Station de recharge

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Une borne de recharge électrique compatible multi-standards à Medenbach West

Une station de recharge de véhicules est une infrastructure équipée d'une — ou plusieurs — borne de recharge permettant la recharge des véhicules électriques. La borne comporte au minimum un point de charge qui est matérialisé par un socle de prise. Une borne peut comporter deux points de charge et il existe des bornes doubles qui comportent donc quatre points de charge.

Une station de charge comporte l'espace nécessaire au véhicule pour stationner, le point de charge (borne, coffret…) et les autres éléments nécessaires, le cas échéant (armoire électrique de gestion « intelligente » de la charge). Elle doit répondre à des normes et standards techniques ; un standard européen a été décidé en 2014 par la Commission européenne.

Les véhicules électriques se rechargent usuellement à domicile, mais on compte environ 400 000 stations de recharges publiques en Chine en 2019, 145 000 dans l'Union européenne en 2018 et 20 000 aux États-Unis.

Historique[modifier | modifier le code]

Borne de recharge utilisant des connecteurs NEMA américains pour le véhicule électrique AMC Gremlin utilisé par Seattle City Light en 1973[1]

Histoire des bornes de recharge en France[modifier | modifier le code]

A la fin du XIXe siècle, on parle de colonne de charge pour automobile électrique, avec un format proche des boîtes aux lettres. Pour recharger ses accumulateurs, l'utilisateur doit mettre un jeton dans le compteur, fermer les coupe-circuits intérieurs, l'interrupteur bipolaire et choisir avec le commutateur du rhéostat l'intensité de charge (de 25 à 80 A) à fournir à la batterie[2].

La loi Grenelle 2 de 2010 permet notamment aux collectivités de déployer des stations de recharge dès lors que l'offre privée est « inexistante, insuffisante ou inadéquate »[3]. Afin de respecter les restrictions existantes en matière de vente d'énergie, les stations de recharge fournissent un service incluant la charge du véhicule et non pas uniquement la charge elle-même[n 1].

Le , douze collectivités françaises[n 2] ont signé une charte pour le déploiement d'infrastructures publiques de recharge de véhicules électriques[4]. Elles s'engagent à déployer « dès 2010, si les conditions techniques et réglementaires suffisantes sont réunies » des points de charge[5].

En 2011 un Livre vert sur les infrastructures de recharge ouvertes au public pour les véhicules décarbonés précise le cahier des charges des bornes et l'obligation de concertation avec le gestionnaire de réseau de distribution d'électricité (ERDF et/ou entité locales de distribution). Il est mis à jour en 2014 et précisé par décret début 2017[6],[7]. Certaines données, précisées par un arrêté ministériel[8] (localisation et caractéristiques techniques des stations, disponibilité du point de recharge en temps réel, si ces données existent) doivent être basculées sur le site open data national (www.data.gouv.fr).

En 2012, dans le cadre d'un plan de soutien à l'automobile[9] par le ministre du redressement productif, la mission Hirtzman[10] a été annoncée le pour accélérer le déploiement du réseau de bornes de recharge, qui devraient aussi idéalement avoir été écoconcues et s'intégrer dans les smart grids voire dans ce que Jeremy Rifkin appelle l'« Internet de l’énergie » dans le cadre de son projet de « troisième révolution industrielle » où les batteries de véhicules électriques jouent un rôle important de stock-tampon de l'électricité intermittente d'origine renouvelable produite à proximité. Le Commissariat général à l'investissement a prévu dans son programme d'investissements d'avenir (PIA) une enveloppe de 50 millions d'euros pour aider aux premiers projets de déploiement de bornes de recharge dans les agglomérations de plus de 200 000 habitants, sur les autoroutes, dans les parkings de stationnement et de grandes surfaces ou pour les projets portés par une région. Un appel à manifestations d'intérêt (AMI) est en outre ouvert par l'ADEME jusqu'au . Infini DRIVE[11],[12] est un exemple de projet national accompagné par l'ADEME dans le cadre du programme Véhicule du futur des investissements d'avenir.

Le projet Infini DRIVE[13] est un projet de recherche et d'innovation expérimentale qui a pour but d'établir un standard pour la recharge massive des flottes de véhicules électriques. Préparer l'arrivée en masse des véhicules électriques et permettre de recharger de manière économique et écologique en utilisant le pilotage dynamique de la recharge des véhicules qui prend en considération les ressources disponibles et les besoins en temps réel des véhicules. Commencé en 2011, le projet Infini DRIVE prendra fin en 2014. Infini DRIVE rassemble 8 partenaires complémentaires : Greenovia - filiale de la Poste, coordinateur, La Poste - engagée auprès de l'Etat à s'équiper de 10 000 véhicules électriques, ERDF - engagé auprès de l'Etat à s'équiper de 2 500 véhicules électriques, G2mobility - start-up qui fournit des bornes de recharges intelligentes et les systèmes de gestion de l'énergie, Docapost - filiale de la Poste, Armines, I3M, Loria.

Un groupement, GIREVE (pour « Groupement pour l'itinérance des recharges électriques de véhicules »), créé en , après accord préliminaire en entre les ministres du Redressement productif, de l'Ecologie et des Transports, associe EDF, ERDF, la Caisse des dépôts et consignations, GDF Suez et Renault pour faciliter l'essor des stations[14].

Le groupe Bolloré a déposé en un dossier auprès du ministère de l'Économie afin de déployer 16 000 points de charge publics, projet qui représente un investissement de 150 millions d’euros sur quatre ans. La loi sur la transition énergétique, en débat au Parlement, prévoit d’atteindre 7 millions de points de charge en 2030, contre 14 000 aujourd’hui, selon les chiffres officiels (dont 9 064 publics en [15]). Les enseignes Leclerc ont installé des bornes de recharges sur une centaine de sites. Vinci et Sodetrel se sont alliés pour équiper les parkings de Vinci[16].

En , l'Ademe avait déjà soutenu (plus de 61 millions d'euros) 77 projets représentant plus de 20 500 points de recharge, surtout dans des zones de stationnement temporaire. Une nouvelle vague d'investissement devrait concerner les "zones résidentielles, zones d'activité et les pôles d'échanges multimodaux (parking relais)" (dans le cadre des précédents dispositifs (PIA 1 et 2) et "Advenir" pour optimiser les infrastructures existantes)[17].

Sur les 12 800 bornes disponibles en , 6 200 bornes sont celles des réseaux d'autopartage ; les collectivités locales ont déployé 2 000 bornes, et doivent encore en mettre en service 20 000 nouvelles d’ici à début 2018. En effet, la voiture électrique est surtout utilisée en zone rurale : la Renault Zoé se vend ainsi à plus de 50 % en zone rurale, contre 35 % en zone périurbaine et 15 % en ville[18].

Officialisé en , le programme Advenir finance l’installation de points de recharge électrique privés dans les immeubles collectifs et les parkings d’entreprise, via le dispositif des certificats d’économie d’énergie. Les partenaires de ce projet sont l’AVERE France, Eco CO2, EDF, l’ADEME et l’Etat[19]. Il vise l’installation de 12 000 points de recharge d’ici fin 2018, pour un montant total de 15,6 millions d’euros HT, dont 9,75 millions financés par EDF[20]. En , les conditions d’éligibilité pour les zones non interconnectées évoluent pour s’adapter aux caractéristiques particulières du mix énergétique de ces zones[21].

Début 2017 les 3 régions les mieux dotées sont l'Ile-de-France (7416 bornes), la région Auvergne-Rhône Alpes (1 462) et la Nouvelle-Aquitaine (1 351)[22].

Les bornes de recharge gérées par Sodetrel (filiale d’EDF Solutions Energétiques) en France (50 000 points) sont mises à disposition à tarif préférentiel aux clients d’EDF dans sa solution Vert Electrique auto, dédiée aux possesseurs de véhicules électriques, en complément de mesures liées à la recharge à domicile[23].

Le 12 octobre 2020, la ministre de la transition écologique Barbara Pompili présente le programme « Objectif 100 000 bornes » d’ici à fin 2021, qui consiste en un renforcement du programme ADVENIR de financement des bornes de recharge : jusqu’ici limitée à 2 000 €, l’aide pourra désormais aller jusqu’à 9 000 € dans le cas d’une borne à la puissance supérieure à 50 kW. Les coûts de raccordement au réseau seront par ailleurs couverts à hauteur de 75 % jusqu’au 31 décembre 2021. Pour la charge rapide, le gouvernement mobilise une enveloppe de 100 millions d’euros pour accélérer les déploiements sur le réseau routier national[24].

Histoire des bornes de recharge en Europe[modifier | modifier le code]

La directive 2014/94/UE du Parlement européen et du conseil du sur le déploiement d'une infrastructure pour carburants alternatifs consacre son article 4 et son annexe 2 aux véhicules électriques. Elle définit notamment des connecteurs devant obligatoirement être présents dans un point de recharge pour certains courants continus ou alternatifs sur la base de normes européennes comme EN62196-2 ou EN62196-2[25].

En 2018, les groupes pétroliers européens amorcent leur diversification vers la fourniture de « carburant » électrique : BP rachète Chargemaster, le plus important réseau de bornes de recharge installé au Royaume-Uni avec plus de 6 500 bornes[26].

Histoire des bornes de recharge dans le monde[modifier | modifier le code]

En 2019, la société israélienne ElectReon Wireless réussit la charge d’une Renault Zoe par induction dynamique[27].

Enjeux du déploiement de stations de recharge[modifier | modifier le code]

Enjeu pour le développement du véhicule électrique[modifier | modifier le code]

Un des freins actuels et futur à l'achat de véhicules électriques semble être la disponibilité de points de charge.

L'autonomie des véhicules électriques change considérablement par rapport aux véhicules à moteur thermique et elle varie nettement selon le type de conduite, la vitesse atteinte, le recours à des systèmes annexes (chauffage/climatisation…), etc. Par ailleurs, dans le meilleur des cas, lorsque la batterie du véhicule est compatible avec la charge rapide, celle-ci prend en 2012 au moins 30 min.

Pour ces raisons, les expérimentations telles que SAVE (Seine Aval Véhicule Electrique) en France ont permis de mettre en évidence que les utilisateurs avaient alors tendance initialement à espérer pouvoir charger la voiture chaque fois qu'ils stationnaient, surestimant leurs besoins d'autonomie pour les trajets journaliers.

Une enquête menée en 2018 par Transport & Environment (T&E), ONG qui fédère 58 associations européennes actives dans la défense de l’environnement et la promotion des mobilités « durables », révèle que seulement 5 % des recharges de batteries se font sur des bornes publiques et que le réseau européen compte déjà 1 point de charge pour 5 voitures électriques, soit bien plus que la recommandation européenne d’un pour 10. En Norvège, pays le plus avancé dans l’électrification du parc automobile, la proportion d’usagers de VE utilisant quotidiennement une borne de charge publique était de 10 % en 2014, mais elle a chuté à seulement 2 % en 2017. Moins de 15 % des conducteurs utilisent une borne au moins une fois par semaine. Le principal frein à l’adoption de l’électromobilité par les conducteurs n’est pas le manque de bornes, mais le faible nombre de modèles électriques mis sur le marché par les constructeurs. Selon T&E, l’augmentation de l’autonomie des nouveaux véhicules électriques devrait réduire, au cours des prochaines années, le rythme du développement des réseaux de bornes[28].

Enjeux collectifs[modifier | modifier le code]

Le développement de stations de recharge pose les mêmes questions que le développement du véhicule électrique :

  • contraintes techniques et économiques liées au besoin de renforcement éventuel du réseau du gestionnaire public de distribution d'énergie (généralement ERDF), particulièrement si la charge est « accélérée » ou « rapide »
  • contraintes énergétiques et environnementales liées au type de charge (« normale », « accélérée » ou « rapide »)
  • contraintes énergétiques et environnementales liées au type de contrat conclu
  • contraintes énergétiques et environnementales liées au moment de la charge (heures pleines ou heures creuses ?)
  • écobilan du réseau de rechargement, incluant son empreinte carbone (énergie grise, travaux de pose des câbles et bornes) et sa consommation de matériaux rares ou pour lesquels il existe des tensions sur le marché (cuivre, zinc…) (pour les batteries, les transformateurs, les câbles à tirer, etc.)

