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Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE)*, entre 200 et 300 millions de véhicules électriques devraient circuler dans le monde d'ici à 2030, et ce chiffre est en constante augmentation. Ainsi, leur rôle dans les réseaux électriques intelligents, les Smart Grids, devient de plus en plus important. Les véhicules électriques peuvent non seulement absorber de l'énergie, mais aussi la stocker et la réinjecter dans le réseau électrique en cas de besoin. Ils agissent ainsi comme des batteries tampons décentralisées pour compenser les fluctuations dans l'apport d'énergies renouvelables et renforcer la stabilité du réseau. La base technique de cet échange bidirectionnel d'énergie (Vehicle-to-Grid, ou V2G) repose sur le protocole de communication ISO 15118.
ISO 15118 : Facilitateurs technologiques pour la charge bidirectionnelle et intelligente
En tant que norme inter-fabricants, l'ISO 15118 définit la communication entre le véhicule électrique, l'infrastructure de charge et, si disponible, les systèmes backend tels que les plateformes de gestion de l'énergie. En tant que partie du système de charge combiné (CCS), le protocole utilise la communication par ligne de puissance (PLC) via le câble de charge pour garantir une transmission de données sécurisée et fluide pendant le processus de charge.
Avec l'ISO 15118-20, la charge bidirectionnelle est entièrement supportée pour la première fois. Les véhicules électriques peuvent ainsi être intégrés de manière flexible comme des stockages d'énergie décentralisés dans le réseau électrique. En mode dit V1G (supporté par l'ISO 15118-2) – c'est-à-dire lors d'une charge unidirectionnelle planifiée – le processus de charge peut, par exemple, être transféré à des créneaux horaires économiques et respectueux du réseau. Le système réagit ainsi de manière dynamique à des signaux tels que les prix de l'électricité, la charge du réseau ou les préférences des utilisateurs.
Le mode V2G va un pas plus loin : il permet également des décharges. Les systèmes de gestion de l'énergie externes peuvent prendre des décisions basées sur les conditions actuelles et prévues du réseau concernant le moment et la quantité d'énergie à charger ou à réinjecter. Les opérateurs d'infrastructure et de réseau obtiennent ainsi un nouvel outil
pour gérer la charge du réseau – par exemple en réduisant ciblé le pouvoir de charge ou en réinjectant de l'électricité lors des périodes de pointe.
Nouveaux modèles économiques pour les flotte
Pour les exploitants de flottes dans le secteur de la logistique ou des transports publics, cela ouvre de nouvelles opportunités d'affaires : la capacité de la batterie des véhicules non utilisés peut être temporairement mise à la disposition du réseau et commercialisée en tant que service de flexibilité.
De plus, l'ISO 15118 permet une communication cryptée ainsi qu'une authentification automatique standardisée – la base pour des processus de charge en "Plug & Charge" confortables aux points de charge publics.
Normes communes pour une véritable interopérabilité V2G
Pour une mise en œuvre évolutive du V2G, tous les acteurs impliqués doivent collaborer étroitement : constructeurs automobiles, opérateurs de points de charge (CPO), opérateurs de réseaux et prestataires de services de mobilité. La base technique repose sur des normes interopérables permettant une communication uniforme à travers l'ensemble du système.
Trois protocoles principaux jouent un rôle clé ici :
ISO 15118 : régule la communication entre le véhicule (EV) et le point de charge (EVSE), y compris la charge en "Plug & Charge" et le transfert d'énergie bidirectionnel.
OCPP 2.x (Open Charge Point Protocol) : régule l'interface entre le point de charge (EVSE) et le système d'arrière-plan du CPO – servant ainsi de "langue" universelle pour la gestion des bornes de recharge. Avec la version OCPP 2.1 attendue en 2025, ISO 15118-20 ainsi que les fonctions V2X étendues telles que l'intégration des sources d'énergie décentralisées (DER) et le remplacement des batteries seront également soutenues.
OCPI (Open Charge Point Interface) : standardise la communication entre les CPOs et les fournisseurs de services E-Mobility (EMSP) – pour, par exemple, le roaming et la fourniture de services au-delà des frontières du réseau.
