La borne de recharge électrique, le guide complet

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12/2/2024
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La borne de recharge électrique est un des outils essentiels de la transition vers une mobilité durable. La voiture électrique se développe, les bornes de recharge fleurissent dans la rue, dans les parkings et les stations-service. Les équipements sont aujourd’hui variés et nombreux, ils n’ont pas tous les mêmes capacités et n’offrent pas tous les mêmes services. Voici donc un guide complet pour tout comprendre.

Qu’est-ce qu’une borne de recharge électrique ?

Borne de recharge est l’expression communément employée pour parler d’une station de recharge électrique. On parle aussi de : 

  • borne de recharge ;
  • borne de recharge voiture électrique ;
  • borne de recharge pour voitures électriques ;
  • station de charge électrique ;
  • station de recharge.

Si les expressions foisonnent en ce moment, c’est que le nombre de bornes de recharges augmente en proportion du parc d’automobiles électriques. Mais la nouveauté de ces objets dans nos espaces quotidiens ne doit pas nous faire oublier que la première automobile était électrique.

La « Jamais-Contente » du Belge Camille
La « Jamais-Contente » du Belge Camille – source wikimedia
  • 1834, première voiture électrique ;
  • 1852, début de commercialisation de véhicules électriques (1861 pour le moteur à explosion) ;
  • 1899, la « Jamais-Contente » du Belge Camille Jenatzy est la première automobile à dépasser les 100 km/h.

Au tournant du 19e siècle, New York voit apparaître ses premiers taxis électriques et donc les premières bornes de recharge.

La borne de recharge électrique, définition

Une borne de recharge électrique est un équipement conçu pour fournir de l’électricité aux véhicules électriques ou hybrides rechargeables.

Le rôle de la borne de recharge électrique est donc de ravitailler la batterie du véhicule en lui fournissant l’énergie nécessaire à son fonctionnement. Ces bornes, aussi appelées stations de recharge, peuvent être implantées dans des lieux publics comme les parkings, les stations-service, les centres commerciaux, mais également à domicile ou en entreprise, offrant ainsi aux propriétaires de véhicules électriques une solution pratique pour recharger leur véhicule.

La borne de recharge électrique, 3 types de bornes et 3 capacités de charge

On regroupe généralement l’ensemble des équipements de recharge électrique pour automobiles en 3 principales familles :

  • Borne domestique ;
  • Borne publique ;
  • Borne rapide.

La borne domestique ou borne de recharge domestique, cet équipement offre une commodité certaine puisqu’il permet la charge de véhicules naturellement immobilisés dans le garage du domicile ou le parking du lieu de travail. Facile d’utilisation, ce moyen est plus économique sur le kW qu’une station publique, mais représente un coût d’installation non négligeable.

La borne de recharge publique. Disponibles dans les rues, parkings, centre-commerciaux et stations-service (notamment sur les autoroutes) les stations de recharge publiques sont généralement équipées pour des recharges rapides. Elles sont beaucoup plus rapides que les bornes domestiques. Mais, elles peuvent être occupées et occasionner attente ou la recherche d’un autre point de charge. Suivant les réseaux disponibles, les tarifications sont variables et donc plus élevées qu’une recharge à domicile.

Signalétique européenne de station de recharge électrique
Signalétique européenne de station de recharge électrique – source Wikimedia

La borne rapide ou station de charge rapide. Elles sont la plupart du temps implantées sur les parcours longs comme les autoroutes. D’une puissance de 50 kW, une batterie de voiture est chargée à 80 % entre 20 et 30 minutes. C’est donc une solution pratique pour les déplacements longs ou un temps d’arrêt long est rarement apprécié. En revanche, le coût de recharge est souvent plus élevé et l’impact de charges rapides répétées sur une batterie peut entraîner une usure prématurée.

La borne recharge pour voiture électrique, explication du fonctionnement

La borne de recharge électrique fixée au mur (wallbox) est l’équipement qui prédomine dans le secteur domestique et dans certains parkings.

