Avec une part de marché de près de 20% en 2022 en France, la bascule vers le véhicule électrique se concrétise chaque jour un peu plus. Pour répondre aux besoins croissants des usagers en matière de recharge, il est donc essentiel de disposer d’une infrastructure adaptée.
Et ce n’est pas aussi simple qu’il n’y parait. Revue des enjeux et des défis que les projets d’installation d’IRVE (Infrastructure de Recharge pour Véhicules Électriques) doivent surmonter.
Recharge électrique et stationnement, l’origine d’un problème d’optimisation des infrastructures.
Au quotidien, on recharge quand on stationne.
L’infrastructure de recharge et l’infrastructure électrique doivent s’adapter à recevoir de nombreuses sollicitations quotidiennes, en différents endroits, différents horaires et pour différents besoins.
Et si les bornes de recharge rapide, de forte puissance, sont indispensables dans certains usages (trajets longue distance par exemple), la majorité des sessions de charge concerne de petites doses d’énergie (environ 10kWh, soit 60km) sur des durées moyennes (3h-8h) à longue (plus de 8h). En effet, cette recharge du quotidien est réalisée lorsque l’on stationne, à domicile, au travail, ou à destination. De cet usage (faible besoin en énergie et temps de stationnement moyenne ou longue durée), naît immanquablement le problème de monopolisation des bornes.
L’enjeu du dimensionnement de l’IRVE, entre monopolisation et surcapacités
En France, on enregistre moins d’une session de charge par jour par point de charge sur les bornes publiques. Un constat qui s’explique soit par un surdimensionnement de l’infrastructure, soit par le phénomène de monopolisation des bornes (ou “voitures ventouses”).
L’électromobiliste recharge au quotidien, quand il stationne. Pour récupérer quelques kWh d’énergie, il va ainsi monopoliser le point de charge plusieurs heures, interdisant l’accès au service de recharge à d’autres usagers. Pour pouvoir répondre à la demande, on sera alors tenté d’installer autant de points de charge que d’usagers, provoquant ainsi une surcapacité de l’IRVE par rapport au besoin énergétique réel.
Or, étant donné les coûts liés aux raccordements de la puissance nécessaire aux bornes, le surdimensionnement n’est pas une option valable.
Bornes de recharge : une installation qui peut être complexe et coûteuse
Les textes règlementaires à observer
La Loi d’Orientation des Mobilités, ou loi LOM, impose à l’ensemble des parkings d’électrifier une partie de leurs emplacements avant janvier 2025. Concrètement, pour les parkings publics et privés, c’est un point de charge au minimum, puis un point supplémentaire par tranche de 20 places, dont au moins un accessible PMR. Un pré-équipement électrique équivalent à 5 à 20% des places (en fonction de la date du permis de construire et de la taille du bâtiment) est imposé.
Parallèlement à la loi LOM, les réglementations de sécurité applicables aux bâtiments et parkings restent en vigueur, telles que les normes Incendie et les règles applicables aux établissements recevant du public (ERP) ou aux immeubles de grande hauteur (IGH). Des normes pouvant nécessiter d’importants travaux d’aménagement (sprinklage, compartimentage).
Coût et spécificités de la borne
Lorsque l’on évoque un projet de recharge électrique, le premier élément de coût venant à l’esprit est celui des bornes en elles-mêmes. Celui-ci varie en fonction de la puissance délivrable (charge lente, accélérée, rapide ou ultra-rapide), des prises disponibles (Type2, Combo CCS, Chademo), et des technologies de monétisation et de communication intégrées (interopérabilité, OCPP).
Lors de la phase projet, il sera nécessaire de s’intéresser à la constitution du parc électrique fréquentant le parking pour que l’IRVE soit adapté aux besoins réels. En effet, peu de véhicules acceptent de la charge AC 22kW, peu de véhicules hybrides rechargeables acceptent plus de 7,4kW, ou la recharge rapide (en courant continu) a aussi son lot de variabilité d’un véhicule à un autre et d’une borne à une autre.
Mais le coût de la borne en elle-même n’est pas le poste le plus conséquent pour le projet d’implantation.
Installation et arrivée de puissance, l’enjeu principal
La majeure partie du budget, lié à l’électrification des places de parking, est liée aux coûts d’installation et de raccordement au réseau électrique.
L’installation va ainsi nécessiter des travaux de VRD (génie civil, terrassement) pour faire passer les câbles électriques de l’alimentation réseau aux bornes. Des travaux qui peuvent s’avérer être très coûteux en fonction des spécificités du bâtiment, voire impossible (interdiction du bailleur).