En France, le Livre Vert sur les infrastructures de recharge ouvertes au public pour les véhicules « décarbonés »[29] publié par l'État en 2011 recommande de dimensionner un réseau adapté aux besoins, de privilégier des charges intelligentes (modulation du courant fourni en fonction de divers critères, par exemple, énergétiques et environnementaux), de privilégier la charge de nuit sur le lieu de stationnement principal du véhicule (à domicile pour le particulier, sur le lieu de travail pour un véhicule professionnel…). Il n'y a pas de recommandations concernant le type de contrat d'énergie conclu mais des agglomérations comme Paris ou Nice ont fait le choix de contrats incluant des certificats d'énergie verte. L'ensemble de la production étant mixé dans le réseau public, il n'est pas garanti que l'énergie utilisée dans les véhicules soit verte. En revanche, ce type de contrat vise à garantir le fait que l'équivalent de tout ou partie de l'énergie consommée est issu de sources renouvelables. En tout état de cause, puisque l'énergie est mixée, la recommandation du Livre Vert est de privilégier la charge en heures creuses et particulièrement la nuit où dans le cadre du système français actuel, la production d'électricité d'origine nucléaire est excédentaire. Cette recommandation est cohérente avec les retours d'expérience de Strasbourg où lorsque plusieurs possibilités de charge étaient offertes, 90 % d'entre elles se faisaient sur le lieu de stationnement principal. Si les tarifs de charge reflètent les écarts entre une éventuelle charge à domicile ou sur l'espace public, la proportion devrait être conservée, l'installation de stations de recharge nécessitant des investissements et des coûts de fonctionnement difficilement comparables aux coûts d'un abonnement privatif à un fournisseur d'électricité souscrit par ailleurs.

Différentes solutions sous-tendant la station de recharge[modifier | modifier le code]

Solutions « park & charge »[modifier | modifier le code]

Renault ZOE et borne de recharge parking Schneider Electric de mode « 3 CEI »
L'Ombrière station de recharge SUDI

En France, le Livre Vert sur les infrastructures de recharge ouvertes au public pour les véhicules « décarbonés » publié par l'État en 2011 recommande de déployer des stations de recharge sûres et simples d'utilisation, permettant notamment à l'utilisateur de recharger son véhicule au cours de ses déplacements habituels (domicile, lieu de travail, centres commerciaux, parkings, etc.). La plupart des installations hors domicile permet la recharge et le paiement. Il s'agit donc de solutions « park & charge » (« parking et recharge ») à l'occasion d'un stationnement dans ce genre de « station de recharge ».

Ces infrastructures de recharge devront par ailleurs permettre à l'utilisateur de recharger son véhicule au cours de ses déplacements habituels (domicile, lieu de travail, centres commerciaux, parkings, etc.) et non imposer un arrêt spécifique : le principe de la recharge du véhicule électrique est de charger lorsque l'on s'arrête et non pas de s'arrêter pour recharger, à la différence des véhicules thermiques.

Dans le cadre de la logique de « park & charge », les différents types d'infrastructures de rechargement doivent permettre l'adéquation entre la recharge complète du véhicule et les habitudes de l'utilisateur liées au lieu d'arrêt[30] :

  • pour les arrêts de longue durée (nuit au domicile, journée sur le lieu de travail), une recharge complète en 6 à 8 heures peut se faire sur une installation domestique ou spécifique[31].
  • pour les arrêts plus courts, de 1 à 2 heures (parking, centre commercial, stationnement sur la voie publique, pause du déjeuner…) une recharge rapide sur borne spécifique[31],
  • il restera cependant des cas où l'arrêt s'impose pour recharger (cas d'un long trajet ou d'un usage professionnel intensif, comme les taxis ou certaines flottes de véhicules) : la recharge très rapide, en 15 à 20 minutes est nécessaire[31].

La recharge complète suggère donc, à l'instar d'un véhicule thermique, que le « réservoir » (la batterie dans le cas d'un véhicule électrique) est complètement épuisé. Or, ce cas de figure reste théorique : comme dans un véhicule thermique, le tableau de bord des véhicules électriques avertit le conducteur lorsqu'il a consommé une certaine autonomie.

Dans les cas d'usages réels, le conducteur recharge donc pour récupérer ce qu'il a consommé pour atteindre sa destination. En sachant que la distance moyenne quotidienne est d'une trentaine de kilomètres[32], une recharge selon le raisonnement « park & charge » ne prend donc pas 6 à 8 heures par exemple pour un trajet pendulaire maison-travail.

La société Wattpark commercialise fin 2020 des bornes de type « Wallbox » à destination des particuliers, collectivités et entreprises qui souhaitent mettre leur borne à disposition du public contre rémunération. D’une puissance allant de 3,7 à 7 kW, elles propose des fonctionnalités allant de la connectivité Bluetooth à une connexion internet qui permet la réservation et le paiement à distance, via une application smartphone, ou même un module optionnel permettant le paiement avec un badge d’opérateur de mobilité[33].

Solutions reposant sur l'échange de batteries[modifier | modifier le code]

Des solutions émergent à l'opposé, dans la logique de station-service, avec des systèmes tels que Better Place reposant sur l'échange de batteries préalablement rechargée la nuit (système courant sur les chariots élévateurs utilisés jour et nuit). Un changement de batterie est aussi rapide qu'un plein de carburant. Cette société a conclu un partenariat avec notamment le constructeur Renault et développe un réseau de stations au Danemark, en Australie et en Israël[34], avant toutefois que la société promotrice de ce système ne doive fermer ses portes.

Solutions par induction[modifier | modifier le code]

Bus OLEV en service en 2016.

Des voitures et des bus électriques sans batteries (OLEV, pour OnLine electric vehicle) ont été lancés en Corée du sud en 2010. Leur moteur est alimenté par induction à partir d'une « voie magnétique » alimentée par un réseau de câbles enfouis à 30 centimètres sous la surface de la route[35].

La société américaine Qualcomm a mis au point avec Renault une route prototype qui permet de recharger son automobile en roulant : il suffit d'enfouir sous le bitume sur toute la longueur du trajet des cellules à induction. Chaque batterie de cellules est longue de 25 mètres et se met en marche uniquement lorsqu'un véhicule arrive. Un tel dispositif permettrait de réduire la taille des batteries des voitures électriques[36]. Renault expérimente ce système de charge dynamique par induction sur des Kangoo électriques sur une piste d'essai à Satory, près de Versailles. Cette expérimentation s'inscrit dans le projet FABRIC, en partie financé par l’Union Européenne, destiné à évaluer la faisabilité technologique et la viabilité économique d’un système de charge par induction dynamique pour les véhicules électriques. Lancé début 2014 et courant jusqu’à , le projet FABRIC compte 25 partenaires issus de neuf pays européens[37].

BMW lance en son système de charge par induction pour la BMW 530e hybride rechargeable ; ce système nécessite deux plaques : la première installée sous la voiture et la seconde directement fixée au sol et raccordée au réseau électrique, qui doivent être alignées pour déclencher l'induction ; le rendement serait de 85 %[38].

La compagnie israélienne ElectReon Wireless a réussi en 2019 la charge d’une Renault Zoe par induction dynamique. Sa technologie sera testée sur une portion de route de 1,6 km qui relie le centre-ville de Visby à son aéroport, sur la côte ouest de l’île de Gotland. Le marché visé en priorité est celui des lignes régulières de bus[27].

Le spécialiste des travaux routiers Eurovia, filiale de Vinci construction, et la start-up israélienne ElectReon signent en octobre 2020 un protocole d’accord pour la construction de routes de recharge à induction en France, Allemagne et Belgique ; leur offre s'adresse aux opérateurs de flottes et de réseaux. Un chargeur spécifique doit être installé à bord des véhicules. La puissance de recharge sera élevée : 45 kW lors des premiers tests avec un camion électrique, avec un objectif annoncé de 125 kW sur autoroute[39]. Le fournisseur d'électricité allemand EnBW testera à partir du début de 2021 un tronçon pilote de 100 mètres de route à induction d'ElectrReon au sein de son centre de formation, proche de la ville de Karlsruhe ; ensuite, une portion de 600 mètres sera ajoutée sur la route vers la ville et sera utilisée pour la recharge des bus municipaux[40].

Solutions par volants d'inertie[modifier | modifier le code]

La startup israélienne Chakratec a développé une technologie de recharge ultrarapide alimentée par des volants d’inertie ; elle permet de recharger la batterie d’un véhicule électrique avec une puissance de charge supérieure à celle que peut fournir le réseau, ce qui permet d’éviter les coûts importants d’un renforcement du réseau pour alimenter une borne de recharge ultrarapide de forte puissance. Un volant d’inertie est constitué d’une roue dont la masse est progressivement accélérée, par exemple par un moteur électrique. Par rapport à un stockage par batterie chimique, l’avantage d’un volant d’inertie est qu’il permet de réaliser environ 200.000 cycles de charge et de décharge rapide sans perte de capacité, ce qui correspond à une durée de vie d’environ 20 ans. De plus, cette technologie de stockage est très « écologique » car elle ne nécessite pas l’utilisation de ressources stratégiques comme le cobalt ou le lithium. Une première borne de ce type, d’une puissance de 100 kW, est installée à Prague[41].

Solutions par rail d'alimentation[modifier | modifier le code]

Le projet « eRoadArlanda  », en test en Suède, est un système de recharge des véhicules électriques roulants via un rail d’alimentation sur voie publique ; un bras articulé situé sous le véhicule capte l’énergie du rail placé au milieu de la voie. Le rail est mis sous tension sur de courtes sections, uniquement sur la zone où le véhicule est en contact. Cette technologie d’alimentation par le sol est similaire à celle déjà éprouvée sur les réseaux de tramways de plusieurs villes en France. Le coût du système, estimé à 380 000 euros le kilomètre, est très inférieur à celui de la route solaire en test en Normandie à 5 millions d’euros le kilomètre[42].

Solutions de secours à la demande[modifier | modifier le code]

Le service E-Gap propose un service de recharge itinérant à destination des voitures électriques : un véhicule doté de batteries de grande capacité vient sur demande recharger le véhicule du demandeur ; la recharge peut atteindre 80 % en 30 minutes dans le meilleur des cas. Ce service sera proposé à Milan fin 2018, puis à Paris, Rome, Madrid, Amsterdam, Berlin, Londres et Moscou en 2019[43].

Robot-chargeur autonome[modifier | modifier le code]

Afin de résoudre le problème de la recharge des véhicules électriques dans les parkings, Volkswagen a conçu un robot-chargeur autonome capable d’assurer le processus de charge sans intervention humaine ; une fois l’énergie transférée dans la voiture, il retourne à sa station d’accueil pour être rechargé[44].


Apparence de l'infrastructure[modifier | modifier le code]

Solution de recharge Parking Schneider Electric


L'infrastructure intégrant le point de charge peut prendre plusieurs formes : borne sur pied, coffret mural, voire être intégrée dans d'autres mobiliers urbains de type horodateur ou éclairage public. Cependant, en raison des contraintes de sécurité liées à la puissance de charge, la nécessité de disposer d'une charge intelligente afin de garantir le caractère « soutenable » du véhicule électrique et, en cas de facturation de la charge, le recours nécessaire à un système de paiement direct et/ou d'identification par support sans contact (de type RFID), les points de charge sont généralement des mobiliers spécifiques accompagnés, la plupart du temps, d'armoires électriques.

Par ailleurs, des solutions ont été développées pour intégrer les points de charge aux garages résidentiels, aux parkings d’immeubles résidentiels publics ou privés, aux parkings d’entreprises privées, aux parking payants couverts ou extérieurs, aux parkings de centres commerciaux, aux parkings pour flottes de véhicules (poste, taxis, ambulance, etc.).

Fonctionnement de la recharge[modifier | modifier le code]

Puissance et vitesse de recharge[modifier | modifier le code]

Différentes puissances de recharge sont possibles pour les voitures électriques actuelles. La charge normale est accessible à tous les véhicules. Certains disposent cependant de batteries et d'équipements qui permettent des charges dites « accélérées », voire « rapides ».

