Électrique, hybride, hydrogène : comprendre les différences

Publié par le 20.01.2020 - 5 min

Avec l’avènement des véhicules zéro émission à l'usage*, on entend désormais régulièrement parler de voiture électrique, de motorisation hybride ou de voiture à hydrogène. Que recouvrent exactement ces notions et comment s’y retrouver ? Suivez le guide.

Si pendant longtemps, la question de la motorisation s’est résumée à choisir entre essence et diesel, il faut désormais composer avec une technologie qui change la donne : le moteur électrique. Parfois, il supplante totalement son aîné, le vénérable moteur à combustion interne : on parle alors de voiture électrique. Dans d’autres cas, les deux technologies cohabitent au sein d’un même véhicule : c’est le modèle hybride, avec différents niveaux d’interactions possibles, en fonction des modes de recharge et de stockage de l’énergie prévus par le fabricant.

Quelles différences entre véhicules hybrides et électriques ?

Attardons-nous tout d’abord sur les différences à l’usage. La voiture électrique est complètement silencieuse, inodore et dotée d’une conduite très fluide et agréable. Côté coût, celui de l’entretien comme du “carburant” est réduit, vu que l’énergie électrique revient beaucoup moins cher que l’essence ou le diesel. Côté autonomie, d’importantes innovations ont eu lieu. Alors qu’il y a encore 10 ans, on atteignait tout juste 150 kilomètres d’autonomie, on peut désormais rouler jusqu’à 300 km avant de devoir recharger une Nouvelle Renault ZOE. Et la recharge se fait de plus en plus rapide : toujours avec la Nouvelle Renault ZOE, 30 minutes suffisent pour repartir pour 120 km** sur certaines bornes.

Les voitures hybrides, elles, disposent d’une autonomie un peu plus importante qu’une voiture à combustion traditionnelle car ce sont des véhicules essence ou diesel auxquels ont été ajoutées une ou deux batteries électriques en renfort. L’électrique vient soulager la consommation de carburant (jusqu’à 40 % d’essence utilisée en moins en ville). Lorsque la voiture est alimentée par le moteur électrique, le confort de conduite et le silence sont identiques à ceux expérimentés dans une voiture électrique. Lorsque le moteur à combustion emmène l’engin, la sensation lors de la conduite est similaire à celle à bord d’un véhicule traditionnel.

Quid du fonctionnement technique de ces modèles ? L’optimisation de la consommation d’énergie est-elle identique ? Sous le capot, quelles sont les différences entre électrique, hybride, hydrogène ?

Voiture 100 % électrique : la plus aboutie

 

Moteur de vehicule electrique Renault ZOE

La voiture électrique représente à l’heure actuelle la solution immédiatement disponible la plus aboutie et la plus abordable pour répondre aux enjeux environnementaux liés au réchauffement climatique et à la pollution de l’air. Ce qui change ? Le moteur à explosion, la trappe à essence et le pot d’échappement disparaissent au profit d’un moteur électrique alimenté par une batterie. La voiture se recharge sur une borne, installée chez soi, sur le parking de son lieu de travail ou dans des lieux publics. Capable d’offrir une autonomie de plusieurs centaines de kilomètres, elle fonctionne en silence, ne consomme pas d’énergie à l’arrêt et ne rejette aucun gaz. S’y ajoute le plaisir de conduire. Avec la nouvelle Renault ZOE par exemple, le moteur électrique délivre instantanément tout le couple dont il dispose, pour offrir une accélération immédiate et fluide. Du fait de l’absence de combustion et de pièces mécaniques en mouvement, le moteur électrique offre une fiabilité exceptionnelle. Pour le conducteur, c’est la garantie d’un entretien réduit à sa plus stricte expression.

Il existe, toutefois, d’autres options. Vous pouvez choisir de faire un mix énergétique avec un véhicule alliant propulsion électrique et moteur à combustion. Panorama de ces variantes, du “moins” au “plus” électrique.

Voiture hybride : un véhicule traditionnel à assistance électrique

Renault Captur E-tech

À bord d’une voiture hybride, on trouve à la fois un moteur essence (ou diesel) et un bloc électrique programmés pour travailler de concert. Le principe est le suivant : le moteur électrique intervient en renfort de la combustion de façon à diminuer la demande sur ce dernier et donc la consommation de carburant. Comment alors se recharge une voiture hybride ? C’est lors des freinages ou des décélérations que la petite batterie embarquée se recharge, en convertissant la vitesse en énergie. La voiture hybride reste toutefois principalement dépendante des énergies fossiles : l’autonomie en déplacement 100 % électrique dépasse rarement quelques kilomètres.

