Réputées indestructibles, pourquoi les motorisations hybrides Toyota sont parmi les plus fiables du marché automobile ?
Apparues sur les routes il y a près de 30 ans, les motorisations hybrides sont devenues la spécialité du constructeur japonais numéro un mondial Toyota. Autrefois dévalorisées pour leur esthétique singulière et leur réputation de « voitures d’anciens », ces véhicules cachent néanmoins sous leur capot une technologie particulièrement intéressante, voire révolutionnaire. Découvrez dès à présent le fonctionnement de cette motorisation, ainsi que ses avantages et ses inconvénients. Mais attention, vous risquez de foncer dans la concession Toyota la plus proche après la lecture de ses lignes !
La Toyota Prius, le point de départ de 30 ans d’innovation hybride…
Souvenez-vous, c’était en 1997, le constructeur nippon dévoilait au grand public la Toyota Prius. Une voiture hybride essence-électrique produite en série. Une première dans l’histoire de l’automobile, comme son nom d’origine latine l’indique. Cette petite berline aux volumes et à l’esthétique très controversée était à ses débuts distribuée uniquement sur le marché japonais. Il faudra attendre l’année 2000 pour que ce modèle soit disponible dans le reste du monde.
Alors vendue à perte tellement l’investissement dans le développement du véhicule était colossal, environ 120 000 unités furent produites. Un résultat qui pourrait sembler ridicule, mais néanmoins satisfaisant à l’époque pour un véhicule seul dans sa catégorie. Décrite comme une voiture marginale, laide, molle et trop chère au regard de ses faibles performances, il n’en reste que c’est bien elle qui est à l’origine de cette révolution technologique.
C’est en 2003 qu’arrive la relève avec la Prius II, nom de code XW20. Plus performante, plus spacieuse et moins vilaine, la seconde génération de la voiture hybride marquera un tournant dans l’histoire de la marque, puisque presque 1 200 000 exemplaires seront produits, dont une grande partie destinés aux Etats-Unis. Elle devient alors une icône, un symbole écologique.
« La voiture du 21ième siècle » ?
Alors que les années 2000 marquent l’âge d’or des motorisations diesel qui envahissent le marché européen, l’hybride peine à convaincre. Jugée inadaptée, inutile et parfois même antiécologique, cette technologie sera pointée du doigt durant de longues années et marginalisée. Choisir de rouler en hybride dans les années 2000, est comparable au choix de passer à l’électrique il y a encore quelques années.
Mais en 2026, il n’y a qu’à consulter les catalogues des constructeurs automobiles pour se rendre compte que la quasi-totalité des véhicules neufs sont hybrides. Aujourd’hui les motorisations full hybrid (HEV), hybrides rechargeables (PHEV) et les micro hybrides (MHEV) sont disponibles à foison. Rendues presque obligatoires par les gouvernements pour homologuer une automobile, elles remplacent petit à petit les motorisations essence et diesel 100% thermiques conventionnelles, et se disputent les parts de marché avec les voitures électriques.
L’époque à laquelle Toyota était pratiquement le seul constructeur à vendre des véhicules hybrides est donc belle et bien révolue. Cette technologie, hier moquée par de nombreux automobilistes et constructeurs, est aujourd’hui devenue pratiquement aussi répandue que le diesel au début des années 2000.
Chez Toyota, de l’hybride sous tous les capots
Si au début des années 2000 la Prius était le seul modèle de la marque à recevoir une motorisation hybride, ce n’est plus le cas depuis fort longtemps. En Europe, la Toyota Auris, remplaçante de la Corolla, est disponible dès 2009 avec le moteur HSD (Hybrid Synergy Drive) de la Prius III. La Yaris III lui emboite le pas dès 2012.
