Le secteur des transports est responsable à lui seul de 25 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. La voiture électrique (VE) est considérée comme une solution fiable de la mobilité durable.
De plus en plus de personnes optent pour les voitures électriques en raison des directives gouvernementales et de la sensibilisation accrue au changement climatique.
Néanmoins, une question importante demeure : Où faut-il recharger tous ces nouveaux véhicules électriques ?
Les États-Unis comptent aujourd’hui 110 000 bornes de recharge publiques. Les experts estiment que cinq à dix fois plus de stations de recharge seront nécessaires au cours des prochaines années en raison de l’objectif du président américain Joe Biden selon lequel, d’ici 2030, la moitié des voitures vendues devraient être électriques.
Afin de réduire les hésitations concernant l’utilisation des VE, les urbanistes doivent rendre leur utilisation plus simple et plus accessible pour le grand public et offrir une infrastructure de recharge publique suffisante.
Où doit-on placer les points de recharge afin de couvrir cette future demande ? À quoi ressemble une planification systématique et rentable de l’infrastructure de recharge ?
Overview : L’infrastructure de recharge actuelle
Pour comprendre tout le potentiel que recèle l’industrie des voitures électriques, observons la situation actuelle :
- L’utilisation des VE est en constante augmentation : L’infrastructure des bornes de recharge est appelée à se développer au cours de la prochaine décennie, principalement en raison des incitations financières offertes par les gouvernements. Les États-Unis et certains pays européens subventionnent le coût d’installation des points de recharge en offrant des avantages fiscaux aux entreprises durables pour promouvoir les transports sans émissions.
- L’infrastructure des villes n’est pas encore prête pour cette croissance : L’infrastructure des bornes de recharge, ou plutôt le réseau électrique, n’est pas prêt à supporter la demande croissante de VE, ce qui va bientôt poser un problème majeur.
- Le marché des bornes de recharge devrait connaître une forte croissance : Le rapport prévisionnel de Meticulous Research montre que le marché des stations de recharge dépassera les cent milliards de dollars en 2028 (TCAC de 26,4 %). De nombreux pays dans le monde implanteront ces bornes dans les années à avenir.
Les urbanistes ont beau relevé que de plus en plus de personnes sont prêtes à utiliser les VE et que la technologie est facilement disponible, il n’en demeure pas moins qu’une bonne planification des infrastructures est nécessaire.
Quels sont les freins à l’adoption d’une voiture électrique ?
L’utilisation des voitures électriques est en hausse, mais certains facteurs empêchent la population de les intégrer de manière holistique dans leurs routines quotidiennes, tels que :
- L’anxiété liée à l’autonomie : Les usagers craignent que leur voiture n’arrive pas à destination, en raison de l’insuffisance d’infrastructure de recharge.
- Les bornes de recharge ne sont pas toujours pratiques à utiliser : Aujourd’hui, il faut un peu moins de 8 heures pour charger complètement une batterie de 60kW. De plus, les stations de recharge ne sont pas systématiquement situées près des lieux de travail ou des zones d’habitation.
- Les coûts pour la recharge et l’achat d’une voiture électrique : Bien que certains points de charge soient gratuits afin d’encourager l’utilisation des VE, d’autres facturent à l’heure. En outre, les voitures électriques demeurent plus chères que les voitures ordinaires, surtout dans les pays où les gouvernements ne proposent pas de subvention.
Comment la planification des bornes de recharge affecte-t-elle l’utilisation des véhicules électriques ?
Dans l’état actuel des choses, les points de recharge pour les véhicules particuliers sont insuffisants dans la plupart des villes. C’est l’une des principales raisons pour lesquelles les citoyens ne sont pas plus nombreux à passer aux voitures électriques.
Udo Heidl, responsable de Modelfactory chez PTV, décrit le lien entre la demande en VE et le nombre de points de recharge :
“La transition vers une mobilité électrifiée est en bonne voie. La vitesse de ce changement dépendant des constructeurs automobiles et du renouvellement naturel des flottes de véhicules. L’un des domaines où les urbanistes peuvent faire la différence, c’est dans le déploiement de l’infrastructure de recharge. Une infrastructure publique accessible et fiable peut rendre plus attrayante l’offre des véhicules électriques, en particulier pour ceux qui n’ont pas de parking ou de place de stationnement disposant d’une borne de recharge.
