Le freinage régénératif expliqué

L’un des avantages des véhicules hybrides et électriques (VHE) est leur capacité à récupérer l’énergie de freinage, un processus également appelé freinage régénératif. Nous expliquons ici comment fonctionne ce système écoénergétique. Et ce que cela implique pour leur entretien.

Qu’est-ce que le freinage régénératif?

Repensez à vos cours de sciences et vous vous souviendrez peut-être que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite; elle peut seulement passer d’une forme à une autre. Le même principe s’applique au freinage. Pour qu’une voiture s’arrête, l’énergie cinétique accumulée pendant son déplacement doit être transférée ailleurs. Dans un système de freinage hydraulique classique, la friction créée entre la plaquette et le disque de frein, ou entre le tambour et la mâchoire, convertit l’énergie cinétique du véhicule en chaleur. La chaleur est ensuite dissipée dans l’atmosphère et la voiture ralentit.

Dans les voitures hybrides et électriques équipées du freinage régénératif, cette énergie est utilisée beaucoup plus efficacement. Au lieu de simplement la libérer dans l’air, le véhicule la transforme en énergie électrique, qui est stockée dans ses batteries. En plus de contribuer à immobiliser la voiture, l’énergie stockée alimente le moteur électrique lors des déplacements ultérieurs, ce qui en accroît l’efficacité.

Comment fonctionne le freinage régénératif?

Lorsqu’un véhicule équipé d’un système de freinage régénératif roule, le moteur électrique puise l’énergie de la batterie pour faire tourner les roues, créant ainsi l’énergie cinétique nécessaire au déplacement. Cependant, lorsque les freins sont actionnés, le processus s’inverse. L’énergie cinétique initialement utilisée pour propulser le véhicule permet alors aux roues de faire tourner le moteur électrique, qui devient ainsi une sorte de génératrice. Au lieu de consommer de l’électricité, le moteur-générateur commence à en produire en utilisant l’énergie cinétique du véhicule. L’énergie électrique est ensuite stockée dans une batterie haute tension, puis réutilisée pour contribuer à propulser le véhicule. Comme le freinage régénératif transforme l’énergie cinétique du véhicule en électricité, il peut également ralentir le véhicule, tout comme les freins hydrauliques le font au moyen de la friction.

Les VHE sont-ils toujours équipés d’un système de freinage hydraulique?

Dans la plupart des cas, le moteur-générateur électrique fournira une puissance de freinage suffisante pour ralentir le véhicule. Toutefois, lorsque le véhicule roule à très haute ou très basse vitesse, qu’il est immobilisé ou que la batterie est complètement chargée, trop chaude ou trop froide, le moteur électrique ne peut pas fournir à lui seul un couple de freinage suffisant et doit être assisté par un système de freinage hydraulique. Le degré d’assistance nécessaire dépendra en grande partie du véhicule. Par exemple, sur les Toyota Prius de première génération (2001 à 2004), les freins hydrauliques ne sont pas utilisés avant que la vitesse du véhicule descende sous 11 km/h, sauf lors d’un freinage brusque.

Qu’est-ce que cela signifie pour l’entretien des freins?

Comme les freins hydrauliques servent essentiellement de système de secours, ils sont moins sollicités et devraient, en théorie, durer plus longtemps. Toutefois, la réalité peut être très différente : comme ils sont moins utilisés, la rouille et les contaminants peuvent s’accumuler rapidement et nuire à la surface de friction du disque, au montage des plaquettes ainsi qu’au piston et aux axes coulissants de l’étrier. Les principaux composants de freinage s’usent donc toujours, mais différemment.

Prenons le support d’étrier comme exemple. En raison de la corrosion causée par l’utilisation moins fréquente des freins, les plaquettes de frein pourraient ne pas pouvoir se dégager complètement du disque, ce qui entraînerait une usure accélérée et inégale. À l’inverse, selon l’emplacement de la corrosion, les plaquettes pourraient ne pas entrer correctement en contact avec le disque. Par conséquent, la corrosion présente sur la surface de friction du disque ne sera pas complètement éliminée, ce qui entraînera également la formation de piqûres sur le disque de frein.

Bien entendu, l’âge, les conditions de conduite et les facteurs environnementaux, comme l’eau, les embruns salins et les variations de température, entraîneront tous l’usure des composants du système. Comme ils le feraient sur n’importe quel autre véhicule. Il demeure donc recommandé d’effectuer des vérifications d’entretien régulières de l’ensemble du système de freinage, qu’il s’agisse d’un véhicule hybride, électrique ou à moteur à combustion interne. N’oubliez toutefois pas de respecter les précautions de sécurité indiquées dans le manuel du constructeur du véhicule.