Remarques sur les différences entre l'essence et le diesel sur les autos hybrides

Sujet conflictuel

Essence ou diesel, les vendeurs auto ont appris à faire très attention. On demande doucement au client s'il est plutôt essence, ou plutôt diesel, et en fonction de sa réponse, on embraye sur le baratin que le diesel, ça a du couple, c'est économique et que l'essence n'apporte rien, ou que le gazole ça pue et que le plaisir de conduite ne commence qu'au-delà de 5000 tr/mn... Mais là où le débat a pris une ampleur nouvelle, c'est que le président de la République s'y est engagé, prenant parti pour l'hybride diesel lors de ses vœux. Et voilà qu'à peine quelques jours plus tard, pour marquer la bonne coordination de l'industrie avec le politique, PSA Peugeot-Citroën annonçait qu'il allait dévoiler sous peu 2 concepts d'hybrides diesel. Les seuls hybrides jamais commercialisés dans ce pays ayant toujours été à essence, le français moyen n'a pas de références, et cet article va alors tenter d'établir les différences (et leurs conséquences) entre un moteur essence et un diesel dans une application de propulsion hybride avec un moteur électrique.

Avant cela cependant, 3 choses sont à signaler. La première concerne le leader de l'hybride, position occupée par Toyota de manière indiscutable. Le premier hybride de Toyota, était-ce un diesel ou un essence ? C'est la question piège, et la réponse est la voiture rouge au-dessus. Son nom est Toyota Sports 800 GT, le GT étant pour Turbine à Gaz. Second point, l'hybride diesel est-il récent, absolument pas, comme en témoigne ci-contre cet autobus Mercedes hybride diesel/électrique de... 1969. Et troisième point, y a t-il déjà des hybrides diesel commercialisés ? Oui, et plusieurs. Ce site avait déjà publié un article sur le Toyota Dyna hybride le 30 mars 2004, et on voit ci-dessous la version Hino de cet utilitaire (Hino est une marque appartenant à Toyota). Plus bas, un autobus GM à transmission hybride Allison (à Aspen, Colorado), et encore en-dessous, un bus Orion VII hybride (à New York), de DaimlerChrysler. Tous ces véhicules sont des utilitaires lourds ou semi-lourds, dont aucun n'est disponible sur le marché français (cela va venir), et il y a aussi le Toyota Toyoace, l'Hino Ranger ainsi que l'International Truck Hybrid, mais nous les présentons pour établir que l'hybride diesel n'est plus au stade du prototype, mais une réalité concrète qui circule en plusieurs milliers d'exemplaires en Amérique et en Asie. Il ne faut pas avoir d'idées préconçues.

La principale différence entre un moteur à allumage commandé (à essence) et un moteur à allumage par compression (diesel) est dans leur plage de régimes. Un essence est utilisable de 1000 à 6000 tr/mn, soit une plage de 5000 tours, alors qu'un diesel ne peut guère aller au-delà de 4500 tr/mn. Pire, la plupart des diesels d'aujourd'hui sont creux et inertes tant que leur turbo ne fait pas effet. La plage d'utilisation n'est alors que de 2000 à 4000 tr/mn. Soit une plage d'utilisation tout à fait minable de 2000 tours ! Il faut aimer changer fréquemment de rapports ou avoir une boite automatique. Mais est-ce gênant dans le cadre d'une propulsion hybride, pas vraiment.

Si nous nous référons à la Toyota Prius, l'hybride de base par rapport à laquelle on juge toutes les autres, il est immédiatement apparent que son moteur thermique ne tourne jamais vite. Le constructeur ne propose malheureusement pas de compte-tours pour s'en assurer, mais lors de nos essais, nos oreilles ne nous ont jamais indiqué le bruit d'une mécanique à haut régime. D'ailleurs, on peut remarquer que le moteur de la Prius est dérivé de celui de feu la Yaris TS, qui donnait 105 ch à 6000 tr/mn, alors que dans la Prius, il n'y a plus que 77 ch à 5000 tr/mn. Nous comprenons que Toyota, pour adapter son moteur à la propulsion hybride et le rendre plus sobre, en a réduit la plage d'utilisation. Avec la transmission CVT qui permet une très grande amplitude de démultiplication, il n'y a pas besoin d'une large plage d'utilisation du moteur thermique. Sans compter que s'il y a vraiment besoin d'un moteur qui tourne très vite, on peut demander cela au moteur électrique. Celui de la Prius ne le peut, mais il y a d'autres exemples de moteurs électriques parfaitement fiables à plus de 12.000 tr/mn. A charge ensuite à la transmission de gérer l'association d'un moteur électrique tournant très rapidement avec un moteur thermique tournant lentement (dans le shéma d'un hybride parallèle), mais c'est un problème que les ingénieurs savent résoudre en 2006.

