La voiture : comment une machine automotrice a transformé le monde moderne

Qu'est-ce exactement qu'une voiture ?

Une voiture, aussi appelée automobile, est un véhicule à moteur muni de roues qui transporte sa propre source d'énergie. La plupart des définitions ajoutent quelques conditions : une voiture roule principalement sur des routes, compte entre une et huit places, possède quatre roues et sert surtout à transporter des personnes plutôt que des marchandises. Ce dernier point distingue la voiture du camion ou de la camionnette destinée au fret, même si la technologie qu'ils renferment est souvent très semblable.

Le mot automobile associe le grec autos, « soi-même », et le latin mobilis, « mobile ». Autrement dit, une automobile est une machine qui se déplace d'elle-même, sans être tirée par des chevaux ni poussée par des personnes. Le mot anglais plus court car est bien plus ancien que la machine. Il vient du latin carrus, qui désignait un chariot à roues, et il a servi pendant des siècles à nommer charrettes et voitures attelées avant de s'appliquer aux véhicules à moteur.

Aujourd'hui, les voitures sont partout. En 2025, plus de 1,6 milliard d'entre elles étaient en circulation dans le monde. Cela représente environ une voiture pour cinq habitants de la planète, mais leur répartition est très inégale : dans certains pays, la plupart des foyers possèdent une voiture, tandis que dans d'autres elles restent rares et chères.

Du chariot à vapeur à la première automobile

Les humains ont rêvé de véhicules capables de se déplacer seuls bien avant de pouvoir en construire. Les premières tentatives concrètes utilisaient la vapeur. En 1769, l'ingénieur militaire français Nicolas-Joseph Cugnot construisit un lourd véhicule à vapeur à trois roues destiné à tracter des canons. Il était lent, difficile à diriger et devait s'arrêter souvent pour refaire de la vapeur, mais on le présente souvent comme le premier véhicule routier autopropulsé.

Au XIXe siècle, des voitures à vapeur transportèrent des passagers en Grande-Bretagne et ailleurs, mais elles étaient lourdes, bruyantes et impopulaires auprès de ceux qui utilisaient des chevaux sur les mêmes routes. La Grande-Bretagne adopta même des lois obligeant une personne à marcher devant certaines locomotives routières, d'abord en portant un drapeau rouge, pour avertir les autres usagers. Ces règles, souvent appelées le « Red Flag Act », ne furent assouplies qu'en 1896.

La véritable percée vint avec le moteur à combustion interne, qui brûle le carburant à l'intérieur même du moteur au lieu de chauffer de l'eau dans une chaudière séparée. En 1876, l'ingénieur allemand Nikolaus Otto construisit un moteur à gaz à quatre temps efficace, une conception qui reste la base de la plupart des moteurs à essence. Dix ans plus tard, en 1886, Karl Benz obtint un brevet allemand pour sa Benz Patent-Motorwagen, un véhicule léger à trois roues propulsé par un moteur à essence. Elle est largement considérée comme la première véritable automobile moderne. À la même époque, Gottlieb Daimler et Wilhelm Maybach construisaient leurs propres moteurs et véhicules en Allemagne.

L'un des moments les plus célèbres des débuts de l'automobile concerne Bertha Benz, épouse et associée de Karl. En 1888, elle prit l'une des Motorwagen avec ses deux fils adolescents et parcourut plus de 100 kilomètres de Mannheim à sa ville natale, Pforzheim. En chemin, elle acheta du carburant dans une pharmacie et régla elle-même des problèmes mécaniques. Son voyage prouva que la voiture pouvait servir à de vrais déplacements et donna à son mari de précieuses idées d'amélioration.

Henry Ford et la voiture pour tous

Les premières voitures étaient des jouets coûteux, fabriqués à la main pour les riches. Cela changea aux États-Unis avec Henry Ford. En 1908, la Ford Motor Company lança la Ford T, une voiture simple et robuste, conçue pour être abordable pour les familles ordinaires et assez solide pour les mauvais chemins de campagne.

En 1913, les usines Ford adoptèrent la chaîne de montage mobile. Au lieu que les ouvriers tournent autour d'une voiture, c'est la voiture qui défilait devant eux, et chacun répétait une seule tâche. Le temps nécessaire pour assembler une Ford T passa de plus de douze heures à environ une heure et demie. À mesure que la production s'accélérait, le prix baissait, et de plus en plus de gens pouvaient s'offrir une voiture. À la fin de sa production en 1927, plus de 15 millions de Ford T avaient été construites.

