Une voiture hybride est, par définition, un véhicule combinant deux types de motorisation : une motorisation thermique et une motorisation électrique. Comme son nom semble l’indiquer, la voiture hybride combine deux types de motorisation : une motorisation thermique et une motorisation électrique. Deux types d’énergie entrent en jeu dans le véhicule hybride : l’énergie thermique (avec l’aide d’un carburant), et l’énergie électrique. Deux types d’énergie entrent donc en jeu dans le véhicule hybride : l’énergie thermique produite par un carburant comme l'essence ou le diesel, et l’énergie électrique. Ce véhicule est conçu pour optimiser l'efficacité énergétique et réduire les émissions polluantes en utilisant la source d'énergie la plus appropriée selon les conditions de conduite.

Les composants d'une voiture hybride

Concrètement, un véhicule hybride est généralement composé :

  • d’un moteur thermique (essence, diesel ou biocarburant) ;
  • d'un moteur électrique ;
  • d'une batterie de traction ;
  • d'un ordinateur.

Fonctionnement hybride : interaction entre moteur thermique et électrique

Les différents éléments de la voiture hybride interagissent. Les véhicules hybrides fonctionnent grâce à une interaction intelligente entre les deux motorisations. Le moteur thermique, relié aux roues motrices, assure l’essentiel de la locomotion en vitesse de croisière. Le moteur électrique, lui aussi relié aux roues, participe à la locomotion dans les vitesses basses. Le moteur thermique (moteur essence, diesel ou biocarburant) est là pour prendre le relais du moteur électrique lorsque la batterie est déchargée ou lors de la conduite à vitesse de croisière. Il assure l'essentiel de la propulsion du véhicule à haute vitesse et contribue également à recharger la batterie pendant son fonctionnement. Le moteur électrique, relié aux roues motrices, fonctionne principalement à faible vitesse, généralement à moins de 40 km/h. Lors des déplacements à faible vitesse ou en ville, le moteur électrique prend souvent le relais pour assurer un fonctionnement silencieux et économe. Il permet de démarrer et de rouler en mode électrique pur sur de courtes distances : une poignée de kilomètres. De plus, il récupère l'énergie cinétique lors des phases de décélération et de freinage, la convertissant en électricité pour recharger la batterie.

La batterie de traction stocke l'électricité produite par le moteur électrique puis la redistribue pour alimenter le moteur électrique et les équipements du véhicule (éclairage, vitres, tableau de bord, etc.). L’ordinateur de la voiture hybride, véritable cerveau du véhicule hybride, optimise en temps réel l'utilisation des différentes sources d'énergie selon la demande du conducteur et des conditions de conduite. L’ordinateur est l’« arbitre ». Il sait d’où vient l’énergie (thermique et électrique), en quelles quantités respectives et où elle doit être distribuée à tout moment. Plusieurs milliers de fois par seconde, il analyse ce que le conducteur demande et ce qui est disponible comme énergie. Il gère la répartition de l'énergie thermique et électrique pour maximiser l'efficacité énergétique et réduire la consommation de carburant.

Types de voitures hybrides : différences et avantages

Il existe trois types de véhicules hybrides qui se distinguent principalement par leurs technologies d'hybridation : les hybrides légers, les hybrides classiques et les hybrides rechargeables. Chacun a ses spécificités et ses avantages. Au moment de se demander comment marche une voiture hybride, on peut diviser les hybridations simples en deux catégories.

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Les hybrides légers (Mild Hybrid)

Les véhicules hybrides légers, aussi appelés micro hybrides ou Mild Hybrids, disposent de la technologie la plus simple et la moins coûteuse. Celle-ci utilise un alterno-démarreur pour assister le moteur thermique. Le système récupère l'énergie cinétique lors des phases de freinage et de décélération, puis la stocke dans une batterie de 48 V. Dans un véhicule à hybridation légère, le moteur alimente constamment la voiture, mais est assisté par une batterie, le plus souvent en phase d’accélération. L’énergie est ensuite utilisée pour démarrer le moteur, couper le moteur à l'arrêt et aider à la propulsion à faible allure. Ce coup de pouce de la batterie réduit la sollicitation du moteur thermique, et lui permet de moins consommer. Cette technologie ne permet qu'une réduction limitée de la consommation de carburant, puisque la capacité de la batterie est relativement faible, mais elle reste une solution économique, particulièrement adaptée à la conduite en ville.

Le + de l’hybride léger : il est idéal pour réduire légèrement la consommation de carburant et les émissions (jusqu'à 15%) sans impliquer un coût d’achat élevé.

Les hybrides classiques (Full Hybrid)

Les hybrides classiques, ou full hybrids, disposent d’une batterie de plus grande capacité que les hybrides légers. Cette technologie permet une conduite 100 % électrique à faible vitesse et sur de courtes distances. À vitesse élevée, le moteur thermique prend le relais lorsque la batterie est déchargée. Dans un véhicule full hybrid, les deux moteurs peuvent fonctionner soit simultanément, soit séparément selon les besoins. Dans les véhicules hybrides classiques, un moteur électrique alimente le véhicule et puise son énergie soit de la batterie, soit du moteur. Cela permet une meilleure optimisation de la consommation de carburant et une plus forte réduction des émissions de CO₂ que celle permise par les hybrides légers. L’avantage des véhicules hybrides dits « classiques », par rapport aux véhicules hybrides légers est leur capacité à fonctionner à l’électricité sur de courtes distances, ce qui réduit encore davantage leur consommation de carburant et leurs émissions, notamment en utilisation urbaine.

