Pourquoi la Prius utilise un moteur à cycle Atkinson plutôt qu'un cycle Otto classique

Un cycle pensé pour le rendement plutôt que pour la puissance

Le moteur thermique de la Prius, dès la première génération, fonctionne selon un cycle Atkinson plutôt que le cycle Otto classique employé par l'immense majorité des moteurs à essence. La différence tient à la gestion de la course du piston et du calage des soupapes d'admission : le cycle Atkinson prolonge la détente des gaz par rapport à la compression, ce qui améliore le rendement thermodynamique du moteur au prix d'un couple disponible nettement plus faible, en particulier à bas régime. Sur un véhicule classique, ce défaut de couple serait pénalisant à l'usage ; sur la Prius, il est directement compensé par le couple disponible immédiatement des moteurs électriques MG1/MG2, ce qui rend ce compromis technique praticable en usage courant.

Une conception maison plutôt qu'un moteur existant adapté

Pour la première génération, l'équipe de développement retient un bloc de conception compacte, dérivé de la famille « NZ » pensée pour les petites cylindrées, plutôt que d'adapter un moteur existant plus imposant. Ce choix répond à une contrainte d'intégration très concrète : contrairement à un véhicule tout électrique, où le moteur électrique seul doit loger sous le capot, la Prius impose de faire cohabiter moteur thermique compact et transmission hybride dans un espace contraint (voir Le prototype « barbecue board » — les 49 jours de mise au point du premier hybride Toyota).

Une conception qui s'affine à chaque génération

Le cylindre unique de 1,5 litre (moteur 1NZ-FXE) des première et deuxième générations laisse place, à partir de la troisième génération (2009), à un bloc de 1,8 litre (2ZR-FXE), pensé pour abaisser le régime moteur nécessaire à vitesse stabilisée sur autoroute plutôt que pour gagner en puissance brute — un choix qui améliore le rendement en usage routier soutenu. Cette même troisième génération introduit une pompe à eau entraînée électriquement, faisant du moteur de la Prius, selon Toyota, le premier moteur de série à se passer entièrement de courroie d'accessoires, chaque auxiliaire (pompe à eau, direction assistée, climatisation) étant entraîné électriquement plutôt que mécaniquement. La cinquième génération (2023) franchit une étape supplémentaire avec un bloc de 2,0 litres (M20A-FXS) nettement plus généreux en puissance, associé à des moteurs électriques eux-mêmes renforcés, pour répondre à une critique récurrente adressée aux générations précédentes : des performances d'accélération jugées ternes au regard de leur image de véhicule « écologique ».

Voir aussi

• Le train épicycloïdal de la Prius expliqué en détail : sun gear, planet carrier, ring gear · NHW10 (1997-2000) : la première Prius, réservée au marché japonais · ZVW30 (2009-2015) : la troisième génération, entre bioplastiques et rappels majeurs · XW60 (2022-) : la cinquième génération, un virage vers le dynamisme