Chargement bidirectionnel
Chargement bidirectionnel : l'avenir de l'énergie et de la mobilité
Chaque année, les Pays-Bas augmentent leur production d’énergie solaire. Pendant la journée, lorsque le soleil brille, nous avons souvent un surplus d’électricité. Mais le soir, lorsque tout le monde rentre chez soi et que la demande d’électricité atteint son maximum, le soleil a disparu. Ce phénomène est connu sous le nom de “courbe en canard”, un graphique qui montre la demande nette d’électricité, avec la forme d’un canard créée par le creux de la journée et le pic abrupt du soir.
Ce problème pose des défis majeurs à notre système énergétique. Le réseau électrique doit passer d’une demande minimale à des pics extrêmes en quelques heures, ce qui entraîne une congestion du réseau à plus de 250 endroits. Les gestionnaires de réseau investissent 8 milliards d’euros par an dans l’expansion du réseau, mais jusqu’en 2030, le problème ne fera que s’aggraver.
La solution ? Le stockage de l’énergie. Et la plus grande source de capacité de batterie dont nous disposons est déjà sur roues.
Du problème à la solution : la voiture électrique comme tampon énergétique
85 % du marché mondial des batteries est destiné aux véhicules électriques. Ces batteries sont beaucoup moins chères par kilowattheure que les batteries domestiques individuelles en raison des économies d’échelle. Une voiture électrique moyenne dispose d’une batterie de 40 à 80 kWh, ce qui est suffisant pour alimenter un ménage moyen pendant plusieurs jours.
Or, les voitures électriques tournent au ralenti en moyenne 95 % du temps. C’est justement dans ce temps mort que réside l’opportunité. Avec la recharge bidirectionnelle, une voiture électrique devient plus qu’un moyen de transport. Elle devient un dispositif de stockage d’énergie mobile qui ne se contente pas de charger, mais qui restitue également de l’énergie à la maison, au bâtiment ou au réseau électrique. La conduite et la gestion de l’énergie sont réunies en un seul système.
We Drive Solar est un pionnier mondial de cette technologie. Le premier test V2G a été réalisé en 2014, une collaboration avec Renault a suivi en 2016, et en 2019 est venue la première mondiale : la première station de recharge solaire Vehicle-to-Grid avec un standard ouvert. Entre-temps, We Drive Solar a 10 ans d’expérience et prouve à Utrecht que la recharge bidirectionnelle fonctionne à grande échelle.
Qu'est-ce que la charge bidirectionnelle ?
- Vehicle-to-Grid (V2G) : réinjection de l’énergie dans le réseau
- Vehicle-to-Home (V2H) : utilisation de l’énergie dans la maison ou le bâtiment
- Vehicle-to-Load (V2L) : fourniture d’énergie directement à des appareils ou à des installations.
Les trois variantes diffèrent dans leur application, mais fonctionnent selon le même principe : la batterie d’une voiture électrique sert de dispositif de stockage temporaire de l’énergie. En fait, la voiture devient une batterie pour la maison, avec l’avantage que vous pouvez également la conduire.
Comment cela fonctionne-t-il techniquement ?
Dans le cas de la recharge bidirectionnelle, la station de recharge et le véhicule communiquent en permanence par le biais de protocoles intelligents. Ils échangent des informations sur la vitesse de charge, la charge de la batterie et le moment optimal pour charger ou décharger. En fonction des tarifs, de la capacité du réseau et des besoins de l’utilisateur, le logiciel détermine quand l’énergie est stockée et quand elle est restituée.
Conditions importantes
Toutes les voitures électriques ne peuvent pas se recharger de manière bidirectionnelle. Actuellement, seuls quelques modèles dans le monde sont compatibles, notamment les Renault 5 et 4 E-Tech, les Hyundai Ioniq 5 et 6, la Nissan Leaf et la Cupra Born. Le nombre de voitures pouvant être rechargées de manière bidirectionnelle augmente, mais la compatibilité reste limitée pour l’instant.
