La France a franchi la barre des 250.000 véhicules électriques et hybrides rechargeables en circulation en septembre dernier. Ce chiffre devrait atteindre 1,2 million d’ici 2023 d’après les ambitions du gouvernement annoncées dans le projet de programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE). Le développement de ces nouveaux moyens de transport décarbonés induit une hausse de la demande énergétique avec le rechargement des batteries, avec un risque de pics de consommation et, donc, de déséquilibrage du réseau. Les constructeurs et autres acteurs sont en train de mettre au point des technologies telles que le Smart Charging et Vehicle-to-Grid (V2G) afin de pouvoir réguler la demande. Dans quelle mesure celles-ci peuvent-elles alors servir de moyens d’ajustement au réseau électrique ?

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Le véhicule intègre les réseaux électriques

Le paysage énergétique est actuellement en pleine mutation avec la décentralisation des moyens de production, engendrée par le développement des sources d’énergie renouvelables, telles que l’éolien ou encore le solaire. Le mode de consommation a également évolué avec le développement de nouveaux usages comme l’auto-consommation et la mobilité électrique.

Les gestionnaires de réseau doivent adapter leur mode de fonctionnement pour prendre en compte ces changements et maintenir l’équilibre et la résilience du réseau. Cela passe, entre autres, par une plus grande réactivité, une gestion à la maille plus fine du réseau et une supervision intelligente du réseau via la mise en place de Smart Grids. Ces « réseaux intelligents » consistent à intégrer les technologies de l’information dans la chaîne de l’énergie, en optimisant la maîtrise de l’équilibre des réseaux grâce à l’adaptation permanente entre production et consommation.

Avec ce changement de paradigme, le consommateur devient également un producteur, en produisant son électricité grâce à des installations type panneaux solaires par exemple. S’il est propriétaire d’un véhicule à batterie rechargeable, il peut également devenir un acteur de la gestion du réseau électrique. Sachant qu’un véhicule est inutilisé 95% de son temps de vie, d’après les chiffres de la CRE (comité de régulation de l’énergie), il paraît opportun de valoriser ce temps mort et d’utiliser la batterie du véhicule comme solution de flexibilité.

Smart Charging et Vehicle to Grid : des solutions de flexibilité

Le système de recharge électrique, encore appelé Smart Charging, est en pleine émergence et permet de tirer profit des batteries pour jouer un rôle décisif dans l’équilibrage du réseau. Son principe est le suivant : activer la recharge du véhicule selon des créneaux horaires avantageux, ou limiter la puissance de recharge disponible. Ce mode de pilotage intelligent de la recharge permet d’éviter les surcharges sur le réseau mais également de garantir au conducteur des économies. En effet, la recharge de son véhicule se lancera automatiquement dans la journée avec une utilisation optimale du réseau et ce, à un prix au kWh compétitif. Cette optimisation permet de lisser les coûts et anticiper les sur/sous charges (peak shaving).

Le Smart charging permet donc d’apporter une solution aux gestionnaires de réseau en permettant de recharger les batteries en fonction de l’état sur réseau, tout en tenant compte du niveau de consommation et de production.

Le niveau de production devient par ailleurs plus difficile à prévoir au quotidien de par le caractère intermittent des énergies renouvelables (dont la part atteindra les 32% dans le mix énergétique d’ici 2030 d’après l’objectif affiché par le gouvernement français). La gestion de ces nouvelles sources nécessite, entre autres, des solutions de stockage et les batteries rechargeables des véhicules peuvent justement répondre à ce besoin grâce à la technologie Vehicule to Grid (V2G).

Le V2G permet en effet d’inverser le flux traditionnel unidirectionnel d’énergie du réseau électrique vers les véhicules pour le faire circuler des véhicules vers le réseau. Cette technologie fait donc intervenir un nouveau mode de charge : la charge  bidirectionnelle. Concrètement, l’énergie accumulée dans la batterie pourra être injectée sur le réseau notamment s’il faut pallier, un moment donné, un manque de production comme cela peut être le cas, par exemple, lors des pics de consommation. Mais les batteries pourront également servir à absorber un excédent de production et, ainsi, stocker l’énergie sur une période.

Avec ce système intelligent, l’énergie sera ainsi stockée dans la batterie du véhicule et pourra par la suite être redistribuée au sein du réseau. Dans le cadre d’un quartier, où chaque habitation aurait un véhicule avec système V2G, le client pourrait idéalement se fournir avec l’énergie stockée dans le véhicule de son voisin à un moment où le prix de l’électricité est élevé sur le réseau.

Deux variantes du V2G existent également : le Vehicle-to-Building (V2B) et le Vehicle-to-Home (V2H) permettant respectivement d’échanger avec un bâtiment ou un habitat privé. La voiture pourrait être à ce titre un vrai acteur de la ville de demain. En effet la quasi-totalité des modèles expérimentaux de smart building intègrent des voitures électriques comme unité de stockage.

Quel avenir pour ces technologies autour de la mobilité ?

L’usage de ces technologies innovantes permettra aux conducteurs en bout de chaîne de valoriser l’énergie emmagasinée dans sa voiture en la réintégrant dans le réseau. De nouveaux services se dessinent donc autour de la mobilité électrique et les fournisseurs d’énergie vont devoir prendre en compte ces évolutions dans leur business model pour proposer des offres de flexibilité à destination des propriétaires de véhicules aux batteries rechargeables.

Les infrastructures pour mettre en place les solutions Smart Charging et Vehicle to Grid vont également devoir se développer pour passer au stade d’industrialisation avec déploiement à grande échelle. Pour le moment, nous en sommes encore aux balbutiements en France. L’entreprise DREEV (co entreprise entre EDF et la startup californienne NUVVE) a déployé en 2019 des premières bornes avec points de charge réversible V2G en Gironde pour Hotravail. Un gain de 20€ par véhicule / mois a été estimé pour cette première expérimentation.

Energéticiens, constructeurs et start-ups ont déjà saisi l’opportunité que peuvent offrir ces nouvelles technologies autour de la mobilité. L’électricien EDF et le constructeur automobile Nissan ont signé un accord pour préparer une offre commune V2G pour la France, le Royaume-Uni, la Belgique et l’Italie. Le constructeur automobile Nissan a présenté de son côté le Wallbox Nissan lors du salon Smart City & Smart Grids à Paris le 2 et 3 octobre derniers. Cette solution V2G permet à la voiture de recharger ses batteries et de servir de solution de stockage d’électricité.

Au-delà de ces efforts fournis pour développer des systèmes innovants afin d’optimiser l’utilisation du véhicule électrique pour en faire une solution de flexibilité, l’ensemble des acteurs autour de la mobilité électrique doivent investir massivement dans les véhicules électriques / hybrides et les infrastructures de bornes de recharge pour réussir à imposer sur le marché ce nouveau modèle.

Sources :

• http://www.smartgrids-cre.fr/index.php?p=vehicules-electriques-v2g
• https://www.automobile-propre.com/dossiers/v2g-v2h-v2b-les-voitures-electriques-et-les-reseaux-intelligents/