Voiture hybride rechargeable : la véritable transition

Les voitures hybrides rechargeables, parfois désignées sous le sigle PHEV, pour Plug-in Hybrid Electric Vehicle, ambitionnent de pallier cette lacune. C’est le cas du nouveau Renault Captur E-TECH Plug-in. Le principe ? On intègre une batterie de plus grande capacité au châssis ainsi qu’une prise permettant la recharge indépendante via une prise domestique ou une borne de recharge. De cette façon, le moteur électrique devient une véritable alternative au moteur à combustion pour la plupart des déplacements du quotidien. Même si la traction thermique reste disponible pour les longues distances de type départ en vacances. La différence entre voiture hybride et voiture hybride rechargeable est donc que seule la seconde se recharge sur une prise, permettant un usage et une autonomie électriques bien plus importants.

Véhicule hybride à prolongateur d’autonomie : un groupe électrogène dans votre voiture

Une autre variante consiste à employer moteur et batterie électriques pour la traction et à leur adjoindre un petit moteur à essence dédié à la recharge : on parle alors de voiture électrique à prolongateur d’autonomie. L’hybride bascule ici plus près du 100 % électrique que du 100 % moteur à combustion : l’électricité est le “carburant” principal. Dans ce contexte, on dispose d’une batterie de capacité suffisante et d’une possibilité de recharge sur borne. La voiture est capable de rouler au quotidien en électrique, sans émission de gaz à l’échappement. Le moteur à combustion n’intervient qu’en soutien, sur un mode de fonctionnement inspiré du groupe électrogène. Il est là uniquement pour prolonger l’autonomie en rechargeant la batterie, mais ne sert pas pour entraîner directement les roues (à l’opposé du fonctionnement des voitures hybrides traditionnelles et des voitures hybrides rechargeables).

Voiture à hydrogène : la challenger

Pompe hydrogène plein

Il existe enfin une voiture 100 % électrique au mode d’alimentation alternatif : la voiture électrique à hydrogène. Renault proposera prochainement deux véhicules utilitaires propulsés à l’hydrogène : le Kangoo Z.E Hydrogen et le Master Z.E Hydrogen.  Aujourd’hui, la plupart des voitures électriques exploitent des batteries basées sur la technologie lithium-ion, mais il existe d’autres pistes pour stocker l’énergie. La pile à hydrogène permet par exemple de générer de l’électricité à partir du gaz du même nom, obtenu en décomposant de l’eau ou du méthane. A l’intérieur de cette pile, le gaz est converti en électricité grâce à une réaction chimique avec l’oxygène contenu dans l’air ambiant. Elle est alimentée par un réservoir contenant du gaz stocké à très haute pression (plusieurs centaines de bars). Quelques obstacles subsistent. La fabrication des piles à combustible implique par exemple des métaux rares ainsi qu’une source d’énergie, éventuellement renouvelable. Le déploiement à grande échelle implique également de mettre en place des infrastructures dédiées à la production et à la distribution d’hydrogène.

Véhicule électrique, hybride… une innovation continue

Charge de la batterie de Zoe en vue fantome

Depuis les batteries nickel cadmium, l’électrique a fait d’immenses progrès. Les accumulateurs modernes n’ont désormais plus à rougir de la comparaison avec les véhicules à essence. Cachées à l’intérieur des châssis, les batteries lithium-ion sont sûres et traitées en fin de vie par des filières de recyclage de plus en plus performantes. Elles gagnent en légèreté, en compacité et en capacité, ce qui augmente le rayon d’action des voitures qui les embarquent. Et le progrès technique continue : des chercheurs de l’université de Pennsylvanie ont découvert en 2019 une nouvelle méthode permettant de charger en 10 minutes une autonomie de 300 kilomètres sur un véhicule électrique. La technologie supporte jusqu’à 2 500 cycles de charge, soit l’équivalent de 800 000 kilomètres. La charge dynamique sans contact est une autre piste, également prometteuse : avec celle-ci, qui est basée sur la technologie de l’induction, il suffirait de rouler pour recharger sa batterie. La voiture électrique va devenir incontournable !

 

* Zéro émission à l’usage : ni émissions CO2 ni polluants atmosphériques réglementés lors de la conduite, conformément au cycle d’homologation WLTP, hors pièces d’usure.

** Les valeurs de durée et de distance évoquées ici sont calculées à partir des résultats obtenus par Nouvelle ZOE lors de la procédure d’homologation WLTP (Worldwide Harmonized Light vehicles Test Procedure, cycle normalisé : 57 % de trajets urbains, 25 % de trajets péri-urbains, 18 % de trajets sur autoroute), qui vise à représenter les conditions d’usage réelles des véhicules. Elles ne présument cependant pas du type de trajet choisi après la recharge. Le temps de recharge et l’autonomie récupérée dépendent aussi de la température, de l’usure de la batterie, de la puissance délivrée par la borne, du style de conduite et du niveau de charge. 

Copyrights : ADDITIVE, MAGROUND

 

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