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Voitures électriques: les bornes de recharge menacent-elles de surcharger le réseau suisse?

Tandis que la Suisse craint une pénurie de courant, l’essor des voitures électriques et l’explosion du nombre de bornes de recharge défient le réseau.
22 oct. 2021, 00:01 / Màj. le 22 oct. 2021 à 07:12
La demande d'installation de bornes suit celle des nouveaux véhicules électriques.

L’essor de la voiture électrique va-t-il conduire au black-out? Le fort engouement pour ce type de véhicules en Suisse entraîne la multiplication des bornes de recharge. Conséquence: il faut produire davantage d’énergie, adapter les infrastructures pour «faire le plein» et prendre garde à ne pas surcharger le réseau. «La demande d’installation de bornes suit celle des nouveaux véhicules électriques. Elle est très forte», confirme Nathalie Salamin, porte-parole de Groupe E, distributeur d’énergie dans les cantons de Fribourg, Vaud et Neuchâtel. Rien que sur les neuf premiers mois de l’année, 20 508 voitures électriques et 16 165 hybrides rechargeables ont été immatriculées dans le pays.

La puissance des réseaux est suffisante.
Nathalie Salamin, porte-parole de Groupe E

Alors que la Suisse craint des pénuries de courant, le réseau est-il en mesure d’absorber l’essor de la mobilité électrique? Installer une borne de recharge standard dans une maison individuelle ne pose a priori pas de problème. «La puissance des réseaux est suffisante», assure Nathalie Salamin. En outre, il est habituel que les usagers rechargent leur voiture durant la nuit, ce qui ne nécessite pas de borne rapide exigeant davantage de puissance.

Plusieurs solutions

En revanche, la situation peut se corser concernant les immeubles avec parkings collectifs. «Il faut tenir compte du fait que l’installation électrique du bâtiment, et notamment la puissance d’introduction de celui-ci, n’a pas été dimensionnée pour accueillir un grand nombre de véhicules électriques», explique Michèle Cassani, porte-parole de Romande Energie. Une possibilité: augmenter l’ampérage, mais cela implique d’importants investissements, selon Stefan Lendi, directeur du marketing de Green Motion appartenant à Eaton.

Quelles autres solutions alors? «Il est important d’anticiper le besoin avec un concept de recharge globale», répond Nathalie Salamin. En clair: il est possible de poser un rail avec plusieurs bornes. «Il permet de répartir la puissance en fonction du nombre de véhicules branchés. Un «plein» peut alors prendre un peu plus de temps, mais cela évite un black-out, car on déleste le réseau», éclaire la porte-parole.

Quand tous les habitants se couchent, la puissance disponible dans le bâtiment devient maximale et la puissance de charge des bornes augmente.
Michèle Cassani, porte-parole de Romande Energie

Et il est même possible d’aller plus loin grâce à des bornes intelligentes: «Quand tous les occupants du bâtiment rentrent le soir et cuisinent, font la lessive ou regardent la télévision, la puissance disponible dans l’immeuble est faible et la puissance de charge des bornes est réduite. Quand tous les habitants se couchent, la puissance disponible dans le bâtiment devient maximale et la puissance de charge des bornes augmente», illustre Michèle Cassani.

Cette gestion «intelligente», couplée à l’énergie photovoltaïque, fait partie des solutions proposées par Green Motion. «Buildings as a grid (littéralement: bâtiments en tant que réseau électrique) est un système qui prévoit le stockage de l’électricité produite par les panneaux solaires la journée sur une grande batterie, le tout régi par un logiciel de gestion d’énergie», détaille Stefan Lendi. «Cela permet de recharger les véhicules électriques la nuit, sans surcharge du réseau. Et cela évite les frais pour augmenter l’ampérage», argumente le responsable.

Des milliers de francs

Et quid des bornes de recharge rapide? «Elles n’ont pas de sens pour des particuliers», estime Michèle Cassiani. «Les introductions électriques des bâtiments ne sont pas conçues pour accueillir ce genre de bornes et un renforcement du réseau serait nécessaire.» Car lorsque ce type d’installations s’impose – comme sur les aires d’autoroute par exemple –, cela implique parfois d’importants investissements, reconnaît Nathalie Salamin.

Les introductions électriques des bâtiments ne sont pas conçues pour accueillir les bornes de recharge rapide.
Michèle Cassani, porte-parole de Romande Energie

Quant aux coûts d’une borne de recharge standard, ils sont d’environ mille francs. Pour le modèle «intelligent», il faut compter le double. A cela s’ajoutent les frais d’installation qui, selon la configuration des lieux, peuvent se monter à quelques milliers de francs.

«Le stockage est une solution contre le black-out»

Dans quelle mesure le réseau suisse peut-il absorber le développement rapide de la mobilité électrique? Rachid Cherkaoui (photo DR), maître d’enseignement et de recherche en génie électrique et électronique à l’EPFL, met le doigt sur certains défis et esquisse des solutions.

Rachid Cherkaoui, toutes les habitations sont-elles adaptées à l’installation de bornes de recharge pour véhicules électriques?

En soi, oui. Mais si tous les logements du pays sont équipés de bornes, il peut y avoir des problèmes. Imaginez: si dans un petit périmètre, une flotte importante de véhicules est rechargée simultanément, il existe un risque de surcharge des câbles électriques.

Comment y remédier?

En renforçant le réseau grâce à des câbles plus puissants, ce qui permet d’augmenter l’ampérage. Mais il est également possible d’accroître la production d’électricité grâce aux énergies renouvelables. En équipant les toits de cellules photovoltaïques, couplées à des batteries de stockage, la demande sera satisfaite localement, en évitant de soutirer du courant depuis le réseau lorsque celui-ci tend vers la surcharge.

Il existe un risque de surcharge des câbles électriques.

Donc avec les énergies renouvelables, le problème est résolu?

Ce n’est pas si simple. Le désavantage des énergies renouvelables, c’est l’incertitude. Elles sont souvent tributaires des conditions climatiques et impliquent des cycles ne coïncidant pas avec ceux de la demande. Autant pour le solaire que pour l’éolien, il est donc très difficile de faire des prédictions suffisamment fiables quant à la production. C’est là que les batteries de stockage entrent en jeu. Mais elles s’avèrent également très utiles simplement en les connectant au réseau, car elles peuvent être chargées lorsque la demande est faible et déchargées lorsque celle-ci est forte. Enfin, une tarification dynamique de la demande pourrait conduire les consommateurs à mieux gérer l’énergie, tout en satisfaisant les contraintes du réseau.

Dans quelle mesure le développement de la mobilité électrique augmente-t-il le risque de black-out?

Tout accroissement de la demande est comblé lors des tout premiers instants par l’inertie du réseau, durant quelques secondes. Cette inertie provient des parties tournantes des alternateurs des grandes centrales (hydrauliques, nucléaires, etc.). Par la suite, ces mêmes alternateurs fabriqueront l’énergie nécessaire à partir de l’hydraulique (barrage, fleuve) ou du thermique (chaudière, réacteur) pour continuer à satisfaire la demande. Cette production de l’énergie ne peut pas être instantanée, si bien que l’on a besoin de l’inertie du réseau momentanément. Cependant, trop puiser dans l’inertie (par exemple lorsqu’une très grande flotte de véhicules électriques est rechargée simultanément) peut conduire à mettre en danger la stabilité du réseau. Afin d’avoir assez d’inertie «à disposition», le stockage est une solution, car il permettrait de la reproduire à petite échelle.