La borne de recharge électrique sur pied est surtout destinée à une installation extérieure. Les deux peuvent desservir d’une à deux automobiles.

Ces deux installations délivrent de l’électricité à travers différents câbles et des prises selon les modèles de véhicules et les stations de recharge. Certaines stations de recharge proposent plusieurs types de prises.

Les prises de recharge pour véhicules électriques

Les différents types de prises proposées sur le marché mondial ont des formes différentes (broches de contact, boîtiers et systèmes de sécurité), mais elles ont également des capacités de charge différentes.

Voici les prises actuellement disponibles sur le marché :

  • la prise domestique ;
  • la prise de recharge P17 bleue ;
  • la prise de recharge de Type 1 ;
  • la prise de recharge Type 2 ou « chargeur Mennekes » ;
  • la prise de recharge Type 2 Combo ;
  • la prise de recharge Type Combo CCS 2 ;
  • la prise de recharge CHAdeMO.

La prise domestique pour borne de recharge

La prise domestique est celle que nous connaissons, c’est la prise la plus abordable pour charger son véhicule depuis le réseau électrique du logement ou de l’entreprise, il suffit d’ajouter un connecteur compatible à un prolongateur doté d’une prise mâle standard qui sera branché sur le secteur.

Si la prise est raccordée à une installation monophasée, la puissance pourra être de 3,7 kW à 7,4 kW.

Si le réseau est raccordé en triphasé, la puissance de charge pourra aller de 11 à 22 kW. Ce qui diminue le temps de chargement, bien entendu.

Le câble de connecteur compatible doit être équipé d’une sécurité qui contrôle la température des fils et la tension à la fois de la voiture et de l’installation domestique.

La prise domestique équipe des installations qui peut recharger des batteries de véhicules électriques ayant une capacité de 23 kW.

La prise de recharge P17 bleue

Identifiable par sa couleur caractéristique bleue, elle est également connue sous le nom de « prise industrielle bleue » ou encore « prise CEE 3 broches — bleue ». La prise P17 bleue est souvent utilisée dans les installations industrielles, commerciales ou encore dans les campings pour raccorder les camping-cars et caravanes. Ce type de prise est largement utilisée en Europe et donc compatible avec de nombreux chargeurs de véhicules électriques. C’est une solution fiable et sécurisée qui offre une tension de 230 volts et qui peut supporter jusqu’à 32 ampères de puissance de charge.

La prise de recharge Type 1

Cette prise spécifique aux véhicules électriques fournit une puissance de charge allant jusqu’à 8 kW. Ce type de prise conforme aux normes est doté d’un verrouillage de sécurité et de communication qui indique le début et la fin du chargement. Elle est surtout utilisée en Asie et a été remplacée la plupart du temps par la prise de recharge de type 2.

Le chargeur Mennekes ou prise de recharge Type 2

Développée par la société allemande Mennekes dont elle tire son nom, la prise Type 2 est la prise actuellement la plus utilisée au sein de dans l’Union européenne. Ce connecteur peut délivrer une puissance allant jusqu’à 43 kW. Cette prise est équipée de broches conçues pour établir une connexion électrique sécurisée et une communication entre le véhicule et la borne de recharge. La prise de Type 2 est conçue pour supporter des charges élevées ce qui permet une recharge plus rapide des batteries.

La prise de recharge Mennekes Type 2 est aujourd’hui une des connexions les plus répandues en Europe, tant du côté des véhicules électriques que des infrastructures de recharge, contribuant ainsi à créer un écosystème de charge plus homogène et interopérable pour les utilisateurs.

La prise de recharge Type 2 Combo CCS

La prise de recharge Type 2 Combo CCS, aussi appelée Combo Charge System pour Combined Charging System, est une évolution de la prise de Type 2 standard. Cette prise intègre les connecteurs de recharge AC (courant alternatif) et DC (courant continu).
Pour la recharge AC, la prise de Type 2 Combo CCS fonctionne de la même manière qu’une prise de Type 2 standard.

