Hdi + moteur électrique = Hybride Hdi. Une technologie d'avenir ...

u Hybride HDI avec filtre à particules u 25% de consommation en moins u Surcoût visé par rapport au diesel : + 2.000€ u Lancement envisagé : 2010 ? Il était temps ! Alors que le sujet de la réduction des rejets polluants des voitures est brûlant, que Toyota commercialise depuis 1 an et demi la Prius hybride ("Voiture de l'année 2005"), PSA présente enfin des prototypes hybrides. Mauvaise nouvelle : la commercialisation n'est pas prévue avant 2010, au mieux, si le prix des systèmes spécifiques (batteries haute tension, moteur électrique, onduleur, système stop and start, système pour récupérer l'énergie au freinage) est divisé .. par trois. Bonne nouvelle : les nouvelles taxes sur les véhicules achetés par les sociétés pourrait inciter le constructeur à bouger beaucoup plus rapidement. Par exemple, sur une 607 V6 HDi, la taxe que doit acquitter chaque année une société est de 4237 € (le rejet de la 607 V6 Hdi étant de 223g). Avec une réduction de 25% comme celle annoncée sur le prototype présenté, le rejet serait de 167g, soit une taxe de 2505 €. Une économie de 1732 € par an ..... Le marché est demandeur. PSA va-t-il franchir le pas ? Les enjeux : A la base de ces recherches, il y a ce qui est en train de devenir le juge étalon de la pollution des voitures : le rejet de CO2 en en nombre de grammes par kilomètre. C'est en effet ce CO2 qui est responsable de l'effet de serre, et les pays de l'Union Européenne ont signé le protocole de Kyoto (144 pays ont ratifié le protocole) visant à ne pas augmenter (c'est le cas de la France) ou à réduire (exemple : Allemagne, -21%) les émissions de CO2. Le projet européen est de réduire l’ensemble de ses émissions polluantes de 8% à l’horizon 2012. On notera au passage que les Etats-Unis, principal pays émetteur de CO2, a pris l'engagement de réduire de 7% ses émissions. Or entre 1990 (année de référence pour le protocole) et 2001, les émissions des Etats-Unis ont augmenté de 20% pendant que celles de l'Allemagne par exemple baissaient de 18%. L'attitude américaine est un vrai scandale .... La France vient donc de mettre en place quatre mesures : l'étiquetage obligatoire des voitures en fonction de leur niveau de pollution au CO2. une surtaxe 2€ par gramme supplémentaire à partir de 200g/km, et de 4€ par gramme au-delà de 250g/km est appliquée sur le prix de la carte grise. une fiscalité "dissuasive" avec une très forte hausse des taxes pour chaque gramme supplémentaire au dessus de 140 g/km, pour les véhicules de société. Cette fiscalité a été étendue aux remboursements des indemnités kilométriques, utilisées par de nombreuses professions. toujours pour les véhicules de société, une fiscalité moins intéressante (limite du plafond d'amortissement) pour les voitures polluant plus de 200 g/km Il fallait stopper la "course à l'armement" qui a vu les puissances des moteurs augmenter considérablement en 10 ans. Songez qu'en 1995, la Renault Espace était disponible avec la seule motorisation 2.1Td de 90ch. En 2006, l'Espace IV est disponible avec un 3.0 DCI de 180ch. Est-ce bien raisonnable, à l'heure des radars automatiques et autres jumelles réglées au km/h près ? Cette modification importante de la donne fiscale va donc dans le bon sens, un sens écologique, ce qui n'a pas été le cas des augmentations imbéciles de la fiscalité régionale (rappel : augmentation du coût de la carte grise en Ile de France de 59% en 2 ans). Les technologies alternatives