Toyota Prius

La Toyota Prius est une automobile hybride produite par Toyota depuis 1997 avec trois générations déjà commercialisées. La dénomination Toyota Prius couvre plusieurs modèles d'automobiles à motorisation hybride, présentant une double motorisation thermique et électrique et équipés du système Hybrid Synergy Drive (HSD). L'énergie utilisée est l'essence (énergie primaire unique), sauf pour la version rechargeable de la Prius III qui utilise également de l'électricité en provenance du secteur et pas uniquement celle produite à bord par les machines électriques.

En 1997, le premier modèle Prius, berline 4 portes, est proposé avec une malle séparée. En 2000, il est suivi par une version techniquement remaniée mais à la carrosserie identique. La Prius II (XW20), modèle à 5 portes et 5 places, est commercialisée fin 2003 au Japon et aux États-Unis, et début 2004 en Europe. Il marque l'accès de cette voiture à une réelle popularité, en particulier aux États-Unis.

La Prius III a fait son apparition au salon de l'auto de Genève en mars 2009 et est commercialisée en Europe au printemps 2009. Toyota a envisagé de l'assembler également aux États-Unis, mais y renonce en 2010 pour cause de morosité du marché automobile local, repoussant son projet à la prochaine version du véhicule^[1]. Une quatrième génération de Toyota Prius a été dévoilée au Salon de Francfort, en septembre 2015^[2].

Description technique

Batterie NiMH de Prius II (1,3 kWh)

Motorisation

Le concept allie un moteur à essence qui serait sous-dimensionné s'il était utilisé seul, complété par deux moteurs-générateurs électriques dénommés MG1 et MG2, de tailles et de puissances différentes ; tous trois sont reliés à un train épicycloïdal. Le moteur thermique est optimisé pour une faible consommation et une pollution limitée (moteur à cycle de Miller / Atkinson où le taux de détente est supérieur au taux de compression).

Transmission

La transmission est électro-mécanique : une partie de la puissance passe par voie mécanique, l'autre par voie électrique, reproduisant les sensations de conduite d'une transmission à variation continue classique, bien que fondée sur un principe totalement différent. Une telle transmission ne comporte en particulier aucun embrayage ou dispositif de découplage mécanique entre moteurs et roues, devenus inutiles.

Full-Hybrid

Le fonctionnement est celui d'une automobile type "hybride complète" (traduction du terme anglais full hybrid). Le moteur électrique fonctionne seul à faible puissance (cas où le moteur thermique aurait un rendement très faible), tant que la batterie n'est pas déchargée. Il fournit un appoint pour aider le moteur thermique lorsqu'une puissance importante est nécessaire (accélérations, en côte...). En régime de croisière, le moteur thermique peut fonctionner à une pression moyenne effective (charge) plus élevée que nécessaire et utiliser ce surplus d'énergie mécanique pour recharger la batterie.

Contrôle

Le système de contrôle — nommé Hybrid Synergy Drive (HSD) dans la version 2004, THS précédemment — organise la répartition des efforts entre le moteur thermique et les 2 moteurs-générateurs électriques pour optimiser le rendement global. Contrairement à une opinion répandue, la partie électrique est souvent sollicitée quel que soit le type de conduite, mais pas nécessairement la batterie, l'électricité pouvant passer directement de MG1 à MG2 ou inversement ; c'est le principe même d'une transmission électro-mécanique qui permet de faire varier le couple appliqué aux roues comme le ferait une boîte de vitesses mécanique, mais par voie électrique.

Récupération d'énergie

Afin de pouvoir récupérer de l'énergie lors des ralentissements, le freinage est lui aussi hybride et contrôlé par ordinateur :

Dès que l'accélérateur est relâché, le moteur thermique n'est plus alimenté en carburant (il s'arrête physiquement au-dessous de 70 km/h environ) et le frein moteur est assuré par MG2 qui recharge la batterie (freinage régénératif).