Seconde grosse différence entre l'essence et le diesel, le second chauffe moins que le premier. On ne peut pas donner de chiffre, car cela dépend du moteur comme de la saison, il faut un certain temps pour qu'un moteur atteigne sa bonne température de fonctionnement, mais il est pourtant impératif qu'il parvienne à cette température le plus rapidement possible, car ce n'est qu'à ce moment que son système de dépollution devient pleinement effectif. Avec l'idée supplémentaire de conserver le moteur chaud pour en faciliter le redémarrage, le moteur de la Prius a été conçu avec une petite bouteille Thermos de 3 litres qui stocke du liquide de refroidissement bien chaud quand on coupe le contact le soir, pour le remettre dans le circuit et réchauffer ainsi rapidement le moteur quand on remet le contact le lendemain matin. Sur un moteur diesel, il faudrait un système analogue dimensionné un peu plus gros.

Troisième différence, la combustion d'un moteur diesel émet des particules, et il faut les éliminer. On sait heureusement le faire, avec un filtre à particules (FAP), mais il convient d'éviter que le moteur thermique ne se coupe lorsque le FAP est en phase de regénération. Donc désactiver la fonction d'arrêt du thermique, et quelle chance, cette faculté de désactivation existe déjà. Elle sert lorsque la batterie est à sa charge minimale, il faut alors obligatoirement laisser tourner le thermique pour qu'il la recharge. Ce ne serait donc quelques lignes de code à rajouter au boitier de gestion du système hybride.

Et la preuve que ce n'est pas une difficulté, elle est dans ce que le concept Toyota ES3, de 2001 (ci-dessus) possédait un FAP de première génération, les ingénieurs avaient su s'en accomoder. Et avec de bons résultats, puisque Toyota avait calculé que la moyenne de consommation normalisée de cette auto était de 2,7 l/100 km ! Mais ajoutons de suite que ce chiffre exceptionnel n'était pas le seul fruit de la transmission hybride, mais aussi celui de la légereté exceptionnelle de ce concept, qui ne faisait que 700 kg. Quant au concept Golf EcoPower TDI hybride de Volkswagen (ci-contre), il est donné pour une moyenne de 3,8 l/100 km. Nous précisons que cette auto est une Golf IV, 5 portes, TDI de 104 ch, alors que le concept ES3 de Toyota est plus petit qu'une Yaris, avec le D4D 1.4 litres de cette auto.

Mais si tous les constructeurs ont des hybrides diesel en cours de développement (même Toyota), des petites entreprises se lancent aussi sur ce créneau porteur. Nous citons par exemple Green Propulsion, dont le prototype (ci-contre) réalisé à partir d'une VW Lupo 3 Litres n'émettait plus que 60 g/km de CO2 ! Avec de tels chiffres, il y a clairement un bel avenir commercial pour l'hybride diesel, et ce rédacteur, qui s'est assis dans une hybride diesel pour la première fois en 1991, en est convaincu de longue date. Mais tout le potentiel de cette architecture est pourtant encore totalement à explorer (exemple... ), et par pitié, que plus personne ne dise que le moteur diesel n'est pas adapté aux démarrages/redémarrages fréquents. Il y a partout dans le monde des milliers et des milliers de chauffeurs de taxis et de livreurs qui démarrent/arrêtent/redémarrent leurs diesels toute la journée, tous les jours, et cela marche !

Pour autant, se dire partisan de l'hybride diesel, ou de l'hybride essence, nous semble être une sorte de racisme technologique, et équivalent à renier l'hybride. L'hybride est une superbe technologie qui permet de récupérer l'énergie perdue au freinage, d'éviter les gaspillages d'énergie lorsque la voiture est arrêtée au feu rouge... Alors si nous sommes partisans de l'hybride, nous en souhaitons l'application aux grosses voitures à essence, aux petites voitures à essence, aux petites voitures diesel et aux grosses voitures diesel. Aux voitures jaunes et aux voitures bleues. A toutes les voitures ! Toyota a toujours dit que le but était la généralisation de l'hybride, et Mercedes semble aussi de cet avis : lors du dernier salon de Francfort, le constructeur allemand présentait 2 Classe S hybrides, l'une essence, l'une diesel. Comme cela, le client aura le choix.

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