Recharger une électrique : sur n'importe quelle prise ?

La question revient souvent. A priori, une voiture électrique se branche sur une prise électrique, comme n'importe quel appareil électrique. Mais la plupart des constructeurs pourtant, recommandent l'acquisition d'un boitier mural de charge, souvent désigné sous le nom anglais de wallbox. Pour quelle raison cet équipement est-il souhaitable ? C'est en fait tout simple, tout dépend de la capacité de la batterie. Une prise électrique standard en Europe de l'Ouest délivre un courant de 230V 16A, soit 3680 watts. Mais dans les magasins, si on regarde les plus puissants radiateurs électriques, les aspirateurs ou autres gros appareils électriques, leur puissance est de 2200 watts. C'est parce que la limite raisonnable qu'il est possible de tirer d'une prise de courant standard est de 10 ampères. Soit 2300 watts. Et c'est toute la différence avec une installation spécifique qui pourra délivrer un courant bien plus fort.


Remarques globales sur la charge d'une batterie

Dans la pratique, on ne peut calculer l'énergie absorbée par une batterie en charge par la simple multiplication de la puissance du courant délivré, avec le nombre d'heures de charge. Il faut déduire la perte d'énergie du chargeur, et considérer ensuite que la charge d'une batterie n'est pas un processus parfaitement linéaire. On peut le constater sur un ordinateur portable : si la batterie est complètement déchargée, on verra que cela prend moins de temps pour charger de 10 à 20 %, que de 90 à 100 %. Une estimation à la louche chiffrera ces facteurs à –15 %.

La théorie

La prise de courant standard

A supposer une voiture électrique qu'on souhaite recharger en une nuit de 8 heures sur une prise standard, la quantité maximale d'énergie que la prise pourra fournir sera de 2300x8 soit 18400 Wh. Avec le facteur réducteur de 15 %, cela donne 15640 watts utiles pour la batterie. Cela conviendra très bien pour une Peugeot Ion, dont la batterie a une capacité de 14,5 kWh.

La ligne dédiée

Par ligne dédiée, on entendra un câble électrique d'un diamètre de 2,5 mm, tiré entre le boitier de fusibles du logement et la prise murale où sera branchée l'auto. Cette ligne bénéficie de son propre fusible 20A, et rien d'autre que l'auto ne sera alimenté par ce fusible. L'automobiliste pourra alors disposer réellement de 16A, soit un courant de 3680 watts, et une énergie de 29440 Wh dans une nuit de 8 heures. Avec la réduction de 15 %, cela fait 25024 Wh, ce qui convient théoriquement à une Nissan Leaf, dont la batterie a une capacité de 24 kWh.

Le boitier de charge

Sur le marché, les boitiers de charge accessibles aux particuliers sont de 16, 32, et 50A. Soit 3680, 7360, et 11500 watts (théoriques). On peut donc charger beaucoup plus rapidement, et d'autant mieux que certains boitiers ont été conçus en collaboration avec des constructeurs auto, pour fournir un protocole de charge optimisé pour un modèle donné. Et en plus de la sécurité qu'offre un matériel professionnel, le boitier de charge offre l'avantage de la programmation. On peut ainsi brancher la voiture à l'heure que l'on veut, en sachant que la charge proprement dite ne débutera qu'au passage au tarif heures creuses. Le boitier mural peut aussi prodiguer des informations à l'utilisateur, comme la quantité d'énergie consommée et le temps de charge. A noter que ces informations peuvent éventuellement être transmises à distance. Ceci est cependant peu utile, puisque la plupart des voitures électriques proposent déjà ces mêmes fonctions. Mais pour la sécurité qu'ils offrent, la garantie de bon fonctionnement, et leur capacité à optimiser la charge, les boitiers de charge sont hautement recommandables, et même indispensables sur toute électrique dotée d'une grosse batterie.

