Les véhicules électriques dotés de capacités de recharge bidirectionnelle pourraient alimenter les foyers, réinjecter de l'énergie dans le réseau et même fournir une alimentation de secours en cas de panne de courant ou d'urgence. Ces véhicules étant essentiellement de grandes batteries sur roues, les chargeurs bidirectionnels leur permettent de stocker l'électricité bon marché produite en heures creuses, réduisant ainsi les factures d'électricité des ménages. Cette technologie émergente, appelée « véhicule-réseau » (V2G), a le potentiel de révolutionner le fonctionnement de notre réseau électrique, des dizaines de milliers de véhicules électriques pouvant potentiellement fournir de l'énergie simultanément lors des pics de consommation.
Comment ça marche ?
Un chargeur bidirectionnel est un chargeur de véhicule électrique (VE) de pointe capable de recharger les deux sens de la course. Cela peut paraître simple, mais il implique un processus complexe de conversion de courant alternatif (CA) en courant continu (CC), contrairement à un chargeur unidirectionnel classique qui utilise le CA.
Contrairement aux chargeurs classiques pour véhicules électriques, les chargeurs bidirectionnels fonctionnent comme des onduleurs, convertissant le courant alternatif (CA) en courant continu (CC) lors de la charge et inversement lors de la décharge. Cependant, ils ne sont compatibles qu'avec les véhicules prenant en charge la charge bidirectionnelle en courant continu. Malheureusement, le nombre de véhicules électriques compatibles avec cette technologie est actuellement très faible. Plus complexes, les chargeurs bidirectionnels sont également beaucoup plus chers que les chargeurs classiques, car ils intègrent une électronique de conversion de puissance avancée pour gérer le flux d'énergie du véhicule.
Pour alimenter les habitations, les bornes de recharge bidirectionnelles pour véhicules électriques intègrent également des dispositifs de gestion de la charge et d'isolation du réseau électrique lors des coupures de courant, un phénomène appelé îlotage. Le principe de fonctionnement de base d'une borne de recharge bidirectionnelle pour véhicules électriques est très similaire à celui d'un onduleur bidirectionnel, qui sert de source d'alimentation de secours dans les systèmes de stockage d'énergie domestiques.
Quel est l'intérêt de la recharge bidirectionnelle ?
Les chargeurs bidirectionnels peuvent être utilisés pour deux applications différentes. La première, et la plus importante, est le système véhicule-réseau (V2G), conçu pour fournir de l'énergie au réseau lorsque la demande est forte. Si des milliers de véhicules équipés du système V2G étaient branchés et activés, cela pourrait transformer radicalement la manière dont l'électricité est stockée et produite. Les véhicules électriques possèdent des batteries de grande capacité et puissantes ; la puissance totale de milliers de véhicules équipés du système V2G pourrait donc être considérable. Notez que le terme V2X désigne les trois architectures présentées ci-dessous :
I. Véhicule-réseau ou V2G – Énergie des véhicules électriques pour soutenir le réseau.
II. Véhicule-à-domicile ou V2H – Énergie des véhicules électriques utilisée pour alimenter les maisons ou les entreprises.
III. Véhicule-à-charge ou V2L – Les véhicules électriques peuvent être utilisés pour alimenter des appareils ou recharger d’autres véhicules électriques.
La seconde utilisation d'une borne de recharge bidirectionnelle pour véhicules électriques est la connexion véhicule-maison (V2H). Comme son nom l'indique, la technologie V2H permet d'utiliser un véhicule électrique comme un système de batteries domestique pour stocker l'énergie solaire excédentaire et alimenter une maison. Par exemple, un système de batteries domestique classique, tel que le Tesla Powerwall, a une capacité de 13,5 kWh. En comparaison, un véhicule électrique classique a une capacité de 65 kWh, soit presque l'équivalent de cinq Tesla Powerwalls. Grâce à cette importante capacité, combinée à l'énergie solaire produite par l'installation sur le toit, une voiture électrique entièrement chargée peut alimenter un foyer moyen pendant plusieurs jours, voire plus.
1. Véhicule-réseau (V2G)
Le système V2G (Vehicle-to-Grid) consiste à injecter une petite partie de l'énergie stockée dans la batterie d'un véhicule électrique dans le réseau électrique à la demande. La participation à un projet V2G nécessite un chargeur CC bidirectionnel et un véhicule électrique compatible. Des incitations existent, telles que des crédits ou des tarifs d'électricité réduits pour les propriétaires de véhicules électriques. Les véhicules électriques équipés du système V2G permettent également à leurs propriétaires de participer aux programmes VPP (Vehicle Power Supply) afin d'améliorer la stabilité du réseau et de fournir de l'électricité lors des pics de consommation.