au moteur classique, à explosion : - moteur électrique : le problème, c'est le coût et la capacité des batteries. Au mieux, l'autonomie d'une voiture électrique est de 300 kms pour un coût de batteries très élevé (de l'ordre de 5000 €); le temps de charge est long => le tout électrique a un avenir très limité. - pile à combustible : ce moteur propre fonctionne à base d'hydrogène, qui produit de l'électricité. Pour l'instant, il reste de multiples problèmes à résoudre (compacité, prix très élevé, stockage de l'hydrogène). C'est une solution long terme. - hybrides : le principe est de marier deux moteurs. Un moteur thermique classique et un moteur électrique, le moteur thermique pouvant alimenter les batteries du moteur électrique. Le gros avantage étant de faire fonctionner le moteur thermique dans sa plage optimale de fonctionnement, les surcroîts de puissance (lors des accélérations par exemple) étant délivrés par le moteur électrique, ce qui permet d'avoir des moteurs plus petits et donc moins gourmands. Lors des phases où le moteur est à faible charge, comme dans un embouteillage, la voiture passe en tout électrique, le gain de consommation étant important. Il y a également un avantage évident lorsque la voiture est arrêtée : le moteur thermique ne tourne pas. Principal inconvénient : on rajoute un surcoût à une voiture classique, pour les éléments supplémentaires que sont les batteries haute tension, le moteur électrique, l'onduleur, l'alternato-démarreur spécifique, la récupération de puissance lors des ralentissements ... La réponse de PSA Peugeot Citroën : PSA a choisi de présenter un hybdride original, sur la base de Hdi. Gros avantage : par rapport à un moteur essence, le moteur Diesel consomme 25% de moins pour une puissance équivalente. Avec un meilleur couple, il est par ailleurs plus efficace qu'un moteur essence dans un contexte d'augmentation de poids des voitures. Par exemple, la Prius Hybride essence consomme en cycle mixte 4,3 litres/100kms, avec un rejet de 104 g/kms. Le modèle le plus proche chez PSA est la 307 ou la C4, avec la motorisation Hdi 1.6 90ch . Dans sa version classique Diesel, la 307 consomme 4,9 litres et rejette 129 g/kms. Pour la consommation, c'est assez proche de l'hybride essence. Le prototype hybride Hdi consomme 3,4 litres seulement, pour un rejet de 90 g/km, ce qui est donc plus efficace que l'hybride essence. La difficulté était de gérer la fonction "mise en veille" et allumage du moteur Diesel, qui a un taux de compression beaucoup plus élevé que celui de l'essence et qui nécessite donc un démarreur plus puissant. C'est ce qu'à réussi à faire PSA (avec le concours du fournisseur concerné, Valeo), avec un alternato-démarreur (appelé STT chez PSA, une contraction de Stop and Start) 40% plus puissant que celui mis en oeuvre sur la C3 Stop & Start, actuellement au catalogue, et avec gestion différente de l'injection du moteur. Et ça marche ? le prototype mis à disposition de la presse est parfait sur ce plan là. Au démarrage de la voiture, il ne se passe rien. Normal, la voiture fonctionne en mode électrique. Et dès que l'on accélère, le moteur se met en route, sans vibrations. Comme on peut le voir sur la photo ci-contre, l'utilisateur peut consulter à tout moment le mode - électrique, électrique + thermique, thermique qui propulse la voiture. Il peut, en appuyant sur une touche "ZEV" (comme Zero Emission Vehicule) passer en tout électrique. Mais dans ce cas, son autonomie est limitée à 5 kms, ce qui est peu.
