Les voitures sont considérées comme largement responsables de l'émission de gaz polluants qui contribuent à ce que l'on appelle l'effet de serre. En raison de cet inconvénient, de nombreuses mesures sont prises pour minimiser ces impacts.
L'une des solutions les plus efficaces est la voiture électrique. Bien qu'elles soient très semblables en apparence aux voitures à combustion, leur fonctionnement est tout à fait différent. Profitez de l'occasion pour en savoir plus sur ces deux types de véhicules.
Voyez ce qui différencie une voiture électrique d'une voiture à combustion, découvrez les concepts de chacune et leurs principales caractéristiques !
Qu'est-ce qu'une voiture à combustion ?
La première voiture à combustion est apparue en 1886, inventée par l'ingénieur allemand Karl Benz. Elle n'avait que trois roues et n'était pas encore la voiture que nous connaissons aujourd'hui.
Mercedes-Benz
À la même époque, l'Allemand Gottlieb Daimler crée la première voiture à quatre roues, précurseur de l'automobile moderne. Des années plus tard, les deux ingénieurs fondent l'industrie automobile Mercedes-Benz.
Ford
En 1892, Henry Ford a créé la première voiture de marque Ford. Après la Première Guerre mondiale, les voitures ont commencé à être produites en masse dans un format plus compact.
Coccinelle et Volant
Voici deux curiosités sur les voitures. L'une concerne la Coccinelle VW, l'une des voitures les plus populaires au monde :
La Coccinelle VW est née en Allemagne sous le régime hitlérien, qui a chargé Ferdinand Porsche de concevoir une voiture accessible à tous. Cela faisait partie de sa proposition ufaniste. La Coccinelle VW a été surnommée "la voiture du peuple" ;
La voiture la moins chère jamais produite dans le monde était la Flyer, dans les années 1920 (le nom fait référence à la vitesse du véhicule, le mot "flyer" pouvant être traduit par "aviateur").
En ce qui concerne la voiture Flyer, rappelons que le premier appareil volant considéré par certains comme un véritable avion fut le Flyer III, mis au point par les frères Wright, qui vola en 1908. Apparemment, ils ont donné à la voiture le nom de l'avion.
Moteur à combustion
La voiture à combustion possède un moteur à combustion interne (explosion), c'est-à-dire que le carburant est brûlé à l'intérieur. Il existe un mécanisme composé d'un piston, d'un vilebrequin et d'une bielle, qui est chargé de convertir l'énergie calorifique (thermique) en énergie mécanique.
Le piston effectue un mouvement de va-et-vient à l'intérieur du cylindre. Ce mouvement alternatif est transformé en mouvement de rotation par la bielle et le vilebrequin. Le mouvement est ensuite transmis à la boîte de vitesses et aux roues.
Moteur à quatre temps
Le type de moteur à explosion le plus courant comporte quatre temps, qui constituent le cycle d'Otto qui, à son tour, se déroule à chaque rotation du moteur. Examinons les quatre temps :
- admission : le piston descend, aspirant l'air et le carburant dans le cylindre par les soupapes d'admission ;
- compression : le mélange est dirigé vers la culasse, à la manière d'une seringue dont la sortie est fermée ;
- l'allumage : l'étincelle électrique produite par la bougie fait exploser le mélange et fait redescendre le piston, créant ainsi un mouvement ;
- l'échappement : le piston remonte et évacue les gaz produits par l'explosion vers l'extérieur par l'intermédiaire des soupapes d'échappement.
Démarrage du moteur
Le régime initial du moteur provient du démarreur. Il met le moteur en mouvement en même temps que le système d'injection lance les jets de carburant dans la chambre d'admission. Dès que la première explosion se produit, le moteur est activé et le cycle commence.
Batterie
La batterie alimente le démarreur et distribue l'énergie au système électrique du véhicule. Elle est donc d'une grande importance dans le fonctionnement du moteur à combustion.
Si la batterie est faible, il se peut qu'il n'y ait pas assez de puissance pour mettre en mouvement toutes les pièces du moteur. Par conséquent, le démarrage devient plus difficile, voire impossible.