Malgré l'engouement suscité par la technologie V2G, son déploiement se heurte à des obstacles réglementaires et à l'absence de protocoles et de connecteurs de charge bidirectionnelle standardisés. Les chargeurs bidirectionnels, tels que les onduleurs solaires, sont considérés comme une méthode alternative de production d'énergie et doivent respecter toutes les normes réglementaires en matière de sécurité et de gestion des coupures de courant en cas de défaillance du réseau. Pour pallier ces difficultés, certains constructeurs automobiles, comme Ford, ont développé des systèmes de charge bidirectionnelle en courant alternatif plus simples, destinés exclusivement à alimenter les habitations avec les véhicules électriques Ford, sans injecter d'électricité dans le réseau.
2. Transfert véhicule-domicile (V2H)
La technologie V2H (Vehicle-to-Home) est similaire à la technologie V2G (Vehicle-to-Grid), mais l'énergie est utilisée localement pour alimenter le domicile au lieu d'être injectée dans le réseau électrique. Cela permet aux véhicules électriques de fonctionner comme un système de batteries domestique classique, contribuant ainsi à améliorer l'autonomie énergétique, notamment lorsqu'elle est combinée à l'installation de panneaux solaires photovoltaïques sur le toit. Toutefois, l'avantage le plus évident de la technologie V2H réside dans sa capacité à fournir une alimentation de secours en cas de coupure de courant.
Pour que le système V2H fonctionne correctement, un onduleur bidirectionnel compatible et d'autres équipements sont nécessaires, notamment un compteur d'énergie (avec transformateur de courant) installé au point de raccordement au réseau électrique. Le transformateur de courant contrôle les flux d'énergie entrant et sortant du réseau. Lorsque le système détecte une consommation d'énergie du réseau par votre domicile, il ordonne au chargeur bidirectionnel pour véhicule électrique de fournir une quantité d'électricité équivalente afin de compenser toute consommation sur le réseau. De même, lorsque le système détecte la production d'énergie d'une installation photovoltaïque en toiture, il la redirige vers la recharge du véhicule électrique, à l'instar d'un chargeur intelligent.
Pour assurer une alimentation de secours en cas de coupure de courant ou d'urgence, le système V2H doit détecter l'îlotage du réseau et isoler le logement de celui-ci. Une fois isolé, l'onduleur bidirectionnel fonctionne comme un onduleur hors réseau, alimenté par la batterie du véhicule électrique. Des équipements d'isolation supplémentaires, tels que des contacteurs automatiques (ATS), sont nécessaires pour activer le fonctionnement de secours, à l'instar des onduleurs hybrides utilisés dans les systèmes photovoltaïques.
3. Transfert véhicule-chargement (V2L)
La technologie V2L (Vehicle-to-Load) est beaucoup plus simple car elle ne nécessite pas de chargeur bidirectionnel. Les véhicules équipés de la technologie V2L possèdent un convertisseur intégré qui fournit du courant alternatif à partir d'une ou plusieurs prises standard du véhicule, permettant ainsi de brancher n'importe quel appareil électroménager courant. Cependant, certains véhicules utilisent un adaptateur V2L spécifique qui se branche sur le port de charge du véhicule électrique pour fournir du courant alternatif. En cas d'urgence, une rallonge peut être branchée du véhicule jusqu'à la maison pour alimenter des appareils essentiels tels que l'éclairage, les ordinateurs, les réfrigérateurs et les appareils de cuisson.
Le V2L est utilisé pour l'alimentation hors réseau et de secours.
Les véhicules équipés du système V2L peuvent utiliser des rallonges pour alimenter certains appareils électriques en cas de coupure de courant. Il est également possible d'utiliser un commutateur de transfert CA dédié pour connecter directement l'alimentation V2L à un tableau de distribution de secours, voire au tableau de distribution principal.
Les véhicules équipés de la technologie V2L peuvent être intégrés à des systèmes d'énergie solaire autonomes afin de réduire, voire d'éliminer, le besoin d'un groupe électrogène de secours. La plupart de ces systèmes comprennent un onduleur bidirectionnel, capable en théorie d'utiliser l'énergie de n'importe quelle source de courant alternatif, y compris celle des véhicules équipés de la technologie V2L. Toutefois, leur installation et leur configuration nécessitent l'intervention d'un spécialiste en énergie solaire ou d'un électricien qualifié pour garantir un fonctionnement en toute sécurité.
- LA FIN-
Ici, il s'agit de comprendre le « noyau » et l'« âme » des piles de recharge.
Analyse approfondie : Comment fonctionnent les bornes de recharge AC/DC ?
Mises à jour de pointe : recharge lente, supercharge, V2G…
Perspectives sectorielles : Tendances technologiques et interprétation des politiques
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Date de publication : 26 novembre 2025