Alors que les fabricants de VE et les ingénieurs travaillent sur la mise au point de batteries longue durée ; les responsables municipaux, les planificateurs de la mobilité, les fournisseurs d’énergie et les entreprises privées doivent relever le défi de créer une infrastructure de recharge qui favorise l’utilisation des VE pour l’ensemble de la population.
Grâce à une planification optimisée des infrastructures, vous vous assurez que les stations de recharge sont facilement accessibles encouragez ainsi l’utilisation des véhicules électriques.
Une planification réussie des stations de recharge
Malgré les problèmes auxquels l’industrie des VE est actuellement confrontée, il est loin d’être impossible de placer stratégiquement les points de recharge de manière à encourager leur utilisation.
Le projet de planification des points de charge au Royaume-Uni
Depuis 2019, l’équipe britannique PTV travaille avec SP Energy Networks pour prévoir comment l’e-mobilité se développera au cours des 3 prochaines décennies (le délai dans lequel le Royaume-Uni vise à atteindre le zéro émission). Les voitures électriques ont besoin d’un réseau électrique étendu et fiable, et la prévision de la demande future permet d’identifier les meilleurs emplacements pour les bornes de recharge. Le projet dans son ensemble réunit la planification des transports et celle de l’énergie.
PTV a mis en place un modèle de trafic détaillé pour étudier comment l’adoption et l’utilisation des VE pourraient évoluer au cours des prochaines années. Le modèle contient des données sur :
- le trafic
- Les déplacements
- l’utilisation des sols
- la population
- Le réseau électrique
À l’aide de différents scénarios, l’équipe d’experts a pu analyser comment l’émergence des VE et la demande de recharge pourraient évoluer entre 2030 et 2050. Pour cela, les paramètres importants comprenaient le nombre potentiel de VE déployé, les personnes susceptibles de les acheter, les futures gammes de batteries, ainsi que les progrès en termes d’infrastructures publiques.
Selon Laurence Chittock, chef de projet chez PTV, la combinaison de toutes ces données permet de “faciliter l’adoption et l’utilisation des véhicules électriques en aidant à planifier où et combien d’infrastructures sont nécessaires, et en veillant à ce que les réseaux électriques soient prêts à faire face à l’augmentation de la demande”.
Les résultats de la simulation ont ensuite été intégrés à un outil en ligne.
Si vous souhaitez en savoir plus sur ce projet, le replay de notre webinar est disponible.
Un outil dédié à la planification des infrastructures de recharge
En utilisant une approche similaire au projet réalisé au Royaume-Uni, PTV est en train de développer un système de planification pour les infrastructures de recharge en collaboration avec la société de conseil MHP. L’outil en ligne offre aux villes, aux communautés et aux fournisseurs d’énergie la possibilité de prévoir la demande future en répondant à des questions telles que :
- Combien de personnes conduiront des véhicules électriques dans mon quartier au cours des prochaines années ?
- Rechargeront-ils leur voiture à domicile ou au travail ?
- Combien de bornes de recharge publiques seront-elles nécessaires ?
- Qu’en est-il de la capacité du réseau électrique ?
L’outil de modélisation prend en compte les données sur la mobilité, la démographie, l’infrastructure urbaine et le réseau énergétique. Il permet de comparer la demande prévue avec les capacités du réseau existant. Les urbanistes peuvent alors développer de manière stratégique et rentable les structures nécessaires et calculer les coûts de mise en œuvre pour chaque site. La prévision est également suffisamment flexible pour que la planification puisse être adaptée à tout moment à l’évolution des conditions.
Le chef de projet de PTV, Udo Heidl, déclare : “Nous avons l’impression qu’actuellement, le développement de l’infrastructure de recharge ne se fait pas de manière stratégique et bien planifiée, mais qu’il est surtout fonction des opportunités. L’outil va permettre de changer cela. Il réunit la future demande spatiale (basée sur des scénarios d’implantation prédéfinis) pour les infrastructures de recharge (privées, semi-publiques et publiques), la capacité nécessaire et la performance du réseau électrique.”