De même, lorsqu'on actionne la pédale de frein, c'est d'abord MG2 qui fournit l'effort de freinage avant de laisser opérer les freins à disques traditionnels quand la pression sur le frein augmente. Bien que la puissance de MG2 soit de 60 kW (Prius III), la puissance de freinage électrique est limitée par la puissance de charge que peut supporter la batterie (27 kW d'après le constructeur), ce qui incite le conducteur à réaliser des freinages doux pour récupérer le maximum d'énergie et abaisser ainsi sa consommation.

Consommation

Bien que fonctionnant uniquement avec de l'essence comme source primaire d'énergie, la consommation de la motorisation hybride de la Prius est de l'ordre de 5 l/100 km en situation réelle^[3]. Ce résultat est obtenu en faisant fonctionner le moteur thermique le plus près possible de son rendement maximum, ce qui est impossible sur une voiture traditionnelle à cause des fluctuations de puissance très importantes liées aux variations de la vitesse. La réversibilité des moteurs électriques permet également de récupérer lors des freinages une partie de l'énergie habituellement perdue sous forme de chaleur, en utilisant MG2 comme générateur pour recharger la batterie. Cette particularité est mise à profit en circulation urbaine, où la Prius excelle sur le plan du rendement par rapport aux automobiles à propulsion purement thermique.

Le cycle urbain se caractérisant par des arrêts et des faibles vitesses, la voiture n’a alors besoin que de peu de puissance ; le moteur thermique n'y fonctionne qu'en cas de forte accélération et la batterie se recharge lors des freinages. En cycle urbain, une voiture avec un moteur hybride consomme donc moins qu'une voiture non hybride de même catégorie.
Sur voie rapide, la Prius a aussi une consommation plus faible que les voitures familiales à essence commercialisées à la même date (2009) grâce à un plus faible coefficient de traînée.

Première génération (1997 - 2003)

Toyota Prius I (XW10/XW11)
Marque	Toyota
Années de production	1997 - 2005
Classe	Hybride
Moteur et transmission
Moteur(s)	1.5
Cylindrée	1 497 cm3
Puissance maximale	53/72/71 à 4 500 ch
Couple maximal	115 à 4 200 Nm
Transmission	Traction
Boîte de vitesses	Automatique à 1 vitesse
Poids et performances
Poids à vide	1 225 kg
Vitesse maximale	160 km/h
Accélération	0 à 100 km/h en 13,4 s
Consommation mixte	5,9/4,6/5,1 L/100 km
Émission de CO2	138 g/km
Châssis - Carrosserie
Carrosserie(s)	Berline 4 portes
Freins	Disques ventilés/Disques
Dimensions
Longueur	4 140 mm
Largeur	1 699 mm
Hauteur	1 481 mm
Empattement	2 550 mm
Voies	58,3 mm
Chronologie des modèles
Prius XW30
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Toyota Prius I XW11 (2000-2003)

Toyota Prius I XW11 (2000-2003)

Le premier modèle, la Prius I (type XW10), une berline 4 portes avec une malle séparée, a été proposé en 1997 au Japon seulement. Il a été suivi par une version techniquement remaniée mais à la carrosserie identique (XW11) en 2000, disponible alors également en Europe, aux États-Unis et en Australie.

Deuxième génération (2004 - 2009)

Toyota Prius II (XW20)
Marque	Toyota
Années de production	2003 – 2009
Classe	Hybride
Usine(s) d’assemblage	Kariya (Japon) Toyota (Japon) Changchun (Chine)
Moteur et transmission
Moteur(s)	- à essence 1,5 L, l4, DOHC 16 soupapes, à cycle Miller - électrique : 500V, 400 Nm à 0 tr/min, 50 kW
Puissance maximale	totale : 110 ch
Couple maximal	115 Nm à 4 200 tr/min (moteur à essence seul) ; 478 (pour l'ensemble) Nm
Transmission	traction, CVT (train épicycloïdal)
Poids et performances
Poids à vide	1 320 kg
Consommation mixte	4,3 [4] L/100 km
Émission de CO2	104 g/km
Dimensions
Longueur	4 445 mm
Largeur	1 725 mm
Hauteur	1 490 mm
Chronologie des modèles
Prius XW10/11 Prius XW30
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Toyota Prius II XW20 (2003-2009)

La deuxième génération de Prius bénéficie d'une carrosserie totalement redessinée. Allongée de 13,5 cm pour atteindre 4,45 m, dont 15 cm sur l’empattement, la Prius modèle 2004 (XW20), gagne en habitabilité à l’arrière et offre un coffre de 408 litres au total, comprenant un espace de rangement de 41 litres sous plancher. Son Cx de 0,26 lui donne une ligne fluide.