Pour la recharge rapide en courant continu (DC), les contacts supplémentaires et spécifiques à la recharge DC permettent une transmission plus puissante et rapide de l’électricité vers la batterie du véhicule, réduisant ainsi considérablement le temps de charge.

Comme les autres prises de recharge, la prise Combo CCS assure également la communication entre le véhicule et la borne de recharge.

En matière de compatibilité, la prise de Type 2 Combo CCS est de plus en plus adoptée par les fabricants de véhicules électriques pour les charges rapides, mais sa présence peut varier selon les marchés et les normes adoptées. En revanche, cette prise est différente selon les pays. Pour l’Europe, une version Combo CCS 2, dont le chargement est évalué à 200-500 V/200 A et 100 kW, est disponible.

La prise de recharge CHAdeMO

ChadeMo est une contraction de charge de move. La prise de recharge CHAdeMO est reconnaissable par son design distinctif et ses connecteurs spécifiques. Elle est développée par un consortium de constructeurs japonais. Son principal avantage réside dans sa capacité à permettre la recharge en courant continu à des niveaux de puissance élevés : jusqu’à 100 kW. C’est donc une des prises permettant les temps de charge les plus courts.

La prise CHAdeMO facilite la communication bidirectionnelle entre le véhicule et la borne de recharge. Certains modèles de prises CHAdeMO intègrent un système de refroidissement pour éviter la surchauffe pendant la recharge rapide, assurant ainsi une meilleure durabilité et fiabilité du connecteur.

Les différentes prises de recharge pour véhicules électrique
Les différentes prises de recharge pour véhicule électrique – source wikimedia

Les câbles de charge de la borne de recharge

La prise n’est pas tout ! Pour bien comprendre le fonctionnement d’une borne de recharge, il faut également connaître les différents câbles de charge.

Les constructeurs ont été plus modestes que pour les prises, 2 câbles se partagent le marché :

  • Le câble de charge Mode 2 permet de relier le véhicule à une source d’alimentation en utilisant une prise domestique standard. Il intègre également des dispositifs de protection et de contrôle pour assurer une charge sécurisée optimisée. Ce type de câble est généralement utilisé pour des charges de basse puissance et est conçu pour une utilisation domestique. Il est généralement inclus dans les kits d’usine des fabricants.
  • Le câble de charge Mode 3. Contrairement au Mode 2 qui utilise une prise domestique standard, le Mode 3 implique l’utilisation d’une station de charge dédiée. Ce câble intègre des dispositifs de contrôle et de communication pour assurer une charge optimisée et sécurisée. Il est donc utilisé dans des environnements publics ou professionnels où des unités de recharge plus avancées sont implantées.
Prise de recharge électrique
Prise de recharge électrique - Source Pixabay

Le choix du modèle de prise de recharge dépend également du véhicule, ainsi que de son usage. Certains modèles de véhicules (comme les voitures hybrides) limitent la charge à 3 kW, quelle que soit la puissance de la borne. Les voitures 100 % électriques acceptent une puissance dans la limite de 7,4 kW.

Une borne de recharge électrique intelligente

Borne de recharge électrique intelligente, définition

Une borne de recharge intelligente est un équipement utilisé pour recharger les véhicules électriques qui intègre des fonctionnalités avancées de contrôle, de surveillance et de communication. 

Contrairement aux stations de recharge classiques, une station de recharge intelligente peut adapter la puissance de charge en fonction des besoins du véhicule et des ressources électriques disponibles.

Elle permet également la gestion à distance, la programmation de la recharge pour maximiser l’utilisation de l’énergie, et peut se connecter à des réseaux pour recueillir des informations sur la recharge, la facturation, ou pour offrir des services additionnels aux utilisateurs.

