Le Smart Charging : définition, avantages et inconvénients
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L’innovation est un moteur du développement des mobilités électriques. Dernier concept en date ? Le smart charging, ou recharge intelligente. L’intérêt de cette technologie est double. À terme, elle pourrait réduire les tensions sur le réseau électrique et favoriser le développement des EnR. Le smart charging est donc amené à jouer un rôle fondamental dans les années à venir. On vous explique tout de suite pourquoi.
En bref
Le smart charging est une technologie qui aide à recharger les voitures électriques de manière plus intelligente en fonction des besoins du réseau et de l’énergie disponible.
Pour que le smart charging fonctionne, il faut des bornes spéciales connectées à Internet et compatibles avec différents types de voitures.
Le smart charging utilise une borne “intelligente” qui fait partie d’un système plus vaste pour optimiser la recharge des voitures.
Les fonctionnalités principales : Partage de puissance entre plusieurs bornes, possibilité de renvoyer de l’énergie vers le réseau (V2G), ou vers la maison (V2H).
Le smart charging permet de mieux utiliser les énergies renouvelables et d’économiser de l’argent, mais c’est encore une technologie coûteuse qui demande de s’adapter.
Le smart charging c’est quoi ?
La recharge intelligente désigne l’ensemble des technologies favorisant l’échange de données entre un véhicule électrique, une borne de recharge et le fournisseur d’énergie l’alimentant. Cette communication s’effectue via le Cloud. L’intérêt principal du smart charging consiste en sa capacité à optimiser la charge des VE en fonction de critères prédéfinis.
Selon l’objectif souhaité, cette technologie a le potentiel de répondre à des besoins divers. Ainsi, la recharge intelligente peut ainsi être utilisée pour :
- Résorber les tensions sur le réseau électrique, afin d’éviter les pics de consommation aux heures de forte demande (niveau national).
- Synchroniser la recharge d’un VE avec la production issue de panneaux photovoltaïques (niveau domestique).
- Répartir la puissance de recharge entre les différents véhicules alimentés par des bornes d’entreprises (niveau local).
Malgré l’hétérogénéité de la technologie, le smart charging a toujours pour objectif d’optimiser la recharge d’un véhicule électrique, en fonction des besoins définis par le gestionnaire du réseau, les opérateurs de bornes de recharge ou leurs utilisateurs. Les usages sont donc amenés à se diversifier dans les années à venir.
Quel est le matériel nécessaire au smart charging ?
Le smart charging met en interaction 3 acteurs : le fournisseur d’énergie, le gestionnaire de la borne de recharge et le véhicule électrique. Cette rencontre s’effectue par l’intermédiaire d’une borne de recharge « intelligente ». Si tous les VE sont compatibles avec les bornes intelligentes, toutes les bornes ne peuvent pa être qualifiées d’« intelligentes ».
Pour cela, elles doivent posséder plusieurs caractéristiques techniques :
- Disposer d’une connexion GPRS, 3G ou wifi afin de se connecter au Cloud, puis de transmettre ou recevoir les données utiles à l’exploitation de la borne.
- Inclure une prise de recharge normalisée, de Type 2, ou combo CHAdeMO et CCS.
- Pouvoir être intégrées à un logiciel ou une application mobile. Pour les plus calés d’entre vous, le protocole le plus courant est l’OCPP, ou Open Charge Point Protocol. Sa fonction est de faire communiquer les bornes de recharge pour véhicules électriques avec un réseau centralisé.
Pour les opérateurs de bornes de recharge intelligentes, il est également essentiel d’investir dans un logiciel de supervision efficace. Il leur permettra par exemple de consulter et télécharger les statistiques d’utilisation, de définir le prix de la recharge publique et de gérer les bornes à distance.
La différence entre smart charging et borne de recharge intelligente
Tout est question de subtilité ! La notion de smart charging renvoie à l’ensemble des technologies, des processus et du matériel nécessaires à l’échange de données entre un VE, un opérateur et un fournisseur. La borne de recharge intelligente constitue simplement le point de rencontre de ces différents systèmes.
Quelles sont les principales fonctionnalités du smart charging ?
Aujourd’hui, la recharge intelligente se développe autour de plusieurs fonctionnalités. Les plus fréquentes sont :
Le dynamic power sharing
Sur la voirie publique ou en entreprises, plusieurs bornes de recharge sont parfois reliées à un même compteur d’électricité. Selon les caractéristiques de l’installation, d’autres appareils sont également susceptibles de soutirer de façon simultanée de l’énergie au réseau. Les risques de saturation sont donc importants.
Le dynamic power sharing a justement pour fonction d’ajuster en temps réel la puissance de charge des différentes stations en fonction de la disponibilité de l’électricité.
Cette technologie garantit donc la flexibilité et l’efficacité du processus de recharge. Elle évite une saturation du réseau, qui conduirait inévitablement à des coupures de courant et à une augmentation des frais d’électricité.
