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Le véhicule hybride

septembre 2015

Toyota a franchi la barre des 8 millions de véhicules hybrides vendus depuis 1997.
  
En 2014, le marché français des véhicules électriques et hybrides s’est consolidé. Il représente, en 2014, 3% du marché global des véhicules particuliers en France, dont 0,6% pour les seuls véhicules électriques.
  
IFP Energies nouvelles (IFPEN) croit dans l’électrification des véhicules pour réduire la consommation de carburant et limiter l’impact des transports sur l’environnement. Elle passera en très grande majorité par un taux d'hybridation adapté à l'usage.
  
Les travaux d'IFPEN dans le domaine couvrent :

  • le développement de machines électriques et leur électronique de puissance,
  • le stockage de l'énergie et sa recharge,
  • et enfin l'optimisation de l'utilisation de l'énergie à bord des systèmes hybrides complexes.
Gaëtan Monnier

 

Entretien avec Gaëtan Monnier,
directeur du centre de résultats Transports d'IFPEN sur les enjeux du secteur transport et les différentes solutions de voiture économe parmi lesquelles le véhicule hybride.

 

 

Quels défis doit relever aujourd'hui le secteur des transports ?

G.M. : Le secteur des transports, en lien direct avec le développement économique, se heurte à plusieurs contraintes :

  • la volatilité du prix des carburants, en lien avec celui du pétrole ;
  • le durcissement des réglementations visant à :
    • réduire les émissions de CO2 : l’émissions moyenne de CO2 des voitures particulières neuves vendues sur les 5 premiers mois de 2015 a été de 125 g/km en Europe (pour une cible à 130 g/km) et 115 g/km en France. L'objectif européen d'émission moyenne de CO2 pour les véhicules particuliers commercialisés en 2021 est de 95 g/km ;
    • limiter les émissions de polluants comme les NOx ou les particules.

Par ailleurs,  le nombre de véhicules en circulation croît, en particulier dans les pays émergents.

Face à ces contraintes, le secteur des transports travaille dans deux directions :

  • développer des moyens de transport qui consomment moins d'énergie ;
  • promouvoir des carburants alternatifs à faibles émissions de CO2.

 

Pour l'automobile, quels types de voitures vont émerger dans les prochaines décennies ?

G.M. : Il n'y aura pas UN modèle universel en réponse au besoin de mobilité, mais au contraire une diversité croissante des technologies et des véhicules en fonction des segments de marché, des usages, du pays où l'on se trouve, etc.

Les motorisations thermiques présentent encore un fort potentiel d'amélioration. En 5 ans, la consommation des voitures commercialisées en Europe a été réduite de 10 à 15 %. Un gain supplémentaire de 40 à 50 % est encore possible. L'objectif fixé par le gouvernement d'un véhicule particulier consommant 2L aux 100, d'ici à 10 ans, semble donc tout à fait réaliste.

Pour les moteurs diesel, l'évolution du système de combustion et de la boucle d'air (suralimentation, EGR, distribution variable, etc.) et l'arrivée de nouveaux systèmes de dépollution pour les NOx va permettre d'améliorer le compromis consommation/émissions de polluants.

Pour les moteurs à essence, les nouvelles technologies telles que la réduction de la cylindrée couplée à la suralimentation, les systèmes d'injection directe et de distribution variable apporteront jusqu'à 25 % de gain de consommation.

Des moteurs adaptés à l'utilisation de biocarburants comme l'éthanol ou le bio-méthane et au gaz naturel permettront de réduire significativement les émissions de CO2. Enfin, l'émergence du véhicule hybride, dont la diffusion devrait se généraliser à l'horizon 2020-2030, apparait comme incontournable dans la quête de l'optimisation des réductions d'émissions CO2 et de l'amélioration des performances environnementales.

 

Quelle place aura le véhicule hybride ?

G.M. : Les véhicules hybrides et électriques devraient représenter entre 5 et 15 % de part de marché au niveau mondial à échéance 2020, en fonction de l’évolution des prix du pétrole d’ici là.

En associant des moteurs thermique et électrique, ainsi qu'un stockage intermédiaire d'énergie par batterie, la voiture hybride constitue l'une des technologies les plus performantes pour réduire la consommation de carburant.

Les véhicules purement électriques présentent également un intérêt, mais préférentiellement sur des flottes captives ou un usage de type urbain, en raison de l'autonomie limitée dans l'état actuel des technologies de stockage électrochimique.

 

Quelle est l'activité d'IFPEN dans le domaine des transports ?

G.M. : IFP Energies nouvelles est un acteur clé de la recherche dans le domaine des transports. Nous développons des solutions technologiques pour améliorer le rendement des motorisations, optimiser l'utilisation de l'énergie et limiter au maximum l'impact sur l'environnement.

Le domaine du véhicule hybride fait partie de nos priorités. Nos axes de recherche portent sur :

  • une optimisation de l'architecture physique des nouvelles motorisations hybrides dotées d'un système de contrôle performant ;
  • l' amélioration des briques technologiques spécifiques aux architectures hybrides ;
  • le développement d'outils de simulation numérique au service du dimensionnement des différents composants (système de stockage électrique, moteur électrique, thermique, etc.) ;
  • le développement et l'optimisation des lois de contrôle de ces composants ;
  • la gestion optimale de l'énergie à bord.

IFPEN s'appuie pour cela sur ses compétences pointues en technologies moteur, modélisation, simulation et contrôle (optimisation de la performance via des algorithmes de calcul).

IFPEN participe à de nombreux projets qui réunissent partenaires industriels et académiques ; parmi eux le projet Hydivu, coordonné par Renault, vise à réduire de 25 % les consommations et les émissions d’un véhicule utilitaire via l’hybridation.

 

En savoir plus :

+ Les clés pour comprendre > Automobile et carburants
+ Les grands débats > Quel avenir pour l'automobile ?
+ Axes de recherche > Transports innovants
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Chiffre clé

c'est la part des ventes de véhicules électriques et hybrides dans le marché global des véhicules particuliers en France en 2013