Les 3 principales fonctionnalités d’une borne de recharge intelligente

Les fonctionnalités d’une station de recharge intelligente ont comme objectif d’optimiser l’utilisation de l’énergie pour garder un équilibre entre la charge du ou des véhicules connectés et l’ensemble de la consommation répondant aux besoins du réseau. Il y a donc un double enjeu : optimiser par répartition et sécuriser le réseau.

Les fonctionnalités d’une borne de recharge intelligente ont un but économique majeur. Elles permettent d’installer une ou plusieurs bornes de recharges sans procéder à des changements d’installation ou à augmenter la puissance d’une installation.

La fonctionnalité de partage de puissance — Power Sharing

Également connue sous le nom d’équilibrage de charge, permet aux opérateurs de réseaux ou aux entreprises équipées de plusieurs chargeurs de distribuer proportionnellement la capacité énergétique disponible à toutes les bornes de recharge.

La répartition optimale de l’énergie de recharge intelligente peut donc éviter des mises à niveau coûteuses de l’infrastructure électrique d’une entreprise ou d’un domicile.

Par exemple, si votre réseau dispose d’une capacité maximale de 44 kW et que chaque borne de véhicule électrique a une puissance utile de 22 kW, plusieurs personnes peuvent vouloir recharger leurs véhicules simultanément. Grâce à la fonctionnalité de partage de puissance, un véhicule peut se charger à 22 kW, la capacité maximale autorisée par votre borne de recharge. Si un deuxième véhicule électrique se branche, les deux véhicules peuvent être chargés à leur capacité maximale de 22 kW sans dépasser la disponibilité maximale d’énergie de 44 kW. Cependant, dès qu’un troisième véhicule se connecte, la capacité est répartie entre les trois véhicules qui se chargent chacun à 14 kW. Si un quatrième véhicule se connecte, la quantité diminue à 11 kW par véhicule, et ainsi de suite.

Amplification de puissance ou limitation des pics — Power Boost

Cette fonctionnalité empêche de dépasser la capacité électrique maximale de son réseau.

L’amplification de puissance équilibre la charge disponible entre le chargeur et le reste des appareils électriques d’un réseau de façon dynamique.

Lorsque le système détecte que la capacité maximale va être atteinte, le système de contrôle de recharge intelligent réduit automatiquement la quantité d’énergie de charge de la borne jusqu’à l’interrompre tant que la quantité d’électricité n’est pas suffisante. 

Partage de puissance dynamique — Dynamic Power Sharing

Câble de recharge électrique
Câble de recharge électrique– source Pixabay

Le partage de puissance dynamique combine l’amplification de puissance et le partage de puissance.

La fonctionnalité DPS (Partage de Puissance Dynamique) surveille et mesure la demande d’un réseau ou d’un bâtiment par rapport à sa capacité énergétique autorisée. Lorsque la demande est inférieure à la capacité maximale, l’énergie disponible restante est dirigée vers le réseau de recharge.

Le système de recharge intelligent distribuera donc l’électricité disponible de manière équitable à toutes les bornes de recharge. A contrario, si la demande de l’installation dépasse le maximum autorisé, les bornes de recharge ne seront pas desservies.

Le duo borne de recharge électrique et borne d’arrêt minute

En ville, pour des questions de places disponibles, mais également pour des questions de volontés politiques locales, il est aujourd’hui possible de coupler une borne de recharge électrique avec une borne de stationnement ou borne d’arrêt minute (BAM).

La borne de recharge électrique Citicharge

borne de recharge électrique Citicharge
Borne Citicharge Citinnov

Citinnov a développé une offre spécifique pour les villes et les zones urbanisées. La borne Citicharge est une station de recharge pouvant être implantée partout, c’est-à-dire sur une aire de parking publique ou privée.

L’esthétique de ce nouvel élément de mobilier urbain s’intègre dans la gamme Citinnov des totems de commande et borne de stationnement et bornes escamotables.

L’intérêt de ce nouvel équipement est sa modularité.

