Voici comment fonctionnent les moteurs électriques révolutionnaires des roues de la R5 Turbo

Bien que plus simple techniquement parlant qu’une thermique, la voiture électrique évolue doucement mais sûrement avec l’avènement de cette énergie. Si le schéma de base reste globalement le même, avec une batterie qui entraîne un ou plusieurs moteurs électriques, les techniques évoluent pour gagner en puissance, en autonomie, en aérodynamisme, etc.

Bref, la voiture électrique continue d’évoluer et elle n’évolue pas seulement depuis dix ans, date à laquelle elle a commencé à émerger à grande échelle avec les Renault Zoé, Nissan Leaf et autre Volkswagen Golf électrique et Tesla Model S. La voiture électrique, on peut remonter au début du siècle dernier pour en découvrir les prémisses.

Et forcément, qui dit siècle dernier, dit Ferdinand Porsche, l’un des grands artisans de l’automobile à cette époque. Il n’était pas seulement un ingénieur automobile de génie ; il était aussi un pionnier de l’électromobilité. Dès 1900, il concevait un véhicule électrique à batteries au plomb, dont l’autonomie limitée fut vite compensée par l’ajout d’un moteur thermique, anticipant en quelque sorte le concept de voiture électrique à prolongateur d’autonomie.

Ce premier modèle introduisait également une innovation technique plutôt intéressante : les moteurs-roues, ou moteurs intégrés dans les roues. Cette technologie, encore marginale aujourd’hui dans l’industrie automobile, semble pourtant promise à un brillant avenir. Vraiment ?

Le moteur à la roue, qu’est-ce que c’est ?

Contrairement aux moteurs électriques classiques dits « inboard », installés à l’intérieur du châssis entre les essieux, les moteurs-roues sont directement logés dans les roues. Ils éliminent ainsi le besoin d’arbres de transmission, de différentiels ou de boîtes de vitesses. Chaque moteur transmet directement sa puissance à la roue, offrant une transmission sans intermédiaire, plus directe et potentiellement plus efficace.

Parmi les avantages les plus souvent cités des moteurs-roues, on retrouve notamment la simplification du design. En effet, libérer des contraintes mécaniques classiques, les constructeurs peuvent repenser l’architecture de leurs plateformes. Cela permet notamment d’agrandir l’espace intérieur ou d’intégrer une batterie de plus grande capacité pour bénéficier d’une meilleure autonomie.

Le moteur-roue a aussi un autre avantage, puisqu’il permet de réduire les pertes mécaniques. Dans les véhicules thermiques comme dans les électriques, l’énergie est partiellement perdue en chemin à travers les composants mécaniques. Le moteur-roue, en supprimant ces intermédiaires, promet un rendement énergétique supérieur.

Et les avantages ne s’arrêtent pas là. Grâce à des moteurs autonomes par roue, il devient plus facile de proposer des versions à traction, propulsion ou transmission intégrale d’un même véhicule, simplement en changeant le nombre et la disposition des moteurs. C’est une aubaine pour les constructeurs, notamment les start-ups, qui doivent optimiser leurs coûts de développement.

La gestion individuelle de chaque moteur permet d’aller bien au-delà de ce qu’un différentiel autobloquant peut offrir. Le gestion de la puissance à la roue devient plus fine, adaptative, et programmable, ce qui améliore la stabilité, la tenue de route et même les performances sportives dans certains cas.

Pourquoi cette technologie peine-t-elle à se généraliser ?

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Comme vous avez pu le constater, les avantages sont nombreux par rapport à un moteur classique « posé » simplement sous un capot. Pourtant, les moteurs-roues peinent à s’imposer sur le marché et particulièrement sur nos voitures de grande série. Et comme vous devez vous en douter, plusieurs obstacles, techniques et économiques, freinent leur adoption.

L’un des principaux reproches adressés aux moteurs-roues par les ingénieurs concerne l’augmentation de la masse non suspendue, c’est-à-dire le poids des éléments (roues, freins, etc.) qui ne sont pas supportés par les suspensions. Plus cette masse est élevée, plus le comportement dynamique du véhicule se dégrade. Cela affecte la précision de conduite, la tenue de route et le confort, en particulier sur routes dégradées. Cela en devient ainsi un inconvénient pour une voiture sportive, mais c’est globalement plutôt bien compensé par rapport aux avantages que cela offre.

Certains constructeurs, comme Mercedes, explorent des pistes pour intégrer les disques de frein directement dans les moteurs afin de compenser cette surcharge. Mais cela introduit à son tour une complexité technique supplémentaire, réduisant les gains initiaux en simplicité. Le serpent qui se mord la queue en somme.

Installés directement dans les roues, les moteurs-roues sont plus exposés aux chocs, vibrations, poussières, eau, neige, voire au sel utilisé pour déneiger les routes. Tous ces éléments peuvent endommager les composants mécaniques et électroniques, réduire leur durée de vie ou générer des pannes. La fiabilité sur le long terme reste un point d’interrogation aujourd’hui.

