Brève histoire du moteur électrique hybride : du XIXe siècle à son évolution technique récente

Beaucoup pensent que l'histoire des moteurs électriques hybrides commence avec la Toyota Prius en 1997. Et bien qu'ils ne le soient pas sans raison (c'était en effet le premier véhicule hybride à succès), ses origines sont vraiment aussi anciennes que celles de la voiture thermique elle-même.

Il y a aussi ceux qui pensent qu'avec l'avènement de la voiture électrique, les jours des moteurs électriques hybrides sont comptés et qu'ils deviendront obsolètes dans quelques années. Mais la vérité est que la technologie hybride, bien que pleinement mature et développée, continue de s'améliorer à pas de géant .

Dans les prochaines lignes, nous allons faire un bref mais complet rappel de l'histoire des moteurs électriques hybrides. Ce n'est qu'ainsi que nous pourrons évaluer les énormes progrès qui ont été accomplis et le grand avenir qui les attend .

Premiers hybrides, aussi vieux que la voiture à combustion

Le XIXe siècle, avec les découvertes récentes de la machine à vapeur, de l'électricité et des combustibles fossiles, a été abondant dans le développement d'une grande variété de moteurs. François Isaac de Rivaz crée le premier véhicule à moteur à combustion interne (Suisse, 1807), tandis que Robert Anderson fera de même avec un véhicule alimenté par des batteries électriques (Royaume-Uni, 1830). Les différentes technologies étant étudiées en parallèle, il n'était pas rare que plusieurs soient parfois testées en combinaison sur le même véhicule .

Ainsi naquirent le tram à essence hybride de Patton (USA, 1890), les brevets d'hybridation pour les bus de Dowsing et Epstein (Royaume-Uni, 1896), les véhicules électriques d' Emilio de la Cuadra qui pouvaient parfois incorporer une essence en série (Espagne, 1898 ), ou la Voiturette des frères Pieper (Belgique, 1899).

La première voiture hybride produite commercialement fut la Lohner-Porsche Mixte (1899, introduite à Paris en 1900). Elle disposait d'un moteur à essence qui alimentait une dynamo pour faire fonctionner ses moteurs électriques, mais aussi pour stocker l'énergie dans des batteries et rouler en mode électrique sur pas moins de 64 km. 300 unités ont été construites, y compris des versions à traction intégrale et de course.

Bien que les véhicules hybrides se soient avérés efficaces, en 1908, les automobiles bon marché produites en série sont arrivées pour rester pour de bon. Poussé par l'industrie pétrolière et profitant des investissements gouvernementaux dans l'aviation militaire , le moteur thermique a fini par l'emporter sur les technologies hybrides. Malgré tout, de grandes propositions ont été lancées, comme le Galt Gas Electric (Canada, 1914), le Woods Dual Power (USA, 1917) ou le Owen Magnetic Model 60 (USA, 1921).

Prise de conscience environnementale et crise pétrolière, clés du renouveau de l'hybride

À de rares exceptions près, les véhicules hybrides ont été oubliés par l'industrie pendant près de 50 ans. Il faudra attendre les années 1960, avec la prise de conscience environnementale croissante du public, et surtout jusqu'à la crise pétrolière de 1973 , lorsque certaines idées d'hybridation commencent à être reprises.

Aux États-Unis, différentes initiatives pour l'industrie sont lancées, comme une loi de recherche sur les véhicules électriques en 1976, ou la création de l'association PNGV pour la nouvelle génération de véhicules en 1993. Des propositions comme le XP-883 de GM (1969) ou les prototypes du Dr Andrew Frank de l'Université de Californie (1985), mais rien qui n'ait atteint le stade commercial.

Toyota, en tant que constructeur déjà implanté sur le sol américain, a demandé à rejoindre le PNGV, mais en a été empêché par la stricte réglementation protectionniste du pays. Ils le regretteraient bientôt.