Le moteur Hdi est un moteur 1.6 de 90ch avec filtre à particules (pour éliminer les particules émises par les moteurs Diesel), qui est un moteur intermédiaire offrant un bon niveau de puissance et de couple. Le moteur électrique a une puissance de 22ch, qui peut être portée à 31ch de façon ponctuelle lors d'une accélération. Cela permet donc un bon niveau de puissance lors d'une accélération. La puissance du moteur électrique est compatible avec un usage "tout électrique" pour des vitesses ne dépassant pas 50 kms/h, soit un usage urbain. Les batteries se rechargent lors des phase de décélération : lors d'un "lever de pied" de l'accélérateur, si la voiture roule à une vitesse inférieure à 60 kms/h, le moteur thermique est "mis en veille", et le dispositif de freinage piloté transforme, via l'alternateur, l'énergie cinétique en énergie électrique. Combien ça coûte ? pour l'instant, c'est trop cher, l'objectif de PSA étant d'obtenir un surcoût de l'ordre de 1500 à 2000 €, surcoût qui serait compensé par la baisse de la consommation. En effet, sur un moteur Hdi qui consommerait 6 litres au 100 (les consommation mixtes affichées sur le catalogue étant très difficiles à atteindre), une réduction de 25% de la consommation, c'est un gain de 1,5 litres aux 100 kms, soit, sur la base d'un prix au litre de 1,10 euros, une économie de 1650 € sur 100.000 kms. Mais pour l'instant, le PRF (prix de revient fabrication) est trois fois plus élevé, donc il y a un problème. Comme nous l'avons évoqué en introduction, la mise en place des nouvelles taxes sur les véhicules société depuis le 1er janvier 2005 pourraient accélérer la mise au point de modèles pour des véhicules de taille plus importante. En 2005, le marché des ventes aux société a représenté 200.000 voitures, sans compter les véhicules achetés par les particuliers qui bénéficient des remboursements "indemnités kilométriques". Quelques éléments techniques L'hybride, c'est l'alliance d'un moteur diesel sur lequel est greffé un STT (alternato-démarreur) de forte puissance, accouplé à un moteur électrique avec un embrayage entre les deux. La boite de vitesse est une boite mécanique robotisée, c'est à dire sans pédale d'embrayage. Cela permet une meilleure gestion électronique de l'ensemble. La boite peut être utilisée en mode "automatique" ou en mode "séquentiel". Les batteries sont placées à la place de la roue de secours. Le système de "chaîne de traction hybride" est de type "hybride parallèle", avec la liaison mécanique directe moteur électrique moteur thermique. C'est un système moins performant que le système "hybride série" mis en oeuvre sur la Prius, où le moteur thermique recharge le moteur électrique, les liaisons mécaniques étant propres à chaque moteur. Avantage du système "hybride parallèle" : coût moindre, compacité du système qui permet une mise en oeuvre sur les "plate-formes" classiques de PSA, comme la plate-forme 2, sur laquelle sont fabriquées la C4, la 307 et la future 207. 1. Moteur Diesel 1.6 Hdi 2. Filtre à particules FAP 3. Système Stop and Start 4. Moteur électrique 5. Boite mécanique "pilotée" 6. Onduleur 7. Batterie 12V 8. Gestion de la chaîne de traction 9. Cables électriques "haute tension" 10. Embrayage
Premières conclusions : PSA a innové en lançant le filtre à particules, et en a retiré un bénéfice évident en terme d'images et de vente, à une époque où les moteurs Diesel étaient attaqués par les lobbys de l'environnement. Toyota a innové en lançant la Prius et d'autres modèles comme la Lexus RX 400h, et en bénéficie sur le plan de l'image et des ventes. Le système hybride Diesel est techniquement au point, souhaitons maintenant que PSA prenne le risque de lancer des produits en grande série. C'est comme cela que le constructeur pourra se construire une image et une expérience. C'est cela qui pourra également permettre de réellement faire baisser les coûts de fabrication. Notre constatation des valeurs de revente sur les voitures innovantes montre également qu'une voiture avec ce type de motorisation bénéficierait de valeurs de revente sensiblement plus élevées en occasion qu'un modèle classique, ce qui permettrait de financer une partie importante du surcoût à l'achat. La nouvelle fiscalité est fortement incitative sur le sujet, la valeur de revente sera plus élevée. Il faut y aller, monsieur Folz !