Alternateur
Lorsque le moteur tourne, l'alternateur fournit la tension qui fait jaillir les étincelles des bougies. Si l'alternateur est défectueux, l'étincelle ne se produira pas ou sera très faible, sans potentiel pour soutenir le cycle d'allumage. Par conséquent, le moteur "s'éteint".
N'oubliez pas que l'alternateur soutient le système électrique du véhicule. Il fonctionne comme une centrale électrique, qui peut également recharger la batterie.
Qu'est-ce qu'une voiture électrique ?
La voiture électrique, comme son nom l'indique, fonctionne à l'électricité. Elle est également appelée véhicule électrique (VE). Pour fonctionner, elle s'appuie sur un ou plusieurs moteurs électriques pour la traction et la propulsion. L'électricité nécessaire au déplacement de la voiture est stockée dans des batteries ou des piles à combustible. Mais tous les véhicules électriques ne fonctionnent pas de la même manière. Certains modèles, appelés hybrides rechargeables, sont dotés d'un moteur à combustion et d'un moteur électrique. Le moteur électrique est alimenté par l'énergie d'une batterie, qui est rechargée à partir d'une source externe par l'intermédiaire d'une prise de câble. Les voitures hybrides classiques ont un moteur à combustion et un moteur électrique, la différence étant que leur moteur électrique n'est pas rechargé à partir d'une source externe (elles ne sont pas rechargeables). La propulsion et la traction sont assurées par l'essence, le diesel ou l'alcool, et le refroidissement régénératif se charge de recharger la batterie. Il existe également des voitures électriques qui n'ont pas besoin de carburant liquide. Elles n'ont besoin que d'électricité, c'est-à-dire qu'elles sont 100 % électriques. D'autres véhicules électriques sont alimentés par des piles à combustible à hydrogène. Celles-ci servent de source d'énergie pour démarrer le moteur.
Emergence du véhicule électrique
L'émergence de la voiture électrique n'est pas aussi récente qu'on le pense. Bien que présentée comme un véhicule innovant, la voiture du futur, la VE est apparue aux États-Unis en 1890. L'année suivante, la nouveauté est devenue si populaire qu'il existe des flottes de taxis entièrement électriques dans la ville de New York.
Toutefois, après cette période, les voitures électriques ne sont plus produites en masse. De nouvelles tentatives de production à grande échelle ont repris dans les années 1990.
Aux États-Unis, General Motors a fait figure de pionnier. Entre 1996 et 1999, l'entreprise a lancé l'EV1, un véhicule tout électrique à deux places qui est rapidement devenu célèbre.
L'EV1 a été conçue sans aucune adaptation d'un véhicule conventionnel. La voiture comportait un certain nombre de solutions sophistiquées pour améliorer la sécurité et l'efficacité. Il s'agissait notamment de freins ABS, d'un châssis en aluminium, de côtés anti-collision, d'un système de freinage régénératif et d'une climatisation par pompe à chaleur.
Quelles sont les différences entre une voiture à combustion et une voiture électrique ?
Après avoir montré les principales caractéristiques de la voiture à combustion et de la voiture électrique, nous présenterons les différences entre les deux, en tenant compte du moteur, des émissions, de l'alimentation, de l'autonomie et des coûts d'achat et d'entretien.
Moteurs
Dans le moteur à combustion, la génération de force et d'énergie n'est pas uniforme. Les éléments associés au piston créent des problèmes d'équilibre mécanique. Divers accessoires sont nécessaires pour résoudre ces problèmes, ce qui alourdit le moteur.
Une grande partie de l'énergie générée par le moteur est perdue en chaleur, et seulement 30 % est transformée en travail pour déplacer les arbres. Le moteur électrique n'a pas ces problèmes, car il fonctionne à l'aide d'un champ magnétique produit par le stator.
Il est donc possible de contrôler la vitesse du moteur en ajustant simplement la fréquence de la puissance injectée. Ce contrôle assure une production uniforme de vitesse et de puissance. Le moteur électrique n'a pas besoin de système d'échappement, ce qui réduit considérablement le bruit et permet d'économiser 95 % d'énergie.
