De la Lohner-Porsche à la Prius, le voyage centenaire de la voiture hybride

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La première automobile hybride du monde est la Lohner-Porsche, conçue par Ferdinand Porsche à Vienne entre 1900 et 1901 : fonctionnant selon le principe de l'hybride en série produisant de l'électricité à partir de l'essence, ce véhicule est l'ancêtre direct des hybrides actuels. Le premier hybride produit en série fut quant à lui la Toyota Prius en 1997 ; l'écart entre l'exposition du premier hybride à Paris et le lancement du premier hybride de série est de 97 ans, soit près d'un siècle.
Points Forts
- 1900 : Ferdinand Porsche conçoit le Semper Vivus, le premier hybride fonctionnel au monde.
- 1901 : Le Lohner-Porsche Mixte, premier hybride prêt pour la production en série, est mis en vente ; son prix est de 14 400 à 34 028 couronnes autrichiennes.
- 1997 : La Toyota Prius sort sur les routes du Japon en tant que première automobile hybride de série au monde.
- 1999 : La Honda Insight devient le premier hybride de série vendu aux États-Unis.
- 2012 : Avec la Prius Plug-in Hybrid, l'ère des hybrides rechargeables débute officiellement.
D'un apprenti électricien au premier hybride : le Lohner-Porsche de Ferdinand Porsche
L'histoire commence en 1893, avec l'entrée d'un jeune ingénieur de 18 ans dans l'entreprise d'électricité Béla Egger & Co. à Vienne. C'est là que Ferdinand Porsche développa le premier moteur électrique en moyeu de roue, basé sur le concept de Wellington Adams - une solution radicale pour l'époque : en plaçant le moteur à l'intérieur de la roue, il éliminait tout besoin de boîte de vitesses et d'organes de transmission. Porsche testa ce moteur en compétition en 1897, et un an plus tard, à 23 ans, il fut embauché à l'usine Jacob Lohner.
Les premiers produits étaient entièrement électriques : des véhicules à batteries dotés de moteurs dans les deux moyeux avant. Chaque moteur développe 2,5 à 3,5 ch et pouvait brièvement monter à 7 ch. En 1898, le "System Lohner-Porsche" suscita un grand intérêt dans la presse européenne ; la même année, l'Egger-Lohner C.2 Phaeton conçu par Porsche sortit sur les routes avec une puissance de 3 à 5 PS et une vitesse maximale de 25 km/h. Quant à la Lohner-Porsche Electromobile, présentée à l'Exposition de Paris 1900, elle pouvait atteindre 37 km/h grâce à deux moteurs de 2,5 PS.
Semper Vivus et Mixte : la naissance du principe de l'hybride en série
La véritable révolution arriva en 1900. Porsche conçut le premier hybride fonctionnel au monde : Semper Vivus. La logique reste instructive encore aujourd'hui - comme le plus grand problème du véhicule électrique était la densité énergétique limitée de la batterie, Porsche choisit d'abandonner le transport de la batterie et de produire l'électricité à bord du véhicule. Deux moteurs à essence DeDion Bouton de 3,5 PS refroidis par eau entraînaient deux générateurs ; chaque générateur produisait 20 ampères et 90 volts. Autrement dit, le moteur à essence n'envoyait aucune puissance aux roues, il se contentait de produire de l'électricité. Cette architecture s'appelle aujourd'hui hybride en série et la plupart des locomotives ferroviaires modernes fonctionnent toujours selon le même principe. Le prototype, avec ses 1 200 kg, était lourd même selon les standards de son époque.
En 1901, ce concept devint prêt pour la production en série sous la forme de la Lohner-Porsche Mixte sous le nom de laquelle il fut mis en vente. Le moteur générateur quatre cylindres de 25 ch et 5,5 litres provenant de l'Autrichienne Daimler actionnait le générateur. Cinq véhicules de la première série furent vendus ; le premier alla à Emil Jellinek, un nom que les passionnés d'automobile reconnaîtront. Le côté ingénierie du projet fonctionnait ; le côté économique, non : le prix du Mixte atteignait 14 400 à 34 028 couronnes selon l'équipement, soit presque le double du prix des véhicules conventionnels similaires. Entre 1900 et 1905, seulement 11 hybrides trouvèrent preneur ; dans la même période, environ 65 Lohner-Porsche entièrement électriques furent vendus.