Aux Etats-Unis et chez Lexus (filiale haute de gamme de Toyota), les motorisations hybrides se sont répandues plus tôt au sein de la gamme. Le Lexus RX 400h apparaît en 2005 et la Camry HEV en 2006. Aujourd’hui et sur tous les marchés de Toyota, une grande majorité des modèles sont disponibles en hybride. En France notamment, les modèles les plus populaires ne proposent que cette motorisation électrifiée : Aygo X, Yaris, Yaris Cross, Corolla, RAV4 etC-HR. Les motorisations hybrides sont devenues la norme chez Toyota.
Comment fonctionnent les motorisations hybrides Toyota ?
Plus les années passent, plus les voitures se complexifient. Systèmes de dépollution alambiqués, moteurs optimisés à l’extrême, boites de vitesses automatiques complexes, équipements de sécurité passifs et actifs omniprésents… Bref, vous l’aurez compris, nos voitures deviennent de véritables usines à gaz sur roues. Les voitures hybrides n’échappent pas à ce phénomène. Les hybrides rechargeables sont d’ailleurs de très bonnes illustrations de cette problématique. Chez Toyota, on essaye de faire simple, de profiter de l’opportunité d’allier thermique et électrique pour faire table rase, et redéfinir de nombreux concepts.
Comprendre le fonctionnement du moteur thermique à cycle Atkinson
Pendant que la majorité des constructeurs automobiles sont occupés à concevoir des moteurs 3 cylindres turbocompressés de faible cylindrée à fort rendement, d’autres n’adhèrent pas à cette mouvance. Toyota fait partie de ces dissidents fidèles aux moteurs atmosphériques, plus simples, et généralement plus fiables. Ce n’est donc pas surprenant que leurs motorisations hybrides soient exclusivement atmosphériques, et développent même de faibles rendements.
Depuis les débuts de la technologie hybride de Toyota, le principe de fonctionnement est toujours le même. Concentrons-nous d’abord sur le moteur thermique. Ce dernier est en apparence tout à fait semblable au moteur d’une voiture à essence traditionnelle. La majorité des voitures hybrides du constructeur japonais sont motorisés par des 4 cylindres en ligne d’une cylindrée variant de 1.5 à 2.5 litres. Ils sont dotés d’une distribution à 16 soupapes entraînée par chaîne, actionnées par deux arbres à cames en tête, et alimentés par injection indirecte ou directe, sur les modèles plus récents. La particularité de ces moteurs réside dans leur cycle de fonctionnement : le cycle Atkinson.
Pour comprendre le fonctionnement de ce cycle, il faut d’abord revoir les bases du moteur à 4 temps. Tandis que le moteur d’une voiture à essence traditionnelle fonctionne selon le cycle Otto ou Beau de Rochas, ces derniers maximisent la performance, le couple, ou bien un équilibre des deux. Dans la pratique, lors de la phase de compression du moteur, les soupapes d’admission sont fermées (sauf parfois dans certains cas bien précis). Le piston, alors en train de monter, comprime un volume conséquent de mélange air-carburant avec une pression maximale. Utilisé depuis des décennies, ce principe fonctionne à merveille, mais pose néanmoins quelques petits problèmes : les pertes par pompage. Si vous avez déjà fait tourner un moteur à la main, vous comprendrez de quoi je parle. Comprimer le mélange air-carburant demande un certain effort au moteur et génère donc des contraintes mécaniques élevées.
C’est sur ce principe que le moteur à cycle Atkinson fait la différence. Au cours de la phase de compression, les soupapes d’amission restent ouvertes un court instant. Cette conception comporte plusieurs avantages :
- Réduction des pertes par pompage
- Atténuation des contraintes mécaniques
- Diminution de la consommation de carburant
- Amenuisement des vibrations
Ces formidables atouts, qui semblent solutionner de nombreuses problématiques de confort, de sobriété et de fiabilité, ont pour autant une conséquence majeure : la diminution de la puissance et du couple. Par exemple, un moteur atmosphérique 100% thermique Toyota tel que le 1.8 VVT-i Valvematic (2ZR-FAE) peut sans souci développer quelques 147 CH, alors que le moteur thermique à cycle Atkinson de la Prius III (2ZR-FXE) de même cylindrée ne dépassera pas 98 CH. Cette importante perte de puissante se doit donc d’être compensée afin d’offrir des performances à minima suffisantes. C’est à ce moment-là que la boite de vitesses e-CVT du système hybride entre en jeu.
