Une automobile hybride électrique est une automobile  faisant appel à deux stockages d’énergie distincts pour se mouvoir, dont l’un de nature électrique  . Un tel véhicule n’a pas besoin d’une source extérieure d’énergie électrique (de type branchement au réseau électrique), mais peut bénéficier d’un tel système : c’est alors une automobile hybride rechargeable.

On les désigne généralement simplement comme voiture hybride dans le cas de l’association d’un moteur thermique et d’une machine électrique réversible. Un véhicule hybride « électrochimique-électrique » utilise une pile à combustible pour produire le courant destiné au moteur électrique. Les hybrides font appel à un dispositif de stockage électrique réversible (super-condensateur ou batterie d’accumulateurs).

Le principe général de fonctionnement consiste à combiner un moteur électrique (souvent réversible en générateur) avec un moteur thermique pour propulser un véhicule.

Les différentes phases de fonctionnement :

• Lorsque le véhicule est immobile, les deux moteurs sont à l’arrêt ;

• Au démarrage, c’est le moteur électrique qui assure la mise en mouvement de la voiture, jusqu’à une vitesse de l’ordre de 50 km/h ;

• Lorsqu’une vitesse plus élevée est atteinte ou qu’une accélération forte est demandée, le moteur thermique prend le relais pour remplacer progressivement le moteur électrique ;

• En cas de très forte accélération, les deux moteurs fonctionnent simultanément, ce qui permet une accélération supérieure ;

• En phase de décélération, de descente et de freinage, une part de l’énergie cinétiqueest transformée par le moteur/générateur en électricité pour recharger les batteries, assurant ainsi le rôle de frein moteur et soulageant les freins mécaniques.

La gestion de l’ensemble est en général confiée à l’électronique embarquée qui tient compte de l’état de charge de la batterie, de la température du moteur thermique et de celle du catalyseur, des besoins en chauffage et en climatisation et de la pression sur les pédales d’accélérateur et de frein. La récupération d’énergie au freinage n’est pas disponible sur tous les véhicules hybrides.

Crise du pétrole et contrainte écologique obligent, de nombreux constructeurs automobiles ont annoncé des programmes de recherche importants dans ce domaine, notamment GM, qui s’associe dans ce domaine avec Mercedes et BMW, Fordayant acquis la technologie de Toyotade première génération, et plus récemment PSAqui s’est associé à divers grands équipementiers pour réaliser la première voiture hybride diesel-électrique, dans le cadre d’un important programme de développement soutenu par l’Agence pour l’Innovation Industrielle.

Avantages

Ce type de motorisation diminue de 10 à 30 % la consommation des véhicules suivant l’utilisation (la conduite urbaine offrant les plus grands gains et la conduite autoroutière les plus faibles) et permet également de limiter les émissions polluantes proportionnelles à la consommation de carburant. La motorisation hybride est donc particulièrement intéressante pour les taxis et elle commence à être appliquée aux autobus et camions aux États-Unis, en Europe et au Japon.

Ne puisant son énergie que dans le carburant, au moins dans les réalisations actuelles, une motorisation hybride ne doit pas être comparée à une motorisation électrique : il s’agit simplement d’une motorisation thermique optimisant l’usage de l’énergie. L’hybridation est à l’origine d’importants progrès dans les années 2000, permettant à des véhicules hybrides à essence de présenter un bilan en termes d’émissions de polluants meilleur que celui des véhicules diesel, similaire en termes de CO₂ mais avec moins d’émissions de polluants aériens.

Inconvénients

Les accumulateurs électrochimiques de ces véhicules n’auraient pas une durée de vie aussi longue que le véhicule lui-même : il faudrait donc changer ceux-ci une ou plusieurs fois avant le recyclage total du véhicule, ce qui entraînerait un surcoût de maintenance et une obligation importante de recyclage pour le fabricant. Cependant, des marques proposant les systèmes hybrides garantissent spécifiquement le système hybride dont la batterie (8 ans ou 160 000 km pour la Prius en France, 8 ans et kilométrage illimité pour la Honda Civic IMA).

Critiques

Certains constructeurs ont avancé le fait que l’économie en carburant occasionnée par la technique hybride pour des véhicules à essence était proche de celle du passage de l’essence au gazole, et qu’elle n’était donc pas intéressante pour eux sur les marchés ayant fait le choix d’un fort taux d’utilisation de moteurs diesel comme l’Europe. Ce discours occulte l’impact supérieur des émissionsde NOxet de particules fines de carbone des moteurs diesel. Certains fabricants européens projettent des hybrides diesel, espérant obtenir des émissions de CO₂ encore inférieures.

Enfin, d’autres critiques notent que certains 4×4 bien qu’hybrides (Lexus…) restent néanmoins très énergivores comparés à des berlines, mais bien moins toutefois que des 4×4 essence non hybrides.

Selon Patrick Coroller, Directeur national Air et Transport de l’ADEME, « les solutions hybrides ne sont pas pertinentes et ne soutiennent pas la comparaison par rapport aux dernières générations de véhicules purement électriques utilisant des batteries à haute capacité de stockage ». Toujours selon lui, « les solutions d’hybride essence et à plus forte raison Diesel ne seraient pas adaptées aux marchés des prochaines décennies et sur un plan environnemental, seule la voie de l’hybride rechargeable mérite un soutien à condition de maintenir une origine très majoritairement non polluante de l’électricité » (c’est la voie choisie pour la Toyota Prius III, par exemple). Toutefois, l’avantage des hybrides sur l’électrique pur est leur autonomie non limitée par les batteries, qui les rend utilisables sur de plus longs trajets sans avoir à se préoccuper de la recharge des batteries (et à vitesse plus élevée, sur autoroute par exemple).

On peut cependant souligner les problèmes de recyclage des batteries d’une solution purement électrique ou hybride, ainsi que le problème de ressources (en particulier la disponibilité du lithium utilisé dans les batteries de type Lithium-Ion) qui se poserait si le nombre de véhicules devait être très élevé : près de 14 millions de véhicules se vendent chaque année dans la Communauté Européenne.