Pour la charge normale (3 kW), les constructeurs automobiles ont intégré un chargeur de batterie à la voiture. Un câble de recharge permet de le brancher sur le réseau électrique pour l'alimenter en courant alternatif 230 volts. Pour la charge plus rapide (22 kW, voire 43 kW et plus), les constructeurs ont retenu deux solutions :

  • utiliser le chargeur intégré au véhicule, dont la conception permet de charger de 3 à 43 kW en 230 V monophasé ou 400 V triphasé.
  • utiliser un chargeur externe, qui assure la conversion alternatif/continu et charge le véhicule à 50 kW.

Recharge « standard » ou « normale »[modifier | modifier le code]

La recharge « standard » ou « normale »[45], d'une puissance de 3 kVA, est celle que l'État français recommande de privilégier[46] pour recharger entièrement ou en partie la batterie de son véhicule électrique. Selon les modèles, elle peut s'effectuer généralement en 6 à 8 heures. Elle est donc parfaitement adaptée aux longues pauses (nuit au domicile, journée sur le lieu de travail) et pour compléter le niveau de charge de sa batterie.

La charge standard est disponible à la maison avec une borne de recharge murale (« wall box ») installée par un électricien agréé et après vérification préalable de l'installation électrique. C'est la charge théorique qu'on pourrait obtenir chez soi selon les normes européennes (230V / 16A) d'équipement électrique de base. On la retrouve donc aussi sur les places de stationnement de longues durées, dans les immeubles de copropriété, dans certaines entreprises (sur leur parking, pour que les employés puissent y accéder pendant leur journée de travail[31])… Cependant, dans le cadre du Livre Vert sur les infrastructures de recharge ouvertes au public pour les véhicules « décarbonés » publié par l'État en 2011, le Gimélec recommande une installation murale ne reposant pas sur la prise classique qui présenterait des risques d'échauffement en utilisation fréquente et intensive[47] et ne permet pas la communication avec le réseau, empêchant, de fait, la mise en place de la gestion « intelligente » de la charge, garante du caractère « soutenable » du système.

Tous les véhicules électriques disponibles sur le marché français permettent la charge normale.

Recharge accélérée[modifier | modifier le code]

Dans le cadre du Livre Vert, un seuil de charge accélérée à 22 kVA a été proposé. Il correspond peu ou prou à la limite que peut fournir le standard de prise « type 3 » situé du côté de l'infrastructure lorsque le câble n'est pas attaché. Lorsque le véhicule est compatible, il peut ainsi recharger environ 80 % de sa batterie en une heure, tout en laissant la possibilité, à d'autres occasions, aux véhicules compatibles uniquement avec la charge « standard » ou « normale » d'utiliser le même point de charge.

La recommandation est de privilégier la recharge accélérée en tant que solution de confort ou d'appoint. Elle a vocation à se trouver principalement dans les stations de recharge des supermarchés, les parkings souterrains et autres lieux où le stationnement peut durer plusieurs dizaines de minutes. La tarification appliquée à cette charge devrait être adaptée afin de répercuter ses impacts techniques, économiques et énergétiques.

La charge accélérée n'est permise en France que pour les véhicules équipés d'une prise « type 2 »[n 3]. Cette prise, adoptée côté véhicule par plusieurs associations, notamment l'ACEA[48] permet à la fois la charge normale, accélérée et rapide en courant alternatif monophasé et triphasé[n 4].

Recharge rapide[modifier | modifier le code]

La recharge rapide[45] est une solution de confort[49], qui s'avère utile dans le cadre de déplacements non-anticipés des utilisateurs de véhicules électriques. Il s'agit de pouvoir disposer en quelques minutes d'une autonomie de batterie nécessaire pour un trajet spécifique. La recharge se fait soit via un accès gratuit ou payant (en fonction du choix du superviseur de la borne). Cette infrastructure, qui reste un peu plus onéreuse que la recharge « normale », permet d'envisager l'utilisation d'un véhicule électrique pour de longues distances. Il existe d'ailleurs des programmes de développement de réseaux de bornes charge rapide en Europe[50] visant à rendre cette infrastructure la plus accessible possible[51]. Plusieurs véhicules électriques sont déjà compatibles avec la charge rapide[52]. Des cartes de déploiement des bornes de charge rapide sont également disponibles pour les conducteurs européens[53],[54].

Il existe aujourd'hui trois standards pour la recharge rapide[55] (par ordre décroissant de puissance):

  • en courant continu (DC) au standard Combined Charging System (CCS) définie dans la norme CEI 62196-3 (en)[56], puissance de recharge jusqu'à 170 kW (850 V / 200 A) (350 kW à partir de 2017).
  • en courant continu (DC) au standard CHAdeMO, puissance de recharge de 50 kW (500 V / 100 A)
  • en courant alternatif (AC), puissance de recharge de 43 kW (400 V / 63 A)

À titre d'exemple, la recharge en courant continu « CHAdeMO », référencée comme le mode « 3 CEI », permet de réduire le temps de charge de la Nissan Leaf ou du Mitsubishi Outlander PHEV à 80 % de la capacité de sa batterie en moins de 30 minutes[57].

Pour la recharge rapide à 43 kVA en courant alternatif triphasé, une prise « type 2 » est nécessaire côté véhicule. Cette prise permet également les charges normales et accélérées décrites précédemment. La Renault ZOE équipée du moteur Q90[58] est notamment compatible charge rapide en 43 kW-AC.

Les charges rapides au format CCS et « CHAdeMO » possèdent l'avantage de reposer sur une charge à plus de 50 kVA en courant continu. Mais le format « CHAdeMO » impose un deuxième type de prise « type 4 » (ou « Yazaki » du nom du constructeur), alors que le format CCS permet sur une seule et même prise côté véhicule, de brancher à la fois un pistolet de charge « type 2 » pour la charge lente et accélérée AC (mono ou triphasé jusqu'à 22kW), et un pistolet CCS (« Combo EU ») pour la charge rapide en courant continu (jusqu'à 170 kW).

L'Union Européenne a la volonté d'imposer le standard CCS en Europe d'ici à 2018[59]. Les superchargeurs Telsa installés en Europe[60] suivent ce dernier standard. Cependant en 2018, à part les vehicules Telsa, peu de motorisations hybrides ou électriques semblaient pouvoir en bénéficier[61]. En 2014 et 2015, la majorité des nouveaux points de charge rapide en Europe sont en CCS (plus de 1000 nouvelles stations en 16 mois)[62]. Cependant le standard de recharge CHAdeMO reste le plus courant en Europe avec plus de 6600 points de recharge début 2018.

En France, la législation impose que tout nouveau point de recharge public soit en tri-standard avec donc du CHAdeMO et du combo CCS.

Les deux standards perdureront, mais leur distribution géographique sera calquée sur celle des différents standards électriques, à savoir nord-américains, européens, et asiatiques.

Les normes de recharge rapide (Combo (CCS) et Chademo), se livrent à une course à la plus grosse puissance : la Chademo Association annonce en qu'elle prépare son passage de 50 kW à 400 kW pour contrer les 350 kW du standard européen Combo. Chademo annonce une croissance de 50 % du nombre de ses chargeurs en Europe entre 2016 et 2017 (6060 bornes) et de 30 % dans le Monde (17700 bornes) ; mais un nombre croissant de constructeurs automobiles vont devoir opter pour le connecteur Combo imposé par l’Union européenne. La vague pourrait même emporter Nissan, traditionnellement attaché au standard japonais[63].

Modes de recharge[modifier | modifier le code]

Mode 1 : Prise fixe non dédiée.
Mode 2 : Prise non dédiée avec dispositif de protection incorporé au câble.
Mode 3 : Prise fixe sur circuit dédié.
Mode 4 : Connexion CC.

La capacité des batteries d'un véhicule tout électrique est de l'ordre de 30 à 100 kWh, lui assurant une autonomie de 100 à 500 kilomètres ; les véhicules hybrides rechargeables ont eux une capacité d'ordre de 8-12 kWh, pour une autonomie électrique de 20 à 40 kilomètres (le moteur thermique assurant lui l'autonomie d'un véhicule classique).

Cette autonomie parait encore limitée par rapport aux véhicules fonctionnant aux hydrocarbures ou équivalents. En effet, la possession d'un véhicule multi-usages est courante : une voiture est souvent achetée comme le véhicule principal et dimensionnée pour les cas extrêmes tels que sorties familiales, vacances… Même si les sorties dépassant l'autonomie restent occasionnelles, l'autonomie et le temps de chargement imposent de repenser la relation avec l'alimentation en énergie de son véhicule. En pratique, il est probable que le conducteur rechargera son véhicule dès qu'une occasion pratique de le faire se présentera. Le rapport à la recharge ne sera donc pas celui de la station-service où on se gare pour se recharger mais une logique de « park & charge » où se recharge à l'occasion d'un stationnement (travail, sorties, courses, démarches…).

La recharge d'un véhicule électrique apparaîtra à son utilisateur aussi simple que de brancher un appareil électrique habituel ; mais pour assurer que cette opération se passe en toute sécurité, le système de recharge doit assurer plusieurs fonctions de mises en sécurité et dialoguer avec le véhicule pendant la connexion et la recharge.

Les modes de recharge pour véhicule électrique[64],[65] :

  • Mode 1 : prise fixe non dédiée : Branchement du véhicule électrique au réseau principal de distribution en courant alternatif par le biais de socles de prise de courant normalisés (intensité standard : 10 A) présents côté alimentation, monophasés ou triphasés, avec conducteurs de terre d'alimentation et de protection. Non préconisé pour la charge des voitures.
  • Mode 2 : prise non dédiée avec dispositif de protection incorporé au câble : Branchement du véhicule électrique au réseau principal de distribution en courant alternatif par le biais de socles de prise de courant normalisés, monophasés ou triphasés, avec conducteurs de terre d'alimentation et de protection et fonction pilote de contrôle entre le véhicule électrique et la fiche ou le coffret de contrôle incorporée au câble. Prise 2P+T dédiée (3,2 kW / 8 A) ou non dédiée (1,8 kW / 8 A maxi) ; pour charge lente occasionnelle.
  • Mode 3 : prise fixe sur circuit dédié : Branchement direct du véhicule électrique au réseau principal de distribution en courant alternatif avec une fiche spécifique et un circuit dédié ; fonction de contrôle et de protection installée de façon permanente dans l'installation. Borne de charge (3,7 kW / 16A maxi en monophasé ; 22 kW / 32 A maxi en triphasé) ; charge normale à accélérée quotidienne (solution mise en avant par le livre vert).
  • Mode 4 : connexion en courant continu : Branchement indirect du véhicule électrique au réseau principal de distribution en courant alternatif par le biais d'un chargeur externe. Fonction de contrôle, de protection et le câble de recharge du véhicule installé de façon permanente dans l'installation. Station de charge (50 kW / 120 A) ; charge rapide occasionnelle.

Une borne de recharge relativement peu onéreuse délivre 3,3 kW (240 V à 14 A) et nécessite plusieurs heures pour achever la recharge du véhicule électrique. La Nissan LEAF, par exemple, avec sa batterie de 24 kWh a besoin d’environ 8 heures pour se charger entièrement avec cette solution[57].