La boîte « de vitesses » e-CVT et ses moteurs électriques :
Bien souvent décrite à tort comme une boîte de vitesses à variateur puisqu’elle en reprend le nom (Continuously Variable Transmission), la e-CVT n’a pourtant rien en commun avec ces dernières, si ce n’est le ressenti à la conduite. D’une fiabilité et d’une simplicité mécanique encore jamais vues pour une boite automatique, elle est systématiquement accouplée à toutes les voitures hybrides Toyota. C’est grâce à elle que la magie du système hybride opère. Dotée d’un unique train épicycloïdal, elle abrite également deux moteurs électriques : MG1 et MG2.
Directement lié au moteur thermique et aux deux moteurs électriques, le train épicycloïdal a pour tâche de gérer les différents modes de fonctionnement du système hybride, en permettant l’accouplement des trois moteurs. L’utilisation de cet assemblage mécanique simple et robuste permet de se passer de mécanisme d’embrayage et de différents rapports de démultiplication.
De leur côté, les moteurs électriques MG1 et MG2 ont chacun un rôle bien distinct. MG1 est le moins puissant des deux moteurs. Il a pour fonctions de remplacer le démarreur en faisant tourner le moteur thermique pour le mettre en route, mais également de remplacer l’alternateur puisqu’une fois en route, le moteur thermique va à son tour actionner MG1, qui produira de l’électricité pour charger les batteries. Mais ce n’est pas tout ! C’est également lui, en coordination avec le train épicycloïdal, qui va permettre de faire varier la vitesse du véhicule en modifiant sa propre vitesse de rotation, indépendamment du régime moteur.
Enfin, MG2 sert principalement de moteur électrique de traction. Lorsque le véhicule évolue en mode EV, 100% électrique, c’est MG2 qui entraîne les roues. Il peut également assister le moteur thermique en fonctionnant en parallèle, et si nécessaire, développer la puissance maximale du véhicule, dite « puissance cumulée ». Par ailleurs, il joue aussi le rôle de frein régénératif. Lorsque le conducteur actionne la pédale de frein alors que le véhicule est en mouvement, MG2 alors privé d’alimentation électrique, se trouve actionné par les roues, et génère une résistance électromagnétique qui va ralentir la voiture et ainsi recharger la batterie de traction du système hybride.
Les batteries et l’onduleur
Bien souvent placées dans le coffre ou sous la banquette arrière des véhicules hybrides, les batteries de traction utilisent différentes technologies selon leurs applications. Nickel-Métal Hydrure (NiMH)ou Lithium-ion (Li-Ion), les deux types de batteries sont utilisées chez Toyota. Les premières sont les plus répandues chez le constructeur nippon, et ce depuis la première génération de Prius pour des raisons de coût, plus faible que les batteries Li-Ion, ainsi que pour leur relative simplicité et fiabilité. De leur côté les Lithium-Ion, plus performantes, moins lourdes, mais aussi plus chères, se retrouvent embarquées dans les modèles plus récents, plus performants, ainsi que dans la gamme hybride rechargeable.
Sous haute tension, ce sont des voltages variant généralement entre 200 et 260 volts qui alimentent les moteurs électriques de la plupart des modèles. Équipées de batteries Li-Ion, ce sont plus de 350 volts qui peuvent déferler dans les réseaux de câbles des modèles rechargeables les plus performants. Le plus souvent refroidies par air mais parfois aussi par eau, la capacité de ces batteries pouvant aller de 0,7 à 18 kWh, s’établit en moyenne à 1,6 kWh, ce qui reste relativement faible face aux véhicules 100% électriques.