Les meilleures pratiques pour une bonne planification
Comme nous pouvons le constater à partir des exemples ci-dessus, l’élément le plus important pour accroître l’utilisation des bornes de recharge est la planification de leur emplacement. Afin d’en faire une réalité, voici quelques bonnes pratiques à prendre en compte lors du processus de planification.
Tenez compte des exigences locales en matière de points de recharge
Intégrer la demande et l’infrastructure de la zone locale nécessite des données sur le nombre actuel de conducteurs de VE dans la zone, leurs habitudes de déplacement, la taille de leurs batteries, les temps de charge, les options de charge secondaire dont ils disposent, ainsi que la composition de la population. Toutes ces données sont ensuite combinées pour estimer le nombre de futurs conducteurs de voiture électrique. Ensuite, des logiciels et des modèles de trafic analysent les données et prédisent avec précision les besoins locaux en matière de recharge.
Udo Heidl explique : “PTV aide les urbanistes avec un outil en ligne qui permet de planifier le développement de l’infrastructure de recharge de manière fiable et rentable. En outre, il devrait permettre de déterminer rapidement les besoins et les coûts de mise en œuvre pour les différents sites.”
Analyser les niveaux, les stratégies et les horaires de charge
En ce qui concerne les chargeurs, il en existe trois types : rapide, normale et lent. Ils diffèrent en fonction de la quantité d’énergie en kW fournie à la batterie de la voiture par unité de temps.
La plupart des utilisateurs préféreraient bien sûr utiliser des chargeurs rapides, mais cela n’est pas toujours possible en raison des conditions d’infrastructure locales. C’est encore une fois au fournisseur de l’infrastructure de charge de prendre les bonnes décisions concernant les différents types de charge et les meilleurs emplacements.
Développer des réseaux électriques fiables
Pour déterminer où placer les bornes de recharge, il faut examiner le réseau électrique local existant. La recharge des VE affecte le réseau électrique en augmentant les courants de court-circuit, en modifiant la durée de vie des équipements et en augmentant la tension au-delà de la limite standard. Si l’on choisit le mauvais emplacement pour l’infrastructure de recharge, on risque également d’avoir à supporter des coûts élevés en matière de développement du site.
Avant de prendre des mesures et de commencer à construire un réseau de points de charge, il est essentiel de consulter les fournisseurs de réseaux électriques locaux. Ils seront en mesure de vous informer sur la capacité du réseau électrique et sur la manière dont elle affectera la fiabilité de chaque station.
Créer des stations suffisamment accessibles afin d’optimiser leur utilisation
Nous insistons encore une fois sur l’accessibilité des bornes. Les usagers préfèreront recharger leur véhicule à des points de recharge près de chez eux que sur une aire de chargement située loin de leur domicile. Ainsi, lorsque vous construisez un réseau de recharge, vous devez trouver les points de recharge les plus pratiques en utilisant un outil de planification.
“En comprenant les schémas démographiques et comment et où les gens se déplacent, les fournisseurs d’infrastructures auront des informations sur les endroits précis où placer les infrastructures publiques et où la capacité du réseau électrique est suffisante.” déclare Laurence Chittock, chef de projet chez PTV.
Pour répondre à la demande accrue et plus régulière des bornes de recharge, il est toujours préférable de les placer dans des zones très fréquentées comme les centres commerciaux, près des centres-villes, les immeubles de bureaux ou les zones résidentielles.
Promouvoir l’écomobilité dans votre ville
La demande des véhicules électriques connaît une croissance exponentielle. Néanmoins, les consommateurs doutent encore de l’autonomie de ces véhicules et hésitent à faire de longs trajets avec leur VE, faute de stations de recharge bien placées.
C’est maintenant aux autorités chargées des transports et aux planificateurs de promouvoir l’e-mobilité en améliorant les infrastructures de recharge.