Le vehicle-to-grid - V2G
Le vehicle-to-grid, ou V2G, est une technologie permettant d’utiliser la batterie d’un véhicule électrique comme un système de stockage d’électricité. Elle repose sur le principe de charge bidirectionnelle, c’est-à-dire la capacité de la voiture à recevoir de l’énergie du réseau, mais également d’en transmettre via son câble de charge.
Et concrètement, qu’est-ce que cela donne ? Lorsqu’un VE est branché à une borne de recharge V2G, l’électricité peut être :
- Utilisée pour remplir la batterie de la voiture.
- Restituée au réseau depuis la batterie, lorsque la demande en énergie est supérieure à l’offre.
- Stockée dans la batterie lorsque la production du réseau est supérieure à la demande.
Au niveau national, le vehicle-to-grid permet ainsi de pallier le caractère intermittent des énergies renouvelables tout en assurant la stabilité du réseau lors des pics de consommation. Cette technologie offre aux entreprises un nouvel outil pour répondre aux enjeux de la mobilité électrique et à l’accélération de la transition énergétique.
Le vehicle-to-home - V2H
Le vehicle-to-home, ou V2H, repose sur le même principe que le V2G. Seule différence entre ces 2 technologies ? Les échanges d’énergie s’effectuent cette fois-ci dans un cadre domestique.
Le V2H permet ainsi d’injecter l’énergie stockée dans les batteries du VE dans le réseau électrique de l’habitation. Il permet d’éviter que le réseau sature lors des pics de consommation et limite les risques de coupure de courant.
Recharge intelligente : avantages et inconvénients
Développement des EnR, désaturation du réseau, optimisation de la recharge : à terme, le smart charging bénéficiera autant aux automobilistes qu’au réseau de distribution. Elle nécessitera que les utilisateurs consentent à quelques concessions.
Quels sont les avantages du smart charging ?
Avantages pour les automobilistes
- Favoriser le développement des énergies vertes, en synchronisant la recharge du véhicule aux moments où les panneaux solaires produisent de l’électricité. Cette solution peut être intéressante pour les particuliers réinjectant une partie de leur production photovoltaïque sur le réseau. Elle leur permettra de recharger leur véhicule à bas cout.
- Programmer la recharge du VE aux heures de la journée pendant lesquelles le prix du kWh est le plus bas. C’est le cas des abonnements d’électricité intégrant des heures creuses ou des heures super-creuses, comme l’offre « voiture électrique » d’Ilek.
- Répartir la charge disponible entre le véhicule et les différents appareils électroménagers domestiques. Grâce au smart charging, les risques de coupures de courant sont donc limités.
Avantages pour le réseau électrique
- Stabiliser le réseau, en encourageant les bornes à recharger les VE lorsque la demande est la plus basse.
- Assurer la longévité des installations publiques, en évitant les surcharges pouvant
- Trouver un débouché aux pics de production énergétique issue des EnR, qui se déroulent parfois à des périodes de la journée où la demande est basse. C’est par exemple le cas de l’énergie solaire et de l’énergie éolienne.
Quels sont les inconvénients du smart charging ?
Le smart charging est une technologie relativement récente, et donc onéreuse. Financièrement parlant, elle demeure donc inaccessible pour bien des utilisateurs, notamment pour les particuliers et les petites entreprises. À terme, sa démocratisation pourrait néanmoins contribuer à en réduire les frais. Un développement à grande échelle est encore nécessaire pour en sentir les bénéfices. C’est d’autant plus vrai que les VE ne sont pas encore tous compatibles avec la charge bidirectionnelle, l’un des axes de développement les plus prometteurs du smart charging.
Par ailleurs, la recharge intelligente n’est pas forcément adaptée à toutes les situations. Elle exige parfois de l’utilisateur une certaine flexibilité, lorsqu’il s’agit par exemple de différer la recharge du véhicule lorsque la demande globale en électricité est trop importante. Une borne programmée pour uniquement fonctionner en période d’équilibre énergétique ne satisfera probablement pas un automobiliste souhaitant recharger son véhicule rapidement et sans interruption.
Pourquoi le smart charging se développe-t-il ?
La technologie du smart charging s’inscrit dans un contexte de développement sans précédent des véhicules électriques à travers le monde. En France, 2023 a été l’année de tous les superlatifs pour la mobilité électrique. 1 594 841 véhicules électriques et hybrides rechargeables légers sont désormais en circulation, dont 491 866 ont été immatriculés l’année dernière.
Face à cette croissance rapide, les bornes de recharge se démocratisent. Au 2e trimestre 2024, on dénombrait ainsi plus de 2 millions de points de charge sur le territoire. Parmi elles, 140 000 sont ouvertes au public, 800 000 appartiennent à des entreprises et 1 200 000 sont installées dans le cadre domestique.
La tendance ne devrait pas s’inverser. Selon RTE, pas moins de 15 millions de véhicules électriques pourraient être déployés d’ici à 2035 en France. L’année 2035 est également la date à partir de laquelle la vente de véhicules à moteur thermique neufs sera interdite en France.
