Faire de l'électricité avec les gaz d'échappement, c'est possible !
Équipementiers et constructeurs vont bientôt transformer la chaleur des gaz d'échappement en électricité afin de réduire la consommation de votre voiture.
Par Yves Maroselli
C'est un fait peu connu : une voiture classique à moteur thermique (essence ou diesel) exploite moins de 30 % de l'énergie contenue dans son carburant pour avancer. Le reste est dissipé sous forme de chaleur dans le système de refroidissement du moteur, mais aussi et surtout dans ses gaz d'échappement. L'idée consistant à récupérer une partie de cette énergie, gratuite puisque jusqu'ici inexploitée, n'est pas nouvelle.
BMW a par exemple longtemps travaillé sur l'utilisation d'une véritable petite machine à vapeur (appelée turbosteamer) alimentée par la chaleur des gaz d'échappement afin d'épauler le moteur thermique principal. Momentanément délaissée pour des raisons de coût et d'encombrement, cette voie de recherche n'est toutefois pas totalement abandonnée.
La voie thermo-électrique
La méthode privilégiée aujourd'hui par les équipementiers et constructeurs est désormais celle dite de la thermo-électricité, car plus compacte et complémentaire des systèmes de traction hybride. Le principe d'un tel système repose sur l'effet Seebeck, soit la propriété de certains semi-conducteurs de produire de l'électricité lorsqu'ils sont exposés à un fort gradient de température. Concrètement, une extrémité du matériau est mise en contact avec les gaz d'échappement dont la température peut atteindre près de 1 000 °C dans le cas d'un moteur à essence, l'autre avec le liquide de refroidissement du moteur qui reste toujours à moins de 100 °C. 
Des prototypes, développés en partenariat par la société Gentherm, l'équipementier Tenneco, BMW et Ford, ont déjà fait la démonstration de la validité du système. En situation de charge moteur soutenue, comme par exemple à une vitesse stabilisée de 120 km/h, la puissance thermo-électrique développée par les gaz d'échappement peut dépasser 500 W pour un SUV de la taille d'un BMW X3. De quoi presque remplacer totalement l'alternateur, et donc supprimer tout ou partie de sa résistance mécanique. Globalement, l'objectif annoncé du système est une réduction moyenne de consommation de 5 % pour les premières applications, prévues sur de petits utilitaires. Mais cette réduction devrait être plus importante sur route.
Comme pour la récupération d'énergie au niveau des amortisseurs, la thermo-électricité se montre donc particulièrement complémentaire d'un système de propulsion hybride. Alors que l'hybridation permet surtout de réduire la consommation en ville en récupérant l'énergie cinétique lors des décélérations, fréquentes dans ce contexte, la production d'électricité à partir de la chaleur des gaz d'échappement est continue, et particulièrement abondante lorsque la vitesse est élevée et soutenue, comme sur autoroute. L'intégration d'un système thermo-électrique dans une chaîne de traction hybride déjà largement électrifiée permettrait donc de grandement améliorer le rendement de ce type de véhicule en utilisation routière. Les premières applications en série sont prévues pour 2016.
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