Une station de recharge rapide pour véhicules électriques à l'EPFL

Les voitures électriques peuvent être formidables, sauf lorsqu’on manque de temps pour les recharger. Les stations de recharge rapide résolvent en partie ce problème, mais faire le plein avec de l'électricité renouvelable et sans solliciter le réseau est plus ardu. Grâce aux technologies développées par le Laboratoire des systèmes électriques distribués (DESL) de l'EPFL et sa spin-off GridSteer, il sera bientôt possible de recharger sa voiture rapidement et de manière plus écologique. Ouverte au public avec deux emplacements à disposition, une nouvelle station de recharge rapide vient d’être installée sur le campus de l’EPFL à Ecublens, en collaboration avec l’opérateur de stations de recharge de véhicules électriques GOFAST. Le but de cette station est de tester une solution innovante développée par le DESL et GridSteer et d'étudier de nouveaux modèles économiques pour électrifier le secteur des transports en Suisse. Une fois l’option validée à l'EPFL, les activités seront déplacées vers un site de démonstration plus grand à Aigle, en collaboration avec Romande Energie et la commune d'Aigle.

Si les bornes de recharge rapide ont l'avantage de réduire le temps nécessaire pour recharger un véhicule électrique (VE) à environ une demi-heure au lieu de 8 heures en moyenne, elles exercent une forte pression sur le réseau électrique. La recharge d'un VE sur ce type de station de 150 kW équivaut à la consommation simultanée de tous les appareils de plus de 300 appartements. Si les habitants d’une ville devaient brancher et débrancher leurs VE avec de tels niveaux de puissance, cela entrainerait d’énormes variations de charge sur le réseau électrique. Et cela ne va faire qu’augmenter. Le passage planifié des motorisations à combustion vers l'électrique créera une pression croissante sur le réseau électrique déjà affecté par la transition vers les énergies renouvelables. L’enjeu est de taille : les réseaux électriques doivent pouvoir soutenir cette évolution dans le secteur des transports et de l'électricité si la Suisse veut atteindre ses objectifs énergétiques et climatiques.

Ecrans interactifs

Dans le but de lisser la charge des réseaux électriques et d'aider les opérateurs à gérer efficacement les fluctuations de l'offre et de la demande, les ingénieurs du DESL et de GridSteer unissent leurs forces dans trois directions : la prévision de la production et de la demande d'électricité à un jour, la planification à un jour et le contrôle en temps réel pour les réseaux électriques intégrant des énergies renouvelables et des stations de recharge rapide. Le projet est dirigé par Mario Paolone, directeur du DESL, et soutenu par l'Office fédéral de l'énergie dans le cadre de son Programme pilote et de démonstration.

Côté utilisateur, un écran interactif permet de choisir parmi différentes options de recharge, soit rapidement, soit en privilégiant une électricité plus écologique et locale. Côté scientifique, le fonctionnement de la station sera amélioré grâce à des algorithmes de contrôle d'optimisation capables de remplir simultanément plusieurs objectifs. Par exemple, les prosommateurs (à la fois utilisateur et producteur) industriels pourraient être intéressés par la gestion efficace des ressources énergétiques locales, l’amélioration de l’utilisation de l’autoproduction, la réduction de la charge de pointe sur le réseau, le contrôle des tensions du réseau local et/ou la gestion de la congestion des lignes électriques. Les opérateurs de réseau peuvent également être intéressés par la régulation de la distribution primaire et secondaire, et/ou par la fourniture en amont d'un support de puissance réactif au réseau électrique.

Deuxième station à Aigle

Ensuite, une autre station de recharge GOFAST devrait voir le jour à Aigle en janvier 2022. L’intérêt est de pouvoir les connecter non seulement à l’énergie photovoltaïque comme c’est le cas sur le campus de l’EPFL, mais également au réseau hydraulique disponible dans la région. En outre, un système de stockage d’énergie à travers une importante batterie de 2,5MWh complète le dispositif qui offre quatre bornes de recharge rapide pour huit places dans la commune chablaisienne.

Ces démonstrations s’inscrivent dans le cadre plus large du projet européen Multi Energy Storage Hub For Utility (MESH4U) qui rassemble des partenaires industriels et académiques de Pologne, d'Allemagne, de Suisse et d'Italie axés sur la recherche de nouvelles solutions pour l'intégration de plusieurs technologies de stockage d'énergie. Le but de cette collaboration internationale est de développer des algorithmes de planification et d'exploitation pour les centres de stockage multi-énergies, qui sont reproductibles et évolutifs et permettent un contrôle dynamique, flexible et sécurisé. Cela permettra d'étendre l'applicabilité des solutions développées à davantage de technologies et systèmes de stockage et servira tant les exploitants de réseau que les producteurs et les consommateurs.