“Vehicle to grid” : le véhicule électrique au service du réseau

Dans son plan d’actions national en faveur des énergies renouvelables de 2010, le ministère de l’Ecologie, du Développement durable et de l’Energie  (MEDDE) avait fixé l’objectif d’une mise en circulation de 450.000 véhicules électriques entre 2010 et 2015 et de 2 millions de véhicules électriques d’ici à 2020. Ce plan de développement de la filière du véhicule électrique a depuis été confirmé par les pouvoirs publics qui voient dans le développement des technologies électriques et hybrides rechargeables une opportunité économique et écologique pour la France. Si l’on s’en tient aux prévisions du ministère du développement durable, le marché des véhicules décarbonés représenterait 7,5 milliards d’euros par an en France à partir de 2020.

Ces prévisions ne tiennent pas compte du développement des bornes de charge pour les véhicules électriques et hybrides rechargeables qui constitue pourtant la principale condition au développement pérenne de cette filière à grande échelle sur le territoire français. Le MEDDE estimait ainsi à 4 millions le nombre d’infrastructures de charge installées en 2020.

La dernière Enquête Nationale Transports et Déplacements (ENTD) effectuée en 2007-2008 révèle que 62% des ménages disposent d’une place de stationnement réservée sur leur lieu de résidence et que 69% des actifs ayant un emploi ont une place réservée sur leur lieu de travail. De plus, une voiture parcourt en moyenne 35 km par jour. Les véhicules électriques récemment mis sur le marché ayant une autonomie généralement supérieure à 100 km, on en déduit que le véhicule électrique n’utilise pas toute l’énergie de sa batterie. Quand on met en parallèle cette analyse du paramètre du stationnement avec le kilométrage journalier moyen d’un véhicule, on s’aperçoit qu’une voiture passe le plus clair de son temps immobilisée. Elle pourrait donc être branchée lors de ces périodes d’immobilisation et se recharger, mais aussi réinjecter de l’électricité dans le réseau lors des pics de consommation.

Du véhicule vers le réseau

Le terme « Vehicle to Grid » (V2G), littéralement « du véhicule vers le réseau » caractérise l’action de réinjecter l’électricité contenue dans les batteries d’une voiture électrique dans le réseau électrique durant ces fameuses périodes de stationnement. Le véhicule électrique communique ainsi avec le réseau électrique pour mener à bien cette action.

Dès lors, les batteries des véhicules électriques et hybrides rechargeables du parc automobile français deviendraient des unités de stockage d’énergie. Cette énergie chargée la nuit ou pendant les creux de consommation d’électricité, dans les meilleures conditions écologiques et économiques, serait ensuite injectée dans le réseau en période de pointe.

Les 104GW de consommation ont été dépassés en février 2012 pendant la vague de froid exceptionnelle.  Jean-Charles PAPAZIAN, professeur agrégé de Génie Électrique a ainsi fait le calcul que 3 millions de véhicules électriques permettraient de diminuer ce type de pic de plus de 7 GW (Hypothèses pour 3 Millions de véhicules : Energie totale stockable : 72 GW.h / Energie utilisée par 3M VE /24h : 17 GW.h / 50% de l’énergie potentiellement réinjectable sur 24h : 27 GW.h réinjectés permettent d’effacer les pics de consommations).

L’énergie réinjectée permettrait ainsi d’effacer une partie des pics de consommation fortement consommateurs en énergies fossiles d’appoint, elles même fortement émettrices de CO₂.

Optimiser l’utilisation des énergies renouvelables

Pour limiter le recours à ces énergies fossiles, les énergies renouvelables sont souvent mises en avant par les pouvoirs publics. Mais la disponibilité de ces sources d’énergie est aléatoire. En effet, l’éolien comme le solaire sont disponibles en grande quantité mais par intermittence : pas de production d’électricité solaire durant la nuit, et pas d’éolien quand il n’y a pas de vent. Le stockage de cette électricité produite aléatoirement est donc un enjeu majeur pour augmenter la part d’électricité produite par ces sources d’énergie dans le mix énergétique.

La Compagnie Nationale du Rhône (CNR) a ainsi développé la solution « Move In Pure » qui permet d’utiliser la partie aléatoire de la production exclusivement renouvelable de la CNR pour la stocker dans les batteries des véhicules électriques à travers un système embarqué, pilotable à distance. L’idée est de faire correspondre les moments de charge des véhicules électriques avec  les  surplus de production de la Compagnie Nationale du Rhône, lui permettant ainsi d’optimiser une part aléatoire de sa production tout en faisant bénéficier le consommateur d’un tarif préférentiel. Cette solution proposée par la CNR n’inclut (pas encore) la réinjection de l’énergie stockée vers le réseau, mais constitue un premier pas pour une meilleure utilisation de l’énergie renouvelable produite.

Avec le V2G, le producteur d’énergie optimise ses installations de production, y compris intermittentes (éolien et solaire). L’opérateur d’énergie achète l’énergie au meilleur prix et la revend au prix fort lors des pics de consommation. Enfin le « consommacteur » achète de l’électricité à un prix compétitif en contrepartie d’une contrainte de branchement de son véhicule après sa journée de travail et sur les lieux où il stationne son véhicule (travail, supermarché, parking, etc.).

Au delà du déploiement des véhicules électriques et des infrastructures de charge qui s’opère plus lentement que prévu initialement, l’un des obstacles majeurs au développement de cette technologie concerne l’absence de réglementation sur la restitution de l’énergie provenant des batteries électriques vers le réseau.

Le « vehicle to grid », composante des « smart grids »

Mais si ce concept qui est encore en phase d’expérimentation pouvait bénéficier d’un cadre réglementaire incitatif, nul doute que le « vehicle to grid » participerait au développement de la mobilité électrique et à la gestion intelligente de l’énergie.

Le modèle économique du véhicule électrique si souvent décrié se voit donc renforcé par le développement à venir des technologies « vehicle to grid ». Loin d’aggraver les pics de consommation d’électricité, les véhicules électriques pourront au contraire les effacer en lissant la production d’énergie électrique. De plus, le « V2G » permettra d’optimiser l’intégration des énergies renouvelables dans le réseau électrique. Constructeurs, fabricants de bornes, énergéticiens et autres acteurs de la filière électrique ont donc tout intérêt à s’entendre et à collaborer pour qu’émerge au plus vite cette « smart »  technologie.