Quelles différences entre voiture électrique, voiture hybride et voiture hydrogène ?

Quel est le point commun entre une voiture électrique, hybride ou à hydrogène ? Ce sont des véhicules électrifiés. On revient sur leurs caractéristiques et leurs différences.

Les véhicules électrifiés continuent de gagner du terrain. En 2023, ils ont représenté 53 % des ventes du neuf en France. Et, malgré un léger ralentissement de la demande début 2024, le secteur n’en démord pas : la tendance est à l’électrique.

Derrière ces chiffres se cachent en réalité trois grandes catégories de voitures : les 100 % électriques, les hybrides et les hydrogènes. Leur point commun ? Être dotées d’une forme de motorisation électrifiée, leur permettant de réduire leur bilan carbone.

La voiture électrique, le véhicule électrifié populaire

Si on vous dit “motorisation électrifiée”, il y a de grandes chances que vous pensiez d’abord à la voiture électrique (VE). Ou en anglais, Battery Electric Vehicle (BEV). 

Ces véhicules fonctionnent avec un moteur électrique exclusivement alimenté par une batterie. Pour faire simple, l’électricité est stockée dans la batterie et transférée vers le moteur au démarrage. Ce dernier la transforme alors en énergie mécanique pour propulser les roues.

Bref, plus besoin d’une goutte de carburant, mais d’électricité. Pour recharger une VE, vous devrez donc la brancher à une prise domestique ou à une borne de recharge domestique et publique. Une poignée de modèles comprend également une fonction de charge bidirectionnelle. 

Notez qu’une petite partie de l’électricité viendra aussi du freinage régénératif. Ce système présent sur tous les véhicules électrifiés récupère l’énergie “gaspillée” lors d’une décélération ou d’un arrêt.

Plébiscitées par une proportion croissante d’utilisateurs, les VE ont pourtant autant de qualités que de défauts. Mais commençons par voir le verre à moitié plein. 

Si on la compare à une voiture thermique, l’électrique a deux grands atouts. D’une part, elle n’émet pas de CO2 lorsqu’elle roule. Cette caractéristique lui garantit d’obtenir une vignette Crit’Air verte. Or, ce sésame l’autorise à circuler librement dans les centres-villes. D’autre part, elle permet de réaliser des économies sur le carburant ainsi que sur les frais d’entretien. 

En revanche, les éventuelles réparations peuvent s’avérer coûteuses. Outre le prix des pièces, il faudra vous adresser à un garagiste formé sur les voitures électriques.

Les VE ont, par ailleurs, une autonomie limitée et un temps de recharge long. Vous souhaitez vous assurer de croiser des bornes de recharge lors d’un long trajet ? Des applications comme Chargemap peuvent vous aider à optimiser votre itinéraire.

Enfin, les voitures électriques sont plus chères à l’achat. La Peugeot e-208, qui arrive en tête des ventes des électriques, démarre à plus de 33 000 € contre 18 770 € pour son équivalent thermique. Le gouvernement propose une série d’aides à l’achat, comme le bonus écologique, la prime de conversion et la prime ZFE. Il faut toutefois remplir toujours plus de conditions pour être éligible à ces coups de pouce financiers. 

Alors, quelle alternative bon marché ? La voiture électrique sans permis… Cependant, elle vient avec son lot de contraintes. La  Citroën Ami, par exemple, se vend à 7 800 €, mais n’a que 75 km d’autonomie.

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La voiture hybride, le véhicule électrifié du compromis

La seconde grande catégorie de voitures électrifiée est la voiture hybride (VH). Mi-électrique, mi-thermique, on la considère souvent comme un bon compromis. 

Pour résumer, ces véhicules associent un moteur thermique avec un moteur électrique secondaire, alimenté par une batterie. La place laissée à l’électrique diffère en fonction des systèmes d’hybridation.

La voiture hybride simple

La voiture hybride simple, ou Full Hybrid Electric Vehicle (FHEV), est le modèle le plus courant. Ici, l’électricité est surtout une source d’énergie secondaire. 

