Voitures électriques et recharge bidirectionnelle

publié le 28/03/2024 | mis à jour le 28/03/2024 | par Laurie Fouché

Qu’est-ce que la charge bidirectionnelle ?

La charge bidirectionnelle est un terme de plus en plus souvent utilisé quand on parle de mobilité électrique, car il s’applique aux véhicules électriques équipés d’une batterie. Le principe est simple, il s’agit d’envisager la batterie à la fois comme un élément de la voiture indispensable à son fonctionnement, mais aussi comme une batterie accessoire pouvant avoir de nombreux autres usages.

Cette technologie est née d’un constat : les véhicules électriques ne sont utilisés que 10 % du temps en moyenne. Le reste de la journée, ils sont stationnaires et leur batterie n’est pas utilisée. La charge bidirectionnelle a donc été créée pour trouver de nouveaux usages à ces batteries qui ne servaient qu’une très petite partie du temps.

Comment fonctionne la charge bidirectionnelle ?

Habituellement, le courant électrique ne va que dans une direction : du réseau d’électricité vers la batterie de la voiture, le plus souvent via une borne de recharge domestique ou publique. Cette électricité est ensuite utilisée pour faire fonctionner le moteur électrique. Dans le cas de la charge bidirectionnelle, l’électricité stockée peut « ressortir » de la voiture lorsque cela est jugé nécessaire ; autrement dit, elle peut être utilisée pour autre chose que l’alimentation du moteur. L’électricité peut donc circuler dans deux sens : du réseau vers la batterie et de la batterie vers un appareil ou un réseau extérieur.

À quoi sert la charge bidirectionnelle ?

Il existe d’ores et déjà plusieurs applications pratiques de la charge bidirectionnelle, par exemple :

• la technologie V2G (pour vehicule-to-grid, ou « du véhicule vers le réseau ») ;
• la technologie V2H (pour vehicle-to-home, ou « du véhicule au domicile ») ;
• la technologie V2B (pour vehicle-to-building, ou « du véhicule vers le bâtiment ») ;
• la technologie V2L (pour vehicle-to-load, ou « du véhicule vers la cargaison »).

Chacun de ces usages comporte ses particularités.

Charge bidirectionnelle V2G

La technologie V2G permet d’utiliser un grand nombre de voitures électriques stationnaires pour stabiliser le réseau électrique. Une seule batterie de voiture ne fait pas une grande différence à l’échelle du pays, mais ce sont plusieurs millions d’exemplaires qui sont vendus chaque année. Une fois cumulées, toutes ces capacités de stockage deviennent très intéressantes.

Voici comment fonctionne la V2G :

• lorsque la production d’électricité est forte et la demande faible, les batteries des véhicules électriques (VE) branchés au réseau sont utilisées pour stocker le surplus. Cela permet par exemple de ne pas perdre une forte production solaire ou éolienne qui interviendrait à un moment où l’électricité n’est pas consommée en grande quantité par les Français ;
• lorsque la demande augmente et la production diminue, l’électricité stockée peut être renvoyée vers le réseau.

L’objectif premier de la batterie en question restant de faire fonctionner le VE, l’utilisateur programme la recharge pour être sûr que la V2G ne l’empêche pas d’utiliser sa voiture électrique lorsqu’il en a besoin. Il suffit d’indiquer l’heure de départ souhaitée et la batterie sera rechargée à temps, quels que soient les besoins du réseau.

Technologie V2H

La technologie vehicle-to-home reprend le même principe que la V2G, mais le réseau à alimenter est celui du logement. Ainsi, la batterie du VE peut être utilisée pour stocker de l’énergie ou pour fournir de l’énergie à toute la maison :

• la voiture électrique est rechargée en priorité lorsque l’électricité est peu chère. Sur ces périodes-là, les consommations du foyer sont puisées sur le réseau public d’électricité ;
• lorsque le tarif augmente, l’habitation passe en mode autonome autant que possible. Autrement dit, c’est l’électricité qui se trouve dans la batterie qui est utilisée pour alimenter le logement.