Implanté au-dessus de la boite e-CVT et visible du premier coup d’œil dans le compartiment moteur, l’onduleur, également appelé convertisseur ou inverseur est le dispositif en charge de la gestion des flux d’énergie. C’est le cœur électronique du système HSD. Il est capable de convertir le courant continu (DC) de la batterie en courant alternatif (AC) pour les moteurs, et vice-versa lors des phases de décélération. Il pilote les moteurs électriques MG1 et MG2, et transforme même les hauts voltages 200-300 V en courant 12 V pour recharger la petite batterie qui alimente les accessoires auxiliaires (éclairage, ventilation, équipements habitacle…). Souvent refroidi par eau pour éviter les surchauffes, c’est le cerveau du système hybride de la voiture, indispensable à son fonctionnement.
Économe, fiable et zen, quels sont les atouts de ces motorisation hybrides ?
Des économies de carburant. C’est ce que vous promettent les vendeurs de voitures hybrides. Et la plupart du temps, la promesse est plutôt bien tenue ! Bien qu’il soit rare d’obtenir des consommations aussi basses que celles homologuées par le constructeur, comme pour toutes les voitures, il y a tout de même de grosses économies à la clé.
La Toyota Yaris IV 116h par exemple, citadine hybride de 116 chevaux fabriquée en France, est annoncée avec une consommation mixte de 2,8 l/100 kms. Un chiffre tout à fait surprenant et même surréaliste qui équivaut à la consommation d’une moto 125 cm3. En réalité, certains utilisateurs et propriétaires clament consommer au minimum 3,4l/100 kms, tandis qu’une moyenne semble se dessiner aux alentours de 4,5l/100 kms. Un chiffre bien plus élevé que celui annoncé par le constructeur, mais qui reste dans l’absolu très faible pour une voiture équipée d’une boîte automatique qui roule à l’essence !
Même constat pour la Corolla, voiture la plus vendue au monde. Avec sa motorisation 140h, elle revendique une consommation de 4,4l/100 kms. Des chiffres assez honnêtes, puisque de nombreux utilisateurs rapportent consommer entre 4,5 et 6,0l/100 kms. Encore une fois, un appétit d’oiseau pour une confortable compacte à boite automatique disposant de quelques 140 chevaux. Enfin, je vous livre mon expérience à bord de la Toyota Prius IV qui m’a réclamé 5,4l/100 kms au cours d’un trajet Drôme-Normandie, soit plus de 700 kilomètres constitués quasi-exclusivement d’autoroute à 130 km/h.
Vous l’aurez compris, les voitures hybrides proposées par Toyota sont incontestablement sobres en ce qui concerne leur consommation de carburant. Il n’est pas difficile d’obtenir des chiffres inférieurs ou égaux à des consommations de voitures diesel. Bien-sûr pour obtenir ces chiffres, il est nécessaire d’apprendre à conduire ces véhicules afin d’optimiser au mieux votre consommation. Il existe de différentes techniques comme le pulse and glide permettant de limiter l’appétit en sans-plomb de ces voitures.
Une fiabilité reconnue
S’il y a bien un critère sur lequel on juge une Toyota, c’est la fiabilité. Réputé comme étant le constructeur automobile produisant les véhicules les plus robustes et endurants au monde, qu’en est-il de la fiabilité de ses motorisations hybrides ? Sur les sites d’annonces de véhicules d’occasion, les chiffres parlent d’eux-mêmes. Il n’est pas rare d’y voir des véhicules en bon état disposant d’un contrôle technique favorable avec allègrement plus de 300.000 ou même 400.000 kms au compteur, et ce à des prix franchement élevés. Très prisées par les taxis et les chauffeurs VTC, leurs retours d’expérience sont bien souvent très positifs. C’est cette réputation de fiabilité presque sans failles qui fait grimper leur côte sur le marché de l’occasion.
