Quels sont les différents types de moteur ?

La motorisation est l’un des critères d’achat principal en matière d’automobile. Au-delà de la marque de votre futur véhicule, des équipements ou encore de sa couleur, vous allez forcément vous pencher sur le type du moteur. Diesel ou Essence ? Électrique ou hybride ? Nous avons aujourd’hui l’embarras du choix. Choisir la motorisation de son véhicule est une décision économique, voire même écologique pour certains. Nous allons vous détailler quels sont les choix disponibles aujourd’hui et que nous réserve l’avenir.

Le moteur à combustion interne

Les moteurs à combustion interne fonctionnent en brûlant un carburant (généralement de l’essence ou du diesel) dans une chambre de combustion. Cette combustion crée une pression de détente sur un piston, le mettant en mouvement. Ce mouvement est ensuite converti en mouvement rotatif par le biais d’un vilebrequin pour un effet « bielles-manivelles » qui entraîne, via la transmission, les roues du véhicule.

On distingue dans cette catégorie :

Les moteurs à essence : Ils utilisent l’essence comme carburant. Ils fonctionnent sur le principe de l’allumage commandé, où le mélange air-carburant est enflammé par la compression et l’étincelle d’une bougie d’allumage.
Les moteurs Diesel : Ils utilisent le diesel comme carburant. Dans ces moteurs, l’auto-inflammation du carburant se produit par la chaleur générée par la compression de l’air dans la chambre de combustion, sans nécessiter de bougie d’allumage.

Ces véhicules bénéficient généralement d’une forte puissance et couple, en particulier pour les moteurs diesel. Leur autonomie est importante et ces véhicules profitent d’un large réseau de ravitaillement. Vous trouverez très facilement une station-service, ce qui ne sera pas forcément le cas pour une borne de rechargement. Ils sont, à l’heure actuelle, meilleurs marchés et on les trouve aisément à la vente en occasion.

D’un autre côté, ce sont des véhicules qui dépendent des carburants fossiles et donc polluants en termes de rejets malgré les efforts continus des constructeurs pour les rendre de plus en plus efficients. Sans entretien, leur mécanique s’encrasse comme toutes machines thermiques. Il est indispensable et logique de faire une maintenance régulière pour maximiser leur durée de vie et optimiser leurs performances.

Le moteur électrique

Contrairement aux véhicules à combustion qui utilisent de l’essence ou du diesel, les véhicules électriques tirent leur énergie de batteries rechargeables. Ces batteries stockent l’électricité qui alimente le moteur.

Les véhicules électriques utilisent un ou plusieurs moteurs électriques pour entraîner les roues. Ces moteurs convertissent l’énergie électrique en énergie mécanique.
Un contrôleur reçoit l’énergie électrique de la batterie et la convertit en une forme qui peut être utilisée efficacement par le moteur. Il ajuste également la vitesse et le couple du moteur en modifiant la fréquence et l’amplitude du courant électrique.
De nombreux véhicules électriques utilisent des transmissions à rapport unique. Contrairement aux véhicules à combustion avec des boîtes de vitesses multi-rapports, ils n’ont pas besoin de vitesses différentes pour fonctionner efficacement sur une large gamme de vitesses, car les moteurs électriques peuvent maintenir un couple constant élevé sur une large plage de vitesses.
Enfin, beaucoup de véhicules électriques disposent d’un système de freinage régénératif. Lors du freinage, le moteur électrique fonctionne comme un générateur, convertissant une partie de l’énergie cinétique du véhicule en énergie électrique, qui est ensuite stockée dans la batterie.

Les moteurs électriques ne génèrent pas d’émissions polluantes à l’usage. Par contre, pour leur fabrication, ils nécessitent des terres rares, du lithium de Chine, du cobalt du Gabon et des quantités énormes d’eau. À titre indicatif, pour fabriquer une batterie électrique, il faut donc l’équivalent de la consommation d’eau de 500 personnes pendant un an. Une fois fabriqué, si on se force à l’amnésie, à l’usage, ils sont plus « propres » surtout si l’électricité provient de sources renouvelables. Ils sont nettement plus silencieux et demandent souvent moins de maintenance. Leur efficacité énergétique est supérieure aux moteurs à combustion interne.