Le constructeur japonais avançait rapidement sur son projet G21 , le germe de la Toyota Prius, avec une date en tête : le protocole de Kyoto de décembre 1997. Ainsi, le prototype XW10 fut présenté en 1995, et à peine deux ans plus tard et juste avant l'événement, la version commerciale de la Prius a été lancée .

La Prius n'était pas la seule voiture hybride lancée au cours de ces années. Une autre version commerciale a également été lancée en 1997, mais son prix était exorbitant et seulement quelques dizaines ont été vendues. En 1999, le marché japonais a également produit l'hybride occasionnel, mais il n'a pas non plus atteint la popularité de la Prius, à défaut de ce pour quoi le modèle Toyota avait été conçu : praticité d'utilisation, confort au volant et très faible consommation pour les nouvelles familles.

Toyota et l'ère des véhicules hybrides

La Toyota Prius de 1997 apporterait la première génération du Toyota Hybrid System (THS), la technologie de propulsion hybride du constructeur japonais. Il a marqué la première de la configuration "série-parallèle" ou "combinée", avec un moteur à combustion interne (ici, à essence) et deux moteurs électriques ou générateurs pour chacune des modalités. Cela permettait au véhicule de combiner les deux puissances (thermique et électrique), de recharger les batteries tout en roulant, et même de rouler en mode tout électrique pendant quelques kilomètres.

En 2004, la deuxième génération du THS arriverait, rebaptisée pour des raisons commerciales Hybrid Synergy Drive (HSD). Il s'agissait d'un raffinement du système précédent, incorporant des améliorations substantielles du freinage régénératif et une climatisation plus efficace. La fiabilité a également été améliorée , Toyota étendant la garantie sur tous les composants du système à 8 ans ou 100 000 miles. Il était si bon qu'il a été utilisé pour la Yaris 2012. Il a également été utilisé dans la version hybride du Highlander 2005, avec un troisième moteur électrique assurant une traction 4x4.

En 2009 serait lancée la troisième génération du THS/HSD, qui se caractérise par l'utilisation d'un moteur à essence de 1,8 litre plus léger et plus compact, mais aussi plus puissant (98 du total 134 ch). Il a également permis l'incorporation de différents modes de conduite, ce qui a élargi la polyvalence du système hybride. Ainsi, son utilisation a été étendue à des modèles tels que l'Auris hybride 2010, le RAV4 hybride 2016 ou la Yaris hybride 2012 mentionnée précédemment.

2016 a été l'année de la première du système hybride de quatrième génération . La taille et le poids du moteur de traction électrique sont réduits et l'efficacité thermique du moteur à essence est améliorée. Grâce à cela, le niveau de consommation et d'émissions est encore réduit, permettant de rouler en ville en mode électrique la plupart du temps. Outre la Prius 2016, le système serait installé sur le tout nouveau C-HR 2016, la Corolla 2019 rappelée et les Yaris et Yaris Cross urbaines 2021. Des versions à traction intégrale du système ont également été installées sur la RAV4 2016. 2019 et le Highlander 2021.

L'hybride, une alternative d'avenir pour la voiture thermique

La cinquième et dernière génération de l'Hybrid Synergy Drive fera ses débuts pour la première fois dans un modèle autre que la Prius, en l'occurrence dans la nouvelle Toyota Corolla 2023. Les moteurs électriques sont désormais plus légers et plus compacts que jamais, et un moteur thermique plus puissant et plus efficace est obtenu. Tout cela marque de nouveaux jalons et permet à Toyota de parler de « zéro émission » sur la route en ville.

Sans surprise, Toyota continue de s'appuyer sur son système hybride depuis de nombreuses années. Conscient que les prix des voitures électriques sont encore très élevés pour la majorité, et que le réseau de bornes de recharge doit encore s'étoffer, Toyota soutient que le véhicule hybride est aujourd'hui la grande alternative au véhicule thermique.