Temps de recharge[modifier | modifier le code]

Le temps de recharge d’une voiture électrique dépend de plusieurs facteurs : le modèle du véhicule, la capacité de sa batterie, la puissance de la borne de recharge utilisée (la puissance de charge varie de 2,3 à 250 kW selon qu’il s’agit d’une prise domestique renforcée, d’une wallbox, d’une borne de recharge publique rapide ou de très forte puissance) et l’état de charge de la batterie. Le temps de charge peut ainsi varier de 15 minutes à plusieurs heures[66] :

Durée de recharge Alimentation Tension Courant max Remarques EDF et données pour une recharge totale de la batterie
10-15 heures Monophasé - 2,3 kVA 230 V 10 à 14 A Au domicile pour les particuliers avec une prise « renforcée » spécifique pour véhicule électrique. A 14 A, le temps de charge d’une voiture électrique équipée d'une batterie de 50 kWh (nouvelle Zoé, i208) sera de 15h pour une charge complète. Il est bien sûr préférable de charger sa voiture la nuit pour profiter des heures où l’électricité est moins chère.
6-8 heures Monophasé - 3,7 kVA ou 3,7 kVA 230 V 16 A Au domicile des particuliers avec wallbox et dans les zones de stationnement dédiées pour les véhicules professionnels. Une wallbox de 7,4 kW permet de diviser par deux le temps de charge de la voiture électrique, pour atteindre 4 heures (pour une batterie de 22 kWh) ou 7 heures (pour 50 kWh). Certaines wallbox peuvent être connectées à la sortie TIC (Télé-Info Client) du compteur Linky, ce qui permet de bénéficier automatiquement de la charge en heures creuses et de la limitation en temps réel du courant de charge de la voiture, de façon à ne pas dépasser la puissance souscrite pour le domicile.
2-3 heures Triphasé - 11 kVA 400 V 16 A
1-2 heures Triphasé - 22 kVA 400 V 16 ou 32 A Dans les parkings publics ou ceux des centres commerciaux. La charge à 22 kW, dite charge « accélérée », n’est compatible qu’avec certaines voitures, comme la Zoé (charge complète en 1 ou 2 heures) ou les modèles Tesla (charge en 4 ou 5 heures).
20–30 minutes Continu - 50 kVA à 350 kVA 400 - 500 VDC 100 - 125 A Bornes rapides des autoroutes ou des stations de forte puissance. Pour les voitures exploitant pleinement ces puissances de charge, il faut compter un temps de recharge d’environ 20 minutes pour recharger une batterie vide à 80 % de sa capacité. Au-delà, le courant de charge chute rapidement, et il faut ensuite compter 30 minutes supplémentaires pour atteindre les 20 % restants, ce qui n’est pas très intéressant ni encouragé sur ce type de station de charge.

Le site « Je roule en électrique » de l'Avere et du Ministère de la transition écologique met à disposition un simulateur de temps de recharge permettant de calculer, pour chaque modèle de voiture électrique, le temps de recharge en fonction du type de borne. Par exemple pour une Renault Zoé, la durée du rechargement peut varier de 10 h (sur prise domestique à 1,8 kW) à moins d'une demi-heure sur une borne de recharge rapide à 40 kW ; pour une Tesla Model 3, le temps de recharge peut descendre à 11 min sur une borne à 250 kW[67].

La recharge ralentit sur les derniers kilowattheures. Aussi les constructeurs indiquent-ils, par exemple, une recharge « à 80 % » en 30 minutes parce que les 20 derniers pourcents demandent presque autant de temps que les 80 premiers[68].

En 2019, Tesla et Porsche mettent au point un système de recharge rapide permettant de recharger entièrement la batterie d'une voiture en cinq minutes. Selon les deux entreprises, un tel temps de recharge demanderait une puissance électrique importante, de l'ordre de 600 kW[69]. Toshiba annonce pour 2019 une nouvelle génération de batteries utilisant des anodes à base d'oxyde de niobium-titane, qui accroît la densité énergétique des batteries tout en affichant de meilleures performances en matière de charge, soit une durée trois fois plus courte que les actuelles batteries lithium-ion ; elles permettront de récupérer 320 km d'autonomie après seulement six minutes de charge ; la durée de vie des cellules sera accrue : elles conserveront 90 % de leur capacité initiale après 5 000 cycles de charge-décharge[70]. Un ingénieur chimiste retraité, Pierre Allemand, estime qu'il sera impossible dans la pratique de descendre en dessous de 10 minutes de charge pour une autonomie de 300 à 400 km[71].

Une borne de recharge électrique à Paris

La meilleure façon de recharger un véhicule est de le brancher chaque soir, en revenant sur son lieu de stationnement de nuit, dans une borne conçue pour que cette recharge commence pendant les « heures creuses »[n 5]. En effet, la plupart des trajets journaliers ne dépasse pas quelques dizaines de kilomètres, et ces besoins de déplacement seront couverts à un prix réduit en 1 à 2 heures pendant la nuit.

Selon le Livre Vert sur les infrastructures de recharge publié[72] en 2011, « le déploiement des véhicules électriques et des infrastructures de recharge associées visent à répondre à plusieurs enjeux, notamment la division par quatre de gaz à effet de serre à l'horizon 2050, par rapport à leur niveau en 1990 ». Ceci implique :

  • d'utiliser pour alimenter les véhicules électriques des ressources énergétiques peu ou pas émettrices de gaz à effet de serre, ce qui implique un juste calibrage de l'installation de bornes de recharge rapide ou accélérée et des incitations tarifaires pour favoriser une recharge standard à 3 kW pendant les heures creuses ;
  • d'assurer la compatibilité du déploiement de l’infrastructure de recharge avec les

contraintes de gestion et de pilotage des réseaux de distribution d’électricité, donc de faire un bilan de l'état du réseau électrique avant d'installer une station de recharge pour véhicules électriques.

Normes et standards[modifier | modifier le code]

Connectiques pour la recharge: CEI Type 4/ CHAdeMO (gauche); CCS Combo 2 (centre); CEI Type 2 (droite)

Au regard des impératifs de sécurité et des contraintes d’utilisation, le dispositif de recharge des véhicules électriques doit être conçu selon un standard spécifique au véhicule électrique afin de garantir pleinement la sécurité des biens et des personnes.

Le circuit de recharge dédié imposé dans le « Mode 3 » et défini dans la proposition de norme CEI 61851-1[56], « Electric vehicle conductive charging system » ou « Système de charge conductive pour véhicules électriques », permet de garantir une sécurité maximale des utilisateurs lors de la recharge de leur véhicule électrique.

Il permet par ailleurs d’ajuster la puissance de recharge en cas de demande du fournisseur d’énergie (smart grid / demande-réponse) et il impose de plus un circuit de recharge spécifique et dédié.

Un contrôleur de recharge, côté infrastructure, vérifie les éléments suivants avant d’enclencher la recharge :

  • Vérification que le véhicule est bien connecté au système.
  • Vérification que la masse du véhicule est bien reliée au circuit de protection de l’installation.
  • Vérification de la cohérence des puissances entre le câble, le véhicule et le circuit de recharge.
  • Détermination de la puissance maximale de recharge qui sera allouée au véhicule.

L’ensemble de ces vérifications et de la communication se fait au travers d’une communication sur fil spécifique, dit « fil Pilote ».

Il est donc impératif que la connectique des prises et socles de prises côté infrastructure soit dotée de deux fils / broches additionnels – dits fils pilotes. Cependant les prises de courant à usage domestique ne comportent pas ces deux fils/broches additionnels nécessaires au fonctionnement du contrôleur de recharge.

La norme en cours de préparation CEI 62196-2 (en)[56], « Prises et socles de prises pour véhicules électriques à recharge conductive », définit une gamme de prises pouvant être utilisées pour les recharges via le Mode 3. Elles comportent de base les deux fils/broches Pilotes.

Un standard européen a été décidé en 2014 par la Commission européenne[73].

La norme ISO 15118 définit des protocoles de communication numérique entre le véhicule électrique et le point de recharge.

La communication entre la borne électrique et le réseau d'électricité, telle que Open Charge Point Protocole doit être normalisée dans la norme IEC 63 110 en développement.

Règlementation et législations[modifier | modifier le code]

Législation européenne[modifier | modifier le code]

Dans les pays de l'Union européenne de l'Espace économique euroéen, et au Royaume-Uni, le principal texte concernant les stations de recharge est la directive 2014/94/UE du 22 octobre 2014 sur le déploiement d'une infrastructure pour carburants alternatifs[25].

Cette directive définit et encadre les concepts de «point de recharge» et de «point de recharge ou de ravitaillement ouvert au public»[25].

Elle attribue aux États membres, dans son article premier, la responsabilité de développer ces réseaux, et chaque État est tenu de publier le nombre de points de recharge ouverts au public[25].

Les États membres doivent également conduire des mesures pour le déploiement de points de recharge non ouverts au public[25].

Les États membres doivent publier tous les trois ans depuis novembre 2019 leurs avancées, et pour la Commission européenne à partir de novembre 2020[25].

La directive de 2014 a été critiquée par le parlement européen en 2018, dans la résolution 2018/2023(INI) du 25/10/2018. Le parlement trouve cette directive inefficace dans la mesure où tous les pays de l'UE de déploient pas à la même vitesse les infrastructures. Il a donc invité la Commission à proposer une révision de la directive 2014/94/UE sur le déploiement d’une infrastructure pour carburants alternatifs[74].

Législation française[modifier | modifier le code]

En 2011, un Livre vert sur les infrastructures de recharge ouvertes au public pour les véhicules décarbonés précise le cahier des charges des bornes et l'obligation de concertation avec le gestionnaire de réseau de distribution d'électricité (ERDF et/ou entité locales de distribution)[72]. Il est mis à jour en 2014 et précisé par décret début 2017 ; ce décret transpose partiellement la directive 2014/94/UE du Parlement européen et du Conseil du 22 octobre 2014 sur le déploiement d'une infrastructure pour carburants alternatifs[75]. Certaines données, précisées par un arrêté ministériel[8] (localisation et caractéristiques techniques des stations, disponibilité du point de recharge en temps réel, si ces données existent) doivent être basculées sur le site open data national (www.data.gouv.fr).

Signalisation[modifier | modifier le code]

En France, les panneaux de signalisation sont réglementés par l'Arrêté du relatif à la création de la signalisation du service de recharge des véhicules électriques qui [76]. En France, l'arrêté du relatif à la création de la signalisation du service de recharge des véhicules électriques définit 8 modèles de pictogrammes nouveaux qui doivent être utilisés (cf annexe de l'arrêté) à cet usage[77].

Au niveau européen ou international, un panneau de signalisation a été proposé : Les carburants alternatifs proposés sur les aires de ravitaillement le long des routes nationales sont signalés au moyen du pictogramme reconnu à l’échelle internationale, composé du symbole « Poste d’essence » (noir) et d’une pompe à essence de couleur bleue placée en retrait. Pour les stations de recharge sur les aires de ravitaillement, le pictogramme « Poste d’essence avec carburants alternatifs » est complété par le sigle EV. Toutefois, des alternatives à ce pictogramme sont posisbles[78].

Le pictogramme conforme au modèle figurant ci-dessous est peint en blanc sur les limites d'un emplacement de stationnement, pour rappeler qu'il est réservé au stationnement des véhicules électriques pendant la durée de recharge de leurs accumulateurs. Les dimensions du pictogramme sont de 0,6 m × 0,3 m ou 0,3 m × 0,15 m.

Modalités de facturation[modifier | modifier le code]

En Californie, les nouvelles bornes de recharge doivent facturer au kilowattheure (et non au temps passé) et afficher la consommation en temps réel, à partir de 2020 (2021 ou 2023 pour les bornes rapides) ; les bornes existantes devront s'adapter à cette norme d’ici 2033[79].

Équipements du véhicule nécessaires à la recharge[modifier | modifier le code]

  • Chargeur : intégré à la voiture, il convertit le courant alternatif d'une station (230V monophasé ou 400V triphasé) en courant continu. Les informations sur l'état de charge sont intégrées au chargeur et reliées au tableau de bord de la voiture. La sécurité de cet élément est renforcée.
  • Câble de recharge : le câble, indépendant de la borne, est équipé de deux prises : la prise type 1 ou 2 du côté véhicule et la prise type 3 du côté de la borne de recharge en France et en Italie. Ces données peuvent varier selon les constructeurs. Des normes[80] sont cependant à prévoir pour un branchement universel.
  • Prises sur le véhicule : Il existe deux types de prises sur les véhicules récents qui varient selon la recharge effectuée et la puissance injectée.
    • Prise type 1 ou 2 : dédié au courant alternatif des bornes (127 V, 230 V monophasé ou 400 V triphasé). La prise type 1 ne permet pas une charge théoriquement supérieure à 8 kVA. Elle sera remplacée progressivement en Europe par la prise combo 2 qui permet la recharge « standard » à « rapide »[81].
    • Prise dédiée à la recharge rapide « CHAdeMO » : (15 minutes = 80 % de la batterie rechargée) très fort courant (125 A / 500 V continu ou 63 A / 400 V triphasé alternatif - varie selon les constructeurs), disponible seulement sur les bornes de recharge rapide. Lorsque disponible, cette prise est généralement associée à une prise type 1 qui s'occupera, elle, de la charge normale.