La demande excédant largement l'offre, la production a été doublée en 2005 pour atteindre 100 000 exemplaires. Aux États-Unis, son marché préférentiel avec le Japon, il se vendait environ 8 000 à 10 000 Prius par mois au début de l'année 2005. La production mondiale de Prius (toutes générations confondues) a dépassé la barre des 500 000 exemplaires fin avril 2006 selon Toyota.
La Prius II était proposée à 25 550 € en France en 2004 (prix catalogue, ne tenant pas compte d'éventuelles remises de Toyota), année où seulement cinq cents exemplaires étaient disponibles, ce nombre fut porté à 2 500 en 2005. Elle donnait alors droit à un crédit d'impôt de 1 524 €. En janvier 2006, ce crédit d'impôt a été porté à 2 000 € afin d'encourager les économies d'énergies. Au 1^er janvier 2008, il a été remplacé par un Bonus-malus écologique de la même valeur.
En Belgique, moins de 105 g de CO₂ par km permet une réduction d'impôt. En effet, la prime de l'état est alors portée à 15 % de la valeur totale de la voiture avec un plafond à 4 350 € TTC. Cette prime est directement enlevée de la facture et c'est le constructeur qui se fait rembourser par l'État. De plus, la région wallonne de Belgique offre une prime à l'immatriculation des voitures peu polluantes et la Prius rentre dans la catégorie des « plus écologiques », elle bénéficie donc d'un bonus de 1 000 €.

Elle a été élue Voiture de l'année 2005 en Europe. En mai 2008, Toyota a annoncé avoir vendu 1 million de Prius dans le monde.

Troisième génération (2009 - )

Toyota Prius III (XW30)
Marque	Toyota
Années de production	2009 – présent
Classe	Hybride
Usine(s) d’assemblage	Toyota (Japon) Chachoengsao (Thaïlande) Changchun (Chine)
Moteur et transmission
Moteur(s)	- à essence 1,8 litre, l4, DOHC 16 soupapes, 98 ch à 5200 tr/min, 142 Nm, cycle Atkinson, VVT - électrique : 650 V, 207 Nm à 0 tr/min, 60 kW/81 ch
Puissance maximale	totale : 100 kW/136 ch ch
Transmission	traction, CVT (train épicycloïdal)
Poids et performances
Poids à vide	1 370 kg
Vitesse maximale	180 km/h
Consommation mixte	3,8 L/100 km
Émission de CO2	89[5] g/km
Châssis - Carrosserie
Coefficient de traînée	0,25
Dimensions
Longueur	4 460 mm
Largeur	1 745 mm
Hauteur	1 490 mm
Chronologie des modèles
Prius XW20 Prius IV
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Toyota Prius III vue arrière (2009 - )

Une troisième génération de Prius (Prius III) est lancée au printemps 2009 en Europe : le modèle XW30^[6] (voir infobox en haut de page) :

• Plus longue (15 mm) et plus large (20 mm), les occupants des places arrière, peuvent dorénavant compter sur une meilleure garde au toit
• Son moteur thermique ne comporte plus aucune courroie (la pompe à eau est électrique) et sa puissance est de 98 ch
• La puissance totale combinée passe de 110 à 136 ch
• La cylindrée passe de 1,5 litre à 1,8 litre
• Le freinage est plus facile à moduler
• L'affichage de la récupération d'énergie passe du grand écran au compteur
• Phares à LED en option
• Régulateur de vitesse qui s'adapte en fonction de la distance des autres véhicules (en option dans certains pays dont la Belgique)
• Toit ouvrant avec panneau solaire et ventilation à énergie solaire en option
• Affichage tête haute par projection sur le pare-brise
• Cx de 0.25 ^[7] (-0,01 par rapport à la seconde génération)
• Émission de CO₂ : 89 g/km