La production de masse se répandit dans d'autres industries et d'autres pays. Des voitures plus tardives comme la Volkswagen Coccinelle, produite pendant des décennies à plus de 21 millions d'exemplaires, montrèrent qu'un seul modèle bien conçu pouvait motoriser des nations entières. Aujourd'hui, la Toyota Corolla détient le titre de modèle automobile le plus vendu de l'histoire, avec plus de 50 millions d'exemplaires sur de nombreuses générations.

Comment fonctionne une voiture

Une voiture moderne se compose de milliers de pièces, mais ses principaux systèmes sont faciles à comprendre dès qu'on voit le rôle de chacun.

Le moteur

La plupart des voitures en circulation utilisent encore un moteur à combustion interne qui fonctionne à l'essence ou au gazole. Dans chaque cylindre, un piston monte et descend selon un cycle à quatre temps qui se répète :

1. Admission : le piston descend et aspire de l'air et du carburant.
2. Compression : le piston remonte et comprime le mélange.
3. Combustion-détente : le mélange brûle, les gaz chauds se dilatent et repoussent le piston vers le bas.
4. Échappement : le piston remonte et chasse les gaz brûlés.

Le mouvement de va-et-vient des pistons fait tourner un vilebrequin, qui transforme un mouvement rectiligne en rotation. Dans un moteur à essence, une bougie d'allumage enflamme le mélange. Dans un moteur Diesel, nommé d'après l'inventeur allemand Rudolf Diesel, l'air est comprimé si fortement qu'il devient assez chaud pour enflammer le carburant sans étincelle.

La transmission et les roues

Un moteur fonctionne au mieux dans une plage de régimes limitée, alors que les roues doivent tourner lentement au démarrage et rapidement sur l'autoroute. La transmission, ou boîte de vitesses, résout ce problème en changeant les rapports, un peu comme les vitesses d'un vélo. Les rapports courts donnent une forte force de traction pour démarrer et monter les côtes ; les rapports longs permettent de rouler vite et de façon économique. Une pièce ingénieuse appelée différentiel permet aux roues gauche et droite de tourner à des vitesses différentes, ce qui est indispensable car, dans un virage, la roue extérieure parcourt un trajet plus long que la roue intérieure.

Direction, freins et suspension

Le volant oriente les roues avant grâce à un système d'engrenages et de biellettes, et la plupart des voitures modernes disposent d'une direction assistée qui facilite la manœuvre. Les freins ralentissent la voiture en pressant des plaquettes ou des mâchoires contre des disques ou des tambours fixés aux roues, transformant ainsi le mouvement de la voiture en chaleur. Les systèmes antiblocage des roues (ABS) empêchent les roues de se bloquer lors d'un freinage brusque, afin que le conducteur puisse continuer à diriger. La suspension, composée de ressorts et d'amortisseurs, maintient les pneus en contact avec la route et atténue les secousses pour les passagers.

Voitures électriques et hybrides

La voiture électrique n'est pas une idée nouvelle. Vers 1900, les véhicules électriques étaient courants dans certaines villes, car ils étaient silencieux, propres et faciles à démarrer, alors que les premières voitures à essence devaient être lancées à la manivelle. Mais les batteries étaient lourdes et stockaient peu d'énergie : à mesure que les voitures à essence devenaient moins chères et plus pratiques, les voitures électriques disparurent presque pendant la majeure partie du XXe siècle.

Elles sont revenues grâce à de meilleures batteries, en particulier les batteries lithium-ion, semblables à celles des téléphones portables et des ordinateurs portables. Une voiture électrique à batterie n'a aucun moteur à essence. Sa batterie alimente un ou plusieurs moteurs électriques, capables de fournir une grande force dès l'arrêt, ce qui rend les voitures électriques vives et souples. Beaucoup d'entre elles récupèrent aussi de l'énergie grâce au freinage régénératif : quand la voiture ralentit, le moteur fonctionne comme un générateur et renvoie de l'électricité vers la batterie.

Les voitures hybrides associent un moteur à essence, un moteur électrique et une batterie. La Toyota Prius, commercialisée au Japon en 1997, fut la première voiture hybride produite en série. Les hybrides rechargeables vont plus loin : leurs batteries plus grandes peuvent être rechargées sur le réseau électrique, si bien que les trajets courts peuvent se faire uniquement à l'électricité.

Rendre les voitures plus sûres

La voiture offre une grande liberté, mais elle comporte aussi de sérieux risques. Les accidents de la route tuent plus d'un million de personnes chaque année dans le monde, c'est pourquoi ingénieurs et législateurs travaillent depuis des décennies à rendre les voitures plus sûres.