L’infrastructure de recharge doit également être adaptée. Un chargeur domestique standard à courant alternatif ne suffira pas. Il faut une station de recharge bidirectionnelle capable de communiquer à la fois avec le véhicule et le réseau d’énergie. En outre, le logiciel doit être adapté à la gestion de l’énergie : quand la recharge est-elle bénéfique, quand l’alimentation est-elle utile ?
Pour ceux qui souhaitent mettre en œuvre la recharge bidirectionnelle, des exigences techniques spécifiques sont importantes. La voiture, la station de recharge et le logiciel doivent être parfaitement adaptés. Des systèmes de sécurité garantissent que l’électricité ne repart que lorsque le réseau le permet et qu’elle reste dans les limites de la capacité disponible du réseau.
Qu'est-ce qui peut déjà être fait ?
La technologie existe, les voitures sont là, les stations de recharge ont été développées. Mais en tant que particulier ou entreprise, pouvez-vous vous lancer dès maintenant dans la recharge bidirectionnelle ? La réponse courte est : non, pas encore. À une exception près.
V2L
Il s’agit de la seule forme de recharge bidirectionnelle aujourd’hui largement disponible. Des voitures telles que la Hyundai Ioniq 5, la Kia EV6 et la MG4 peuvent alimenter des appareils au moyen d’un simple adaptateur. Vous avez peut-être déjà vu des images d’une friteuse connectée à une Ioniq 5, ou d’une tondeuse à gazon électrique alimentée par la voiture. Le V2L ne nécessite pas d’infrastructure de recharge particulière : il suffit d’utiliser la voiture elle-même et un adaptateur. La puissance est limitée (généralement 3,6 kW), mais suffisante pour le camping, les outils sur site ou l’alimentation de secours.
V2G et V2H
Ces applications – fournir de l’énergie au réseau ou à votre domicile – ne sont pas encore accessibles aux particuliers ou aux entreprises. Le seul endroit où le V2G fonctionne actuellement à grande échelle est à Utrecht, dans le cadre du projet pilote de We Drive Solar avec MyWheels. Là, 500 voitures partagées Renault 5 et 4 E-Tech sont équipées d’une technologie de recharge bidirectionnelle, développée spécifiquement à cette fin. Mais il s’agit d’un environnement d’essai contrôlé avec une infrastructure professionnelle, une coopération directe avec les opérateurs de réseau et des dispositions spéciales.
Le projet d’Utrecht prouve qu’il est techniquement réalisable et économiquement viable, mais son extension au reste des Pays-Bas nécessite encore des années de développement.
Pourquoi la mise en œuvre est-elle si complexe ?
Collaborations
La technologie V2G n’est pas nouvelle, mais son déploiement à grande échelle se fait toujours attendre. En effet, de nombreuses parties sont impliquées et doivent travailler ensemble : les constructeurs automobiles, les fabricants de bornes de recharge, les opérateurs de réseaux, les municipalités, les fournisseurs d’énergie et les développeurs de logiciels. Chacune de ces parties a ses propres systèmes, normes et intérêts.
Les constructeurs automobiles devraient équiper leurs véhicules de matériel et de logiciels bidirectionnels. Les fabricants de bornes de recharge doivent mettre au point des équipements qui prennent en charge l’alimentation en électricité. Les gestionnaires de réseau doivent adapter l’infrastructure et ouvrir leurs systèmes. Les municipalités doivent fournir de l’espace dans les lieux publics. Enfin, les fournisseurs d’énergie doivent proposer des contrats qui rendent la recharge financièrement attrayante, par exemple grâce à des tarifs dynamiques.
Protocoles
Le protocole ISO 15118 requis pour la communication entre le véhicule et la station de recharge est encore en cours de développement, en particulier la version CA. Les réglementations sont également à la traîne. Ce n’est qu’à partir de 2030 que la législation européenne (AFIR) exige que les nouvelles bornes de recharge publiques soient bidirectionnelles.
