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RÉSUMÉ
En 2009, sous l'impulsion de constructeurs pionniers, puis avec le soutien de l’État français, puis de l’Europe, l’électrification des voitures est relancée, pour réduire l'impact environnemental des transports. Leur adoption massive nécessite des infrastructures de recharge, privées et publiques, adaptées aux usages des voitures ainsi qu'à l'objectif environnemental. Les principales fonctions et les solutions technologiques de ces infrastructures sont décrites ainsi que l'écosystème digital spécifique par lequel les fournisseurs de services impliqués peuvent collaborer pour satisfaire les utilisateurs avec la meilleure économie de moyens.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Gilles BERNARD : Ancien Président de l’AFIREV
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Claude RICAUD : Expert GIMELEC
INTRODUCTION
Le développement des véhicules électriques en substitution des véhicules thermiques à carburants fossiles est un des leviers de la transition environnementale qui mobilise d’importants efforts politiques, économiques et industriels. L'adéquation des infrastructures de recharge des véhicules électriques (IRVE) est une des clefs de leur développement.
Cet article fait un état de lieux des principes, des technologies et de la mise en œuvre des infrastructures de recharge pour les véhicules électriques légers (voitures particulières ou de tourisme et véhicules utilitaires de moins de 3,5 t) ; il ne traite pas des véhicules lourds dont les besoins et les technologies présentent d’autres spécificités. Il concerne principalement les infrastructures installées en France ; elles s’inscrivent dans l’organisation du marché européen.
À la date de cet article, le développement du véhicule électrique ou hybride rechargeable aborde le marché de masse, avec un taux de pénétration des véhicules neufs proche de 25 % et plus de 1,5 million de points de recharge (privés et publics) en service en France, 10 millions en Europe, dont plus de 120 000 ouverts au public en France. La croissance annuelle des ventes de véhicules électriques a atteint 50 % en 2023, en France et en Europe . Le développement du parc d’infrastructures de recharge doit en accompagner le rythme, voire l’anticiper.
Le passage à cette dimension de marché implique un changement industriel et organisationnel par rapport aux premières tentatives de développement qui, fait notable, remontent à la fin du XIXe siècle et sont restées en « éternelle émergence » jusqu’à ces dernières années.
La recharge du véhicule électrique constitue un changement profond d’habitudes par rapport au « plein de carburant » en station-service et inquiète les nouveaux utilisateurs quant à sa capacité de répondre à leurs besoins. En effet, même si les nouvelles technologies de batteries offrent des autonomies qui approchent celles des véhicules à essence ou diesel, leur recharge est soumise aux contraintes propres à l’électricité :
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une « densité énergétique » très inférieure à celle des carburants, que l’on peut illustrer par le fait que la puissance énergétique utile d’une pompe à essence est équivalente à la puissance d’un TGV lancé à pleine vitesse (2 à 3 MW) ;
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et un coût d’accès à la puissance électrique très variable (faible pour une maison mais beaucoup plus élevé pour des stations de recharge rapide), résultant du coût des renforcements de réseaux éventuels, voire des moyens de production de pointe.
L’infrastructure de recharge doit donc relever le défi de couvrir les besoins de déplacements des utilisateurs en minimisant les coûts d’accès à la puissance (et conjointement son impact environnemental), ce qui implique, comme on le verra, de ne pas systématiser les recharges à haute puissance et même d’ajuster en continu la puissance de chaque recharge. À ceci s’ajoutent les obligations de sécurité inhérentes aux installations électriques, ainsi que la nécessité d’une fiabilité et d’une qualité de service en adéquation avec un marché de masse.
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MOTS-CLÉS
mobilité électrique infrastructure de recharge architecture d"une station de recharge fonctions d'une station de recharge
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8. Perspectives : évolutions technologiques et services associés
Le développement des IRVE décrites précédemment est l’objet d’une grande dynamique d’innovation inhérente à la rupture que représente le passage au véhicule électrique, au stade actuel de son développement. Le paysage futur de la mobilité est imprévisible, entre simple substitution de véhicules électriques aux véhicules thermiques et changement radical des pratiques et modes de déplacements.
Quoi qu’il en soit, la conception et le développement des véhicules et de leur système de recharge doivent, d’une part rencontrer les besoins futurs des utilisateurs, d’autre part respecter la finalité environnementale qui les motivent.
Cette section décrit les recherches et développements en cours et dont le débouché industriel est proche, et analyse les options plus lointaines selon les évolutions futures.
La situation décrite plus haut répond au premier besoin du développement des véhicules électriques : permettre à leurs utilisateurs de les recharger le plus simplement possible, d’une façon sûre et économique qui couvre leurs besoins d’usage de leur véhicule.
Elle se caractérise par une organisation ouverte grâce aux normes d’interopérabilité et à l’organisation de l’itinérance qui stimulent le développement d’une offre de services d’accompagnement des conducteurs pour faciliter la gestion des recharges et assurer la possibilité d’accéder à des points de recharge en nombre et lieux adéquats. En outre, le développement d’une infrastructure de grande puissance (pour des recharges à 80 % en 20 minutes), conjointement avec le développement de batteries de plus grandes capacités (autonomies dépassant les 500 km) rendent possible les grands trajets. Il convient cependant que les solutions requises pour les grands trajets ne soient pas généralisées pour tous les besoins car elles ne sont pas optimales en termes de consommation de ressources (énergie et matières premières).
Les prochaines évolutions technologiques résultent d’une part des travaux de R&D, d’autre part des normes qui permettront que leur déploiement garantisse l’interopérabilité et l’itinérance. Nous les listons dans l’ordre chronologique probable de leur échéance :
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Autorisation de recharge automatique (Plug & charge) ;
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Sécurisation des transactions de recharge (cybersécurité) ;
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Fonctions...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - https://www.avere-france.org/bilan_2023/
-
(2) - * - https://www.vie-publique.fr/rapport/31742-livre-vert-sur-les-infrastructures-de-recharge-ouvertes-au-public-pour-l
-
(3) - INSTITUT VEDECOM - La recharge inductive en roulant. - https://www.vedecom.fr/la- recharge-des-vehicules-electriques-par- induction-en-roulant/
-
(4) - ÉQUILIBRE DES ÉNERGIES - * - https://www.equilibredesenergies.org/21-12-2023-la-route-electrique-il-faut-sy-preparer-etude/
-
(5) - Innovative electric charging solutions to be tested in Europe. - https://www.incit-ev.eu
-
(6) - * - https://izi-by-edf.fr/blog/remorque-batterie-voiture-electrique/
-
...
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
AFIREV : Association dédiée au développement de l’itinérance des recharges, créée en 2015, dissoute en 2024 après avoir intégré ses activités dans l’association AVERE France.
Constructeurs automobile : https://pfa-auto.fr/filiere-automobile-et-mobilites/
Plateformes d’interopérabilité : https://www.gireve.com/fr/accueil/ https://fr.hubject.com https://e-clearing.net/ https://www.nio.com/nio-power
HAUT DE PAGE1.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Sites Internet du ministère chargé des transports
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Données publiées : https://transport.data.gouv.fr/datasets/fichier-consolide-des-bornes-de-recharge-pour-vehicules-electriques
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Modèles de données : https://schema.data.gouv.fr/etalab/schema-irve/
Laboratoire national...
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