Cette troisième génération de Prius a terminé en tête de son marché en 2009 au Japon, toutes catégories confondues. En octobre 2010, Toyota a annoncé avoir vendu deux millions de Prius dans le monde (depuis le lancement du premier modèle)^[8]. Une version légèrement restylée est présentée début 2012.

En février 2014, Toyota rappelle 2 millions de Prius dans le monde suite à la détection d'un problème minime de panne logicielle^[9].

Prius hybride rechargeable

Prototype de Prius III Plug-in Hybrid (avril 2011)

Une version Plug-in Hybrid de la Prius III a été présentée lors de différents salons en 2009. Des expérimentations sont menées au cours de l'année 2010 au Japon, aux États-Unis et en France, à Strasbourg pour déterminer les conditions dans lesquelles sont utilisés les VHR et l'infrastructure de charge^[10].

La version de série de la Toyota Prius III hybride rechargeable (Plug-in) a été présentée au salon automobile de Francfort en septembre 2011^[11] et sa commercialisation a débuté en Europe au cours de l'été 2012^[12].

Ce nouveau modèle est équipé d'une batterie lithium-ion de 4,4 kWh qui autorise jusqu'à 23 km d’autonomie en mode électrique. Le temps de recharge via une prise classique est de 90 minutes. Cette version rechargeable est dotée des mêmes moteurs que la Prius III classique : à essence 1,8 L de 100 ch, associé à un moteur électrique de 81 ch. Au total, la combinaison des deux moteurs offre une puissance de 136 chevaux. Toyota annonce une consommation moyenne en cycle mixte de 2,2 l/100 km et un taux de CO₂ de 49 g/km (chiffres en cours d'homologation européenne).

Quatrième génération

Toyota Prius IV
Marque	Toyota
Années de production	2016 -
Classe	Hybride/Hybride rechargeable
Moteur et transmission
Moteur(s)	1.8 L 105
Cylindrée	1 797 cm3
Puissance maximale	105 à 5 500 (145/150) ch Euro 6 (66 kW)
Poids et performances
Poids à vide	1 280 à 1 350 kg
Consommation mixte	1,42 à 2,5 L/100 km
Châssis - Carrosserie
Carrosserie(s)	Berline 4 portes
Dimensions
Longueur	4 550 mm
Largeur	1 770 mm
Hauteur	1 490 mm
Empattement	2 700 mm
Chronologie des modèles
Prius III (XW30)
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En août 2015, le directeur de Toyota, Satoshi Ogiso, qui était l'ingénieur en chef pour la gamme Prius, a annoncé quelques améliorations et fonctionnalités principales pour la prochaine génération de Prius, attendue pour le début 2016^[13]. Elle existera en hybride et en hybride rechargeable pour la première fois^{[14] [15]}.

En septembre 2015, l'auto a été présentée pour la première fois au public lors du Salon de Francfort 2015^[16]. Elle repose sur une toute nouvelle plateforme technique baptisée TNGA (Toyota New Global Architecture). La Prius est le premier modèle Toyota à bénéficier de cette nouvelle plateforme. Elle est présenté au Salon de Tokyo 2015^[17] qui a lieu du 29 octobre au 8 novembre 2015.

Monospace

Toyota Prius Alpha

Une Prius monospace a été présentée au salon de Détroit en 2011. Lancée en mai 2011 au Japon sous le nom de « Prius Alpha », elle est commercialisée à partir de juin 2012 en Europe sous le nom de « Prius + »^[18].

Notes et références

Annexes

Articles connexes

• Véhicule hybride
• Hybrid Synergy Drive
• Consommation de carburant par les voitures

Lien externe

• La Prius sur le site officiel de Toyota France

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