Double essai ! La Toyota Prius de série, et celle kitée avec des batteries Saphion

La course vers le moins

Vouloir plus. Tout le progrès vient de là. C'est parce qu'il voulait plus que Toyota a développé la Prius, et c'est aussi parce qu'ils veulent plus que certains clients ne se contentent pas de leur auto dans sa configuration usine. Ils vont alors chez Autodelta, Brabus, Hartge, MTM ou Ruf, pour avoir plus de chevaux. Les préparateurs. Aucun n'a encore commercialisé de kit spécifique à la Prius (sinon Modellista, le tuner officiel de Toyota au Japon, mais il ne s'agit que d'un kit carrosserie, avec des ressorts courts, voir ci-dessous), mais on connait pourtant 3 entreprises qui travaillent sur cette base, et Moteur Nature a eu l'opportunité d'essayer une voiture de développement. Pour avoir de bonnes références, nous avions arrangé l'essai d'une Toyota Prius de série le même jour, le matin, avant la version modifiée l'après-midi. On a cassé la croûte entre les 2.

Préparer une Prius, c'est un projet fantastique, mais il faut avant de commencer définir dans quel but. La plupart des préparations ont pour objectif un gain de performances. Toyota a d'ailleurs lui-même modifié une Prius dans ce but (ci-dessous). Et c'est bien vrai que ce ne serait pas inutile. Notre essai de la Prius de série (le troisième) l'a encore confirmé. La voiture est d'une puissance satisfaisante en ville, mais sur autoroute, c'est vite juste. Les journalistes allemands (un peu chauvins) qui avaient planté la Prius en la comparant à une Golf TDI 140 ch (proposée au même tarif), n'avaient pas totalement tort. Sur l'autobahn à allure soutenue, la Golf TDI a nettement plus de pêche que la Prius, même si aux allures légales, elle n'est jamais à la peine. On note d'ailleurs que la voiture japonaise plafonne à 170 km/h, alors que la Golf monte à + de 200 km/h.

Bref, si Moteur Nature était chef de projet pour préparer une Prius, il est clair que ce serait pour rendre l'auto plus puissante, mais ce n'est pas la voie qu'ont choisi les ingénieurs d'EnergyCS qui ont développé l'auto de notre essai. (Pour nous satisfaire et tous ceux qui aiment la performance, essai la semaine prochaine d'un hybride qui POUSSE). Une voiture de sport hybride, 2 portes, Toyota travaille sur le sujet, on devrait la voir apparaître sur un salon en 2006. Mais le point fort de la Prius, c'est sa frugalité, et c'est ce point que le préparateur a choisi d'améliorer. Une chose qui n'a rien de simple, tant est grande l'excellence du travail des ingénieurs nippons, surtout qu'il n'était pas question de dénaturer l'auto.

On sait en effet qu'il serait possible de rendre une Prius plus performante et plus économique, mais ce serait au détriment de sa fabuleuse douceur de fonctionement (voir la newsletter du 09/05/2005). Cette grande douceur, c'est justement elle qui donne l'impression de puissance au volant de l'auto. On la remarque particulièrement lors des reprises à petite vitesse. De 40 à 80 km/h, il n'y a aucun à-coup, l'accélération est continue, progressive, on a vraiment l'impression d'avoir une grosse cylindrée sous le pied. La sensation est très proche de celle qu'on ressent au volant d'une grosse Mercedes, lorsqu'on accélère très doucement (parce que si on accélère franchement, la boite auto de la Mercedes rétrograde de suite). De plus, nous n'avons pas le matériel pour mesurer le bruit à bord d'une auto, mais la Prius est vraiment une auto silencieuse. Ce qui ajoute à la sensation, et incite à une conduite coulée (ce qui ne veut pas dire lente).

Nous étions par contre totalement d'accord avec le préparateur sur l'utilité d'améliorer l'instrumentation. Sur presque toutes les voitures conventionnelles, le conducteur a en permanence devant les yeux, un compte-tours, un thermomètre d'huile moteur et une jauge à carburant. Alors sur une Prius, pour être logique, il faudrait avoir tout cela en double. 2 compte-tours, un pour le moteur thermique et un pour l'électrique, afin que le conducteur puisse visualiser que les 2 ne tournent pas au même régime (quand ils tournent tous les 2 !). 2 thermomètres, parce qu'un moteur électrique lui aussi peut chauffer, et a d'ailleurs besoin d'un circuit de refroidissement, et enfin 2 jauges à carburant, ou plutôt indicateurs de sources d'énergie. L'une indiquant ce qu'il reste dans le réservoir d'essence, l'autre la quantité d'électricité résidant dans la batterie. Et donc cela en permanence sous les yeux, devant le conducteur.

