Quelles solutions de recharge pour suivre le développement des véhicules électriques ?

(c) Hager

Alors que les ventes de véhicules « thermiques » ont connu un premier semestre 2020 catastrophique, les ventes de voitures électriques et hybrides ont fortement augmenté. De quoi relancer la question du déploiement sur tout le territoire de bornes de recharge adaptées, disponibles et bien implantées. L’électrification du parc de véhicules va aussi concerner de plus en plus les bus urbains et nécessiter de nouvelles installations de recharge adaptées à la puissance de ces véhicules.

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Sur le premier semestre 2020, plus de 69 000 véhicules électriques, dont près de 49 000 véhicules électriques légers (particuliers et utilitaires), ont été immatriculés en France, soit autant que pendant toute l’année 2019. Comme le souligne Cécile Goubet, déléguée générale d’Avere-France, cela a des conséquences sur la politique d’implantation des solutions de recharge pour ce parc de véhicules : « Depuis le début de l’année, les immatriculations de véhicules électriques sont très encourageantes avec d’excellents résultats en juin, que le report des livraisons prévues au printemps n’explique pas seul. La part importante des ménages, qui représentent 70 % des achats de voitures particulières électriques parmi les acquéreurs en juin 2020, confirme un réel engouement pour les modèles à faibles émissions. Les aides annoncées dans le cadre du plan de relance pourraient permettre de conforter cette dynamique. Ce début de massification souligne également l’absolue nécessité de rendre une bonne fois pour toutes la recharge facile au quotidien et sur la route ! »

Car parmi les trois principales raisons pour ne pas acheter une voiture électrique mentionnées dans une étude Ipsos de 2019, figurent les possibilités de recharge insuffisantes, essentiellement dans les lieux publics. Les autres raisons étant le prix d’achat élevé et une autonomie limitée.

Borne de recharge E-Totem de la Métropole de Saint-Étienne. (c) Atomelec

Des actions pour mieux prendre en compte les enjeux du déploiement des points de recharge

Le premier semestre a bien évidemment marqué un fort ralentissement dans le déploiement du réseau national de bornes publiques. Avec 29 854 points de recharge disponibles à fin juin 2020, la progression n’est que de + 13 % en un an, mais plusieurs décisions gouvernementales vont dans le sens d’un développement accéléré et plus adapté à l’utilisation du parc VE.

La PPE (programmation pluriannuelle de l’énergie) de février 2020, établie pour les années 2020 à 2030, mentionne qu’il est nécessaire de prévoir un réseau de recharge public dense, en développant des bornes de recharge rapide le long des grands axes de circulation pour les longs trajets, mais aussi de garantir un niveau de service satisfaisant pour fluidifier leur utilisation et d’avoir un taux de service correct, les utilisateurs reprochant souvent de se retrouver face à des bornes indisponibles. Ce texte rappelle aussi le besoin de faciliter l’installation des points de recharge dans les bâtiments résidentiels pour que le « droit à la prise » dans les copropriétés soit effectif.

Dans le plan de soutien à la filière automobile présenté par Emmanuel Macron en mai 2020, l’objectif a été précisé avec le déploiement de 100 000 bornes sur tout le territoire à fin 2021. Un objectif qui ne sera pas facile à atteindre pour passer en moins de deux ans de 30 000 à 100 000 bornes.

Borne du projet Métropolis de la Métropole du Grand Paris.

Où faut-il installer ces bornes pour mieux répondre aux besoins des utilisateurs ?
Anthony Teninge, directeur des ventes France d’ubitricity, le souligne : « Le développement de l’utilisation des voitures électriques repose bien entendu sur l’augmentation du nombre de points de recharge sur le territoire, mais pas uniquement ! Ces véhicules doivent aussi faire l’objet d’une meilleure explication auprès du grand public : de la même façon que l’on ne fait pas son plein après chaque trajet du quotidien, on ne va pas recharger dès que l’on s’arrête chez un commerçant. L’arrivée des voitures électriques ravive les peurs de la panne sèche, alors qu’il suffit de changer un peu ses habitudes.