Côté véhicule[modifier | modifier le code]

Les véhicules électriques récents peuvent être équipés de différentes façons[82] :

À noter cependant, que pour des raisons d'harmonisation des standards de charge, le Parlement européen est en train d’examiner un projet de loi visant à mettre fin à l’utilisation des bornes de recharge rapide de l'association japonaise « CHAdeMO » au [85].

En réaction à cette annonce, l'association « CHAdeMO » a publié le , sur son site internet, un communiqué de presse en faveur de l'installation de chargeurs rapides multistandards. « Une période de cinq ans n’est pas suffisante pour convaincre les investisseurs de supporter CHAdeMO sur le long terme » précise CHAdeMO qui craint que cette proposition vienne à créer une confusion sur l’avenir des infrastructures déjà déployées (820 chargeurs CHAdeMO en Europe) et fasse « caler » le marché du véhicule électrique en Europe[86].

Caractéristiques Type 1 Type 2 Type 3
Phase Monophasé Monophasé / Triphasé Monophasé / Triphasé
Courant 32 A 70 A (monophasé) 63 A 32 A
Tension 250 V 500 V 500 V
Nb broches 5 7 5 ou 7
Obturateur Non Non Oui
Puissance maxi 8 kVA 35 kVA (monophasé)/54 kVA (triphasé)
Schéma Type1.JPG Socket Type-2.svg Type3.JPG

La puissance maxi est celle que la prise est conçue pour supporter. Il se peut que la batterie du véhicule ne permette pas une charge à cette puissance. Pour ces raisons, les véhicules et/ou les infrastructures sont équipés de chargeur afin d'assurer que le courant fourni permette la charge sans incident.

Côté borne de recharge[modifier | modifier le code]

Lorsqu'une infrastructure permet la recharge rapide, elle fournit soit du courant alternatif triphasé vers une prise « type 2 » côté véhicule, soit du courant continu au format « CHAdeMO » vers une prise « type 4 ». Chaque type de charge étant compatible avec une seule prise côté véhicule, les câbles peuvent être attachés à la borne.

Afin de permettre plusieurs types de charge sur une même prise (« normale », « accélérée », voire « rapide »), il faut tenir compte des prises côté véhicule. Pour la charge normale, le véhicule peut être équipé notamment d'une prise « type 1 » ou « type 2 ». Le câble n'est alors pas attaché et il faut un type de prise côté infrastructure.

Nom Phase Courant max Tension max Nombre de broches Puissance maxi
Type E/F (prise domestique) Monophasée 16 A[n 6] 230 VAC 3 3,6 kVA
Type 2 Monophasée / Triphasée 70 A (monophasé) / 63 A (triphasé) 500 VAC 7 35 kVA (monophasé) / 54 kVA (triphasé)
Type 3 Monophasée / Triphasée 32 A 500 VAC 5 ou 7 16 kVA (monophasé) / 27 kVA (triphasé)

La règlementation française (norme NF C15-100) ne permettant pas, côté infrastructure, l'utilisation de prises sans obturateurs, le Livre Vert recommande le recours à la prise « type 3 » mais entretemps, la prise de « type 2 » existe aussi dans une version avec ou sans obturateur[87]. Afin de rester dans les limites techniques de la prise, les infrastructures permettant une charge mixte peuvent alors permettre une recharge « normale » à « accélérée ».

Mode de paiement[modifier | modifier le code]

La multiplicité des opérateurs de bornes de recharge avec leurs systèmes de paiement propriétaires constitue un obstacle au développement de la mobilité électrique. Pouvoir payer le ravitaillement en énergie de sa voiture électrique avec une simple carte bancaire est demandé de façon de plus en plus insistante. Au Royaume-Uni, cette demande a été entendue par le gouvernement qui va imposer à partir de 2020, pour tous les nouveaux chargeurs rapides, la possibilité de régler par carte bancaire avec un lecteur sans contact. L'un des principaux opérateurs a déjà annoncé qu'il mettra à niveau ses bornes rapides déjà installées[88].

Technologie « Smart grid »[modifier | modifier le code]

La charge complète de nombreuses batteries sur un même sous-réseau peut causer une surcharge pour le réseau électrique. Des technologies intelligentes permettent de décaler tout ou partie d'une recharge aux « heures creuses » quand l’énergie est à prix réduit et qu’il y a un ralentissement de la consommation électrique. La mise sous tension d'une borne de recharge peut être asservie à la réception du signal « heures creuses » fourni par le compteur du distributeur public d'électricité (comme pour un chauffe-eau ; un retardateur pouvant aussi décaler cette mise sous tension pour éviter que les deux appareils soient enclenchés en même temps).

Dans l'avenir, la station de recharge et/ou le véhicule devraient pouvoir communiquer avec le réseau électrique intelligent. Certains constructeurs automobiles et constructeurs de bornes ont prévu cette offre pour leurs véhicules électriques ou leurs bornes de recharge via un site internet ou une application smartphone.

Certains scenarios « rifkiniens » proposent même que la batterie de la voiture fournisse l’énergie manquante au réseau pendant les pointes de consommation. Cela nécessiterait un nouvel outil de communication entre le réseau, la station de recharge et le système électronique du véhicule.

Un projet de borne entièrement fournie par le photovoltaïque est porté par Solelia GreenTech[n 7], start-up spécialisée dans les bornes communicantes de recharge solaire de véhicules électriques en Scandinavie[89]. En elle a annoncé un démonstrateur de « banque solaire » pour la Suède et la Norvège. Chaque borne consommera en priorité l’électricité photovoltaïque locale, issue de modules en place ou fournis par Solelia Greentech. Le surplus sera injecté dans le réseau de manière traçable, au crédit d’un « compte SolarBank » (banque dont la devise est le kWh). Des GoO´s (« Guarantees of Origin » cadrés par une directive européenne) permettent la traçabilité[89]. La banque débite du Kwh vers la borne quand elle manque de ressource solaire. Ce modèle est proche de celui des certificats d’énergie verte et peut évoquer J. Rifkin. Ses promoteurs envisagent que la SolarBank vende des certificats d’origine, et fonctionne comme une place de marché pour tout producteurs de kWh solaires souhaitant par exemple limiter ses achats aux productions locales, ou encore ajuster la puissance de ses bornes en fonction des ressources disponibles. Ses clients seront d'abord des municipalités et des bailleurs/propriétaires. Un consortium « Solar Charge 2020 » porte le projet qui a été labellisé par le programme européen « ERA-Net Smart Grid Plus » et associe 2 villes (Uppsala) en Suède et Tromsø en Norvège), 2 entreprises de parking, 2 universités, et Solelia GreenTech[89].

Lieux de recharge selon l'accessibilité[modifier | modifier le code]

L'infrastructure de recharge est l'un des facteurs clés de succès du déploiement du véhicule électrique[90] dans la mesure où il est indispensable d'offrir aux futurs usagers une énergie accessible, disponible et répondant à leur besoin en tout lieu[91] et à tout moment.

Le projet ChargeMap[92] permet de localiser des points de charge publics et semi-public au niveau mondial.

Les stations de recharge[93] pour véhicules électriques seront nécessaires directement sur la voirie, sur des arrêts taxis, dans des parkings (parkings d’entreprises, hôtels, aéroports, centres commerciaux, restaurants, fast-foods, etc.) mais aussi à la maison (parking d’immeubles résidentiels ou garage résidentiel privé). Les stations-service existantes vont aussi certainement intégrer des bornes de recharge. Elles peuvent être intégrées dans différents environnements et apparaître sous plusieurs formes : bornes murales ou sur pied.

Bornes privées[modifier | modifier le code]

Maison individuelle[modifier | modifier le code]

Posséder un véhicule électrique nécessite une solution de recharge à domicile sûre et simple d'utilisation. Des bornes domestiques[94] existent pour répondre à ces besoins et peuvent être installées en intérieur mais aussi à l'extérieur (dans un coffret de protection étanche et résistant aux intempéries).

Caractéristiques techniques de la borne domestique : la puissance délivrée est de 3 kW à 7 kW, ce qui correspond à un courant fort - 16 A ou 32 A -. La batterie du véhicule est entièrement rechargée en 8 heures.

L'alimentation du circuit électrique de ce type de borne doit être en règle avec les normes internes au pays du résident. Il est donc fortement conseillé de revoir son installation électrique voire de la mettre à jour avec un spécialiste. Les principales précautions à prendre lors de l'installation de la borne résidentielle sont :

  • établir un circuit spécialisé, issu du tableau de répartition principal;
  • protéger le circuit (fusible 16A, disjoncteur de courant…)

L'installation de la borne intègre un parafoudre avec disjoncteur afin de la protéger entièrement.

Il est possible de souscrire à des options pour mieux maîtriser l'énergie dépensée dans la maison (favoriser les heures creuses) tout en évitant la disjonction.

Immeuble en copropriété[modifier | modifier le code]

Cette solution de recharge est disponible à l'intérieur comme à l'extérieur. Les résidents de copropriété peuvent avoir accès aux installations de recharge dans des garages privés. La borne doit être reliée à l'alimentation des parties communes ainsi que l'indique le texte de loi du transcrite dans le décret du (dite loi du droit à la prise)[95].

Ils peuvent également retrouver une station dans un parking commun. Dans ce cas, la borne est raccordée à la distribution électrique commune. Concernant la sécurité, les circuits sont protégés par un disjoncteur différentiel.

L'équipement des parkings d'immeubles de logements en copropriété en bornes de recharge se heurte encore à des obstacles : le vote de travaux en assemblée générale pour un équipement collectif peine parfois à recueillir l'assentiment de ceux des copropriétaires qui s'inquiètent d'avoir à payer pour un service qu'ils n'utiliseront pas. Des solutions existent pourtant pour que seuls soient équipés d'un système de recharge sur leur emplacement de parking les copropriétaires intéressés. Si aucun accord n'a été trouvé, chaque copropriétaire peut faire jouer son « droit à la prise », institué fin 2014, à condition d'en informer au préalable la copropriété. Mais il devra le faire à ses frais, en allant se raccorder sur son compteur électrique personnel. Des aides existent : 500 ou 600 euros pour l'installation d'une borne dans le cadre d'une solution collective, 300 euros de crédit d'impôt transition énergétique, ou le dispositif Advenir, piloté par l'Avere et ouvert aux copropriétés à hauteur de 50 % du coût de l'équipement d'un point de recharge à utilisation individuelle ou collective[96].

Parking d'entreprise[modifier | modifier le code]

Les entreprises souhaitant véhiculer une image éthique de respect de l'environnement ont tout intérêt à proposer à leur personnel et visiteurs des services de recharge pour véhicules électriques sur leur parking. Installées sur le parking (intérieur ou extérieur) de l'entreprise, les bornes peuvent être libre d'utilisation ou nécessiter une identification préalable de l'usager. Il est aussi possible d'installer un système de gestion de l'énergie fournie par la station selon le nombre de véhicules en charge ou la consommation d'énergie sur le site[97].

L'alimentation d'une station est possible grâce à un coffret de distribution. Le système est raccordé au tableau général basse tension de l'établissement.

Parking de flotte d'entreprise ou d'administration[modifier | modifier le code]

Les entreprises peuvent privilégier une solution électrique pour leur flotte de véhicules. Le succès de ce type d'installation passe par une gestion efficace de la station de recharge[55].

La gestion de la station peut se faire par un système d'identification par carte, clé ou badge. Chaque système est personnalisable et interne à l'entreprise.

Les bornes sur pied sont alimentées par un coffret de distribution / gestion, lui-même alimenté par le tableau général basse tension de l'entreprise.

