MA PLANETE EN 2030 | IoT et infrastructures de recharge électrique, comment construire la mobilité de demain ?

Face aux enjeux écologiques et aux besoins de mix-énergétique, les véhicules électriques et les bornes de recharges deviennent un enjeu majeur. Bien que les infrastructures de recharge se développent pour soutenir l’émergence des véhicules électriques, les usagers sont régulièrement confrontés à des difficultés d’accessibilité. Comment les nouvelles technologies et notamment les réseaux télécoms IoT peuvent aider à construire la mobilité de demain ?

Le marché des véhicules et recharges électriques encore en développement

Le marché mondial des voitures électriques et des bornes de recharges grandit, tant du point de vue des ventes que de celui du développement technologique. Les voitures électriques devraient représenter 90% de part de marché à l’horizon 2040, une tendance justifiée notamment par les nouvelles normes européennes avec l’interdiction à la vente des véhicules thermiques neufs d’ici 2035.  Toutefois, par comparaison avec les autres pays européens, la France subit un retard de déploiement des bornes de recharge. Fin 2021, on comptait en moyenne 44 bornes de recharge pour 100 000 habitants en France, contre 699 pour 100 000 habitants aux Pays Bas. La France n’a pas encore atteint son objectif de déployer 100 000 bornes de recharge sur son territoire à la fin 2021, actuellement il y en a environ 58 000, dont 10% de bornes de recharge rapide.

Pourquoi un tel retard ? L’une des questions qui peut susciter des inquiétudes auprès des particuliers est l’accessibilité financière des charges rapides, la hausse des prix de l’électricité et l’installation onéreuse et complexe des bornes de recharge. Cela engendre, de plus, une charge supplémentaire sur le réseau électrique d’une maison, ou nécessite le vote de l’assemblée générale de copropriété pour que le parking soit pré-équipé pour l’installation des bornes.

Les particuliers ne sont pas les seuls concernés par ces éléments. Les collectivités sont sujettes à des cadres budgétaires stricts et à des arbitrages qui peuvent freiner la multiplication rapide des infrastructures de recharge, très coûteuses, pourtant souvent réclamées et nécessaires. Les « électromobilistes » sont 20% à ne pas disposer d’une place de parking à domicile pour recharger leur véhicule. Ils doivent donc jongler entre les bornes publiques, qui peuvent être hors service ou occupées par des véhicules thermiques, avec parfois des facturations fluctuantes d’un acteur à un autre. Le développement des infrastructures de recharge au sein des villes et des entreprises est donc indispensable pour optimiser le réseau et permettre l’essor de la mobilité électrique.

L’atout de l’IoT sur le marché de la mobilité

L’Internet des Objets (IoT) a le potentiel pour transformer le marché de la mobilité en modifiant profondément la façon de rassembler les données, mais aussi en permettant de se connecter avec les utilisateurs et d’automatiser les processus. L’IoT consiste en la mise en réseau d’objets physiques qui, via l’utilisation de capteurs embarqués, d’actionneurs et d’autres dispositifs, vont collecter et transmettre des informations sur l’activité du réseau en temps réel. Ainsi, véhicules et infrastructures deviennent communicants, permettant d’optimiser la répartition des charges mais également d’offrir de nouveaux services aux utilisateurs, tant pour les particuliers que pour la gestion des flottes de véhicules électriques des entreprises. Qovoltis propose, par exemple, de faire communiquer les bornes chez les particuliers avec une recharge automatique pour profiter des meilleurs tarifs entre les heures creuses et pleines. Autre illustration, grâce à la solution IoT de Chargemap, l’usager peut localiser aisément les bornes de recharge à proximité et les filtrer selon ses besoins. C’est dans ces usages que l’IoT prend alors toute sa valeur.

Pour ce faire, les objets connectés communiquent grâce aux réseaux cellulaires sans fil. Le LTE-M et le NB-IoT sont des réseaux cellulaires spécialement destinés aux objets connectés, et idéaux pour les usages de la mobilité. Si la 4G ou la 5G permettent d’envoyer des flux de données importants en haut-débit, les avantages du LTE-M et du NB-IoT sont ailleurs. Technologies dites LPWA ou « Low Power Wide Area », le LTE-M et le NB-IoT disposent d’une couverture étendue du signal radio leur permettant de connecter les objets en mobilité sur une longue portée, même s’ils se trouvent dans des zones difficiles d’accès, tels que des parkings souterrains. Ces réseaux ont aussi l’avantage d’être très peu énergivores et de favoriser la sobriété énergétique avec une autonomie de batterie pouvant aller jusqu’à 10 ans, un élément indispensable pour accompagner une mobilité plus durable.

Si le retard de la France a été évoqué, l’Union Européenne (UE) s’est pourtant fixé un objectif ambitieux dans le déploiement des bornes de recharges électriques : 1 million doivent être fonctionnelles d’ici 2025. Les pays européens sont déjà en ordre de marche pour développer leurs infrastructures et atteindre ce but, et ce à un rythme effréné. Pour que les véhicules puissent toujours avoir accès à leurs données malgré le dépassement des frontières, l’itinérance des données (roaming) s’avère aujourd’hui indispensable. Ces accords entre opérateurs français et étrangers autorisant un basculement sur leur réseau mobile permettent déjà aux véhicules d’avoir accès à leurs données dans plusieurs pays.

Le Vehicle-to-Grid (V2G), une solution pour la mobilité de demain

Pour aller plus loin, énergéticiens et constructeurs automobiles ont prouvé qu’il est techniquement possible et économiquement rentable d’inverser, quand nécessaire, le rapport entre le réseau et les batteries des véhicules électriques. En effet, les véhicules électriques étant utilisés une heure par jour en moyenne, ils sont a priori disponibles le reste du temps pour apporter des services au réseau électrique. Cette technique capable de transformer les voitures en unité de stockage d’énergie et les bornes de recharge en convertisseur d’énergie s’appelle le « vehicle-to-grid » (V2G).

A l’horizon 2025, selon Dreev, le « vehicle-to-grid » sera particulièrement utile dans les situations de tension du réseau électrique et/ou en cas d’intempéries. Cette technologie est d’autant plus intéressante que les énergies renouvelables, qui représenteront la majorité du mix énergétique de demain, sont des sources intermittentes. Le stockage et le recours à l’énergie au sein des véhicules permettra de solutionner les phases creuses et améliorer la prédictibilité de l’énergie à disposition. En s’appuyant notamment sur les connectivités LTE-M et NB-IoT, le « vehicle-to-grid » pourra alimenter tout un foyer en cas de coupure d’électricité.

Le développement de la mobilité multimodalités et dite « verte » connaît un coup d’accélérateur. Les freins et blocages se lèvent progressivement et de nouvelles innovations se dessinent. Les infrastructures évoluent pour une gestion plus optimale. Les aspects d’énergie pour ces nouveaux moyens de locomotion verts sont repensés afin de répondre aux exigences de mix énergétiques actuels. L’IoT joue ainsi un rôle essentiel dans cette équation du futur, pour la construction de la ville communicante de demain.

Tribune rédigée par Bernardo Cabrera, Directeur de la BU IoT Objenious by Bouygues Telecom

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