Dénués de démarreur, d’alternateur, de turbocompresseur ou encore d’embrayage, les groupes motopropulseurs hybrides se passent de certaines pièces d’usure ou réputées fragiles. Du côté moteur thermique, celui-ci est entraîné par une chaîne de distribution robuste. La pompe à eau est bien souvent électrique et durable, et permet donc de se passer de courroie d’accessoires, le compresseur de climatisation étant lui aussi entrainé électriquement. Soumis à de faibles contraintes grâce à son fonctionnement selon le cycle Atkinson, il est en plus épaulé par les moteurs électriques lors de fortes sollicitations. Ces moteurs à essence nécessitent donc relativement peu d’entretien, et sont réputés endurants.
En ce qui concerne la boite de vitesses, la e-CVT tire son épingle du jeu grâce à sa simplicité mécanique et sa grande efficience. Considérée comme un chef d’œuvre d’ingénierie, elle est exempte de mécanisme d’embrayage ou de convertisseur de couple. L’absence de complexes mécanismes pilotés ou actionnés par pression d’huile assure une fiabilité sans failles. Côté entretien, une simple vidange régulière de l’huile de boite de vitesses suffira ! Enfin, les moteurs électriques présents dans la e-CVT ne souffrent généralement pas de maux, et offrent une réelle tranquillité d’utilisation.
Ajoutez à cela un freinage régénératif qui limite l’usure des plaquettes et disques de freins, et des suspensions bien souvent peu poussées dans leur retranchements grâce au caractère zen de ces voitures, et vous obtenez ce que beaucoup considèrent comme les véhicules parmi les plus fiables au monde !
Pour une conduite zen et apaisée…
« Cette voiture est un tranquillisant ! ». Voici le genre de commentaires qu’il n’est pas rare de lire au sujet des voitures hybrides Toyota. Étant moi-même un conducteur rapide, nerveux et impatient, je peux le certifier : il est très difficile de s’énerver au volant de ces véhicules ! Grâce à la souplesse et la douceur de la boite e-CVT, qui permet une conduite sans à-coups et des transitions entre la conduite 100% électrique et thermique presque imperceptibles, conduire devient presque reposant.
Moteur thermique silencieux, vibrations contenues, phases de roulage 100% électriques, freinages légers, tout cela incite le conducteur à adopter une conduite souple et coulée, sans pour autant se trainer. Économes dans l’âme, ces voitures encouragent leurs utilisateurs à se prêter au jeu de l’écoconduite. Mis bout-à-bout, tous ces éléments persuadent même les plus agités au volant à rester zen !
Une technologie mature et éprouvée, mais pas sans défauts
Malgré leurs nombreuses qualités, les voitures hybrides du constructeur japonais ne sont pas exemptes de défauts. Adorés par certains pour leur conduite douce et apaisée, méprisés par d’autres pour leur manque de performance et leur boites de vitesses, ces véhicules ne s’adressent pas à tout le monde.
Parmi ces défauts, on peut évidemment citer le prix. Que ce soit en neuf ou en occasion, ces voitures tiennent la côte ! Ainsi, l’achat d’un tel véhicule est bien souvent un gros investissement qu’il faut amortir. A l’heure actuelle, il est difficile, si ce n’est pas impossible, d’acquérir une Toyota hybride d’occasion peu kilométrée dont le prix demandé se situe sous la barre des 10.000€.
Le défaut numéro un :« L’effet moulinette »
Simple, fiable et douce à l’utilisation, la boite e-CVT est pourtant le principal sujet de discorde sur les hybrides Toyota. En effet leur comportement de type variateur engendre le même phénomène que l’on peut constater sur un scooter. Lorsque l’on accélère franchement, le moteur s’emballe dans les tours de manière continue alors que la vitesse augmente. Bien que cette conception permette au moteur thermique de fonctionner sur une plage de régime optimisée pour obtenir le meilleur rendement et diminuer l’usure, beaucoup s’en plaignent.