Pourtant, le projet était bien vivant : Porsche remporta le Rallye d'Exelberg 1902 avec le Mixte, obtint la même année un brevet pour la géométrie des essieux, remporta le prix Potting en 1905 et devint concepteur en chef chez Austro-Daimler en 1906. Un autre détail intéressant : l'architecture des moteurs de moyeu de roue du Lohner-Porsche devint une approche également explorée pour le véhicule lunaire Apollo. Entre 2007 et 2011, le Musée Porsche, travaillant pendant trois ans avec Karosseriebau Drescher, produisit une réplique fonctionnelle du Semper Vivus et l'exposa au Salon de l'automobile de New York 2011 - la preuve que le premier hybride pouvait à nouveau rouler grâce à son propre moteur.
| Modèle | Année | Source d'énergie | Donnée remarquable |
|---|---|---|---|
| Semper Vivus | 1900 | Générateur essence 2 x 3,5 PS + batterie | 1 200 kg ; chaque générateur 20 A / 90 V |
| Lohner-Porsche Mixte | 1901 | Moteur Daimler 5,5 L, 25 ch + générateur | Prix de 14 400 à 34 028 couronnes |
| Electromobile | 1900 | Moteur de roue 2 x 2,5 PS + batterie | Vitesse maximale de 37 km/h |
| La Toujours Contente | 1900 | Transmission intégrale, essence-électrique | Batterie de 1,8 tonne, 56 ch, 4+ tonnes |
Les premiers prototypes et près de 80 ans de silence
Après Porsche, l'idée ne mourut pas, mais elle ne se répandit pas non plus. En 1905, le concept hybride de H. Piper vit le jour ; en 1916, la Woods Motor Vehicle Company, basée à Chicago, Dual Power présenta son modèle - une combinaison d'électricité avec un moteur à combustion interne quatre cylindres, une entreprise brillante mais finalement condamnée sur le plan commercial. Il est possible de lire le tableau général à travers l'effort de Woods : les hybrides furent produits jusqu'aux années 1910, mais se vendirent mal en raison de leur prix élevé et de leur faible puissance.
Pendant près de 80 ans ensuite, l'hybride ne dépassa guère le statut de note de bas de page dans les livres d'ingénierie. Il y a plusieurs raisons mesurables à cela : à mesure que les routes s'amélioraient aux États-Unis, l'inquiétude liée à l'autonomie diminuait, le pétrole du Texas maintint le prix de l'essence à un niveau historiquement bas, et la fiabilité du moteur à combustion interne augmenta. Les véhicules électriques disparurent presque totalement dans le croisement de ces trois facteurs jusqu'en 1935 ; les hybrides, avec leur coût élevé et leur faible vitesse incapable de compenser l'avantage de courte autonomie, firent partie de ce repli. La bonne idée technique devait attendre les bonnes conditions économiques.
Toyota Prius 1997 : Comment l'hybride de production de série s'est-il concrétisé ?
Le voyage hybride de Toyota a en fait commencé en 1968, avec le directeur de projet Kenya Nakamura - mais il a fallu trente ans pour parvenir à un résultat pragmatique. En 1997, Toyota était prête au lancement de la Prius, première automobile hybride produite en série au monde. Le mois du lancement varie dans les archives de l'entreprise entre octobre et décembre ; ce qui est certain, c'est que le véhicule a pris la route au Japon en 1997 et a remporté le prix "Car of the Year" au Japon durant l'année de son lancement.
L'impact de la Prius peut également être suivi de manière chiffrée. Lorsque la première génération est entrée sur le marché américain en 2000, elle offrait une puissance combinée de 97 ch - la puissance d'une berline familiale ordinaire, mais le tableau de la consommation d'essence était une tout autre histoire. La Prius de 1997, en tant que premier véhicule de série combinant puissance essence et électrique dans un seul ensemble, a changé la direction de l'industrie automobile ; la logique hybride en série établie par Porsche un siècle plus tôt fonctionnait désormais sur des millions de véhicules. Les travaux reliant directement la lignée de la Prius à ce prototype viennois des années 1900 demeurent encore aujourd'hui un sujet d'histoire fondé sur les archives.
Honda Insight : le premier hybride aux États-Unis
Dans la première vague, un second pionnier se trouvait aux côtés de Toyota : Honda. Honda a présenté en 1999 le premier hybride de série d'Amérique du Nord : l'Insight. La première génération (1999-2006), sous forme de coupé liftback à trois portes et deux places, est entrée sur le marché américain en décembre 1999, avant l'arrivée de la Prius aux États-Unis, et est devenue le premier hybride essence-électrique vendu aux États-Unis. La durée de développement du véhicule était d'environ trois ans. Les résultats à court terme de l'aventure hybride de Honda sont également frappants : la marque a célébré la 25e année des ventes d'hybrides-électriques, et les modèles hybrides représentent aujourd'hui plus de 25 % de ses ventes.