En effet, la voiture ne fonctionne en 100 % électrique qu’au démarrage et à basse vitesse. Le moteur thermique prend ensuite le relais. Le moteur électrique interviendra alors seulement à certains moments pour “l’assister”. C’est le cas, par exemple, lors des accélérations, des pentes ou des dépassements.

Une des particularités de ces véhicules est que leur batterie ne doit pas être branchée à une source d’alimentation. Elle se recharge seule grâce au freinage régénératif. 

En contrepartie, elle n’a qu’une faible autonomie en tout électrique. Et pour cause, sa batterie a une capacité de stockage qui gravite aux alentours de 1 kWh, selon le modèle. On peut donc difficilement rouler plus de 5 km sans avoir recours au moteur thermique.

À l’achat, les VH simples sont moins chères que les VE, mais plus chères que les thermiques. Prenons le cas d’une Renault Clio. Avec la motorisation E-Tech Full Hybrid 145 elle revient à 23 900 €, contre 18 700 € pour sa version essence. Sachez en outre que les voitures hybrides neuves sont de moins en moins éligibles à des aides à l’achat. 

En revanche, les hybrides simples permettent de réaliser des économies à la pompe. On pourrait ainsi consommer de 30% à 40 % de carburant en moins. La seule condition : favoriser des trajets avec des décélérations fréquentes pour recharger régulièrement la batterie.

Les voitures hybrides simples permettent également d’économiser sur les coûts d’entretien par rapport à une thermique.

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La voiture hybride rechargeable

Le second type de VH est la voiture hybride rechargeable (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV). Grâce à sa batterie et son moteur électrique plus puissants, elle allie davantage les atouts d’une voiture électrique et d’une voiture thermique. 

La batterie des voitures hybrides rechargeables a une capacité de stockage allant de 8 kWh à 17 kWh. Autrement dit, elles peuvent rouler de 20 à 60 km en 100 % électrique. Elles jouissent dès lors d’une autonomie bien plus importante que les VH simples.

Une autre différence : elles doivent être rechargées. Comme les VE classiques, elles peuvent être raccordées à une prise domestique ou une borne de recharge. Leur temps de charge sera toutefois moins important. 

L’ombre au tableau : le prix. Difficile d’en dégoter une pour moins de 30 000 €. La Peugeot 308, par exemple, est un des modèles de plug-in populaire sur le marché français, et ce, en dépit de ses 36 800 €. Par rapport à une hybride simple, il faudra généralement débourser quelques milliers d’euros supplémentaires. Tout comme pour les VH simples, les aides à l’achat ont été fortement restreintes. 

Schéma de fonctionnement de la Prius Plug-in Hybrid avec pack batteries en vert

Malgré cet investissement de base, les voitures hybrides rechargeables sont-elles rentables ? Elles peuvent le devenir sur le long terme. En particulier si on optimise bien le potentiel du moteur électrique en roulant en ville et en rechargeant régulièrement la batterie. De cette manière, elles permettraient de consommer jusqu’à trois fois moins de carburant qu’avec une hybride simple et 75 % de moins qu’une thermique. Optimiser sa conduite est d’autant plus clé qu’une voiture hybride rechargeable est lourde. Conséquence : elle consomme plus de carburant lorsque sa batterie s’épuise.

Lorsque vous évaluez la rentabilité, tenez aussi compte des coûts d’entretien. Dotée d’une architecture complexe, la voiture hybride rechargeable peut entraîner des frais supplémentaires par rapport à une VH simple. 

Enfin, les PHEV sont moins polluantes. Elles bénéficient donc d’emblée de jeu d’une vignette Crit’Air 1, ce qui n’est pas le cas pour les autres catégories d’hybrides.

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La voiture hybride légère

La dernière catégorie de VH est celle des voitures hybrides légères (Mild Hybrid Electric Vehicle, MHEV). Sur ces modèles, le moteur thermique est toujours en fonction.

Concrètement, leur petit moteur électrique agit comme alterno-démarreur du moteur thermique. Son rôle consiste essentiellement à donner un coup de pouce au moteur thermique pour l’alléger lorsqu’il est le plus sollicité.