Alors que l’on s’habitue rapidement au silence qui règne la plupart du temps dans l’habitacle, les fortes montées en régime du moteur se font quant à elles bien entendre. Si certains propriétaires ne s’en plaignent pas et louent la douceur et la fiabilité de la boite automatique, qui ne provoque l’emballement du moteur uniquement lorsque l’on écrase la pédale de droite, cet effet « moulinette » rebute encore beaucoup de conducteurs, notamment issus de la presse automobile. Ce défaut, Toyota en a bien conscience. Et depuis les premières générations de motorisations hybride jusqu’à aujourd’hui, beaucoup d’améliorations ont été réalisées pour amenuiser cet effet « mobylette » qui contrarie encore beaucoup d’acheteurs et d’utilisateurs.
Des batteries à la durée de vie parfois aléatoire…
La batterie de traction, c’est la problématique la plus sensible lorsque l’on parle de motorisations hybrides ou électriques. Ici, il n’est pas question d’une gigantesque batterie surpuissante, mais bien d’une « petite » batterie généralement implantée sous la banquette arrière ou le plancher du coffre. Si nombre de propriétaires de Toyota hybrides âgées et kilométrées vous diront ne jamais avoir eu de problèmes concernant cette dernière, ce n’est malheureusement pas le cas de tous les utilisateurs. Conçues dans un esprit de durabilité depuis les premières générations, certaines batteries semblent moins bien vieillir que d’autres.
Le plus souvent, ce ne sont pas les kilomètres qui vont mettre à l’épreuve ces batteries, mais bien les affres du temps. Il n’est pas inhabituel d’observer des défaillances à partir des 7 ou 8 ans du véhicule, surtout sur les exemplaires ayant parcouru beaucoup de petits trajets en ville. Ces derniers sont bien connus pour endommager la batterie plus rapidement que dans le cadre d’une utilisation extra-urbaine avec des trajets plus longs.
L’immobilisme du véhicule et la chaleur sont les plus grands ennemis des batteries de traction. S’il est aisé d’éviter le premier en utilisant le véhicule ponctuellement, la chaleur pose davantage de problèmes. Le refroidissement des batteries étant le plus souvent assuré par un ventilateur pulsant l’air de l’habitacle sur les cellules de la batterie, si ce dernier est trop chaud, c’est la surchauffe assurée.
Afin d’éviter ce problème, il est recommandé de rouler avec la climatisation activée dès que les températures commencent à monter. Ainsi, la batterie reçoit de l’air frais, et peut fonctionner sans soucis. Il est également de mise de nettoyer régulièrement le filtre à air du ventilateur de refroidissement de la batterie, généralement logé sous la banquette arrière, afin qu’une quantité suffisante d’air puisse rafraîchir les cellules.
Si vous envisagez l’achat d’une Toyota hybride d’occasion, n’oubliez pas de demander au vendeur le diagnostic de santé de la batterie. Réalisé en concession, il permet de s’assurer que cette dernière soit en bon état et ne présente pas de défaillances. Au cas où la batterie venait à tomber en panne, le remplacement de celle-ci peut s’avérer onéreux : entre 2000 et 3000€ au bas mot !
Essayer une Toyota hybride, c’est l’adopter ! Peut-être l’avez vous d’ailleurs constaté sur nos routes : les hybrides Toyota se multiplient ! Pour un nombre croissant d’automobilistes, c’est un choix pragmatique et durable, qui n’est pas réservé aux séniors. Il est généralement difficile de revenir en arrière après s’être aventuré dans cet univers. Considérés par beaucoup comme des véhicules « anti-passionnels », ils n’en restent pas moins faciles et plaisants à conduire, pour qui cherche un véhicule économique, fiable et docile au quotidien. Étant pour ma part un grand passionné d’automobile, je ne regrette absolument pas l’achat de ma Toyota Auris II HSD ! Si la lecture de cet article a attisé votre curiosité, alors je vous encourage vivement à tenter l’expérience de la voiture hybride by Toyota !