La maturité de la technologie des batteries : du NiMH au lithium-ion

Dans le voyage centenaire de l'hybride, le composant matériel le plus critique est la batterie. La première Prius utilisait des batteries nickel-metal-hydrure (NiMH), les premières à faire fonctionner un hybride de série sur la route. Le profil d'ingénierie du NiMH correspondait à sa mission : une densité énergétique nettement supérieure au plomb-acide, mais inférieure au lithium-ion. C'était suffisant pour un hybride classique, car la batterie servait de petit tampon dans un cycle continu de charge-décharge - le véhicule n'était pas rechargé.
L'équation a changé avec l'arrivée des hybrides rechargeables et des véhicules entièrement électriques : une plus longue autonomie électrique signifiait une densité énergétique plus élevée. Au cours de la dernière décennie, le NiMH a été largement remplacé par des batteries lithium-ion plus puissantes, compactes et durables ; aujourd'hui, la plupart des hybrides rechargeables et des véhicules entièrement électriques utilisent le lithium-ion. On sait que Toyota est également passée du NiMH au lithium-ion dans ses hybrides populaires. Le tableau récapitulatif est simple : NiMH dans les hybrides classiques, lithium-ion dans tout ce qui se branche.
L'ère de l'hybride rechargeable : l'essor des hybrides rechargeables
La nouvelle étape de l'hybride a consisté à recharger également la batterie depuis une prise domestique. Prius Plug-in Hybrid Sa première génération a été produite entre 2012 et 2016 ; la première génération a été jugée globalement insuffisante - avec une autonomie électrique d'environ 15 milles, alors que la Chevrolet Volt offrait 35 milles à la même période. La deuxième génération est arrivée en 2016, et la troisième génération a été définie comme le modèle Prius Prime 2023.
Du côté allemand, la même progression existe : Porsche est passé à l'hybride en 2010 avec la Cayenne S Hybrid, la Panamera S Hybrid de 2011 offrait 380 PS avec une consommation NEDC de 6,8 l/100 km. La Panamera S E-Hybrid de 2015 a été présentée comme la première hybride rechargeable de son segment ; la 918 Spyder de 2013, avec sa batterie lithium-ion de 6,8 kWh et son autonomie électrique de 31 km, a fixé la limite de la performance hybride rechargeable et a établi un record avec un tour du Nordschleife en 6:57. L'idée qui débutait en 1900 avec deux générateurs héberge aujourd'hui une transmission qui bat des records de piste.
Leçon d'un siècle : pourquoi la bonne ingénierie a dû attendre 80 ans ?
L'aspect instructif de la ligne allant de la Lohner-Porsche à la Prius n'est pas technique, mais économique. La solution de Porsche en 1900 était cohérente sur le plan de l'ingénierie - à tel point que le principe d'hybride série se retrouve aujourd'hui partout, des locomotives aux supercars. Ce qui manquait, c'était la préparation du marché : les coûts des batteries, les prix de l'essence, les routes et les attentes d'émission des villes ne se sont alignés qu'en 1997. La Prius est née au moment précis où ces quatre paramètres sont arrivés simultanément au bon endroit ; la Honda Insight l'a suivie de près, avec une approche technique différente.
En regardant en arrière aujourd'hui, le tableau est clair : l'hybride n'est pas une seule invention, mais une accumulation d'environ un siècle. Le concept Semper Vivus de 1900, l'audace de la Woods Dual Power de 1916, la décision de production en série de la Prius de 1997 et les architectures plug-in qui se sont généralisées à partir de 2012 sont les maillons d'une même chaîne logique. Le prochain maillon de la chaîne se dessine déjà avec la transition vers le lithium-ion dans la chimie des batteries.
Sources
- Lohner–Porsche
- L'histoire de Porsche commence par l'électrique
- Le Prof. Ferdinand Porsche a créé la première voiture hybride fonctionnelle
- L'histoire de la voiture électrique
- Woods Motor Vehicle
- Ce n'était pas la première hybride, mais la Woods Dual Power de 1917…
- Étapes marquantes : Toyota Prius, le premier véhicule hybride produit en série au monde, 1997
- Le développement de la Prius et la stratégie hybride
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- L'évolution de la Prius
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