Parce que l'instrumentation de la Prius de série est ingénieuse, mais elle est plus ludique que minutieuse. Pour ceux qui ne connaissent pas, l'exemple ci-contre présente le cas où les roues motrices sont emmenées par les puissances cumulées des moteurs thermique et électrique. On voit aussi que la puissance du moteur thermique est divisée pour être, pour partie, transmise aux roues, et pour une autre partie, sert à alimenter le moteur électrique (par le biais du générateur, non représenté sur ce shéma). Quant au moteur électrique, il ne se contente pas de prendre son énergie dans celle produite par le moteur thermique, il se nourrit aussi à la batterie. C'est un exemple de mode de fonctionnement de la Prius, et sur le shéma dont les éléments mécaniques sont fixes, les flèches s'affichent, ne s'affichent pas ou changent de sens selon la situation. Alors cela fait déjà beaucoup d'informations, mais on en voudrait pourtant encore plus : quelle est par exemple la répartition de la puissance transmise aux roues ? Quelle proportion vient du moteur thermique, quelle autre de l'électrique ?

Beaucoup de questions, beaucoup de souhaits, cependant contrecarré par la nécessaire simplicité d'une auto destinée au grand public. Pourtant, pour les férus de technique, il y a de quoi faire, et quand Porsche sortira un hybride, on est déjà certain que son instrumentation ne ressemblera en rien à celle de la Prius... Pour le préparateur, ce fut donc le premier travail que d'améliorer l'instrumentation de l'auto. On le voit ci-contre, 2 boitiers ont été rajoutés. Un au-dessus du volant, et un second au centre, sur le bas de la planche de bord. Ces photos ont été prises lors de l'arrivée de l'auto au rally précedent l'EVS21 (ci-dessous face au contrôleur). C'est en effet la voiture qui a participée à la course que nous avons pu essayer, bleue avec l'intérieur beige (on veut cette couleur en France SVP, il y en a assez du gris !) et immatriculée en Californie. (Nous n'avons pas fait de photos lors de notre essai, car nous étions trop occupé à discuter avec les ingénieurs qui ont conçu l'auto.)

La différence de cette Prius avec le modèle de série est d'être... une vraie hybride. C'est presque de la provocation de présenter les choses comme cela, pourtant, si tout le monde est d'accord pour dire qu'une voiture hybride est une auto fonctionnant avec 2 moteurs utilisant des énergies distinctes, il serait assez logique de dire qu'un vrai hybride est celui qui offre le choix de l'énergie avec laquelle on se ravitaille (mais pour ne pas choquer, on parlera de cette Prius hybride comme d'un hybride plug-in). Cette Prius offre ce choix, elle possède en lieu et place de la batterie Panasonic livrée par Toyota, des batteries Saphion®. C'est le nom des batteries inventées par Valence Technology, une entreprise du Texas, associée à EnergyCS.

Cette nouvelle batterie Saphion®, système U-Charge™ est une Lithium-Ion, mais ses concepteurs l'ont packagée pour lui donner le look, et le voltage, d'une batterie auto traditionelle (on verra leurs objectifs sur leur site). Le voltage nominal est de 12.8 V, et l'apparence est celle d'une classique plomb-acide. Partant de cette base, les ingénieurs (en collaboration avec les ingénieurs de Valence) ont formé un pack d'une capacité de 9 kWh. Soit 6 fois celle de la batterie d'une Prius de série (qui est de 1,5 kWh). Prenant le volant, nous nous attendions à rouler beaucoup plus souvent en mode électrique seul, genre par exemple pour pouvoir rouler à 70 km/h sur le seul moteur électrique, quand le modèle de série est là limité à 50 km/h. Et bien non. Il n'y aucune différence perceptible à la conduite entre la Prius de série et la Prius modifiée. Nous fûmes déçus !

Cela pour une question d'argent en fait. Pour simplifier la préparation, ni le moteur thermique, ni le moteur électrique, ni l'ordinateur central qui commande l'auto n'ont été modifiés. Les modifications ont été limitées à la batterie, son contrôleur, et à l'ajout d'un système de recharge sur une prise de courant classique. Cela veut dire que les restrictions imposées par l'ordinateur central de la Prius sont toujours actives : en mode électrique seul, la vitesse est limitée à 50 km/h, et l'autonomie à 2 km. Ce sont des mesures de sécurité pour éviter une décharge profonde de la batterie Panasonic de série. Alors, pour contrer cet ordinateur central qui interroge sans arrêt le contrôleur de la batterie pour connaitre son état de charge, les ingénieurs ont imaginé de lui envoyer les données qu'il veut y trouver. Même si cela ne correspond pas à la réalité, mais cela marche !