Le raccordement au réseau électrique est encore un autre enjeu. Les projets de moyenne (10 à 20 points de charge) ou grande ampleur (>150kVA) sont rapidement confrontés aux limites techniques de l’installation électrique du parking ou du bâtiment. Ainsi, en fonction de la puissance totale à mettre à disposition du service de recharge, des modifications importantes seront nécessaires sur le TGBT ou les postes de transformation, faisant encore grimper la facture totale.
Et cela, alors même que toute cette puissance ne sera utilisée qu’une part infime de la journée.
Une faible utilisation d’un côté.
Une complexité de mise en œuvre et un coût important de l’autre.
La clé de l’électrification massive des parkings repose sur la résolution de ce double problème d’optimisation. Et des solutions naissent pour y parvenir.
Des solutions technologiques pour électrifier les parkings facilement, rapidement et à moindre coût
La recharge mobile : la fin de la monopolisation des bornes
Les bornes de recharge électrique sont souvent monopolisées, mais équiper 100% des places avec une borne interdirait l’accès aux véhicules thermiques (R417-10 du Code de la route). La croissance du parc électrique est continue et rapide, mais, du fait de la complexité des travaux nécessaires, l’installation de nouvelles bornes se fait plus lentement, par vagues.
Pour faire coïncider les rythmes de l’électrification des parkings et du parc automobile, une des alternatives les plus technologiques est la recharge mobile autonome. En effet, des robots chargeurs peuvent être utilisés en complément des bornes fixes pour électrifier un parking à mesure de l’électrification du parc automobile. Les robots chargeurs se déplacent d’un véhicule à l’autre et permettent ainsi une utilisation optimale de l’énergie et du stationnement.
Une manière d’électrifier 100% d’un parking sans limiter l’accès des véhicules thermiques.
La recharge intelligente : optimiser puissance souscrite et distribution de l’énergie
Comment alimenter l’ensemble des bornes de recharge sans saturer le réseau électrique ?
Dans le contexte de l’hiver dernier, durant lequel la crainte du black-out était vivace, le manque de puissance a été mis en lumière : « le réseau peut ne pas supporter ». Le smart charging répond à cet enjeu.
Le terme smart charging se réfère aux solutions innovantes permettant d’assurer la recharge de manière plus fiable, plus efficace et moins énergivore. La recharge intelligente consiste à planifier et contrôler la charge en fonction de plusieurs paramètres, tels que la disponibilité de l’énergie sur le réseau, le temps de recharge, le nombre de véhicules branchés en simultané,
Le DLM, pour Dynamic Load Management, consiste à minimiser la puissance totale appelée en répartissant celle-ci entre plusieurs bornes. En allant plus loin, on peut associer le DLM à l’ordonnancement des demandes. En définissant le besoin exact de l’électromobiliste en termes de quantité d’énergie et de temps de stationnement, un algorithme pourra répartir la puissance entre les bornes de manière à satisfaire l’ensemble des besoins.
Stockage et recharge off-grid : la réponse à l’ensemble des enjeux de l’électrification des parkings ?
La recharge intelligente permet de réduire la puissance appelée sur le réseau et limite l’impact en termes de travaux à réaliser sur l’installation électrique. Néanmoins, le génie civil est toujours nécessaire et la limite de puissance du bâtiment sera à nouveau un problème lors du déploiement des prochaines bornes.
Cet écueil peut être évité en cherchant à limiter le soutirage d’énergie au réseau électrique national.
Des batteries stationnaires peuvent stocker l’énergie pendant les heures creuses (ou les surplus de production photovoltaïque) et la redistribuer lorsque le réseau est davantage sollicité. C’est le principe de l’effacement.
Ces batteries peuvent également booster le réseau du bâtiment : un raccordement à faible puissance alimente les batteries qui distribuent l’énergie aux véhicules à une puissance plus élevée.
A partir de ces batteries, une IRVE hors-sol et évolutive de points de charge interconnectés peut également être imaginée. Pas de VRD (Voiries et Réseaux Divers), pas de tranchée et moins de câbles à tirer, pour une installation plus simple, plus rapide, à moindre coût et une infrastructure qui pourra évoluer facilement quand le parking devra intensifier son électrification.
Stockage énergétique, installation hors sol, recharge intelligente et ordonnancement des demandes utilisateurs. Ce mix de solutions innovantes est en mesure de répondre à l’ensemble des enjeux de l’électrification des parkings. Un défi que Mob-Energy s’emploie à relever au quotidien, avec le cube de puissance Eiko.
En savoir plus : https://www.mob-energy.com/
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