L'une des inventions les plus importantes est la ceinture de sécurité à trois points, qui passe à la fois sur la poitrine et sur le bassin. Elle a été mise au point par l'ingénieur suédois Nils Bohlin chez Volvo et introduite en 1959. Volvo a choisi de laisser les autres constructeurs utiliser librement cette invention, et l'on estime qu'elle a sauvé depuis un très grand nombre de vies. Parmi les autres équipements de sécurité essentiels figurent :

• Les zones de déformation, parties avant et arrière conçues pour se plier lors d'un choc et absorber l'énergie avant qu'elle n'atteigne les occupants.
• Les airbags, qui se gonflent en une fraction de seconde pour amortir le choc des passagers.
• Le contrôle électronique de stabilité, qui peut freiner certaines roues individuellement pour aider à éviter les dérapages.
• Les sièges auto pour enfants, qui protègent les jeunes passagers, trop petits pour les ceintures prévues pour les adultes.

Les voitures neuves sont testées lors de collisions contrôlées avec des mannequins équipés de capteurs. De nombreuses voitures modernes utilisent aussi des caméras et des radars pour avertir le conducteur des dangers, voire freiner automatiquement lorsqu'une collision est imminente.

Comment la voiture a changé le monde

Peu d'inventions ont autant façonné la vie quotidienne que l'automobile. La voiture a permis aux gens d'habiter loin de leur lieu de travail, ce qui a contribué à la naissance de banlieues autour de nombreuses villes. Réseaux routiers, autoroutes, stations-service, parkings, restaurants au volant et motels se sont développés autour de l'automobile. L'industrie automobile est devenue l'un des plus grands employeurs dans de nombreux pays, et les méthodes qu'elle a lancées, comme les chaînes de montage puis les usines robotisées, se sont répandues dans toute l'industrie.

La voiture a aussi apporté des problèmes. La combustion de l'essence et du gazole libère du dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre qui contribue au changement climatique, ainsi que d'autres polluants qui dégradent la qualité de l'air dans les villes animées. Les embouteillages font perdre du temps et du carburant, et de vastes surfaces sont consacrées aux routes et au stationnement. Pour réduire ces effets, les pays ont introduit des carburants plus propres et des normes d'émissions plus strictes, et les voitures ont été équipées de pots catalytiques, des dispositifs qui transforment certains gaz d'échappement nocifs en gaz moins nocifs. De nombreuses villes encouragent aussi les transports en commun, le vélo et la marche comme alternatives à la voiture.

La route à venir : les voitures autonomes

Les ingénieurs apprennent aujourd'hui aux voitures à conduire seules. Les véhicules autonomes utilisent des caméras, des radars et souvent un lidar (qui mesure les distances à l'aide de la lumière laser), ainsi que de puissants ordinateurs, pour reconnaître les voies, les panneaux, les piétons et les autres véhicules. Les ingénieurs décrivent souvent l'automatisation par niveaux, de 0, où l'humain conduit entièrement, à 5, où la voiture peut rouler seule partout sans aide humaine. De nombreuses voitures neuves offrent déjà une automatisation partielle, comme le maintien dans la voie ou l'adaptation de la vitesse à la circulation qui précède, mais le conducteur doit rester attentif. Les voitures entièrement autonomes font face à des défis difficiles, de la météo imprévisible et des travaux routiers jusqu'aux questions de sécurité et de responsabilité.

Faits surprenants sur les voitures

• Le voyage de Bertha Benz en 1888 est souvent présenté comme le premier long trajet en automobile, et une pharmacie de la ville de Wiesloch, où elle acheta du carburant, est parfois décrite comme la première station-service du monde.
• Les premières voitures n'avaient pas de volant ; certaines se dirigeaient avec un levier appelé barre franche, semblable à celle qui sert à diriger un petit bateau.
• Rouler à gauche ou à droite dépend du pays. La plupart des pays roulent à droite, mais le Royaume-Uni, le Japon, l'Inde, l'Australie et un certain nombre d'autres pays roulent à gauche.
• Les démarreurs électriques, introduits dans les années 1910, ont rendu les voitures bien plus simples et plus sûres à utiliser, car les conducteurs n'avaient plus à tourner une lourde manivelle à l'avant du moteur.
• Plus une voiture roule vite, plus elle transporte d'énergie : doubler la vitesse revient à peu près à quadrupler l'énergie de mouvement, ce qui explique en partie pourquoi les limitations de vitesse sont si importantes pour la sécurité.

Du lourd chariot à vapeur de Cugnot aux voitures électriques silencieuses et aux prototypes guidés par ordinateur, l'automobile n'a cessé d'évoluer depuis plus de deux siècles et demi. Comprendre comment fonctionnent les voitures et comment elles affectent les gens et la planète nous aide à faire des choix plus sages sur notre façon de nous déplacer.