La variation du prix de l’électricité sur la journée est le plus souvent due à la souscription d’un contrat Heures Pleines Heures Creuses (HPHC). Les Français qui choisissent cette option bénéficient de 8 h par jour d’électricité à un tarif préférentiel ; ces Heures Creuses sont réparties en une à trois plages horaires dans l’après-midi et la nuit. En contrepartie, les 16 h restantes (Heures Pleines) sont un peu plus chères qu’en option Base (un seul prix du kWh toute la journée). Avec un contrat de ce type, la V2H est utilisée pour décaler un maximum de consommations sur les plages d’Heures Creuses. En Heures Pleines, la batterie de la voiture est utilisée pour faire fonctionner les appareils dans la maison plutôt que de consommer de l’électricité plus chère.

Depuis le déploiement des compteurs Linky dans les logements français, les fournisseurs d’électricité peuvent proposer leurs propres options tarifaires, différentes de Base et HPHC. La plupart des opérateurs en font usage, notamment dans le cadre des offres d’électricité pour borne électrique ; c’est par exemple le cas du contrat Charge’Heures de TotalEnergies.

Notons aussi que la technologie V2H est une solution de stockage de l’énergie solaire pour les propriétaires de panneaux solaires. Si le véhicule est branché au domicile en journée, il peut emmagasiner l’électricité solaire produite par les modules photovoltaïques. Lorsque l’utilisateur a besoin d’électricité en soirée, il consomme en priorité sa propre production.

La technologie V2H couplée à un contrat d’électricité peu cher permet de faire des économies de taille. Pour trouver l’offre la plus adaptée à ce type de consommation, il est conseillé d’utiliser un comparateur de fournisseurs d’électricité gratuit en ligne. Pour un accompagnement personnalisé, il est conseillé d’appeler un expert énergie Choisir.com ; ces professionnels sauront trouver le contrat parfait dans votre situation. Pour rappel, le changement de fournisseur d’énergie est gratuit, sans coupure et sans engagement pour les particuliers en France.

V2B en charge bidirectionnelle

La technologie V2B est très similaire au V2H, mais le bâtiment à alimenter n’est alors pas une maison individuelle. La V2B peut servir à alimenter :

• une entreprise (bureaux, usine, etc.) grâce aux VE branchés sur les bornes du parking. La société utilise pour cela sa propre flotte de véhicules et, éventuellement, ceux de ses collaborateurs ;
• un commerce (PME, centre commercial, etc.) avec les voitures des employés et visiteurs qui se branchent sur les bornes à disposition ;
• un bâtiment public (administration, équipement sportif, etc.) grâce aux VE branchés sur les stations de charge du parking ;
• les parties communes d’un immeuble collectif. Il faut pour cela faire installer des bornes de recharge dans la copropriété qui soient compatibles avec la charge bidirectionnelle. Dans la plupart des cas, il n’est toutefois pas possible d’alimenter son appartement personnel avec l’électricité stockée dans la batterie, la borne de recharge bidirectionnelle étant installée sur le réseau d’électricité des parties communes.

Dans ce cas-là aussi, le but est de faire des économies sur les factures d’électricité en profitant des prix les plus bas. Cela a également l’avantage de favoriser les énergies vertes et de diminuer les consommations d’électricité produite à partir de ressources polluantes. Pour le moment, ces usages restent rares, mais ils se développeront très certainement dans les années à venir.

Technologie V2L pour voiture électrique

Le vehicle-to-load signifie « du véhicule vers la cargaison », c’est-à-dire que la voiture électrique est utilisée pour charger directement d’autres appareils. Très concrètement, le véhicule électrique bidirectionnel V2L est équipé de prises électriques à l’intérieur (sous les sièges passagers arrière, dans le coffre, etc.) ou au niveau de la prise de charge extérieure. L’utilisateur n’a qu’à brancher l’appareil de son choix pour que celui-ci soit alimenté par la batterie du moteur comme s’il était branché à la maison.

Cette solution est très appréciée des personnes ayant un mode de vie nomade ou utilisant leur voiture électrique pour partir en voyage, pour faire du camping, etc. Associée à une borne de recharge mobile, la V2L donne une grande flexibilité à l’utilisateur et facilite la gestion de ses déplacements au long cours.

Notons que cet usage de la charge bidirectionnelle est le seul qui ne nécessite pas de choisir une borne de recharge pour voiture électrique compatible avec cette technologie. En effet, le chargement de la voiture électrique est « normal » : du réseau vers la batterie. L’utilisation en sens inverse (du véhicule vers l’extérieur) se fait uniquement via des prises situées directement sur ou dans la voiture.

Pourquoi investir dans la charge bidirectionnelle ?

Les usages de la charge bidirectionnelle détaillés ci-dessus sont en plein développement, et on peut s’attendre à les voir se démocratiser dans les années à venir. Il existe plusieurs raisons à cela.

