Le poids des rejets polluants des véhicules à combustion thermique pose de plus en plus de problèmes de santé publique. Ainsi, les normes deviennent de plus en plus contraignantes pour les véhicules neufs et le challenge de la baisse de consommation des voitures, camions et motos est devenu un des enjeux de la lutte commerciale que se livrent les différents constructeurs.
Le développement des véhicules électriques fait partie de cette lutte contre les émissions polluantes des véhicules. Mais face aux difficultés techniques, notamment liées au stockage de l’énergie et à la combinaison taille/poids des batteries, de plus en plus de constructeurs s’orientent vers des solutions moins contraignantes en faisant appel aux technologies dites « hybrides » et à des moyens techniques sophistiqués à la fois au niveau du moteur mais aussi sur le véhicule lui-même.
Les moteurs devraient continuer de diminuer en cylindrée, ce downsizing s’accompagnant d’une optimisation et d’une complexification accrue de la boucle d’air (systèmes de suralimentation et de recirculation des gaz d’échappement). Les frottements internes au moteur seront réduits et, de par les évolutions des composants (modification du thermocouple, systèmes d’injection, distribution, post-traitement), le recours à des modes de combustion plus efficients, à basse température ou très dilués, pourrait à terme concerner la production en grande série. Une meilleure gestion de l’énergie électrique à bord, associée à une électrification grandissante des véhicules depuis l’alimentation des auxiliaires jusqu’à l’électrification de la motorisation elle-même (hybridation), représente une voie d’amélioration très conséquente.
La substitution progressive d’une partie de l’essence et du gazole par du Gaz naturel pour véhicule (GNV) sera également très bénéfique sur le plan des émissions de CO2, d’autant plus dans le cas où la conception du moteur thermique aura été faite en tenant compte des caractéristiques du GNV (moteur avec un rapport volumétrique élevé). En ce qui concerne le véhicule, l’utilisation de pneumatiques de type « éco » permettant de réduire la résistance à l’avancement devrait se généraliser, et l’on devrait assister à une diminution de la masse des véhicules légers, facteur clé pour réduire la consommation de carburant.
En 2009, un programme de recherche labellisé par l’ADEME concernant une motorisation intermédiaire entre le thermique et le tout-électrique a vu le jour : le projet VELROUE (Véhicule Utilitaire Leger hybride bi-mode). En partenariat avec Michelin et l’IFP Energies nouvelles, Renault a développé un véhicule bi-mode. Il possède deux modes de fonctionnement : un mode électrique grâce aux deux moteurs-roues développés par Michelin (système Active Wheel) implantés sur le train arrière alimenté par un pack de batteries.
L’évolution de la transmission avec l’augmentation du nombre de rapports de boîte de vitesses ou l’allongement du dernier rapport, permettent également de réduire le régime de rotation du moteur de telle sorte à solliciter les zones de fonctionnement plus optimales en termes de rendement. Les boîtes automatiques ou manuelles robotisées se généralisent également pour permettre un meilleur confort de conduite et à un gain en consommation grâce à l’amélioration constante des rendements.
L’amélioration de la gestion thermique du moteur pour réduire le temps de montée en température du moteur ou permettre à celui-ci de fonctionner avec une plus forte température du liquide de refroidissement, de manière à améliorer les frottements et le rendement de la combustion, fait partie des pistes techniques étudiées également par les constructeurs au même titre que l’introduction de la fonction stop&start qui permet de couper le moteur quand le véhicule est arrêté (feu rouge, embouteillage, etc.). Sa généralisation dépend du rapport coût/gain en émissions de CO2, et son introduction pour les moteurs à allumage commandé et diesel fait aujourd’hui l’objet d’une attention toute particulière. L’amélioration de l’utilisation de l’énergie électrique avec l’introduction d’alternateurs pilotés, la gestion de la sollicitation de la batterie, ou le développement de batteries améliorées en termes de performances et de durabilité ouvrent également la porte à de nouvelles perspectives en termes de réduction des émissions polluantes des véhicules.
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