Parce que les besoins de véhicules de flotte d'entreprise ne sont pas toujours prévisibles, il est aussi possible et conseillé d'installer quelques bornes de recharge rapide. Ainsi pour toute mission non planifiée, panne sur un autre véhicule, etc., un véhicule disponible peut prendre le relais. Avec la borne de recharge rapide, 80 % de la batterie pourra être rechargée en 15 minutes. La recharge rapide est particulièrement adaptée aux stations de flotte nécessitant une disponibilité permanente : taxis, ambulances, etc.

La puissance d'une telle solution est de 50 kW (soit la puissance de 2 à 5 bornes de type standard). Dans le cadre d'une utilisation de ce type de recharge, il est indispensable d'adopter une stratégie de gestion de l'énergie.

Stations de recharge accessibles au public[modifier | modifier le code]

Voiries municipales[modifier | modifier le code]

Toyota i-road à Grenoble en 2014.

Certaines bornes sont intégrées directement sur les voiries[98],[99],[100], le long d'un trottoir par exemple. Ces bornes, conçues pour un environnement urbain sont résistantes aux intempéries et risques de vandalisme. Elles contiennent le système complet : recharge, identification (par carte RFID) et gestion à distance. Elles intègrent de même le système de paiement, une interface monétique est disponible pour un règlement souple par carte bancaire ou monnaie, comme dans le cadre d'un horodateur classique.

L'alimentation des bornes est assurée par un coffret de distribution. Ce dernier est relié au service de supervision.

Parkings en ouvrage[modifier | modifier le code]

Les parkings en ouvrage comprennent parkings souterrains et parkings en hauteur gérés par un concessionnaire. Les bornes disponibles dans cet environnement sont murales ou sur pied. L'accès aux clients est possible comme pour un parking « classique » : par carte d'abonnement, badge ou paiement en espèce ou par carte. La borne se verrouille jusqu'au retour de l'utilisateur.

Parking de centres commerciaux[modifier | modifier le code]

Des bornes de recharge sont installées sur les parking de centres commerciaux[101], hôtels[102] : le déploiement de véhicules électriques nécessite pour les usagers la certitude de trouver des solutions de recharge tout au long de leur journée, sur leur trajet habituel. L'installation de stations de recharge est un élément primordial pour les commerçants[103], hôtels, cinémas, etc. et permet une fidélisation de leur clientèle.

Le 12 octobre 2020, Leclerc, Lidl, Système U et Casino, via sa filiale Green Yellow, ont signé le « pacte 100.000 bornes » proposé par les ministres de l'Écologie et des Transports. Auchan et Carrefour ne l'ont pas signé ; Auchan exploite cependant déjà 105 bornes sur les parkings de ses magasins. Les magasins U, qui en ont déjà 250, se sont engagés sur 2 000 bornes. Leclerc vise 5 000 bornes dans les deux ans, et 10 000 en 2025. Green Yellow a déployé des stations sur les parkings de 30 sites hypermarché Casino, soit 360 points de recharge, et s'est engagée sur 1 500 bornes d'ici à 2022. Au total, la Fédération du commerce et de la distribution compte aujourd'hui 6 000 bornes installées. Jusqu'ici, les enseignes offrent l'électricité distribuée par les bornes en place, jusqu'à présent relativement peu utilisées, la considérant comme un produit d'appel qui entretient la fréquentation ; Auchan facture les recharges, à prix coûtant comme l'essence des stations-service des hypermarchés qu'elles vont remplacer[104].

L'accès à ces bornes peut varier selon la politique de l'établissement : les usagers peuvent avoir un accès libre et gratuit, l'accès peut être contrôlé et non nominatif (système de carte, clé ou badge) ou l'accès peut être contrôlé, nominatif (carte RFID ou abonnement).

L'alimentation de ce type de borne se fait à partir d'un ou plusieurs circuits du tableau général basse tension de l'établissement.

La gestion de l'énergie déployée par la station de recharge peut être effectuée par un superviseur via un logiciel de gestion technique et commerciale, en communication avec les bornes sur pied.

Stations-services[modifier | modifier le code]

Installation SUDI de modules photovoltaïques intégrés dans une ombrière, en 2010.

Les constructeurs d'automobiles ont investi dans des réseaux de stations de recharge : Tesla a été pionnier, déployant ses « superchargeurs » en Europe dès 2013 et totalisant 600 stations en Europe en 2020, dont 81 en France (près de 700 points de charge). Tesla compte aussi 600 partenaires en France (surtout hôtels et restaurants), qu'il a équipés de bornes moins puissantes. Les constructeurs allemands, BMW, Daimler, Volkswagen (pour Audi et Porsche au départ) et l'américain Ford se sont regroupés fin 2017 pour créer le réseau Ionity de bornes rapides sur autoroute en Europe ; ils ont été rejoints en 2019 par Hyundai-Kia. Ionity revendique 287 stations opérationnelles en Europe et 60 en construction en octobre 2020 ; en France, Ionity compte 46 stations (200 bornes). Plusieurs constructeurs (Renault, Nissan, BMW et VW) ont participé au projet Corri-Door de bornes sur autoroutes en France, piloté depuis 2015 par EDF, via sa filiale Izivia, mais celle-ci a fermé la grande majorité de ses bornes au printemps 2020. Compte tenu de leur coût (entre 500.000 et 1 million d'euros, selon Ionity), ces stations de recharge ultrarapides restent, de fait, longues à rentabiliser[105].

En France, le développement de la mobilité électrique va bouleverser le modèle économique des 11 000 stations-service françaises. Une étude du cabinet Colombus Consulting prévoit que la consommation de carburants devrait baisser d'environ un tiers d'ici à 2035. Les grandes surfaces, qui représentent la moitié des stations en 2020, n'auront guère de mal à s'adapter, car les carburants constituent un produit d'appel aux marges extrêmement faibles ; elles ont d'ailleurs déjà installé de nombreuses bornes. Sur les grands axes routiers et les autoroutes, Total, Shell et les autres pétroliers prennent le risque d'investir massivement dans des bornes ultrarapides onéreuses (plus de 100 000 € pièce), qui seront difficiles à rentabiliser si elles ne sont pas massivement utilisées. L'avenir paraît beaucoup plus sombre pour les 6 000 stations-service indépendantes implantées sur le réseau routier secondaire, en particulier dans les zones rurales : directement concurrencées par la recharge à domicile et sur le lieu de travail, ainsi que par la recharge d'opportunité sur les parkings des supermarchés ou des restaurants, elles sont menacées de disparition, alors que leur nombre a déjà reculé de 7,5 pour 100 km2 en 1980 à 2 en 2020[106].

Le projet Gridserve prévoit la mise en place au Royaume-Uni d’un réseau national de 100 stations de recharge sous forme de stations-services entièrement dédiées aux véhicules électriques. Des ombrières photovoltaïques, complétées par du stockage stationnaire, produiront l'électricité. La station comprendra un supermarché, un café et un espace wi-fi. Subventionné par le fonds Innovate UK à hauteur de 4,86 millions de livres (5,5 millions €), ce projet est prévu pour s'achever en 2025[107].

Parking de station d'autopartage[modifier | modifier le code]

L'autopartage est en place avec les véhicules électriques dans plusieurs projets expérimentaux en Europe[108]. Les bornes disponibles sont à l'extérieur et de forte puissance pour permettre l'accessibilité aux véhicules à tout moment. Les bornes sont reliées à un serveur afin d'indiquer la disponibilité des véhicules aux utilisateurs (par SMS ou connexion internet).

Les usagers s'identifient à la borne par un badge ou une carte RFID, leur accès est autorisé seulement en cas de réservation préalable.

Infrastructures de recharge[modifier | modifier le code]

Statistiques mondiales[modifier | modifier le code]

Selon l'AIE, le nombre de points de charge atteignait 7,3 millions dans le monde fin 2019, dont 6,5 millions d'équipements individuels contre 850 000 bornes publiques (12 % du total), en progression de 60 %, la plus forte augmentation depuis trois ans. La Chine détient 60 % du parc mondial et plus de 80 % des bornes à recharge rapide. L'Union européenne recense 165 000 points de recharges publics. L'Allemagne entend équiper ses quelque 15 000 stations-service d'un point de charge et vise le million d'unités en 2030 ; en France, environ 100 000 bornes supplémentaires doivent s'ajouter aux 26 000 existantes d'ici à la fin 2021[109].

Nombre de bornes de recharge lente (≤22 kW)
accessibles au public par pays
Pays 2010 2014 2015 2016 2017 2018 2019 % 2019
Drapeau de la République populaire de Chine Chine - 21 000 46 657 86 535 130 508 163 667 301 238 50,3 %
Drapeau des États-Unis États-Unis 482 20 115 28 150 35 089 39 601 50 258 64 265 10,7 %
Drapeau des Pays-Bas Pays-Bas 400 11 860 17 786 32 120 32 875 35 852 49 324 8,2 %
Drapeau de l'Allemagne Allemagne - 2 606 4 587 22 213 22 213 23 112 34 203 5,7 %
Drapeau de la France France - 1 700 9 865 18 620 20 153 22 736 27 661 4,6 %
Drapeau du Japon Japon - 8 640 16 120 17 260 21 507 22 287 22 536 3,8 %
Drapeau : Royaume-Uni Royaume-Uni - 7 182 8 174 11 497 13 062 14 732 22 359 3,7 %
Drapeau de la Norvège Norvège 2 800 5 185 5 185 7 040 8 292 11 145 15 466 2,6 %
Drapeau de la Suède Suède - 1 065 1 251 1 737 3 456 6 050 8 279 1,4 %
Drapeau du Canada Canada - 2 266 3 361 3 900 5 168 7 100 7 976 1,3 %
Drapeau de la Corée du Sud Corée du Sud - 151 449 1 075 3 081 5 394 6 514 1,1 %
Drapeau du Portugal Portugal - 1 178 1 238 1 254 1 452 1 602 2 732 0,5 %
Drapeau du Mexique Mexique - nd nd nd 1 486 2 677 2 677 0,4 %
Drapeau de l'Inde Inde - nd nd nd 222 327 1 736 0,3 %
Total 3 682 90 851 156 069 257 515 325 592 396 410 598 317 100 %
Source des données : Agence internationale de l'énergie[110].
Nombre de bornes de recharge rapide (>22 kW)
accessibles au public par pays
Pays 2010 2014 2015 2016 2017 2018 2019 % 2019
Drapeau de la République populaire de Chine Chine - 9 000 12 101 54 889 83 395 111 333 214 670 81,4 %
Drapeau des États-Unis États-Unis 60 2 518 3 524 3 079 3 436 4 242 13 093 2,2 %
Drapeau du Japon Japon 312 2 877 5 971 7 061 7 255 7 684 7 858 1,3 %
Drapeau : Royaume-Uni Royaume-Uni - 524 1 066 1 763 2 179 2 692 4 735 0,8 %
Drapeau de la Norvège Norvège - 200 328 501 917 1 226 3 970 0,7 %
Drapeau de l'Allemagne Allemagne - 240 471 1 688 1 801 2 612 2 860 0,5 %
Drapeau de la Corée du Sud Corée du Sud - 237 337 491 933 1 699 2 673 0,4 %
Drapeau de la France France - 127 580 998 1 031 1 396 2 040 0,3 %
Drapeau de la Suède Suède - 100 269 425 615 950 1 161 0,2 %
Drapeau du Canada Canada - 55 63 135 673 840 975 0,2 %
Drapeau des Pays-Bas Pays-Bas - 121 222 404 407 819 829 0,1 %
Drapeau de l'Inde Inde - - - 25 25 25 91 0,02 %
Total 312 14 933 27 752 75 153 108 879 141 272 263 802 100 %
Source des données : Agence internationale de l'énergie[110].

Politiques publiques[modifier | modifier le code]

Union européenne[modifier | modifier le code]

Selon l'association des constructeurs européens (ACEA), l'Europe comptait en 2018 moins de 145 000 points de recharge disponibles, alors que 2,8 millions seront nécessaires d'ici à 2030[111].

En 2018, 28 % des bornes de recharge publiques en Europe sont situées aux Pays-Bas, soit 32 875 au total. Il s’agit de loin du réseau le plus dense du continent et probablement du monde. L’Allemagne figure au 2e rang avec 25 241 bornes publiques, suivie de la France (16 311) et de la Grande-Bretagne (14 256). Les fabricants et installateurs locaux de solutions de charge profitent largement de ces soutiens : les quatre sociétés néerlandaises spécialisées dans ce domaine (NewMotion, Allego, EV-Box et Fastned) figurent au top du palmarès des exploitants européens de bornes de recharge[112].