Augmentation du nombre de véhicules électriques en circulation

Depuis plusieurs années déjà, les pouvoirs publics encouragent les Français à investir dans la mobilité électrique. Pour cela, de nombreuses aides financières pour l’électromobilité ont été mises en place, comme le bonus écologique, la prime à la conversion ou la prime au rétrofit. De plus, d’autres avantages indirects sont proposés, par exemple la location longue durée de voiture électrique à 100 € pour les ménages les plus modestes ou le barème kilométriques pour véhicule électrique de 20 % supérieur à celui des voitures thermiques.

Toutes ces incitations financières ont l’air de fonctionner. Les chiffres de l’Avere-France (Association nationale pour le développement de la mobilité électrique) pour 2023 sont excellents :

• 491 866 véhicules légers électriques neufs ont été immatriculés dans l’année. C’est 49,5 % de plus qu’en 2022 pour les voitures 100 % électriques et une augmentation de 28,5 % pour les hybrides rechargeables ;
• les VE comptent pour 22,83 % du marché à l’année, contre :
  • 18,3 % en 2022,
  • 15 % en 2021,
  • 9,5 % en 2020 ;
• il existait 118 009 bornes de recharge ouvertes au public à la fin de l’année, après une augmentation de 44 % au cours des 12 derniers mois.

Ces chiffres ont une influence directe sur l’intérêt de la charge bidirectionnelle à l’échelle de la société : plus il existe un nombre important de VE en circulation, plus la capacité de stockage totale représentée par leurs batteries est élevée. Il devient alors très intéressant d’exploiter cette ressource lorsque les voitures sont immobilisées. Cela est surtout vrai pour la technologie vehicle-to-grid qui alimente directement le réseau public d’électricité.

Développement des énergies renouvelables

Historiquement, le marché de la production et de la consommation d’électricité était très rigide :

• l’électricité était produite en grande quantité en quelques points précis du territoire (centrales nucléaires, centrales thermiques et barrages hydroélectriques) ;
• la consommation se faisait en un très grand nombre d’endroits (logements, entreprises, industries, etc.) ;
• les gestionnaires de réseau (RTE et Enedis dans la majorité des cas) s’occupaient de faire correspondre la production à la consommation des Français.

Or, depuis l’avènement des énergies renouvelables (particulièrement le solaire et l’éolien), la production est morcelée : il existe un grand nombre de très petites centrales gérées par des entreprises privées ou installées par des particuliers sur leur propriété (toiture photovoltaïque par exemple). Une partie de cette électricité est consommée directement sur place, c’est ce que l’on appelle l’autoconsommation, mais le reste est souvent injecté sur le réseau de distribution de l’électricité.

De plus, ces énergies vertes sont intermittentes, c’est-à-dire que leur production n’est pas constante. Elle est élevée lorsque les conditions sont bonnes (ensoleillement pour le photovoltaïque, vent pour l’éolien) et nulle lorsque les conditions sont mauvaises.

Ces éléments ont largement complexifié la gestion de la production d’électricité, et une partie de cette électricité verte est perdue faute de demande au moment de la production. La charge bidirectionnelle est un outil intéressant pour favoriser l’essor des énergies renouvelables car elle permet de stocker cette électricité propre en attendant qu’elle soit réellement nécessaire.

Maîtrise des coûts de l’électricité

À l’échelle du particulier, il est difficile de s’en rendre compte, mais le prix de l’électricité varie fortement d’un jour à l’autre et même d’une heure à l’autre. Cela est plutôt logique : il s’agit d’un bien immatériel dont la production est compliquée et qui est très difficilement stockable en grande quantité. Donc, lorsque la production est forte et la demande faible, le prix baisse. À l’inverse, lorsque la production est trop faible pour couvrir la demande, les tarifs augmentent.

Les consommateurs ne s’en rendent pas compte car les fournisseurs d’énergie proposent des contrats d’électricité avec un tarif, voire deux (en Heures Pleines Heures Creuses). Pour cela, ils lissent les coûts qu’ils s’attendent à subir sur une période longue. Toutefois, cela impacte fortement les entreprises françaises, particulièrement celles qui consomment une grande quantité d’électricité. Elles mettent déjà en place des stratégies pour maîtriser leurs dépenses énergétiques, comme l’effacement des consommations lors des pics de demande.

