Le chauffage, un élément clé sur un modèle électrique

Pour chauffer l’habitacle, une partie de cette chaleur excédentaire est récupérée. Lorsque l’utilisateur active la commande de chauffage, une vanne redirige une partie du liquide chaud vers un radiateur situé dans l’habitacle. Ce radiateur monte en température, et un ventilateur diffuse la chaleur à travers l’habitacle. Ce procédé, à la fois simple et ingénieux, ne consomme aucune énergie supplémentaire, car il utilise la chaleur produite naturellement par le moteur. Cette production de chaleur est semblable à un chauffage fioul ou gaz domestique, qui chauffe l’eau de l’installation grâce à une chaudière.

Chauffage dans les véhicules électriques

Dans les véhicules électriques, le chauffage repose sur des principes différents et les besoins énergétiques pour chauffer l’habitacle sont plus important, car l’absence de moteur thermique signifie qu’il n’y a pas de source de chaleur « gratuite ». Bien que les véhicules électriques soient équipés eux aussi de circuits de refroidissement pour la batterie et les moteurs (selon la technologie), ces circuits ne sont pas utilisés pour chauffer l’habitacle. Le chauffage est donc soit assuré par un convecteur thermique, équipé d’une résistance chauffante (PTC – Positive Temperature Coefficient), soit par une Pompe à Chaleur (PAC).

Voici un comparatif de ces deux systèmes :

Chauffage par Résistance : simplicité mais forte consommation

Le chauffage par résistance repose sur l’effet Joule, un phénomène physique selon lequel le passage d’un courant électrique à travers une résistance génère de la chaleur. Cette chaleur est ensuite diffusée dans l’habitacle à l’aide d’un ventilateur. Ce système fonctionne de manière similaire à un petit chauffage soufflant, qui chauffe l’air grâce à une résistance avant de le propulser dans l’espace à l’aide d’un ventilateur.

Cependant, ce mode de chauffage est particulièrement énergivore. Sa puissance peut varier entre 1 kW et 5 kW. Cette consommation énergétique élevée a un impact significatif sur l’autonomie des véhicules électriques, rendant une gestion de l’énergie encore plus cruciale en hiver. Par exemple, certains véhicules peuvent perdre jusqu’à 80 km d’autonomie avec le chauffage activé.

Avantages :

• Technologie simple, robuste et peu couteuse.
• Production rapide de chaleur, même par temps très froid.

Inconvénients :

• Consommation énergétique élevée, pouvant réduire considérablement l’autonomie.
• Rendement limité : 1 kW d’électricité produit 1 kW de chaleur.

Chauffage par Pompe à Chaleur : efficacité mais complexité

La pompe à chaleur (PAC), en revanche, fonctionne selon le principe du cycle thermodynamique ou cycle frigorifique, similaire à celui d’un réfrigérateur ou d’une climatisation réversible. Elle capte les calories présentes dans l’air extérieur ou dans d’autres sources (comme le système de refroidissement de la batterie) pour les transférer dans l’habitacle. Ce processus s’appuie sur un fluide frigorifique qui traverse différentes phases : compression, condensation, détente et évaporation. Ce cycle peut produire aussi bien de la chaleur que du froid.

Le Coefficient de Performance (COP) d’une PAC varie généralement entre 2 et 5. Cela signifie qu’avec un COP de 3, pour 1 kWh d’électricité consommé, la PAC restitue 3 kWh de chaleur. Toutefois, le COP diminue lorsque la température extérieure baisse : plus il fait froid, moins le rendement est élevé. En dessous d’une certaine température, une résistance électrique d’appoint est utilisée pour chauffer l’habitacle, ce qui augmente temporairement la consommation énergétique, notamment au démarrage du véhicule lorsque les températures extérieures sont très basses.

Cet équipement est similaire aux climatisations réversibles air/air que l’on peut installer chez soi pour chauffer en hiver et rafraîchir en été.

Avantages :

• Rendement énergétique élevé : un COP de 2 à 5 signifie que 1 kW d’électricité consommé peut produire jusqu’à 5 kWh de chaleur
• Moindre impact sur l’autonomie grâce à une consommation électrique réduite.
• Polyvalence : possibilité de chauffer en hiver et de refroidir en été

Inconvénients :

• Coût de fabrication et d’installation plus élevé (+/- 1000€ en option).
• Performance réduite par température basse, nécessitant une résistance électrique d’appoint au démarrage.
• Complexité technique, impliquant un entretien potentiellement plus coûteux.

Comparaison des Deux Technologies :

Conclusion :

Le choix entre un chauffage par résistance ou par pompe à chaleur dépend des priorités du constructeur et des besoins de l’utilisateur. Si l’objectif est de minimiser les coûts initiaux et de simplifier la conception, le chauffage par résistance est une solution adaptée.

En revanche, pour les utilisateurs recherchant une autonomie maximale, notamment dans des climats tempérés, la pompe à chaleur représente un choix judicieux. De plus en plus de constructeurs intègrent des PAC dans leurs véhicules ou les proposent en option contre un surcout assez important (+/- 1000€) car elles représentent un compromis entre efficacité énergétique et confort pour l’utilisateur.

Par Loïc Schiocchet