La borne de recharge Citicharge permet :

  • de recharger tout type de véhicules électriques et hybrides ;
  • des recharges avec ou sans moyen de paiement ;
  • d’être supervisée par un superviseur urbain ;
  • d’être connectée avec les applis des opérateurs de mobilité ;
  • d’être asservie pour une répartition des charges et la protection du réseau.

C’est donc une borne de recharge qui embarque plusieurs solutions digitales :

  • UTL CITINNOV asservie à la supervision VIASOFT pour le pilotage de la puissance électrique et pour la communication avec les véhicules en charge ;
  • Un outil de gestion de bornes Maître/Esclaves pour optimiser les équipements réseau et abonnements GSM ou ADSL.

Le QR code affiché sur chaque borne permet à l’utilisateur d’accéder au contrôle de la prise de chargement avec son smartphone. 

Le couplage de la borne Citicharge avec la borne d’arrêt minute Citinnov

En tant que concepteur et fabricant de l’ensemble du matériel et des logiciels de contrôle, Citinnov propose une solution complète en intégrant les deux systèmes dans une seule borne de même taille (140 de haut sur 27 de diamètre).

Comme pour une borne d’arrêt minute classique, la BAM couplée à une Citicharge peut desservir deux places de parking.

L’avantage est évident, la solution offre une certaine durée de stationnement gratuite avec la possibilité de charger son véhicule électrique.

Les avantages du couplage de la borne de recharge électrique Citicharge et de la borne de stationnement BAM, le duo gagnant pour la ville

La démarche de Citinnov s’inscrit dans les objectifs des villes. L’entreprise développe des solutions pour la lutte contre la pollution, la décarbonation, les Zones à Faible Émission (ZFE) et pour le développement durable de centres-villes commercialement dynamiques et vivants.

Borne d’arrêt minute Citinnov
Borne d’arrêt minute Citinnov

La nouvelle borne de charge Citinnov couplée à ses BAM permet aux municipalités intéressées le développement de politiques locales.

Ce sont des outils positifs et incitatifs. Par exemple, une municipalité peut proposer aux propriétaires de véhicules électriques un temps de stationnement plus long ou un prix de rechargement réduit pendant la première demi-heure de stationnement, etc. Pour inciter aux énergies propres.

D’autre part, ces équipements intelligents communiquent avec la suite logicielle ViaSoft. Les services compétents peuvent donc savoir si la place de recharge est occupée ou libre, suivre la consommation électrique du véhicule. Dans le cas d’un véhicule garé sur la place sans recharge, il peut être verbalisé et orienté si nécessaire vers les bornes d’arrêt minute disponibles dans la ville.

La borne de recharge électrique Citicharge représente une source de revenus potentiels pour la municipalité qui peut donc, dans le cadre qu’elle souhaite, vendre des services de recharges et des heures de stationnement. La programmation du système et sa modularité permettent toutes les possibilités.

Logo français d’une borne de recharge électrique
Logo français d’une borne de recharge

Ce nouvel équipement urbain proposé par Citinnov annonce le futur des usagers de la ville et de l’emploi des véhicules électriques en accès aux zones urbaines. En effet, trouver des bornes de recharge rassure l’usager qui sait qu’il n’aura pas de problème d’approvisionnement en énergie pour son véhicule.

Du côté des pouvoirs publics, cet équipement sécurise la circulation des véhicules électriques et hybrides et fluidifie (par le couplage à une BAM) le trafic urbain par une rotation rapide des places de stationnement.

Les bornes Citicharge bénéficient du label Qualifelec et de la subvention Advenir

Les bornes Citicharge bénéficient du label Qualifelec et de la subvention Advenir

En conclusion, le développement de la borne de recharge électrique va s’amplifier avec l’augmentation du nombre de véhicules électriques. Ajouter des fonctionnalités à la distribution d’énergie est donc primordial pour assurer un service utile autant pour les usagers que pour les collectivités locales.

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