Ce petit moteur est généralement alimenté par une batterie de 48 V dont la capacité est inférieure à 1 kWh. C’est elle qui stocke l’énergie récupérée lors du freinage ou des décélérations. 

L’intérêt de l’hybridation légère repose surtout sur sa simplicité qui rend la technologie peu coûteuse. En effet, seuls quelques ajustements mineurs du groupe motopropulseur suffisent pour l’installer. Pour les constructeurs, il s’agit donc d’une manière de réduire les émissions de CO2 de leur gamme à moindre prix. Pour info, l’hybridation légère peut aussi être installée sur tout modèle thermique déjà en circulation. Comptez pour cela de 1 500 à 2 000€.

Côté conducteur, elle permet d’améliorer sensiblement la performance du véhicule et de rendre la conduite plus souple. De plus, elle améliore légèrement l’efficacité énergétique de la voiture grâce au freinage régénératif. Les économies de carburant restent néanmoins très limitées, soit de l’ordre de  10 % par rapport à une thermique. 

La bonne nouvelle ? Leur surcoût à l’achat face à une voiture thermique est modéré. On estime qu’il serait de 800 à 2 500 € en fonction des modèles.

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La voiture électrique à hydrogène, le véhicule électrifié du futur ?

On garde le meilleur pour la fin ? Car, si cette catégorie de véhicules électrifiés n’en est qu’à ses balbutiements, elle est prometteuse. Il s’agit de la voiture à pile combustible à hydrogène, aussi qualifiée de Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV).

Ici, c’est l’hydrogène qui génère de l’électricité. Concrètement, ce gaz se stocke sous pression dans le réservoir du véhicule. L’électricité se forme ensuite au sein de la pile combustible via à une réaction chimique entre l’hydrogène et l’oxygène. Cette électricité viendra, enfin, alimenter le moteur électrique. 

Les voitures à hydrogène sont généralement aussi équipées d’une batterie de petite taille. Celle-ci stocke l’énergie non consommée et assiste la pile en cas de besoin. 

Ces véhicules partagent beaucoup d’avantages des voitures électriques classiques. Elles sont silencieuses, n’émettent pas de CO2, elles ont accès aux centres-villes… Mais elles se démarquent grâce à deux atouts supplémentaires.

Le premier est qu’elles se rechargent rapidement. En effet, on se procure de l’hydrogène à la pompe comme on se ravitaille en essence. Le second est leur autonomie, plus importante que celle d’une voiture électrique. Pour un modèle standard, elle serait de l’ordre de 700 km. Un résultat que n’atteignent que les VE plus haut de gamme.

Alors l’hydrogène, la voiture de demain ? Peut-être. Mais elle se heurte encore à de fameux défis. Le procédé d’extraction de l’hydrogène, notamment, est loin d’être décarboné. Celui-ci est à la fois énergivore et largement dépendant de combustibles fossiles. Pour obtenir de l’hydrogène  “vert”,  il faudrait favoriser l’électrolyse d’eau, elle-même réalisée par le biais d’énergies renouvelables. Or, cela demanderait des quantités d’énergie titanesques.

En parallèle, le marché reste marginal. Seule une poignée de modèles sont commercialisés en grande série… Et pour un ticket d’entrée qui, lui, est loin d’être anecdotique. Comptez 80 600 € pour une Toyota Mirai et 72 250 € pour une Hyundai Nexo. 

Idem pour les infrastructures, qui manquent cruellement. En 2024, on dénombre ainsi moins de 100 stations-service à hydrogène en France.

Tout n’est pas perdu pour autant. Aujourd’hui, les pouvoirs publics essayent d’encourager la recherche à coups de financements. On peut donc nourrir l’espoir qu’au fur et à mesure que ces véhicules se démocratisent, les prix chuteront. 

Rappelons, pour conclure, qu’on adopte rarement une nouvelle technologie du jour au lendemain. Par exemple, il aura fallu plus de 100 ans à la voiture électrique pour s’imposer dans le parc automobile. La voiture à hydrogène connaîtra-t-elle le même destin ? Les paris sont lancés.