Les moteurs des voitures électriques sont généralement plus efficaces et plus légers que ceux des voitures à combustion. Ils nécessitent également moins d'entretien. Une autre différence est que le couple et la puissance sont plus élevés.
Voici une brève comparaison entre le moteur à combustion et le moteur électrique :
- le moteur à combustion comporte de nombreuses pièces mobiles, a besoin d'une admission d'air, possède une boîte de vitesses et une transmission complexes et ne dispose pas d'un contrôle autonome ;
- le moteur électrique n'a qu'une seule pièce mobile, pas de système de refroidissement, une commande directe et une commande autonome.
Emissions
Les voitures à combustion émettent de nombreux gaz qui favorisent le réchauffement climatique. Une voiture à essence, par exemple, rejette environ 120 grammes de CO2 (dioxyde de carbone) par kilomètre parcouru. Elle émet également d'autres gaz :
- CO, monoxyde de carbone ;
- Nox, oxyde d'azote ;
- HC, hydrocarbures ;
- SO2, dioxyde de soufre.
Il y a aussi le rejet de PM (particules), qui sont également nocifs pour la santé et polluent l'air.
Les VE, en revanche, n'émettent pas de GES (gaz à effet de serre) en tant que tels. Même si la source qui produit l'énergie utilisée pour fabriquer et recharger la voiture émet des gaz nocifs (comme c'est le cas de l'énergie thermoélectrique), le cycle de vie du véhicule émettra moins de polluants qu'un véhicule fonctionnant à l'essence ou à un autre carburant.
De plus, il est possible d'utiliser une source d'énergie totalement renouvelable et propre.
Carburant
La voiture à combustion présente certains avantages par rapport à la voiture électrique, comme le ravitaillement, qui est plus facile que la recharge. Une voiture ordinaire peut être ravitaillée en cinq minutes ou moins.
Une voiture électrique, en revanche, peut mettre jusqu'à une heure pour recharger sa batterie, en fonction du type de chargeur et de sa puissance. Dans tous les cas, il existe des chargeurs très rapides dont la capacité de charge n'est que de quelques minutes.
Les stations de ravitaillement sont plus répandues que les stations de recharge : les bornes de recharge et les électro-postes.
Autonomie
Aujourd'hui, l'essence ayant une densité énergétique élevée, elle peut stocker plus d'énergie par kilogramme de carburant qu'une batterie au lithium.
La plupart des voitures à combustion ont une autonomie d'environ 400 à 500 kilomètres avant de devoir faire le plein à une station-service. Par conséquent, vous devez généralement faire le plein une fois par semaine.
Dans les véhicules électriques, il est déjà possible de trouver des modèles dont l'autonomie est comparable à celle des voitures à combustion. Certains modèles peuvent parcourir un millier de kilomètres avec une seule charge.
Sachant que la plupart des gens ne parcourent que quelques kilomètres par jour, les VE ont une autonomie qui rend cette option viable. Même si un trajet plus long est prévu, le nombre de stations électriques sur les autoroutes a augmenté au fil des ans, et les voitures électriques disposent d'un chargeur portable qui peut être branché sur la prise de courant en cas d'urgence.
Coûts d'acquisition et d'entretien
La voiture électrique est actuellement la plus chère, avec un prix qui peut être deux à quatre fois supérieur à celui d'une voiture à combustion. La plus grande partie du coût est due à la batterie.
Les véhicules électriques disposent généralement d'un important parc de batteries, car il s'agit de la seule source d'énergie de traction. Elle contribue aussi parfois à d'autres fonctions, telles que le chauffage, les accessoires électroniques, la climatisation, etc.
La plupart des batteries sont fabriquées à partir de lithium-ion, mais il existe également des éléments fabriqués à partir de manganèse et de cobalt. Il s'agit généralement de matériaux coûteux. En retirant la batterie, le reste de la voiture est beaucoup plus simple, coûte moins cher et nécessite peu d'entretien.
Le coût des batteries des véhicules électriques diminue à mesure que le coût de production baisse et que le potentiel de stockage des batteries augmente. Les voitures électriques coûteront bientôt moins cher que les voitures à combustion interne.
