Chaque discussion sur la recharge électrique jusqu’ici dans cette série a toujours supposé que l’électricité circule dans un seul sens : depuis le réseau, à travers un chargeur, jusque dans la voiture. Le Vehicle-to-Grid (V2G) pose une question différente — si la batterie d’une voiture peut stocker de l’électricité et qu’une voiture passe la majeure partie de sa vie garée, pourquoi cette énergie stockée ne pourrait-elle pas ressortir quand le réseau, ou la maison à laquelle elle est branchée, en a réellement plus besoin que la voiture elle-même ?
Le matériel qui rend le « sens inverse » possible
Un chargeur de voiture électrique classique est conçu pour faire exactement une chose bien : convertir l’électricité AC du réseau en DC que la batterie peut accepter, dans un seul sens. Une installation compatible V2G a besoin d’un convertisseur capable d’effectuer cette conversion tout aussi proprement dans l’autre sens, transformant le courant DC stocké dans la batterie de nouveau en courant AC synchronisé avec le réseau à la demande — soit à l’intérieur même de la voiture (un chargeur embarqué bidirectionnel), soit dans une borne murale dédiée bidirectionnelle qui gère la conversion à l’extérieur. Il faut aussi un protocole de communication sur lequel la voiture et le point de charge s’accordent pour négocier exactement quand, combien et à quelle vitesse l’énergie doit circuler dans chaque sens — la norme actuelle pour cela est l’ISO 15118-20, et les voitures équipées de CHAdeMO (menées au départ par la Nissan Leaf) ont eu une longueur d’avance simplement parce que le connecteur CHAdeMO avait été conçu dès le départ en pensant au flux bidirectionnel, bien avant que la majorité du matériel CCS Combo ne rattrape ce retard.
Trois sigles, trois métiers différents : V2G, V2H, V2L
Le V2G proprement dit renvoie de l’énergie de la voiture vers le réseau électrique public, généralement coordonné par un agrégateur — une entreprise qui regroupe la capacité de batterie excédentaire de nombreuses voitures électriques et vend cette flexibilité combinée comme service aux gestionnaires de réseau, en partageant le paiement avec les conducteurs participants. Le V2H (Vehicle-to-Home) est le cousin plus simple, déjà commercialisé : la batterie de la voiture alimente directement la maison, soit pour compléter la consommation pendant les heures de tarif de pointe coûteuses, soit pour maintenir l’électricité pendant une coupure de réseau, sans avoir besoin de se coordonner avec quiconque hors de la propriété — le Ford F-150 Lightning et plusieurs voitures électriques coréennes et japonaises le proposent déjà comme fonctionnalité commercialisée. Le V2L (Vehicle-to-Load) est encore plus simple : une simple prise embarquée alimentée directement par la batterie, utile pour faire fonctionner des outils ou du matériel de camping, sans aucune synchronisation avec le réseau ni contrôle intelligent. Des trois, seul le véritable V2G nécessite toute l’infrastructure de négociation et de paiement qui rend ce sujet intéressant pour les gestionnaires de réseau et lent à réellement monter en échelle.
Pourquoi le réseau en a vraiment besoin
Un réseau électrique moderne doit équilibrer l’offre et la demande à la seconde près, et cette tâche est devenue structurellement plus difficile à mesure que l’éolien et le solaire — tous deux intermittents, tous deux impossibles à simplement « augmenter » quand la demande grimpe — prennent une part croissante de la production. Une flotte de voitures électriques garées, branchées et compatibles V2G, constitue une batterie distribuée d’une échelle véritablement énorme, restant la plupart du temps inutilisée : même une flotte électrique nationale modeste représente une capacité de stockage qui coûterait des milliards à construire spécifiquement à l’échelle du réseau. Puiser dans cette capacité pendant quelques minutes ou quelques heures lors d’un pic de demande, puis recharger tranquillement les voitures la nuit quand la demande et les prix sont tous deux bas, constitue le cœur du modèle économique du V2G — il monétise une capacité qui existe déjà plutôt que d’exiger la construction de nouvelles batteries à l’échelle du réseau depuis zéro.
Le hic : les batteries n’aiment pas être sollicitées plus qu’il ne faut
Chaque cycle de charge-décharge provoque une certaine dégradation de la batterie, et le V2G ajoute par définition des cycles supplémentaires au-delà de ceux simplement nécessaires pour rouler — une préoccupation légitime qui a considérablement freiné l’enthousiasme initial pour cette technologie. En pratique, les programmes V2G bien conçus limitent la décharge à une plage restreinte de l’état de charge de la batterie, évitent les décharges profondes et les pics de puissance qui sollicitent le plus les cellules, et rémunèrent les conducteurs spécifiquement pour l’usure que subit leur batterie, traitant la dégradation comme un coût à intégrer dans le prix du service plutôt que comme une externalité à ignorer. Les conditions de garantie des constructeurs sont encore en train de rattraper cette réalité sur la plupart des marchés, et la manière de garantir l’usure de la batterie due à la participation au V2G reste l’une des questions pratiques les plus irrésolues freinant un déploiement plus large.
La recherche européenne qui construit la technologie et le marché correspondant
La recharge bidirectionnelle a besoin à la fois d’un meilleur matériel et d’un modèle économique viable avant de pouvoir monter en échelle, et deux projets financés par l’UE se sont attaqués directement à ces deux moitiés du problème. INCIT-EV (« Large demonstration of user centric urban and long-range charging solutions to boost an engaging deployment of Electric Vehicles in Europe », Horizon 2020, Innovation Action, coordonné par la Fundación CIRCE, Espagne, 15,0 M€ de contribution européenne sur 18,0 M€ de budget total, 2020-2024) a fait de la recharge intelligente bidirectionnelle l’un des sept cas d’usage réels répartis sur cinq sites de démonstration couvrant des conditions urbaines, périurbaines et extra-urbaines, aux côtés de la recharge sans fil dynamique et des corridors de recharge superrapide — une validation véritablement à grande échelle et multi-technologies, et non un simple prototype de laboratoire. V2Market (« Valorising Energy Efficiency and Flexibility at Demand-Side Using Vehicle to Grid (V2G) and Vehicle to Building (V2B) Technology », Horizon Europe, Coordination and Support Action, coordonné par l’Asociación Ecoserveis, Espagne, 2,0 M€, 2021-2024) s’est attaqué à l’autre moitié du problème : définir le rôle de l’agrégateur et les arrangements contractuels nécessaires pour réellement rémunérer les propriétaires de voitures électriques et les relier aux gestionnaires de réseau (GRD et GRT) et aux responsables d’équilibrage — l’infrastructure de marché dont le V2G a besoin tout autant que du matériel de recharge lui-même.
Photo: © Car-Shooters