Car c'était nécessaire : la batterie Saphion® peut sans danger accepter une décharge beaucoup plus profonde que la Nimh de série. En clair, le truc est que si la batterie est déchargée à 50 %, le contrôleur de batterie envoie à l'ordinateur central l'info qu'elle est chargée à 85 %. Comme cela, il laisse l'auto rouler plus longtemps avec l'électrique, et on économise de l'essence, avec la faculté de recharger les batteries à son domicile le soir. Bien sûr, Toyota n'aurait pas fait les choses comme cela, mais nous avons pu constater que ce système marchait très bien, et l'auto avait déjà été testé sur plusieurs milliers de km dans cette configuration. Sur ce prototype, c'était même programmable manuellement, on appuyait sur le bouton, et on augmentait l'indication de puissance électrique restante transmise à l'ordinateur central (entre autres choses, il y a tellement de réglages possibles sur un hybride...). Enfin, l'avantage principal est d'épargner le coût d'une complexe reprogrammation de l'ordinateur central de la Prius. Car rappellons-le, le but est de développer un kit simple à monter et abordable, commercialisable auprès de tout propriétaire de Prius désireux d'améliorer son auto.

Ce qui nous amène à la question principale : est-ce que cela marche ce truc-là ? Est-ce que cela diminue vraiment la consommation d'essence d'augmenter la capacité électrique d'une Prius ? Oui. Sur ce sujet délicat, on entend des chiffres assez farfelus, comme quoi la Prius plug-in ne consommerait plus qu'un seul petit litre aux 100 km, nous avons des chiffres exacts. Ce ne sont pas les nôtres, mais ceux de l'Automobile Club de Monaco. 4 Toyota Prius (la Prius Saphion® et 3 Prius de série) ont en effet participé au rally associé à l'EVS21, leurs mesures de consommations ont été effectuées selon les régles de la FIA. Pour parcourir les 410 km, les chiffres furent les suivants : 15,70 ; 18,45 ; 19,52 l pour les 3 Prius de série et seulement 13,83 litres pour la Prius d'EnergyCS avec les batteries Saphion®, soit 3,37 l/100 km. Ce qui donne un gain de 14 ; 33 et 41 % par rapport aux autres Prius engagées (pour l'anecdote, la VW New Beetle hybride s'est révélé encore plus sobre, elle n'a demandée pour cet exercice que 12,25 l).

On s'attendait à un écart plus important, mais on peut l'expliquer par le fait que le parcours était plutôt rapide (les 410 km ont été parcourus en un peu plus de 6 heures), qu'il s'agissait de traverser les Alpes, un terrain que les équipages des Prius de série, suisses et italiens, devaient beaucoup mieux connaître que Pete Nortmann, le conducteur de la Prius plug-in, fraichement débarqué de Los Angeles. On n'oubliera pas ensuite de préciser le niveau de charge des batteries à l'arrivée (comme beaucoup), il était un peu inférieur à la moitié. Estimons donc qu'il aurait fallu rajouter 6 kWh pour refaire tous les pleins de l'auto. Bref, l'intérêt aurait été beaucoup plus grand si le rally avait eût lieu en ville, mais on peut pourtant déjà l'affirmer haut et fort : augmenter la capacité des batteries d'une voiture hybride comme la Toyota Prius permet d'augmenter la consommation d'électricité, ce qui a pour effet immédiat de réduire celle d'essence.

Cependant maintenant, après les sommes considérables dépensées par Toyota, pour faire passer le message que ses hybrides n'ont pas besoin d'être rechargés, on imagine mal que le constructeur retourne sa veste. Surtout quand ce même constructeur dépense des sommes encore plus formidables pour développer la révolution suivante, celle de l'hydrogène... Ce qui laisse la place à quelques petits entrepreneurs, dont EnergyCS, qui s'apprête à commercialiser son kit aux USA sous le label EDrive, et il est déjà prévu que pour le Sud de la Californie, ce soit la société Clean-Tech qui réalise les conversions. On leur souhaite de réussir, parce que rouler longtemps en traction électrique, c'est on ne peut plus agréable. Nous avions pris la Prius de série au 4ème sous-sol d'un parking souterrain, nous en sommes sortis sans que le moteur à essence ne démarre, et cela c'est fabuleux. On voudrait rouler ainsi longtemps.

ADDENDUM 09/05/2005 : petite clarification, le kit dont il est question ici n'est pas encore disponible, il devrait l'être d'ici 6/8 mois, mais en l'attendant, les propriétaires de Prius intéressés (qui habitent la Californie du Sud) peuvent dés aujourd'hui prendre contact avec EDrive et en acquérir une sorte de version bêta. Les personnes qui ont le plus à y gagner sont celles qui habitent dans des zones résidentielles, qui en Californie ont une vitesse limitée à 30 MPH. C'est dire qu'en théorie, écrivons bien en théorie, il est possible à ces personnes, qui auraient une Prius ainsi kitée, de parcourir (à l'intérieur de la zone résidentielle) plusieurs dizaines de kilomètres en mode électrique pur, et sans consommer une seule goutte d'essence, il leur suffit de recharger le soir à leur domicile.

Personne ne prévoit d'importer ce kit en France, mais des ingénieurs allemands mettent en ce moment au point un système similaire, MoteurNature en reparlera quand leurs travaux auront abouti.

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