Le + de l’hybride classique : il offre une conduite en mode 100 % électrique à faible vitesse, avec une meilleure optimisation de l'énergie et une réduction des émissions jusqu'à 30%.

Les hybrides rechargeables (Plug-in Hybrid)

Les véhicules hybrides rechargeables, ou plug-in hybrids, sont équipés d'une batterie de plus grande capacité que les hybrides classiques. Ce type d'hybride va plus loin que la technologie hybride classique : il peut se recharger automatiquement via un le moteur, qui sert de générateur électrique mais aussi être rechargé à partir d’une alimentation électrique externe, comme une voiture électrique. La batterie peut être rechargée directement via une prise domestique, une borne de recharge publique ou une borne de recharge à domicile, comme c’est le cas pour les voitures électriques. Les hybrides rechargeables offrent une autonomie électrique comprise généralement entre 20 et 70 km, idéale pour les déplacements quotidiens. L’hybride rechargeableComme son nom l’indique, le véhicule hybride rechargeable peut recharger sa batterie en la branchant sur le secteur, ce que ne fait jamais une hybride classique. Lorsque la batterie est déchargée, le moteur thermique prend le relais pour continuer à propulser le véhicule. Ce type d'hybridation maximise l'utilisation de l'énergie électrique, réduit la consommation de carburant et les émissions.

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Le + du véhicule hybride rechargeable : il permet de réaliser des trajets quotidiens en mode entièrement électrique, maximisant ainsi les économies de carburant et réduisant les émissions à zéro pour les courtes distances.

Hybride vs. essence vs. électrique : quel choix pour vous ?

Parce que les véhicules hybrides utilisent l'électricité pour assister le moteur thermique, ils consomment moins de carburant et produisent moins d'émissions polluantes que les véhicules traditionnels. Quant à la voiture électrique, elle ne comporte pas de moteur thermique et elle est alimentée uniquement par l'électricité. Un véhicule électrique (VE) est alimenté uniquement par l’électricité et ne comporte pas de moteur thermique. Elle ne produit aucune émission de CO₂ lors de son utilisation, mais la production d'électricité pour le réseau peut en générer, sauf si elle provient de sources renouvelables. Elle n’est donc pas totalement neutre en carbone. La différence essentielle entre une voiture hybride et une voiture électrique est simple : une fois que la charge de la voiture électrique est épuisée, il ne peut plus être conduit.

À titre comparatif, le total des émissions durant toute la vie d’un véhicule, c’est-à-dire lors de la fabrication et fin de vie de la voiture, la production de la batterie, l’utilisation du véhicule (essence et électricité) est de :

  • 271 t eq CO₂ (tonne équivalent CO₂) pour un véhicule thermique ;
  • 215 t eq CO₂ pour un véhicule hybride ;
  • 79 t eq CO₂ pour un véhicule électrique.

Quant à la consommation de carburant, on estime qu’elle représente une économie de 10 % pour un hybride léger et de 75 % pour un hybride rechargeable, par rapport à une voiture thermique.

Avantages et inconvénients d’une voiture hybride

Les avantages :

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  • Réduction de la consommation de carburant ;
  • Moins d'émissions de CO₂ ;
  • Autonomie étendue grâce à la combinaison des moteurs thermique et électrique ;
  • Moins de stress lié à la recherche de bornes de recharge par rapport à un véhicule électrique ;
  • Flexibilité de fonctionnement en mode électrique ou thermique selon les conditions de conduite.

Les inconvénients :

  • Coût d'achat généralement plus élevé que les véhicules conventionnels ;
  • Complexité mécanique nécessitant des compétences spécifiques pour l'entretien et la réparation ;
  • Bénéfices environnementaux moindres comparés aux véhicules électriques purs ;
  • Poids supplémentaire dû à la présence de deux systèmes de motorisation.

Tout savoir sur la batterie d’une voiture hybride

Composée de lithium-ion, la batterie d’un véhicule hybride est conçue pour absorber et stocker rapidement l’énergie. La batterie d’un véhicule hybride est composée de lithium-ion, un matériau conçu pour absorber et stocker rapidement l’énergie. Sa capacité en kWh varie selon le type d'hybridation. La capacité en kWh de la batterie d’un véhicule hybride classique sera plus importante que celle d’un véhicule hybride léger, tandis que celle d’un véhicule hybride rechargeable sera la plus puissante des trois et aussi la plus lourde. La batterie d’un véhicule hybride classique aura une capacité supérieure à celle d’un hybride léger, tandis que la batterie d’un hybride rechargeable sera la plus puissante et aussi la plus lourde des trois. C’est ce qui lui permet de stocker plus d’énergie pour une utilisation prolongée en mode électrique.

La batterie d’un véhicule hybride se recharge grâce à l'énergie du moteur thermique et au freinage régénératif, qui récupère l'énergie cinétique lors des décélérations. Les hybrides rechargeables peuvent aussi se recharger sur une borne. Les modèles hybrides classiques et hybrides légers sont des véhicules auto-rechargeables. Leurs batteries sont chargées en utilisant l’énergie créée par le moteur à combustion ; il n’est donc pas nécessaire de les brancher. Un véhicule hybride rechargeable peut également se recharger automatiquement, mais le moteur thermique consommera davantage pour à la fois recharger la batterie, et propulser le véhicule.

Enfin, la batterie d'un véhicule hybride est conçue pour durer très longtemps. Contrairement aux batteries des véhicules entièrement électriques, elle n'est pas sollicitée en permanence, ce qui permet de réduire son usure.

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