We Drive Solar est un leader dans le rapprochement de toutes ces parties. Grâce à des années d’expérience, à une coopération étroite avec Renault et à la construction d’une norme ouverte, We Drive Solar réussit là où d’autres s’enlisent dans la complexité.
Quels sont les avantages potentiels de la recharge bidirectionnelle ?
Pour le réseau électrique
La recharge bidirectionnelle pourrait accroître considérablement la stabilité du réseau. Lorsque de nombreuses voitures électriques sont connectées simultanément, elles peuvent absorber les pics en restituant temporairement de l’énergie. Cela réduirait la congestion du réseau et le rendrait plus résistant. Au lieu d’étendre encore le réseau – avec tous les coûts et les besoins en espace que cela implique – la capacité existante pourrait être utilisée plus intelligemment.
Cela serait particulièrement utile lors des pics de consommation du soir. Au moment où tout le monde rentre à la maison, commence à cuisiner, allume le chauffage et utilise les appareils électriques, la demande atteint son maximum. Dans le même temps, l’énergie solaire ne produit rien de plus. Les voitures entièrement chargées avec de l’énergie solaire bon marché ou autoproduite pendant la journée pourraient restituer une partie de cette énergie le soir, ce qui atténuerait le pic.
Pour les ménages
Dans les maisons équipées de panneaux solaires, la voiture pourrait stocker l’énergie produite pendant la journée et la restituer à la maison le soir. Cela permettrait d’augmenter considérablement la proportion d’autoconsommation d’énergie renouvelable et de réduire la dépendance à l’égard du réseau. Au lieu de renvoyer de l’énergie solaire bon marché au réseau pendant la journée et d’acheter de l’électricité coûteuse le soir, vous pourriez utiliser votre propre énergie produite lorsque vous en avez besoin.
Une voiture électrique dotée d’une batterie de 50 à 70 kWh offre potentiellement une capacité plus que suffisante pour la pointe du soir. Même si la voiture n’est pas complètement remplie, elle peut alimenter la maison pendant des heures. Et lorsque vous devez conduire le lendemain, un logiciel intelligent peut s’assurer que la batterie est suffisamment rechargée à temps.
Pour les entreprises
Les entreprises disposant d’un parc de véhicules ou de bureaux équipés d’installations de recharge pourraient déployer la recharge bidirectionnelle afin de réduire les pics de charge. Lorsque plusieurs véhicules électriques sont connectés en même temps, ils peuvent constituer ensemble une réserve d’énergie importante. Pendant les périodes de forte demande, par exemple lorsque la climatisation ou les processus de fabrication exigent beaucoup d’énergie, les voitures pourraient intervenir pour aider. Cela permettrait d’éviter de surcharger la connexion au réseau et d’éviter les pénalités en cas de dépassement des pics de consommation.
Les entreprises disposant de grandes installations de panneaux solaires pourraient également en bénéficier. L’énergie solaire excédentaire pourrait être stockée dans les voitures et utilisée ultérieurement, au lieu d’être renvoyée à des tarifs bas ou même déconnectée pendant les périodes de congestion du réseau.
Utrecht : la première région bidirectionnelle d'Europe
500 voitures électriques partagées comme tampon énergétique
L’impact est mesurable. Ensemble, ces 500 voitures peuvent fournir 10 % de la flexibilité nécessaire à la région d’Utrecht. Elles peuvent atténuer la congestion du réseau avec une capacité de 5 mégawatts. Cela semble impressionnant, mais cela montre aussi l’ampleur du défi : Utrecht accuse un déficit de 250 mégawatts pendant les périodes de pointe. Pour résoudre complètement le problème, la région aurait donc besoin de 50 fois plus de voitures bidirectionnelles.
Il s’agit pourtant d’une première étape cruciale. À Utrecht, 35 % des toits sont couverts de panneaux solaires, soit l’un des pourcentages les plus élevés des Pays-Bas. Il y a un énorme surplus d’énergie solaire pendant la journée, mais un énorme déficit pendant la nuit. La combinaison des voitures partagées et de la technologie de recharge bidirectionnelle permet de stocker cette énergie et de l’utiliser plus tard, exactement quand on en a besoin.