Les enjeux de la recharge intelligente
Face au développement des mobilités électriques, les acteurs de l’énergie se posent un certain nombre de questions. Le réseau français sera-t-il capable de continuer d’alimenter les consommateurs en électricité ? La sécurité de l’approvisionnement du pays est-elle assurée ? Le réseau peut-il « crasher », si tous les détenteurs d’un VE décidaient de recharger au même moment leur véhicule par exemple ? Si ces questionnements sont légitimes, ces préoccupations sont infondées pour bien des raisons.
Assurer la sécurité de l’approvisionnement en électricité
Une étude menée par RTE et l’AVERE-France se veut rassurante quant à la capacité de la France à absorber le développement des mobilités nouvelles. D’ici 2035, l’électrification du secteur des transports devrait induire un surplus de consommation électrique de l’ordre de 40 à 65 TWh. Si cet accroissement est significatif, il ne représente que 10 % de la consommation d’électricité au niveau national. Le réseau d’électricité français est aujourd’hui parfaitement capable d’absorber ce surplus. À terme, la sécurité d’approvisionnement serait donc assurée.
Par ailleurs, les périodes de forts déplacements, comme les vacances scolaires ou les départs en week-end, ne constituent pas un motif d’inquiétude pour les gestionnaires du réseau. Ces appels de puissance sont en effet essentiellement concentrés sur des périodes où le système électrique dispose de marges importantes : pendant l’été ,le samedi et le dimanche.
Absorber les pics de consommation en soirée
Dans les prochaines décennies, le principal enjeu pour le réseau français sera de répondre aux besoins de mobilité électrique locale. Cette dernière pèse aujourd’hui à hauteur de 80% des distances parcourues par les véhicules électriques.
Au cours de la journée, les principaux appels de puissance sont concentrés sur plusieurs plages horaires spécifiques :
- Entre 19h et 21h, lors du retour à domicile des personnes utilisant leur véhicule pour des trajets domicile-travail
- Entre 8h et 10h, pour les recharges à l’arrivée sur le lieu de travail
- À 12 h, un horaire qui correspond au retour à domicile d’utilisateurs inactifs ou d’actifs rentrant déjeuner à domicile.
Au cours des prochaines décennies, ces pointes de consommation devront nécessairement être atténuées, au risque de créer un déséquilibre sur le réseau électrique français. La mise en place d’un système de pilotage de la recharge des VE au niveau national apparaît comme une nécessité.
L’évolution du système de tarification « heures creuses/heures pleines » est également une solution à envisager. Ainsi, l’ajout d’une période à tarif réduit permettrait de mieux refléter l’évolution du système électrique français. L’objectif principal ? Aligner la demande avec la production photovoltaïque croissante aux heures méridiennes l’été ! Une réforme devrait être lancée début 2025 .
Les bénéfices du smart charging
Le pilotage de la recharge permet d’effectuer les recharges pendant les périodes de la journée où les coûts de production sont les plus faibles. À terme, le déploiement du smart charging pourrait donc conduire à des bénéfices importants pour le réseau électrique français.
Les bénéfices financiers
D’un point de vue financier, les gains issus du déploiement de la charge intelligente pourraient atteindre un milliard d’euros par an. Ils résulteraient de 2 phénomènes concomitants :
- La réduction des écrêtements de production d’EnR
- La moindre modulation de la production nucléaire
Aujourd’hui, des épisodes de « surabondance » de la production à bas coût se produisent de façon régulière. Ils sont amenés à se multiplier avec l’émergence des énergies renouvelables. Or, ces épisodes engendrent toujours une modulation à la baisse importante du parc nucléaire.
Avec un pilotage de la consommation généralisé, il deviendra possible d’éviter ces situations en maximisant la production d’énergies à faible coût variable.
Les bénéfices environnementaux
À terme, le smart charging apparaît donc comme un levier formidable pour favoriser le développement de certaines énergies durables.
- L’énergie solaire, maximale en début d’après-midi lorsque le soleil est à son zénith.
- L’énergie éolienne, dont la production survient de manière aléatoire au cours de la journée.
Grâce à ces technologies, la production d’EnR pourrait être optimisée. L’essor du pilotage de la charge participerait à limiter les situations d’écrêtement, qui consiste en une réduction consentie ou imposée de la production renouvelable en période de surabondance énergétique.
Questions fréquemment posées
Comment mettre le smart charging en place ?
À l’échelle locale, le développement du smart charging dépend principalement de la volonté des gestionnaires de bornes d’installer des stations de recharge communicantes. Au niveau national, le déploiement de la technologie résultera d’une volonté politique.
Quelles sont les utilisations du smart charging ?
Les fonctionnalités du smart charging sont nombreuses. Cette technologie est ainsi capable de répartir la puissance de recharge entre les différents véhicules alimentés par des bornes d’entreprises ou de favoriser la recharge aux périodes les plus avantageuses pour le réseau.