La technologie bidirectionnelle sur véhicules électriques a le potentiel de participer à cet effort : les particuliers en tirent profit en décalant leurs consommations sur les heures creuses avec le V2H, ils font d’ailleurs du même coup diminuer le coût d’une recharge de voiture électrique. Les entreprises font quant à elles des économies sur les factures d’électricité avec le V2B.

Équilibrage du réseau électrique national

Comme indiqué ci-dessus, l’équilibrage du réseau électrique français est une tâche qui s’est grandement complexifiée ces dernières années, notamment du fait de la création d’un très grand nombre de petites centrales électriques, en particuliers sur nos toitures. La démocratisation de la charge bidirectionnelle est une très bonne nouvelle pour les acteurs qui en sont responsables. Ils ont ainsi accès à une capacité de stockage de taille sans avoir besoin d’investir massivement dans des infrastructures coûteuses et encombrantes.

Quels sont les avantages et inconvénients de la charge bidirectionnelle ?

Comme toutes les nouvelles technologies, la charge bidirectionnelle présente plusieurs atouts de taille, mais s’accompagne aussi de son lot d’inconvénients. Avant d’investir, il est donc nécessaire de bien se renseigner sur tous les aspects de son utilisation.

Quelles sont les voitures électriques à charge bidirectionnelle ?

Bien que cette technologie soit encore jeune, certains constructeurs automobiles commercialisent dès à présent des VE de ce type.

Les voitures électriques équipées de prises V2L en France sont :

• la Kia EV6 ;
• les Hyundai Ioniq 5 et Ioniq 6 ;
• les MG Marvel, MG4 et MG5.

De plus, les modèles Kia et Hyundai sont également compatibles V2G et V2H. Il faut toutefois les brancher à une borne de recharge bidirectionnelle elle aussi pour profiter de ces fonctionnalités. Il existe d’autres voitures électriques V2G en France, notamment :

• la Nissan Leaf ;
• la Nissan e-NV200 ;
• la Mitsubishi Eclipse Cross.

Enfin, d’autres fabricants ont d’ores et déjà annoncé leur volonté de se lancer sur ce marché. C’est notamment le cas de Renault, Peugeot, Citroën, Volkswagen et Tesla.

Combien coûte la technologie bidirectionnelle ?

Le prix d’une borne de recharge bidirectionnelle est de 6 000 € en moyenne, mais peut varier d’un fabricant à un autre. À cela s’ajoute le coût d’installation de la borne électrique par un installateur IRVE, obligatoire dans la grande majorité des cas et indispensable pour bénéficier d’aides financières (voir ci-dessous). En effet, ce professionnel connaît par cœur les normes pour bornes électriques et garantit que l’installation sera sécurisée. De plus, il peut proposer un contrat de maintenance pour la station de charge qui permet d’utiliser l’appareil plus sereinement.

En ce qui concerne le prix d’achat d’un véhicule électrique à charge bidirectionnelle, il varie fortement selon la marque et le modèle, de 30 000 à 50 000 €. Pour profiter de cette technologie, il faut en effet le plus souvent se tourner vers un véhicule neuf, ce qui peut coûter très cher. Le marché de l’occasion électrique commence doucement à se développer, il devrait donc être possible de trouver ces modèles de seconde main dans les années à venir.

Notons également que certains constructeurs automobiles proposent la charge bidirectionnelle en option (généralement la V2L). Cette fonctionnalité est alors facturée 1 000 à 2 500 €.

Quelles aides pour financières pour la charge bidirectionnelle ?

Il n’existe pas d’aide financière spécifique à l’achat d’appareils disposant de cette technologie. Toutefois, plusieurs coups de pouce financiers permettent de faire baisser le prix d’achat d’un véhicule électrique comme :

• le bonus écologique ;
• la prime à la conversion ;
• la prime au retrofit électrique ;
• le microcrédit véhicules propres qui doit être remboursé mais garantit un taux bas.

De plus, il existe également des aides pour l’installation d’une borne de recharge, notamment :

• un crédit d’impôt ;
• la TVA à taux réduit ;
• la prime Advenir pour borne électrique ;
• des aides des collectivités territoriales.

Enfin, il est possible de faire des économies sur la recharge du véhicule électrique à la maison. Il suffit pour cela de comparer les contrats d’électricité et de souscrire le moins cher. Les conseillers Choisir.com sont joignables par téléphone pour un accompagnement personnalisé et gratuit.