Une voiture passe à peine 2 % de son existence à rouler ! La recharge doit être effectuée chez soi, sur son lieu de travail ou dans tout autre endroit ou l’on va passer un certain temps (au moins 2 heures). Les recharges rapides n’ont d’intérêt que sur les grands axes, lors de trajets plus éloignés du domicile et qui restent beaucoup plus rares pour la plupart des usagers.

Pour démocratiser au plus vite les véhicules électriques mais aussi les hybrides rechargeables (PHEV) qu’il convient de brancher autant que possible afin qu’ils soient réellement efficients, il faut que les utilisateurs aient accès facilement à des points de charge près de leur domicile ou de leur travail. »

Selon Anthony Teninge, pour satisfaire les utilisateurs, des bornes s’imposeraient ainsi :

  • dans la rue ou dans le parking de leur résidence,
  • sur les parkings publics, ceux des entreprises ou des centres commerciaux,
  • sur les aires de covoiturage…

Des solutions et projets nouveaux pour favoriser ce déploiement

Borne de recharge ubitricity installée dans le mât d’un lampadaire.
(c) ubitricity

L’investissement global étant très important, il faut que les choix retenus correspondent aux futurs besoins des centaines de milliers de nouveaux utilisateurs de VE, en termes de puissance des bornes et d’implantation pour éviter les bornes sous-utilisées. Or, d’après une enquête que vient de réaliser Enedis (avril 2020) auprès de 802 possesseurs de véhicules électriques, 94 % utilisent ce véhicule pour des trajets quotidiens, notamment le trajet domicile-travail pour une distance quotidienne moyenne de 43 km, avec des véhicules dont l’autonomie dépasse 200 km pour plus de 60 % d’entre eux. La recharge dans bien des cas peut s’effectuer 2 à 3 fois par semaine.

Pour mieux coller aux besoins des utilisateurs, Saint-Etienne Métropole (42) va déployer 80 bornes « accélérées » 22 kW et 20 rapides 50 kW DC, implantées à la demande en fonction des besoins des usagers à partir de zones d’implantation pré-étudiées. Ce projet est financé par une initiative privée : le fabricant français E-Totem s’est associé au fonds Demeter, gestionnaire du fonds de modernisation écologique des transports, avec les partenariats de Renault et Enedis.

De son côté, la Métropole du Grand Paris a retenu le groupement Métropolis (SPIE CityNetworks, E-Totem et SIIT) pour la réalisation, l’installation et l’exploitation de 3 084 points de charge (dont 252 dédiés à la recharge rapide). 2 582 de ces points de charge seront installés sur des emplacements Autolib hors service depuis 2018. Ces installations, dont les travaux pourront se faire avec peu d’impact sur la voirie, se termineront à mi-2022 pour un investissement de 15 millions d’euros assuré par le groupement.

Pour réduire les travaux d’installation et profiter de raccordements électriques existants, ubitricity propose d’installer des points de charge dans les mâts de lampadaire sur la voirie. Car, explique Anthony Teninge : « Avec plus de 9 millions de points lumineux (soit 1 pour 7 habitants), la France dispose d’un parc de lampadaires souvent bien situés sur la voirie tant en milieu urbain que dans les villages, où les parkings privatifs ne sont pas nombreux.

