Si, pour une voiture thermique, le ravitaillement se résume à un pistolet identique pour tous, la question est plus nuancée pour une voiture électrique. La batterie de traction stocke et restitue l’énergie exclusivement en courant continu (DC, de l’anglais Direct Current), tandis que le réseau électrique qui dessert les habitations et les aires de service distribue l’énergie en courant alternatif (AC, Alternating Current). Entre la prise et la batterie doit donc se trouver un convertisseur, qui transforme l’alternatif en continu et l’amène à la tension exigée par le pack de batteries. La différence fondamentale entre les modes de recharge tient précisément à un détail en apparence anodin : l’endroit où ce convertisseur se trouve physiquement. De là découlent deux grandes familles :
- Recharge en courant alternatif (AC)
- Recharge en courant continu (DC)
La recharge en courant alternatif (AC)
Dans ce cas, la borne, ou la wallbox domestique, se contente de fournir l’énergie telle qu’elle arrive du réseau, en assurant la sécurité de l’installation, le dialogue avec le véhicule et la mesure des consommations. La conversion s’effectue à bord de la voiture, par l’intermédiaire du chargeur embarqué (en anglais on-board charger). C’est un organe qui doit être transporté pendant toute la vie du véhicule et qui, pour des raisons de poids, d’encombrement et de coût, est dimensionné avec discernement : c’est le chargeur embarqué, et non la borne, qui fixe le plafond de puissance absorbable en alternatif. Il en découle un malentendu fréquent, car brancher une voiture au chargeur embarqué modeste sur une borne bien plus puissante n’apporte aucun avantage.
Avec les variations d’usage d’un modèle à l’autre, les puissances en jeu se situent dans ces ordres de grandeur : quelques kW avec le câble doté d’une prise domestique, solution de dépannage puisque les prises civiles ne sont pas conçues pour délivrer de la puissance en continu pendant de nombreuses heures ; des valeurs de l’ordre de 7 kW avec une wallbox sur installation monophasée, la configuration la plus répandue dans les habitations italiennes ; des valeurs de 11 ou 22 kW sur installation triphasée, généralement en contexte professionnel ou en copropriété. Ce sont des puissances qui se traduisent par des durées se comptant en heures, mais c’est précisément là leur terrain de prédilection : la recharge en alternatif se déroule lorsque la voiture est de toute façon à l’arrêt, et c’est aussi la plus respectueuse de la batterie.
La recharge en courant continu (DC)
Ici, la logique s’inverse. Le convertisseur n’est plus à bord de la voiture, mais intégré à la borne, laquelle est de ce fait un appareil aux dimensions et au poids bien supérieurs, souvent doté d’un système de refroidissement dédié. La borne fournit directement du courant continu, qui atteint le pack de batteries sans passer par le chargeur embarqué, tout simplement contourné. Le goulot d’étranglement de l’électronique de bord disparaissant, les puissances peuvent croître sensiblement : elles vont d’environ 50 kW sur les installations les plus anciennes jusqu’à 150, 350 kW et davantage sur les stations les plus récentes.
Il convient toutefois de clarifier un point souvent mal compris : la puissance annoncée par une borne représente une limite supérieure, non une valeur constante. Celle réellement absorbée dépend de la courbe de charge de la voiture, c’est-à-dire de la relation entre la puissance acceptée et l’état de charge de la batterie : le calculateur de gestion réduit progressivement le flux à mesure que le pack se remplit, afin de contenir les températures et de préserver les cellules. C’est la raison pour laquelle les constructeurs annoncent habituellement les temps de recharge sur la plage de 10 à 80 % et non jusqu’à la charge complète. La température du pack entre elle aussi en ligne de compte, ce qui explique que de nombreuses voitures lancent un préconditionnement thermique automatique lorsque la station est définie comme étape dans le système de navigation.
Les connecteurs employés en Europe
Contrairement à ce qui se passait aux débuts de la mobilité électrique, le paysage européen est aujourd’hui pour l’essentiel normalisé. Les connecteurs que l’on peut rencontrer sont pour ainsi dire les suivants :
- Type 2 (Mennekes)
- CCS Combo 2
- CHAdeMO
- NACS
Type 2 (Mennekes) : c’est le connecteur de référence pour la recharge en courant alternatif en Europe, adopté comme standard communautaire et couramment appelé Mennekes du nom de l’entreprise allemande qui a contribué à le développer. Il se présente comme une prise circulaire dont la partie supérieure est aplatie et intègre, outre les contacts de puissance, ceux dédiés au dialogue entre le véhicule et l’infrastructure, grâce auxquels la borne communique à la voiture le courant maximal disponible. On le trouve sur les wallbox domestiques et sur la quasi-totalité des bornes publiques en alternatif.
CCS Combo 2 : l’acronyme signifie Combined Charging System et la dénomination décrit avec précision le concept. Il ne s’agit pas d’un connecteur alternatif au Type 2, mais bien d’une extension de celui-ci : à la prise Type 2 s’ajoutent, dans la partie inférieure, deux contacts de grande section réservés au seul courant continu. L’avantage de conception est évident, puisque la voiture ne reçoit qu’une seule trappe pour les deux modes de recharge. C’est le standard de référence pour la recharge rapide en Europe.
CHAdeMO : standard de recharge en courant continu d’origine japonaise, historiquement l’un des premiers à se diffuser à grande échelle et adopté en Europe surtout par les voitures nippones de la génération précédente. Il exige une prise séparée, qui s’ajoute à celle destinée au courant alternatif. Avec l’affirmation du CCS Combo 2, les constructeurs japonais ont eux aussi aligné les modèles destinés au marché européen : le CHAdeMO est aujourd’hui en net repli et subsiste sur une partie des bornes existantes, souvent aux côtés du CCS, au bénéfice du parc en circulation qui en est encore équipé.
NACS : sigle de North American Charging Standard, c’est le connecteur développé par Tesla puis ouvert aux autres constructeurs, qui l’ont adopté de manière croissante. Il est compact et gère avec les mêmes contacts aussi bien le courant alternatif que le continu. Il mérite d’être cité par souci d’exhaustivité, mais il concerne le marché nord-américain : en Europe, Tesla elle-même adopte depuis des années le Type 2 et le CCS Combo 2, en conformité avec les standards communautaires.
Les réseaux de recharge
À l’aspect technique s’ajoute l’aspect infrastructurel. Le réseau Tesla Supercharger est l’exemple historiquement le plus connu de réseau propriétaire à haute puissance, conçu pour rendre praticables les longs trajets autoroutiers. En Europe, les stations emploient le connecteur CCS Combo 2 et un nombre croissant d’entre elles a également été ouvert aux voitures d’autres marques.
Du côté italien, Free To X mérite une mention : cette société née au sein du groupe Autostrade per l’Italia a réalisé plus de cent stations à haute puissance le long du réseau autoroutier concédé, réparties avec une distance moyenne d’une cinquantaine de kilomètres les unes des autres et capables, dans leurs configurations les plus récentes, de délivrer des puissances de l’ordre de 300 kW. Cette approche est cohérente avec ce qu’exige la réglementation européenne, qui impose la présence de stations à haute puissance à intervalles réguliers le long des principaux corridors routiers.
En conclusion, la distinction entre courant alternatif et courant continu n’est pas une subtilité réservée aux spécialistes, mais le critère qui détermine toute l’expérience d’usage d’une voiture électrique. L’alternatif, c’est la recharge du long arrêt, économique et douce pour la batterie, celle qui couvre la majeure partie des kilomètres parcourus ; le continu est l’outil du voyage, à utiliser pour une pause brève et ciblée en cours de route.