France[modifier | modifier le code]

Le nombre de bornes de recharge accessibles au public (hors installations chez les particuliers et dans les entreprises) pour véhicules électriques en France a évolué comme suit[18] :

Bornes de recharge accessibles au public en France
2012 1 800
2013 5 300
2014 8 600
2015 9 100
12 800
16 000 (selon Avere France[22])
23 019[113]
28 666[114],[115]

En mai 2020, la métropole du Grand Paris choisit la groupement industriel « Métropolis » pour déployer un réseau de 3084 bornes de recharge, dont 2582 sur les emplacements ex-Autolib et 502 nouveaux sites. Le déploiement doit commencer durant l'été 2020 et s'achever mi-2022[116].

Le , Izivia (ex Sodetrel) coupe de manière définitive 189 bornes de recharge rapide sur 217. Ces bornes composaient le maillage principal des recharges rapides sur autoroute en France. Izivia et le fabricant de ces bornes, EVBox, se rejettent mutuellement la responsabilité des nombreux incidents techniques qui ont motivé cet abandon[117].

Fin 2019, le baromètre Avere-France/Gireve dénombre 28 666 points de recharge, en progression de 15 %, pour 213 000 véhicules légers électriques en circulation, soit presque un point de recharge pour sept voitures. Les régions les mieux dotées sont l’Île-de-France : 4 051 bornes, l'Occitanie : environ 3 400 bornes, Auvergne-Rhône-Alpes : 3 152 bornes et la Nouvelle-Aquitaine : 3 143 bornes[118].

En , la France compte 27 661 points de recharge ouverts au public, pour près de 200 000 véhicules électriques en circulation, soit une borne pour 7,2 véhicules électriques (la recommandation européenne préconise un taux d'un pour 10) ; mais il reste des zones blanches, comme la Haute-Loire ou la Corse, et les utilisateurs déplorent surtout la piètre qualité du réseau : bornes non branchées, défectueuses, incompatibles avec la voiture, ainsi que la multiplicité des opérateurs, qui entraîne des tarifs variables et souvent obscurs. Par ailleurs, le pays compte 120 000 points de recharge en entreprise et 92 000 chez les particuliers ; au total, 212 000 points de recharge sont installés[111]. Le principal point noir concerne les copropriétés : installer une borne à domicile reste un parcours du combattant pour les 44 % de Français vivant dans des logements collectifs. Depuis 2014, en vertu du droit à la prise, les assemblées générales de copropriétaires ne peuvent s'opposer à la pose d'une borne dans le parking d'un immeuble, mais elles doivent néanmoins être informées ;compte tenu des délais de convocation des assemblées générales, cela peut parfois prendre plus d'un an. La loi d'orientation des mobilités (LOM) impose un pré-câblage sur au moins 10 % des places dans les constructions neuves, mais le problème reste entier dans les immeubles anciens, la LOM se contentant de les obliger à faire passer le sujet en assemblée générale avant 2023. Le dispositif Advenir, piloté par l'Avere-France, a été ouvert début juillet aux copropriétés, à hauteur de 50 % du coût ; l'Avere compte équiper 3 000 copropriétés d'ici 2022[119].

La France compte 23 019 bornes accessibles au public en , réparties sur 10 060 stations, malgré la fermeture du réseau francilien Autolib' qui a fait perdre sa première place à Paris. Avec près de 150 000 véhicules électriques en circulation, la France offre en moyenne un point de charge pour 6,5 véhicules, mais leur répartition reste inégale : alors que trois départements regroupent plus de 10 % des points de charge publics (Gironde, Rhône et Seine et Marne), d'autres sont très peu équipés : Creuse, Sarthe, Jura, Haute-Loire. Plus de 50 % des points de charge accessibles au public sont aujourd’hui déployés en voirie ou sur des sites publics[113].

Avec 22 308 bornes accessibles à tous, réparties sur 8 320 stations ouvertes au public, la France comptait au un point de recharge accessible à tous pour 5,7 véhicules électriques en circulation (6,8 en comptant les voitures hybrides rechargeables). Ce taux est jugé satisfaisant par l'Association nationale pour le développement de la mobilité électrique (AVERE), qui pointe cependant l'inégalité de la répartition géographique et le nombre insuffisant de bornes de recharge rapide. Quant à la recharge privée, elle comprend 58 000 points de recharge installés à domicile et 79 000 points de recharge dans les entreprises, pour les 127 000 véhicules électriques et 25 000 voitures hybrides rechargeables en circulation ; plus de 90 % des recharges se font à domicile ou sur le lieu de travail, l'utilisation des bornes publiques reste occasionnelle. La principale difficulté concerne les copropriétés : depuis l'instauration en 2014 du droit à la prise, les assemblées générales de copropriétaires ne peuvent plus s'opposer à la pose de prises de recharge, mais elles doivent être informées, ce qui introduit des délais pénalisants[120].

Dans une présentation devant la commission des affaires économiques de l'Assemblée nationale, l'Association nationale pour le développement de la mobilité électrique (AVERE) a annoncé une prévision de 45 000 bornes en 2020[121].

Pays-Bas[modifier | modifier le code]

Le gouvernement néerlandais a décidé que tous les nouveaux véhicules mis sur le marché après 2030 devront être « zéro émission ». Il vise 900 000 points de recharge à cet horizon, dont la moitié en réseaux publics. Les Pays-Bas sont dans une situation particulière, car l'habitat individuel représente moins de 15 % des logements dans le pays (contre près de 40 % en France). Les Néerlandais rechargent donc peu dans leurs garages et beaucoup dans les réseaux publics, qui assurent la moitié des rechargements ; le réseau néerlandais représente à lui seul un quart des bornes publiques en service dans l'Union européenne. Total annonce le avoir signé avec la région métropolitaine d'Amsterdam le « plus grand marché public de recharge pour véhicules électriques en Europe » pour installer et exploiter jusqu'à 20 000 bornes de recharge publiques[122].

Luxembourg[modifier | modifier le code]

Bornes Chargy au parc relais d'Howald, près de la gare éponyme au sud de Luxembourg-Ville.

Le Luxembourg a mis en place en 2016 un projet de réseau national de bornes de recharge nommé Chargy qui doit compter d'ici 2021 800 bornes (sur la voie publique ou en parc relais), chacune pouvant recharger deux voitures à la fois ; en , 277 bornes ont été installées[123],[124].

Le système est toutefois critiqué pour des pannes ou la recharge jugée trop lente par les utilisateurs[125].

Stations de recharge en Europe[modifier | modifier le code]

L'Europe compte en 2018 environ 145 000 points de recharge disponibles[111].

Une enquête menée en 2018 par Transport et Environnement (T&E), ONG qui fédère 58 associations européennes actives dans la défense de l’environnement et la promotion des mobilités « durables », révèle que seulement 5 % des recharges de batteries se font sur des bornes publiques et que le réseau européen compte déjà un point de charge pour cinq voitures électriques, soit bien plus que la recommandation européenne d’un pour dix ; en Norvège, pays le plus avancé dans l’électrification du parc automobile, la proportion d’usagers de VE, utilisant quotidiennement une borne de charge publique, était de 10 % en 2014, mais elle a chuté à seulement 2 % en 2017 ; moins de 15 % des conducteurs utilisent une borne au moins une fois par semaine. Le principal frein à l’adoption de l’électromobilité par les conducteurs n’est pas le manque de bornes, mais le faible nombre de modèles électriques mis sur le marché par les constructeurs. Selon T&E, l’augmentation de l’autonomie des nouveaux véhicules électriques devrait réduire, au cours des prochaines années, le rythme du développement des réseaux de bornes[126]. Il subsiste cependant un obstacle pour les automobilistes habitant en copropriété : la loi reconnaît un droit à la prise, mais 10 à 20 % des cas posent toujours problème, car lors de l’installation d’un point de charge, l’assemblée générale des copropriétaires peut légalement s’opposer dans un délai de six mois ; l'installation peut bénéficier d’aides financières : le programme gouvernemental Advenir rembourse ainsi 50 % du prix de l’installation dans la limite de 960 € ; il est également possible en France de bénéficier d’un crédit d’impôt de 30 % sur l’achat de la borne[127].

Principaux réseaux de stations de recharge[modifier | modifier le code]

Tesla a développé à partir de 2012 un réseau de stations de recharge dit « superchargeur » qui en juillet 2020 a passé le seuil de 2000 stations, soit 18000 bornes réparties dans 41 pays. En Europe, ce réseau totalise plus de 5000 bornes réparties sur plus de 520 stations dans 29 pays. En France, il compte 640 bornes réparties dans 74 stations[128].

Le réseau de bornes de recharge de Lidl compte 402 stations de recharge déployées sur les parkings de ses supermarchés. Il offre une puissance de 7 et 22 kW AC ou 50 kW DC via les connecteurs T2, Combo CCS et Chademo, selon les magasins[129].

Le consortium de constructeurs allemands Ionity (Volkswagen (marques Audi et Porsche), BMW, Daimler (Mercedes) et Ford[130]) s'est donné pour objectif d’installer 400 stations de charge ultra-rapide à travers l’Europe d’ici à fin 2019, dont une cinquantaine en France ; déployées le long des principaux axes routiers, ces stations disposeront en moyenne de six points de charge avec une puissance variant de 150 à 350 kW ; le consortium a commencé à travailler sur les 20 premières stations en 2017 et vise une centaine de déploiements en 2018[131].

En septembre 2019, le réseau Ionity compte déjà 173 stations de charge publiques. Il permet une recharge allant jusqu’à 350 kW DC[132].

Le réseau est ouvert aux utilisateurs de véhicules électriques équipés d’un connecteur au standard Combo CCS[133].

La Commission européenne a lancé le projet « Corridoor » afin de doter un axe autoroutier européen nord-sud de bornes de recharge rapide pour véhicules électriques ; pour la partie française de ce projet, elle a accordé son soutien financier à EDF pour installer 200 bornes en 2015, principalement sur les autoroutes de l'Est du pays. L'Europe apporte 4,5 millions d'euros sur un montant total de 10 millions d'euros[134]. En 2018, le réseau Corri-Door a enregistré une hausse de fréquentation de 80 % avec 40 000 charges contre 22 500 en 2017 ; le temps moyen de charge a été de 32 minutes ; les prises CHAdeMO demeurent majoritaires (38 %), suivies de près par les prises Combo (36 %) et les 26 % restants vont à la prise Type 2, majoritairement utilisée par la Renault Zoe. En partie financé par la Commission Européenne, le déploiement d'un réseau complémentaire de 300 nouvelles bornes sur environ 60 stations débutera à partir de 2020[135].

En septembre 2019, la partie française du réseau Corridoor compte 227 stations de recharge[136].

Gestionnaires de stations de recharge[modifier | modifier le code]

En 2018, les groupes pétroliers européens amorcent leur diversification vers la fourniture de « carburant alternatif» électrique : la société BP rachète Chargemaster, le plus important réseau de bornes de recharge installé au Royaume-Uni avec plus de 6 500 bornes ; l'un de ses dirigeants avait déclaré en que plus de 12 millions de véhicules électriques circuleront en 2040 sur les routes britanniques. Shell avait auparavant signé en un partenariat avec des constructeurs automobiles pour installer des systèmes de recharge ultra-rapides sur les autoroutes d'Europe, et Total a annoncé son intention de financer l'installation de 300 bornes rapides en Europe[137].

En 2020, les investissements des groupes pétroliers européens continuent et s'accélèrent : Total achète le réseau Source London, jusqu’ici opéré par Bolloré, et reprend la gestion de l’intégralité des points de charge de l'ancien réseau Autolib à Paris ; le groupe opère 10 000 bornes en France, avec un objectif de 150 000 en Europe en 2025, dont 1 000 rapides. La société BPrachète FreeWire Technology aux États-Unis et l’Israélien StoreDot ; le groupe espère atteindre 70 000 bornes en 2030. Shell avait absorbé en 2017 la société Newmotion avec ses 30 000 points de charge et ses 80 000 bornes à domiciles[138].