Une véritable fonctionnalité V2G ne peut être mise en œuvre de manière économiquement et techniquement viable que si ces trois protocoles sont intégrés. Seule une mise en œuvre commune par les OEMs, les CPOs
et les EMSPs crée l'interopérabilité nécessaire pour un réseau énergétique intelligent et évolutif. En tant que partenaire expérimenté en ingénierie logicielle, Intellias soutient les entreprises tout au long de la chaîne de valeur – de la conformité aux normes au développement de solutions backend intelligentes pour le chargement intelligent et le V2G.
Le rôle potentiel des véhicules électriques en tant que participants actifs à la stabilisation du réseau et comme stockages d'énergie décentralisés est évident – et la base technologique est largement présente. Mais qu'en est-il de la mise en œuvre pratique dans l'industrie ?
V2G dans le monde : Stratégies et défis régionaux
De plus en plus de constructeurs automobiles équipent leurs véhicules électriques avec l'ISO 15118, notamment les générations de modèles plus récentes. La capacité V2G devient ainsi la nouvelle norme. Cependant, des différences régionales se manifestent dans la mise en œuvre :
Europe : Ici, les réglementations légales poussent le développement V2G – par exemple par le paquet "Fit for 55", la réglementation sur les infrastructures de carburants alternatifs (AFIR) ou les directives européennes pour le réseau de transport transeuropéen (TEN-T). Des projets pilotes aux Pays-Bas, au Danemark, en France et au Royaume-Uni testent actuellement la faisabilité technique et économique.
États-Unis : Le marché est organisé de manière décentralisée. Des États individuels, des fournisseurs ou des entreprises initient des projets. Les programmes de subventions pour les véhicules électriques et les infrastructures de recharge dans certains États rendent le V2G économiquement plus attrayant – malgré l'absence d'une réglementation nationale.
Chine : En tant que plus grand marché mondial des véhicules électriques, la Chine poursuit une approche axée sur la technologie et dirigée par l'État. L'objectif est d'utiliser la flotte nationale de véhicules électriques pour stabiliser le réseau, répondre à la demande énergétique croissante et intégrer les énergies renouvelables. Une feuille de route précise pour le V2G a été définie – soutenue par une collaboration étroite entre le gouvernement, les opérateurs de réseau étatiques et l'industrie nationale des véhicules et des batteries.
Malgré des approches différentes, tous les marchés font
face à des défis similaires : coûts élevés pour les chargeurs bidirectionnels, préoccupations concernant la dégradation des batteries et nécessité d'interfaces de communication sécurisées et robustes.
Infrastructure comme goulot d'étranglement
L'infrastructure de charge reste un obstacle central : alors que le côté des véhicules se modernise rapidement, une grande partie des stations de recharge installées aujourd'hui reposent encore sur des systèmes plus anciens et incompatibles. Bien que certains composants puissent être mis à jour par un logiciel, il faudra souvent remplacer le matériel – avec des besoins d'investissement et des délais conséquents.
Peu de fabricants – dont Siemens et ABB – proposent actuellement des solutions de charge avec un support complet de l'ISO 15118. Bien que des normes ouvertes comme OCPP et OCPI continuent d'évoluer, le chemin vers une intégration V2G généralisée est encore long.
Retour d'expérience : Projets V2G dans le monde
De nombreux acteurs testent déjà le V2G dans des conditions réelles. Trois exemples montrent la diversité des applications possibles :
À Utrecht (Pays-Bas), une flotte de 500 Renault 5 avec la technologie Mobilize-V2G est utilisée dans un modèle de partage de voitures – une première en Europe.
Dans le Massachusetts, un district scolaire utilise des chargeurs bidirectionnels pour amortir les pics de demande en été et générer des revenus.
Et Ford permet déjà le V2H avec le F-150 Lightning via le "Intelligent Backup Power". GM prévoit d'introduire le V2H pour tous les EVs Ultium d'ici 2026. Nissan mise toujours sur le V2G et a certifié en 2024 un chargeur bidirectionnel de Fermata Energy.
Qu'est-ce que cela signifie ?
Le V2G est vu mondialement comme une opportunité et est mis en œuvre dans des projets pilotes. Il s'agit maintenant de mettre en place rapidement les conditions cadres nécessaires et les normes, afin que les parties prenantes des projets puissent enfin aller au-delà des pilotes – où tout le monde doit tirer dans le même sens !
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
La recherche sur le sujet a été effectuée pour nous par Volodymyr Zavadko, Directeur de Livraison, Responsable des Transports chez Intellias.
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