What is it : François vous explique la technologie Hybrid4 des Peugeot 3008, 508 et Citroën DS5

Remerciements au circuit Conduire Juste de Jean-Pierre Beltoise situé à Trappes pour son accueil

Avec les Peugeot 3008, 508 berline et 508 RXH, la DS5 chez Citroën, la technologie Hybrid4 est maintenant bien lancée en ce printemps 2012. PSA espère après quelques retards sur le planning atteindre 80 000 unités par an pour ses modèles hybrides diesel au travers des deux marques.

Comment ça marche ?

La chaîne de traction se compose sous le capot moteur du diesel 2.0 HDI 163 ch couplé à une boîte de vitesses mécanique robotisée (BPM6) transmettant le couple uniquement aux roues avant, et d’un alterno-démarreur haute tension réversible doté de la fonction Stop & Start fourni par l’équipementier Bosch. Si on en restait là, on pourrait parler d'un véhicule mild hybride à architecture parallèle : les deux moteurs, le thermique et l'électrique de l'alterno-démarreur sont sur le même axe, reliés à une transmission classique (boîte de vitesses manuelle, robotisée ou automatique à convertisseur possibles).

A l'arrière, cela ressemble à l'architecture d'un pur véhicule électrique. On y trouve l’électronique de puissance (onduleur, convertisseur et superviseur électronique), le moteur électrique et les batteries haute tension (200 V) fournies par Sanyo. Peugeot se contente comme Toyota ou Lexus d’accumulateurs Nickel Metal Hydrure. L’utilisation de batteries Lithion-ion aurait limité l’encombrement et le poids (près de 50 kg ici), mais c’est plus cher. Les éléments Ni-Mh se logent sous et dans la partie inférieure du coffre, ce qui diminue le volume disponible pour les bagages (de 55 l pour le 3 008 à près de 150 litres pour la DS5). La perte est toutefois limitée sur tous les modèles Hybrid4 grâce à l’utilisation d’un train arrière multibras dérivé de celui de la 407, composé de 190 pièces contre 80 pour un train à bras tirés classique.

Le moteur électrique synchrone à aimants permanents, assez léger et d'un bon rendement fournit 27 kW/37 ch en crête et 100 Nm (200 Nm en crête) disponibles quasi instantanément aux roues postérieures. Et uniquement à ces dernières, ce qui fait des modèles Hybrid4 des véhicules à quatre roues motrices non permanentes, et du 3008 un crossover qui allie enfin forme et fonction.

Ce moteur sert aussi de génératrice en récupérant l'énergie en décélération et aux freinages pour recharger les batteries.

Etat des lieux

L'alterno-démarreur est relié au moteur électrique afin que le mode 4x4 fonctionne même quand les batteries sont inopérantes, autrement dit insuffisamment rechargées. Dans ce cas, le Stop & Start réversible (l’alterno-démarreur) apporte suffisamment d’énergie au moteur électrique, au moins pour assurer la motricité au démarrage et à basse vitesse en fournissant une puissance en crête de 8 kW (7 kW en continu) et un couple 150 Nm, valeurs bien supérieures au Stop & Start réversible Valeo (2 kW en crête) disponible sur les modèles micro-hybrides PSA e-HDi équipés du 1.6 de 112 chevaux.

Hormis ce lien entre l'alterno-démarreur et le moteur électrique et les batteries, ou encore ceux de l'électronique qui gèrent notamment la répartition du couple entre les deux trains, il y a donc très peu de liaisons entre l'avant et l'arrière, aucune mécanique et aucune d'énergie électrique qui aille de l'arrière vers l'avant. Voilà qui permettra à PSA de proposer à l'avenir sans grosses modifications son pack hybride arrière couplé avec des motorisations essence ou Diesel complètement différentes sous le capot avant.

Cette architecture originale permet aussi de proposer l'argument 4 roues motrices qui fait un peu passer la pilule du surcoût de l'hybridation, sans les inconvénients d’un véhicule à 4 roues motrices classique, comme le poids et les frictions qui augmentent la consommation, ou la réduction de l’habitabilité en raison du tunnel de transmission. Et surtout, elle simplifie la combinaison des forces des moteurs thermique et électrique(s) par rapport aux modèles hybrides série-parallèle (Toyota/Lexus). PSA fait ainsi l'économie d'une transmission spécifique (en fait un répartiteur de puissance à train épicycloïdal) et d'un second moteur électrique, tout en offrant globalement les avantages d'une architecture full hybride. D'une certaine manière, la solution de PSA peut sembler plus efficiente que celle d'une Toyota Prius par exemple, dans la mesure où la japonaise embarque 120 kW et seulement 100 kW sont utilisables par le conducteur, tandis que le 3008 Hybrid4 et consorts peuvent compter de temps à autre sur toute la puissance annoncée. Avec en prime, l'avantage propre au diesel, son meilleur rendement thermodynamique, en moyenne supérieur de plus de 25 %.

Si on considère que l'intérêt principal de l'hybridation est d'avoir du couple dès le démarrage et à bas régimes fourni par le moteur électrique, on peut se demander l'avantage d'utiliser un moteur thermique diesel turbocompressé qui possède déjà de bonnes ressources dans les rotations lentes, et qui de surcroît offre dans ces conditions un bien meilleur rendement, et donc consomme nettement moins qu'un moteur à essence. En fait, le supplément de couple de l'électrique dès le démarrage augmente aussi l'agrément avec un Diesel, et si le pourcentage de gain en consommation en ville et lors des accélérations est effectivement moindre que pour un moteur à essence, il n'en est pas moins notable comme nous le vérifions au chapitre "Est-ce économique ?". Enfin, sur autoroute ou à vitesse stabilisée, là où l'hybridation n'opère plus ou bien très rarement, si le rendement de l'essence à hauts régimes tend à se rapprocher de celui du Diesel, ce dernier profite encore de son couple supérieur qui permet d'utiliser une boîte longue et donc d'abaisser le régime de rotation du moteur aux allures légales et au-delà afin de proposer une consommation toujours sensiblement inférieure. Au final, l'idée d'hybrider une motorisation diesel n'est pas une complète ineptie. D'ailleurs, si Mercedes y vient dès ce printemps avec l'E300 BlueTEC Hybrid 109 grammes et Volvo fin 2012 par le biais du V60 hybride rechargeable 49 grammes, on peut penser qu'elle a un certain avenir.