulsion électrique et de récupérer de l’énergie. Le gain de consommation dépend toutefois du modèle et des conditions d’utilisation : il n’est pas identique à vitesse stabilisée sur une longue route.

Les principales variantes

Toutes les voitures hybrides ne fonctionnent pas exactement de la même manière. Une hybride non rechargeable utilise une batterie rechargée par le freinage et par le moteur thermique. Une hybride rechargeable possède une batterie de plus grande capacité qui peut aussi être alimentée depuis une prise électrique ; elle peut ainsi parcourir une distance en mode électrique avant de solliciter davantage le moteur thermique. Les hybrides légères, ou mild hybrids, disposent quant à elles d’un système électrique d’assistance plus limité. Leur moteur électrique soutient le moteur thermique et récupère de l’énergie, mais leur fonctionnement ne se confond pas nécessairement avec celui d’une hybride capable de se déplacer uniquement grâce à l’électricité.