Stations de recharge aux États-Unis et au Canada[modifier | modifier le code]

Laddstolpe i Kanada Electric motorcycle at an AeroVironment station
Nissan Leaf recharging in Houston, Texas Toyota Priuses at public station, San Francisco
Stations de recharge aux États-Unis:

Stations de recharge au Canada[modifier | modifier le code]

Le Canada et ses provinces ont développé un réseau de recharges électriques. Le 7 avril 2011, le premier ministre du Québec, communique le Plan d'action 2011-2020 sur les véhicules électriques (PAVE)[139].

Le Canada dispose en 2020 d'un réseau de bornes de recharge rapide de véhicules électriques d’un océan à l’autre, promu sous le terme de Transcanadienne électrique, et constitué d'une borne tous les 250 kilomètres depuis Halifax jusqu'à Victoria[140].

Le Circuit électrique se considère comme le premier réseau de bornes de recharge publiques pour véhicules électriques du Canada. Il dispose de 620 bornes de recharge publiques dans 16 régions du Québec en 2016, année où il s'étend au Québec. Suivant les bornes, la recharge se fait en 240 volts ou 400 volts[141].

Stations de recharge aux États-Unis[modifier | modifier le code]

En mai 2019, les États-Unis comptent 20 000 stations de recharge de véhicules électriques avec 68 000 connecteurs. Ces stations sont de type « mode 2 » et « courant continu » (mode 4). Elles comprennent en 2019 10 860 bornes à courant continu, soit 16 %. Ce décompte prend en compte à la fois les stations de recharges publiques et privées mais non résidentielles, qui peuvent inclure des stations de recharge d'entreprises[142].

Aux États-Unis les motos se rechargent en 2020 sur des stations de mode 2 (240 volts, courant alternatif) mais ne permettent pas une recharge depuis les bornes en courant continu ni depuis une station Tesla[143].

Recharge publique en Chine et au Japon[modifier | modifier le code]

Station de recharge de véhicules électriques dotée de trois bornes avec inscription en Caractères chinois complétée des mentions en caractères latins: State Grid et DC
recharge dune Tesla Roadster (2008) à Iwata city, au Japon.

En mai 2019, la Chine compte 401 000 stations de recharge publiques, dont 229 000 en courant alternatif, 171 000 en courant continu et 500 permettant les deux types de courant, d'après China Electric Vehicle Charging Infrastructure Promotion Association. Ces stations comptaient 976000 bornes de recharge. Les principaux utilisateurs de ces bornes sont les bus électriques, les véhicules électriques à passagers, les véhicules électriques sanitaires et les taxis électriques. En mai 2019, 359 million de kWh ont été distribués par ce réseau. 75 % du réseau se trouve dans les provinces de Beijing, Shanghai, Tianjin, Anhui, Guangdong, Hubei, Hebei, Jiangsu, Shandong et Zhejiang[144].

Sept sociétés chinoisent gèrent plus de 10 000 stations de recharge :

Principales chaînes du réseau de recharge[144]
Chaîne Stations de recharge
Qingdao Teld New Energy Co., Ltd 131000
State Grid Corporation of China 88000
Star Charge 83000
EV Power 21000
AnYo Charging 17000
Potevio 14000
Shenzhen Car Energy Network 10000

La Chine compte installer 500 000 stations de recharge électrique d'ici 2020[145].

EV Plug Alliance[modifier | modifier le code]

L’EV Plug Alliance[146] est une association qui réunit 21 industriels européens afin de garantir un label de conformité des connexions avec le projet de norme CEI dans le cadre de l’adoption d’un standard européen pour les branchements d’infrastructure de véhicule électrique.

EV Plug Alliance soutient une solution assurant le plus haut niveau de sécurité grâce à l’expertise de ses membres : Schneider Electric, Legrand, Scame, Nexans, etc.

Le produit[147] proposé par l’Alliance permet de recharger son véhicule électrique en toute sécurité alliant connexion, prise et fiche ; la protection des personnes est assurée par des obturateurs plastiques. Ainsi, tout contact accidentel avec les parties sous tension est évité, pour une utilisation domestique comme dans les lieux publics. Le standard Type 3 de la CEI est privilégié dans ce projet, une puissance de charge allant jusqu’à 24 kW (l’équivalent de la recharge « accélérée »), sur des installations de type monophasé ou triphasé.

« L'EV Plug Alliance est ouverte à tout nouveau membre, et notre premier objectif consiste à réunir un maximum d'acteurs concernés. Plus nous nous fédérerons, plus nous nous donnerons de chances de mettre en place un écosystème avec une norme reconnue, grâce à laquelle nous pourrons développer des solutions et des applications concrètes pour révolutionner l'infrastructure de charge électrique »[148] ont déclaré les trois cofondateurs de l'EV Plug Alliance ; Philippe Delorme, Directeur Général Stratégie et Innovation de Schneider Electric ; Jean-Charles Thuard, Directeur de la Stratégie et du Développement de Legrand ; et Gianpietro Camilli, Directeur Développement Marketing et Produits de Scame.

Projets en Europe et au Royaume-Uni[modifier | modifier le code]

SAVE[modifier | modifier le code]

Basé sur un partenariat large, le projet français SAVE[149] (Seine Aval Véhicule Électrique) a commencé le dans les Yvelines. Les différents partenaires sont l’Alliance Renault-Nissan, EDF, le conseil général des Yvelines, l'Établissement Public d’Aménagement du Mantois Seine Aval (EPAMSA), la région Île-de-France, Schneider Electric et Total.

Les usagers ont reçu les clefs de leur véhicule électrique (une Renault Fluence ZE et une Renault Kangoo ZE), les premières stations de recharge (il y aura au moins 200 bornes de recharge[150] : standard, accélérée et rapide) pour véhicules électriques ont été installées dans les maisons des clients et la concession Renault est prête à répondre aux besoins des consommateurs. Cet événement marque le premier pas de l’expérience véhicule électrique, impliquant aussi des voitures électriques Nissan Leaf. Ce projet continuera jusqu’à [151].

  • L’alliance Renault-Nissan est le fournisseur des voitures électriques, pilote l’expérimentation et étudie les besoins clients et services associés.
  • EDF supervise les points de charge
  • Schneider Electric : fournisseur des solutions de recharge (garages des particuliers et parkings publics) > bornes de recharge, systèmes de supervision, gestion de l’énergie, collecte d’informations
  • Total implantera et testera les bornes de recharge rapide dans ses stations services.
  • EPAMSA est chargé de la partie technique et financière du projet
  • ADEME finance le projet
  • Conseil Général des Yvelines utilise les véhicules et participe au comité de pilotage avec la Région Île-de-France.

VHR Strasbourg[modifier | modifier le code]

Le , à Strasbourg, débute le projet français VHR avec EDF, Toyota, Schneider Electric, Hager et la ville de Strasbourg. Ce projet dure trois ans et concerne une centaine de véhicules électriques hybrides.

EDF et Toyota ont formé un partenariat qui a pour vocation d’expérimenter[152],[153] trois prototypes VHR dans la flotte d’EDF. Le programme VHR s’est ensuite étendu à la démonstration et à l’utilisation quotidienne de ces véhicules.

Hager a fourni une centaine de bornes de charge (parkings des entreprises partenaires et au domicile des particuliers engagés dans ce projet pour une durée de 3 ans). Ce projet a pour objectif de sensibiliser le public à un nouveau mode de transport, impliquant de nouvelles habitudes à prendre en termes de rechargement et d’utilisation du véhicule. Pour les entreprises participantes, il permet une première approche du marché. Ils seront capables de récolter les informations relatives aux besoins des consommateurs et d’adapter l’énergie aux modes de recharge privilégiés[154].

La ville de Grenoble a aussi reçu en les clefs d’un véhicule hybride rechargeable pour une durée de trois ans, Paris a de même reçu trois VHR en .

Infini drive[modifier | modifier le code]

Le projet Infini DRIVE est un projet français de recherche et d'innovation expérimentale qui a pour but d'établir un standard pour la recharge massive des flottes de véhicules électriques. préparer l'arrivée en masse des véhicules électriques et permettre de recharger de manière économique et écologique en utilisant le pilotage dynamique de la recharge des véhicules qui prend en considération les ressources disponibles et les besoins en temps réel des véhicules. Commencé en 2011, le projet Infini DRIVE prendra fin en 2014. Infini DRIVE rassemble huit partenaires complémentaires : Greenovia - filiale de la Poste, coordinateur, La Poste - engagée auprès de l'État à s'équiper de 10 000 véhicules électriques, ERDF - engagé auprès de l'Etat à s'équiper de 2 500 véhicules électriques, G2mobility[155] - start-up qui fournit les bornes de recharges intelligentes et les systèmes de gestion de l'énergie, Docapost - filiale de la Poste, Armines, I3M, Loria.

Ce projet pionnier de R&D est piloté en particulier, par ERDF et Le Groupe La Poste. Ce projet innovant d'intérêt général, a obtenu le financement de l'ADEME[156]. Il permettra de concevoir un standard de gestion intelligente des recharges pour les flottes d'entreprises et des collectivités[157].

Entre 2012 et 2015, Le Groupe La Poste devrait déployer environ 10 000 véhicules électriques. Cette expérimentation est menée dans quatre villes : Nice, Grenoble, Nantes[158] et Paris.

ERDF a annoncé en , vouloir intégrer plus de 2000 véhicules électriques dans sa flotte, soit plus de 10 % de son parc de véhicules utilitaires légers[159].

Le , le Groupe La Poste, a publié un point d'étape de la première année de développement de ce projet, sur 12 sites d'expérimentation[160].

SUDI[modifier | modifier le code]

SUDI, pour « Sustainable Urban Design & Innovation », est un autre projet français. C'est une station autonome de recharge d’énergie, pour les véhicules électriques.

Source London[modifier | modifier le code]

La municipalité de Londres (Transport for London) a annoncé[161], le , que la société IER (filiale du groupe français Bolloré) allait assurer, à compter de l'été 2014, le développement et la gestion de l'actuel réseau de bornes comportant 1 400 points de charge. Elle souhaite développer plus d'un millier de stations pour y adosser un service d'autopartage similaire à celui d'Autolib' à Paris. L'objectif étant de disposer, à la fin 2020, d'une infrastructure de 6 000 bornes électriques[162].


E.ON Drive Booster[modifier | modifier le code]

Volkswagen annonce en développer avec E.ON un réseau de bornes de recharge pour véhicules électriques sans raccordement au réseau, qui seront testées par E.ON au 2e semestre 2020 dans six stations autoroutières allemandes avant leur lancement sous la marque E.ON Drive Booster[163].

Fabricants de stations de recharge[modifier | modifier le code]

Les principaux fournisseurs et fabricants de stations de recharge offrent une gamme d’options allant des simples postes de recharge pour usage sur rue aux stations de recharge pour stationnements intérieurs en passant par les stations de recharge automatisées intégrées aux équipements de distribution d’électricité[164].

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Il s'agit généralement du fameux « park & charge », soit « stationnement & charge »
  2. Angoulême, Aix-en-Provence, Bordeaux, Grenoble, Le Havre, Nancy, Nice, Orléans, Paris, Rennes, Rouen et Strasbourg (Charte du 13 avril 2010, pages 5 et 6)
  3. Le premier véhicule sur le marché sera la Renault ZOE fin 2012/début 2013
  4. Le Livre Vert recommande la prise « type 2 » du côté du véhicule, en cohérence avec les recommandations européennes, et la prise « type 3 » côté infrastructure, la « type 2 » n'étant pas, à l'époque, compatible du côté de l'infrastructure (voir norme NF C 15-100)
  5. Voir Smart grid
  6. Selon le Livre Vert, la charge à 16A sur prise classique est déconseillée en raison de risque d'échauffement. Par ailleurs, elle ne permet pas de communication entre l'infrastructure et le véhicule.
  7. Solelia GreenTech est une Start up suédoise créée en 2011 par Per Wickman, basée à Stockholm

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