Les collectivités font des efforts pour réduire la puissance consommée par ces appareils d’éclairage encore souvent trop vétustes et énergivores, et qui émettent de la lumière vers le ciel. Le passage à la technologie LED, les modes de réduction de puissance, voire l’extinction au cœur de la nuit, permettent de dégager une puissance souvent suffisante pour apporter des nouveaux services aux habitants, notamment la recharge des véhicules et des nouveaux modes de mobilité (vélos électriques, trottinettes…). Quant au stationnement privé (résidentiel ou professionnel), on y retrouve aussi systématiquement des mâts d’éclairage. Les modifications à apporter à l’installation existante sont modestes, ce qui rend notre solution plutôt low cost face à des bornes de recharge dite rapides qui prennent beaucoup de place dans l’espace de la rue et nécessitent un investissement bien plus important. »

La recharge à domicile, en entreprise et dans les lieux privés doit continuer à se développer

Wallbox E-Totem de 3 à 22 kWh. (c) Atomelec

Les programmes d’installation de bornes publiques ne doivent pas faire oublier qu’aujourd’hui, près de 90 % des bornes sont privées, les recharges s’effectuant à domicile ou pour une minorité au travail. Pour la recharge en maison individuelle, les solutions de recharge de type wallbox sont assez faciles à installer, mais la situation en immeubles collectifs reste difficile malgré la réglementation pour les immeubles neufs et en rénovation, les parkings et le « droit à la prise ». La loi LOM (loi d’orientation des mobilités) de 2019 (articles 23 et 24) doit favoriser ces installations, mais son application peut se révéler complexe (et coûteuse) dans certains immeubles. Pour alléger la facture, des aides comme celles du programme ADVENIR sont disponibles.

Côté équipements, les solutions adaptées existent chez les constructeurs, comme le mentionne Camille Delefortrie, chef de groupe Smart Home & Building d’Hager : « Avec la gamme Witty, Hager propose des solutions éprouvées pour le résidentiel (immeuble et maison individuelle), le semi-public (entreprise publique ou privée, parkings). Charge rapide, contrôle d’accès, supervision comme avec l’opérateur Freshmile peuvent être adaptés et configurés en fonction des besoins des utilisateurs et des opérateurs.

Pour Hager, la formation reste un point clé pour accompagner les professionnels de la filière sur le marché des bornes de recharge et des véhicules électriques. Toute installation de borne de recharge électrique d’une puissance supérieure à 3,7 kW doit être réalisée par un professionnel de l’électricité qualifié, ayant suivi une formation délivrée par un organisme accrédité. C’est le cas notamment de “explore”, l’organisme de formation des marques du groupe Hager en France. »

Des solutions innovantes pour les bus et le développement du « Vehicle-to-Grid V2G »

Bus électrique de Nantes et son point de recharge ABB TOSA.
(c) ABB

La mobilité électrique ne doit pas se limiter à la voiture individuelle. Les transports en commun (bus ou navettes autonomes électriques) se développent et nécessitent du fait de leur puissance des solutions innovantes, les opérateurs ayant besoin d’une recharge rapide.

ABB a ainsi développé sa solution « TOSA Flash-charging e-bus », qui permet de recharger en 20 secondes les batteries à un arrêt de bus, avec une puissance de 600 kW. Testée depuis plusieurs années à Genève, cette solution assure depuis fin 2019 la recharge des nouveaux bus articulés d’une ligne urbaine de Nantes au terminus et à deux arrêts, pendant le temps de montée des passagers ; une première avec des bus articulés de 24 m sur une ligne très fréquentée.

Borne de recharge ABB TOSA à un arrêt de bus. (c) ABB

Pour déployer à terme des infrastructures de recharge intelligentes et interopérables, un consortium s’est formé depuis juin 2020 autour de l’Institut Vedecom pour travailler sur la recharge de nouvelle génération : PnC (Plug and Charge), gestion intelligente de la recharge, recharge bidirectionnelle V2H ou V2G, ou encore recharge sans câbles.

Pour la recharge bidirectionnelle du véhicule vers la maison, Hager Group et Audi AG ont ainsi lancé un projet de recherche V2H (Vehicle-to-Home) : la batterie de la voiture devient source d’énergie pour le réseau ou la maison.

Des solutions pour renforcer l’intégration de la mobilité électrique dans tout le système électrique en s’insérant dans les Smart Grids.

Jean-Paul Beaudet

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