Pourquoi MyWheels ?
Le partenariat avec MyWheels n’est pas le fruit du hasard. Les voitures partagées sont encore plus souvent à l’arrêt que les voitures privées et sont également connectées à une infrastructure de recharge professionnelle. Elles sont donc idéales pour les applications V2G. En outre, MyWheels dispose d’une flotte importante et d’une capacité à s’étendre rapidement. Cette collaboration a permis à We Drive Solar non seulement de démontrer la technologie, mais aussi de prouver le business case : la charge bidirectionnelle fonctionne, apporte de la valeur et est financièrement viable.
Et ça marche : des résultats mesurables après cinq mois
Après cinq mois de fonctionnement avec les 50 premières voitures, le gestionnaire de réseau Stedin a communiqué les premiers résultats concrets en novembre. Et ils sont prometteurs.
À plusieurs reprises, les voitures ont permis de réduire de 300 kW la congestion du réseau lors des pics du soir. En chargeant intelligemment lorsque l’énergie solaire et éolienne est disponible en abondance et en déchargeant pendant les heures de pointe, le pic de charge du soir est évité. Les voitures se rechargent avec de l’énergie solaire et éolienne néerlandaise bon marché et se déchargent juste au moment où les centrales électriques fossiles devraient intervenir.
Au total, les 50 voitures ont restitué plus de 65 000 kWh au réseau en cinq mois. Cela représente une moyenne de 1 300 kWh par voiture, chaque véhicule ayant restitué de l’énergie pendant 118 heures en moyenne. Avec les 170 voitures qui circulent actuellement à Utrecht, l’objectif est de réduire la congestion du réseau de plusieurs fois 1 mégawatt cet hiver. Cette puissance est suffisante pour alimenter 1 000 foyers pendant les heures de pointe du soir.
État des lieux : Quand la recharge bidirectionnelle sera-t-elle disponible ?
V2G
La recharge bidirectionnelle en est encore à ses débuts. Le V2G – qui consiste à renvoyer de l’énergie au réseau – n’est actuellement appliqué que dans le cadre de projets pilotes contrôlés tels que le projet d’Utrecht. Pour les ménages ou les entreprises ordinaires, le V2G n’est actuellement pas possible.
Cela s’explique par l’énorme complexité de la mise en œuvre. Les constructeurs automobiles, les fabricants de bornes de recharge, les opérateurs de réseaux, les municipalités, les fournisseurs d’énergie et les développeurs de logiciels doivent tous travailler ensemble, et chacun a ses propres systèmes, normes et intérêts. We Drive Solar est à l’avant-garde de cette collaboration, mais même pour nous, le passage à l’échelle des clients résidentiels est une question d’années de développement.
V2H
Le V2H, qui consiste à fournir de l’énergie à sa propre maison, semble plus facilement accessible en théorie, car il n’y a pas d’injection dans le réseau, ce qui simplifie la réglementation. Plusieurs fournisseurs travaillent sur des systèmes dans lesquels la voiture peut alimenter la maison pendant les pannes de courant ou les heures de pointe. Mais même le V2H n’est pas encore largement accessible aux consommateurs.
Croissance stable
La réglementation européenne (AFIR) exige que les nouvelles bornes de recharge publiques soient bidirectionnelles à partir de 2030. Les Pays-Bas sont à la pointe de ce développement grâce à des laboratoires vivants tels qu’Utrecht, à des normes ouvertes et à la coopération entre les gouvernements et les entreprises. La recharge bidirectionnelle se développera lentement dans les années à venir, d’abord dans le cadre d’applications professionnelles et de projets pilotes, puis éventuellement pour les particuliers. Mais la disponibilité à grande échelle pour les ménages n’est pas encore pour demain.