Le refroidissement, c’est aussi un autre casse-tête pour les ingénieurs. Si les freins bénéficient parfois d’un flux d’air dirigé, refroidir un moteur électrique compact logé dans une roue — sans accès à un circuit de refroidissement liquide — est une tâche plus ardue. Un échauffement excessif nuit au rendement et à la longévité des composants.

Pour ne rien arranger, les câbles haute tension acheminant l’énergie jusqu’aux roues sont soumis à de fréquents mouvements. En cas d’accident ou de perte d’une roue, ils peuvent se rompre et exposer des conducteurs sous tension, posant un risque sérieux pour les occupants et les secours. Des dispositifs de sécurité existent, mais ils augmentent encore la complexité d’un système censé être « simple ». Encore une fois, le serpent qui se mord la queue…

Qui utilise déjà les moteurs à la roue ?

Malgré tout, plusieurs constructeurs croient aux moteurs-roues mais, nous allons le voir, dans des applications ciblées. Très ciblées même devrait-on dire.

Renault, par exemple, utilise cette technologie dans sa R5. Pas celle de série, mais la R5 Turbo 3E, un modèle ultra-sportif limité à 1 980 exemplaires et dotée de deux moteurs-roues à l’arrière. Chaque moteur développe 278 chevaux, pour une puissance cumulée de 555 chevaux, le tout dans des jantes de 20 pouces nécessaires pour loger ces moteurs pour le moins imposants. Renault met en avant « une réactivité immédiate » et « une capacité à doser précisément la puissance pour faire des drifts ». Mais il s’agit avant tout d’un produit vitrine, preuve en est avec sa production limitée.

Hyundai, de son côté, développe le projet Uni Wheel, une gamme de moteurs-roues destinée à des véhicules allant de la citadine au modèle sportif, avec l’ambition de libérer de l’espace intérieur et de rationaliser l’architecture des plateformes électriques.

Côté utilitaire, des entreprises comme Neapco et Elaphe s’associent pour proposer des moteurs-roues pensés pour les véhicules de livraison. Le gain d’espace pourrait permettre d’augmenter le volume de chargement, un avantage dans les centres-villes où la place est limitée. Leur modèle SuperBear intègre même une boîte de vitesses à deux rapports, et peut être monté sur des jantes classiques.

Protean Electric, société britannique, pousse la technologie encore plus loin avec sa cinquième génération de moteurs Proteandrive, qui peut équiper des véhicules jusqu’à 5,2 tonnes. Chaque moteur de 138 chevaux peut être monté dans des roues de 18 pouces, permettant une configuration quatre roues motrices atteignant 552 chevaux au total.

Dans la même veine, la Rimac Nevera de 1 914 ch est équipée de quatre moteurs à la roue, tout comme la Lotus Evija et ses 2 000 ch ou encore la Pininfarina Battista. Trois supercars exclussives vendues plusieurs millions d’euros et dont l’architecture permet d’avoir des lignes absolument extraordinaires, le tout avec des performances décoiffantes.

Une fausse promesse de simplicité ?

Comme vous avez sans doute pu le remarquer, le paradoxe des moteurs-roues est frappant : en théorie, ils simplifient le véhicule en éliminant nombre de composants mécaniques ; en pratique, ils introduisent une série de nouvelles contraintes techniques et sécuritaires.

Ce constat explique sans doute pourquoi, malgré les prototypes prometteurs et les concepts spectaculaires, aucun modèle de grande série ne les a encore adoptés de façon durable.

Certains projets comme le Lordstown Endurance (un pick-up électrique américain à l’autonomie bien décevante, NDLR), équipé de quatre moteurs-roues, ont failli aboutir, mais les difficultés industrielles et financières ont mis fin à l’aventure avant la production en série. Peut-être était-il simplement trop en avance sur son temps, comme beaucoup d’autres avant lui.

Les moteurs-roues se sont pourtant imposés dans l’univers du deux-roues, notamment les vélos et scooters électriques. Leur usage dans des rovers lunaires prouve également leur robustesse dans des environnements extrêmes. Mais pour les voitures de tourisme ou les utilitaires, leur adoption reste encore marginale.

Cela pourrait changer si un acteur décidait de franchir le pas et de surmonter les défis techniques par une ingénierie adaptée. Les progrès constants en électronique de puissance, en matériaux composites et en refroidissement pourraient lever les derniers verrous.

Les véhicules du futur pourraient ainsi enfin intégrer cette vieille idée de Ferdinand Porsche et offrir une plateforme réellement modulaire, spacieuse, performante et éco-efficace.

Mais pour le moment, nous n’y sommes pas encore, et les investissements des constructeurs semblent plutôt se concentrer sur les autonomies et les puissances de recharge, l’un des principaux frein, avec les prix, de la voiture électrique aujourd’hui pour de nombreux clients.