La pratique

Le chargeur dans l'auto

Un boitier mural de charge, malgré son nom, ne charge pas, c'est le chargeur dans l'auto qui fait ce travail, en fixant sa limite. Si l'auto est équipée d'un chargeur 3,3 kW, elle ne pourra pas charger plus vite, peu importe qu'on la branche sur un boitier capable de fournir un courant beaucoup plus fort.

L'électronique de sécurité dans l'auto

Quand on branche une voiture électrique moderne, un dispositif de l'auto cherche à communiquer avec la borne externe, et s'il ne détecte rien parce que l'auto est branchée sur une prise standard, il va automatiquement brider la charge. Par exemple à 8A (1840 watts). Le temps de charge sera plus long...

La nécessité d'un abonnement élevé

L'abonnement à un fournisseur d'électricité fixe toujours un courant maximal. Pour une maison individuelle, ce peut-être par exemple 60A. L'acquisition d'une voiture électrique impose de souscrire un abonnement plus fort, pour que la consommation générée par la charge de l'auto puisse s'additionner à la consommation de la maison, sans tout faire disjoncter. Et plus le boitier mural est puissant, plus il faudra un abonnement élevé.

Remarque sur les heures creuses

Tout le monde comprend que pour réduire la facture d'électricité, on cherchera à faire la charge aux heures creuses. Mais les dites heures creuses varient considérablement d'une région à une autre. Aux Etats-Unis, il y a des gens qui ont 16 heures creuses par jour, alors qu'en France, des millions de clients d'EDF n'en ont que 6 continues (les heures creuses sont de 12 à 14 h et de 0h30 à 6h30). Il importe alors de s'équiper pour charger l'auto en moins de 6 heures...

Quelques expériences vécues

Pour le meilleur et pour le pire, le monde va vers la complexité. C'est ainsi que si les batteries ont considérablement progressées, il est plus difficile de recharger une Nissan Leaf qu'une vieille Peugeot 106 Electrique. Les voitures modernes sont bardées de dispositifs de sécurité, et il n'est plus possible de brancher une voiture électrique dans une maison où la mise à la terre n'est pas satisfaisante. L'auto effectue une mesure de la résistance de couple dés qu'elle se branche, et si cela ne va pas, elle ne charge pas. Les dispositifs modernes ont aussi une très grande sensibilité, telle qu'au passage heures pleines/heures creuses sur une prise domestique, la charge peut s'interrompre (et ne pas reprendre). Tout ceci ne peut qu'inciter l'automobiliste à s'équiper d'une installation de charge dédiée, fiable et sécurisée, et même à éviter de chercher à se brancher n'importe où !

Conclusion en regardant le futur

Nous sommes dans une période de transition, et l'époque où on pouvait brancher les voitures électriques sur n'importe quelle prise est en train de s'achever. D'un côté les normes de sécurité sont de plus en plus draconiennes, et les constructeurs ne veulent prendre aucun risque. Déjà, une voiture électrique charge mieux, et plus vite, avec un boitier mural d'un type préconisé par le constructeur. Demain, la question ne se posera même plus, puisque la capacité accrue des batteries ne permettra plus la recharge sur une prise standard.

Les voitures électriques ne seront attractives pour tous qu'avec une autonomie accrue, et cela signifie avec une quantité d'énergie embarquée accrue. On regardera dans 10 ans une Nissan Leaf avec sa batterie de 24 kWh, comme on regarde aujourd'hui un ordinateur qui a moins d'un gigaoctet de mémoire vive. Une Tesla Model S modèle 2012 a une batterie de 85 kWh. Sur une prise normale en 10A, il faudrait plus de 40 heures pour la recharger ! Quand des voitures avec des batteries d'une capacité de 100 kWh sont déjà à l'étude, il restera toujours des petits engins genre Renault Twizy, mais la vraie voiture électrique du futur ne se chargera que sur des bornes dédiées. On ne peut alors conseiller que de s'équiper dés aujourd'hui d'un boitier mural de charge, sachant qu'il sera prochainement indispensable, et on le prendra puissant (32 ou 50A, surtout pas 16A), pour qu'il soit encore valable dans quelques années.





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