Malentendus courants
Toute voiture électrique peut se recharger de manière bidirectionnelle
Un chargeur domestique standard à courant alternatif suffit
Ma batterie s'usera plus rapidement en raison des cycles de charge supplémentaires.
FAQ
Quelles sont les voitures qui prennent en charge la recharge bidirectionnelle ?
Un nombre croissant de modèles, en particulier les VE les plus récents, sont compatibles avec la norme ISO 15118. Les exemples incluent les Renault 5 et 4 E-Tech, Hyundai Ioniq 5 et 6, Nissan Leaf, Cupra Born et Volvo EX90. Pour une vue d’ensemble actualisée, voir la liste des voitures capables de charger dans les deux sens (2025).
Important à savoir : à l’heure actuelle, il n’existe pas de voiture dont le V2H ou le V2G fonctionne “prêt à l’emploi”. Ces voitures ont la capacité technique et le potentiel pour une charge bidirectionnelle, mais ce n’est que dans des bancs d’essai spécifiques – comme notre projet à Utrecht – que le V2G fonctionne réellement. Le V2L (fourniture d’énergie aux appareils) est déjà possible dans beaucoup de ces modèles.
Puis-je utiliser ma voiture comme batterie domestique ?
Pour l’instant, ce n’est pas encore le cas pour les particuliers. Mais à l’avenir, la technologie V2H pourrait utiliser une voiture électrique comme moyen de stockage de l’énergie pour la maison ou le bureau. Cette technologie est en cours de développement et devrait être disponible plus tôt que la technologie V2G, étant donné qu’il n’y a pas d’injection dans le réseau, ce qui simplifie la réglementation. De plus amples informations sur le fonctionnement d’une voiture en tant que batterie domestique sont disponibles.
La recharge bidirectionnelle avec des panneaux solaires fonctionne-t-elle ?
Oui, c’est précisément l’un des principaux avantages. L’énergie solaire peut être stockée dans la voiture pendant la journée et utilisée plus tard. La combinaison de la recharge bidirectionnelle et des panneaux solaires maximise l’autoconsommation et minimise la dépendance à l’égard du réseau.
Ma voiture sera-t-elle suffisamment remplie pour mes déplacements quotidiens ?
Lorsque la recharge bidirectionnelle est disponible, un logiciel intelligent veille à ce qu’il reste toujours suffisamment d’énergie dans la batterie pour les trajets prévus. Les utilisateurs peuvent alors définir l’autonomie minimale dont ils ont besoin. Le reste de la capacité devient disponible pour les services énergétiques. C’est ainsi que le système est conçu : la voiture reste avant tout un moyen de transport.
Quel est le coût d'une borne de recharge bidirectionnelle ?
Lorsque les bornes de recharge bidirectionnelles seront largement disponibles, elles varieront à nouveau en fonction du fournisseur et du type d’installation. Les bornes de recharge bidirectionnelles sont plus chères que les chargeurs standard, mais les prix baissent au fur et à mesure que la technologie se développe. Les subventions et les avantages financiers liés à l’alimentation en électricité peuvent permettre de récupérer l’investissement.
Toutefois, il n’existe actuellement aucune station de recharge bidirectionnelle qui fonctionne “prête à l’emploi” pour les clients résidentiels. De nombreux fournisseurs proposent des stations de recharge V2G-ready, mais elles ne peuvent pas encore charger de manière bidirectionnelle.
Est-ce que je gagne de l'argent en restituant l'énergie de ma voiture ?
Pour les clients résidentiels, ce n’est pas possible actuellement, mais cela pourrait l’être à l’avenir. Avec des tarifs énergétiques dynamiques, vous pourriez alors tirer parti des différences de prix : charger lorsque l’électricité est bon marché et la restituer pendant les heures coûteuses. Il pourrait également y avoir des programmes dans le cadre desquels les gestionnaires de réseau paieraient pour la flexibilité.
Le seul projet pour lequel il a déjà été prouvé que cela fonctionne est notre projet à Utrecht. Il y gagne de l’argent en réinjectant de l’énergie à des moments où elle est chère.