L'entretien d'une voiture électrique est plus économique que celui d'une voiture à moteur à explosion. En effet, le moteur électrique comporte moins de pièces mobiles et il n'est pas nécessaire de changer l'huile, le liquide de refroidissement, le liquide de transmission ou les courroies. Il en résulte une réduction significative des coûts d'entretien.
Les dépenses générales, telles que le remplacement des freins et des pneus, les réparations structurelles et l'assurance, font partie de l'entretien de toute voiture. Toutefois, les propriétaires évitent une grande partie des coûts d'entretien associés aux voitures à combustion.
Le coût d'entretien le plus important des véhicules électriques est le remplacement de la batterie. Celles-ci sont volumineuses et rechargeables. En cas de batteries défectueuses, le fabricant les remplace si elles sont sous garantie. Si elles sont hors garantie, le processus de remplacement du composant peut coûter cher.
Comment choisir entre une voiture thermique et une voiture électrique ?
Pour choisir entre une voiture thermique et une voiture électrique, vous devez prendre en compte tous les critères mentionnés ci-dessus, c'est-à-dire comparer les avantages et les inconvénients des deux types de véhicules.
Comparatif JAC T60 Plus vs JAC e-JS4
Découvrez les différences entre la JAC T60 Plus et la JAC e-JS4. Il s'agit pratiquement de la même voiture, sauf que l'une est propulsée par un moteur à explosion et l'autre par l'électricité. Les deux offrent la même plateforme, le même aspect physique, la même carrosserie et le même intérieur.
La T60 est équipée d'un moteur turbo 1,5 avec 16 soupapes et injection directe, d'une puissance de 150 chevaux et d'une boîte de vitesses CVT à six rapports. L'e-JS4 n'est pas un modèle révolutionnaire avec des technologies différentes. L'équipement de série et la palette de couleurs sont très similaires sur les deux modèles. La vraie différence réside dans la propulsion électrique.
Le groupe Volkswagen est intervenu pour affiner les suspensions (recalibrées) et aussi dans la production des freins avec des disques plus grands, les roues plus grandes (un pouce de plus), les pneus plus larges et la direction électro-assistée (nouveau calibrage).
Poids
La voiture électrique de JAC devrait être plus légère que sa version à combustion, mais ce n'est pas le cas. Elle pèse environ 300 kilos de plus. Cela est dû aux batteries lithium fer phosphate (capacité de 55 kWh).
Le pack de batteries est installé dans le plancher, entre les essieux avant et arrière. Malgré le poids plus important, cette caractéristique permet d'abaisser le centre de gravité, ce qui se traduit par une plus grande stabilité.
Puissance
Le moteur du JAC e-JS4 est beaucoup moins complexe, puisqu'il se passe de pistons, de bielles, d'injection directe et d'autres sophistications. Il offre la même puissance de 150 chevaux, mais avec un couple maximal bien plus élevé, qui dépasse 34 m.kgf contre un peu plus de 21 m.kgf pour le modèle conventionnel.
Couple
Le couple maximal du modèle électrique est instantané dès le début du régime (0 tr/min). Le couple maximal du modèle à combustion n'intervient qu'à partir de 2 000 tours par minute. Cette différence garantit naturellement des performances optimisées à l'e-JS4.
Boîte de vitesses
Alors qu'il y a une boîte de vitesses automatique CVT dans le T60, il n'y a qu'une petite boîte de vitesses dans l'autre (pour la marche arrière, le moteur fonctionne en marche arrière).
Vitesse
Si l'on met les deux modèles côte à côte pour commencer, l'électrique atteindrait les 100 km/h en moins de huit secondes. La voiture à combustion, quant à elle, atteindrait 100 km/h en près de 10 secondes.
Toutefois, si le conducteur souhaite rouler à des vitesses moyennes élevées, la situation s'inverse, c'est-à-dire que le moteur à combustion est plus performant, étant donné que les batteries se déchargent très rapidement. Par conséquent, la vitesse maximale de la JAC électrique n'est que de 150 km/h.