Le véhicule électrique et hybride : cours de CAP MV

Quand tu ouvres le capot d'une voiture récente, tu ne trouves plus toujours un simple moteur à essence ou diesel. Tu peux tomber sur un moteur thermique accompagné d'un moteur électrique, ou sur une motorisation entièrement électrique. Le métier de mécanicien a donc changé, et ta formation aussi.

Le CAP « Maintenance des véhicules » couvre la maintenance préventive et la maintenance corrective sur des véhicules à motorisation thermique, hybride ou électrique.¹ Autrement dit, ce que tu vas voir dans ce cours n'est pas une curiosité : c'est une partie normale de ton futur travail.

Ce chapitre s'appuie sur ce que tu connais déjà : les circuits électriques, la batterie et sa charge, l'éclairage et la signalisation. Si ces trois notions sont solides, tu vas voir que l'électricité d'une voiture hybride ou électrique reprend la même logique, avec une batterie qui joue un rôle beaucoup plus grand.

Dans ce cours, tu vas répondre à quatre questions :

• Qu'est-ce qu'un véhicule hybride, et en quoi diffère-t-il d'un véhicule électrique ?
• Quelles sont les grandes familles d'hybrides ?
• Comment l'énergie circule-t-elle, et où se trouve la batterie dans cette histoire ?
• Comment aborder une intervention en sécurité, et comment comparer la consommation de deux véhicules ?

Pour une automobile, on parle d'automobile hybride électrique quand deux types d'énergie sont embarqués et que l'un des deux est de nature électrique.⁵ L'architecture la plus répandue associe un moteur électrique à un moteur thermique, le plus souvent à essence.⁵

Pourquoi mélanger deux motorisations ? L'idée générale est de garder les points forts de chacune tout en limitant leurs points faibles.⁴ Le moteur thermique et le moteur électrique ne réagissent pas de la même manière, et la voiture peut tirer parti de l'un ou de l'autre selon la situation.

Le mot « hybride » ne s'applique pas qu'aux voitures. On retrouve cette idée sur des vélos à assistance électrique, sur des chariots élévateurs et même sur certains sous-marins.⁴ Dans ce cours, on reste centré sur l'automobile, qui est le cœur de ton option de CAP.

Dans un véhicule électrique, c'est l'énergie électrique qui alimente la propulsion. Cette énergie vient principalement d'une source extérieure au véhicule, c'est-à-dire du réseau, par la recharge de la batterie.⁵

Ce point sépare nettement les deux familles. Dans une hybride classique, une partie de l'électricité est fabriquée à bord grâce au moteur thermique qui optimise l'usage du carburant.⁵ Dans un véhicule électrique, l'énergie est apportée de l'extérieur. Entre les deux, l'hybride rechargeable fait un peu des deux : elle fabrique de l'électricité à bord et elle peut aussi se brancher.⁵

On classe les véhicules hybrides selon la part de l'électrique et la façon dont elle se combine avec le moteur thermique.⁵ Les noms varient selon les constructeurs et les sources, donc ne t'étonne pas de rencontrer plusieurs étiquettes pour des architectures voisines.⁵

Pour te donner un ordre de grandeur, certains modèles de première génération permettaient de rouler jusqu'à 80 km par jour sans essence, à condition de recharger les batteries la nuit.⁵ Plus tard, un modèle annoncé pour 2018 visait jusqu'à 76 km en mode tout électrique.⁵ Ces chiffres montrent l'intérêt de la recharge : pour un usage quotidien court, le moteur thermique reste souvent au repos.

Dans une hybride, la batterie de traction est la réserve d'énergie qui alimente le moteur électrique. Elle doit être rechargée. Deux moyens sont possibles : le moteur thermique, ou le freinage régénératif qui joue le rôle de frein moteur.⁴ Pour un PHEV, il existe en plus la recharge sur le réseau.⁵

Le freinage régénératif est une idée simple à retenir : quand tu ralentis, l'énergie du mouvement ne part pas entièrement en chaleur dans les freins, une partie sert à recharger la batterie. C'est un gain, car cette énergie aurait été perdue autrement.

Dans une disposition en série, le groupe électrogène (moteur thermique et générateur) sert aussi à recharger la batterie. Un modèle américain de 2010 fonctionne la plupart du temps selon ce mode.⁵ Dans une disposition en parallèle, les deux moteurs peuvent agir ensemble sur la propulsion. Certains modèles combinent même un groupe hybride sur les roues avant et un moteur électrique sur les roues arrière.⁵

Ces schémas expliquent pourquoi une même panne peut avoir des origines très différentes selon l'architecture : une batterie fatiguée n'a pas le même effet sur un micro-hybride que sur un hybride rechargeable. Avant de chercher la cause d'un défaut, commence toujours par identifier l'architecture du véhicule.

Intervenir sur un véhicule électrique ou hybride demande plus de rigueur que sur un véhicule thermique, parce que les risques liés à l'électricité s'ajoutent à ceux de l'atelier. Les ressources de formation rappellent que ces risques et les mesures de sécurité propres aux travaux électriques sont des apports de ta formation.²

L'éducation nationale met aussi à ta disposition, pour l'option voitures particulières, un dossier technique d'application des procédures d'intervention sur les véhicules électriques et hybrides.³ C'est ce document, avec les consignes de ton enseignant et de ton atelier, qui guide les gestes.²³

Un client demande souvent : « Laquelle consomme le moins ? ». La réponse est moins simple qu'il n'y paraît. Une hybride transforme du carburant en partie en électricité, tandis qu'un véhicule électrique reçoit son électricité de l'extérieur. Les hybrides rechargeables mêlent les deux principes. C'est ce mélange qui rend la comparaison difficile.⁵

Pour les hybrides rechargeables, les chiffres officiels de consommation en carburant sont même délicats à interpréter, car ils combinent des mesures faites avec une batterie vide et avec une batterie pleine, sans compter l'énergie électrique consommée.⁴

Au CAP, on attend de toi que tu saches nommer, reconnaître et décrire les motorisations que tu rencontres, puis que tu sois capable de te repérer dans la documentation. Les trois motorisations du diplôme sont thermique, hybride et électrique.¹ Voici les points à maîtriser pour l'épreuve :

• donner la définition d'un véhicule hybride avec tes mots ;
• distinguer hybride rechargeable, prolongateur d'autonomie et micro-hybride ;
• expliquer comment la batterie de traction est rechargée ;
• rappeler que l'électricité impose des mesures de sécurité propres aux travaux électriques.²