Cependant, ces véhicules restent plus chers à l’achat. Ils sont encore rares à la vente en occasion, car bien plus récents. Leur autonomie est limitée par rapport aux véhicules à combustion, bien que cela s’améliore avec le développement de meilleures batteries. De plus, recharger son véhicule électrique est bien plus long que faire le plein de carburant. Les bornes de recharge sont aussi moins faciles à trouver qu’une pompe ! Soulignons qu’un dégât au niveau des batteries, même mineur, peut-être fatal et les conduire directement à la casse. Autre point à considérer en termes d’écologie est le recyclage. Les batteries nécessitent des quantités considérables de métaux spéciaux qui risquent de se raréfier. Les industriels s’organisent donc pour les recycler et récupérer les matériaux qu’ils contiennent. Un marché qui n’en est encore qu’à ses balbutiements….

Le moteur hybride

Dans un système hybride, le moteur à combustion interne et le moteur électrique travaillent ensemble pour propulser le véhicule. Selon la conception du système hybride, ces moteurs peuvent fonctionner simultanément ou indépendamment.

On retrouve différentes configurations :

Hybride parallèle : Le moteur électrique et le moteur à combustion fonctionnent en parallèle pour fournir une propulsion.
Hybride en série : Le moteur à combustion génère de l’électricité qui alimente le moteur électrique, qui à son tour entraîne les roues.
Hybride mixte ou parallèle-série : Qui combine les caractéristiques des hybrides en série et parallèles.

Le moteur hybride allie le meilleur des deux mondes : il pollue beaucoup moins et consomme moins de carburants. Il est flexible, passant d’un mode à l’autre suivant le besoin tout en ayant une plus grande autonomie que moteur purement électrique.

Cependant, c’est un véhicule très lourd qui embarquant les deux technologies et dont l’entretien est complexe. Il reste dépendant des carburants fossiles et il est plus cher que les véhicules à combustion internes.

Innovations et avenir des moteurs automobiles

Les technologies émergentes dans le domaine des moteurs automobiles se concentrent sur la réduction de l’empreinte carbone et l’amélioration de l’efficacité énergétique. Deux des innovations les plus prometteuses sont les moteurs à hydrogène, l’utilisation de E-fuel et des biocarburants :

Moteurs à Hydrogène : Ces systèmes utilisent de l’hydrogène pour produire de l’électricité à travers une réaction chimique dans une pile à combustible. L’électricité générée alimente alors un moteur électrique. Les véhicules à pile à combustible (FCEV) émettent uniquement de la vapeur d’eau et sont considérés comme extrêmement écologiques. Cependant, L’hydrogène est particulièrement difficile à transporter et à stocker. Sa production représente un cout élevé et il n’existe pas encore d’infrastructure pour sa distribution.

Les E-Fuel ou Electrofuel sont des carburants de synthèse fabriqués en utilisant de l’électricité renouvelable ou bas-carbone et d’hydrogène issu d’électrolyse. Utilisables sur nos voitures actuelles, ces carburants, parfois gazeux comme le e-méthane dans des conditions ambiantes, mais généralement liquides, sont plus faciles à transporter, à stocker que l’hydrogène. Ils représentent une voie d’avenir très prometteuse pour le transport aérien et maritime, où l’hydrogène pur apparait difficile à mettre en œuvre sur de longues distances pour les raisons évoquées plus haut, ainsi que pour une partie du transport fluvial et routier.

Les biocarburants : ils sont produits à partir de biomasse et peuvent être utilisés dans les moteurs à combustion interne. Ils incluent :

l’éthanol (produit principalement à partir de maïs ou de canne à sucre)
le biodiesel (à partir d’huiles végétales ou de graisses animales),
les biogaz (produits par fermentation de matières organiques).

Leur meilleur atout, c’est qu’ils sont fabriqués à partir de ressources potentiellement renouvelables. Leur désavantage, c’est que leur production peut empiéter sur la production des denrées alimentaires. Ils feraient augmenter le prix des aliments.

À court terme, L’Europe pousse la vente de ces véhicules électriques pour tenter de progressivement remplacer les moteurs thermiques. Ces derniers sont voués à ne plus du tout être commercialisés à partir de 2035 pour disparaitre d’ici à 2050. Une clause de revoyure est prévue en 2026. Des pays comme l’Allemagne et l’Italie ont déjà annoncé leur veto au 100% électrique. Ils prônent un mix plus équilibré avec les prometteurs E-Fuel si le volume fait baisser les prix….

Et après ? Les véhicules autonomes sont un futur envisageable. Ils seraient débarrassés de leurs conducteurs humains. En étant pilotés par une IA, ces véhicules devraient être plus sûrs, plus efficaces et plus rapides. Ils rendraient les bouchons obsolètes et les accidents de la route anecdotiques.

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