Yacine SEHIMI, Doctorant, soutiendra sa thèse le 7 juillet 2022 à 14h sur « la conception d’un réseau et d’une infrastructure de recharge rapide vehicle-to-vehicle à partir d’une flotte de véhicules partagés ». Le partage permettrait de limiter l’impact des recharges sur le réseau aux heures de forte demande en électricité. La thèse présente également un outil de simulation du pilotage des puissances lors du transfert entre véhicules.
Cette thèse aura lieu au T128 – T130, 13 Rue de Toul 59000 Lille.
Encadrants académiques et écoles/universités :
- L2EP – Laboratoire de Génie Electrique et d’Electronique de Puissance
- Encadrants académiques
- Directeur de thèse : Benoit Robyns, Professeur des universités Junia HEI
- Encadrant académique : Khaled Almaksour, Maître de conférences Junia HEI
- Institut VEDECOM
- Encadrant industriel : Jihen Sakly, Ingénieur de recherche chez VEDECOM
Composition du jury
- Rapporteur : Eric Monmasson, Professeur des universités Université de Cergy-Pontoise
- Rapporteur : Marc Petit, Professeur des universités Centrale Supélec
- Examinateur : François Costa, Professeur des universités ENS Paris Saclay (SATIE) France
- Examinateur : Benoit Robyns, Professeur des universités Junia HEI (L2EP)
- Examinateur : Khaled Almaksour, Maître de conférences Junia HEI (L2EP)
- Examinateur : Jihen Sakly, Ingénieur de recherche Institut Vedeco
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Résumé
La recharge rapide Vehicle-to-vehicle (V2V) permet de recharger un véhicule électrique en manque d’autonomie en déchargeant partiellement un ou plusieurs véhicules électriques disposant d’un surplus d’énergie. L’utilisation d’une flotte de véhicules électrique partagés pour la décharge permettrait à son gestionnaire de les valoriser lorsqu’ils ne sont pas utilisés pour le transport. De plus, la recharge des véhicules partagés peut se réaliser à une puissance plus faible que la puissance fournie en recharge rapide, ce qui permet de réduire la puissance de raccordement nécessaire au réseau de distribution, et les renforcements éventuels de ce dernier. Cette réduction de l’appel de puissance pourrait par ailleurs limiter l’impact des recharges sur le réseau aux heures de forte demande en électricité. Dans une première partie, l’objectif est d’analyser à l’aide d’un modèle de simulation les bénéfices apportés par le V2V pour les acteurs du réseau électrique, à savoir les gestionnaires du réseau de distribution et de transport. Dans un second temps, la conception d’une architecture d’électronique de puissance permettant le pilotage du transfert d’énergie entre les véhicules est réalisée, et sa commande dans les différentes stratégies de pilotage des puissances est validée par simulation. Enfin, la validation expérimentale du pilotage du convertisseur DC/DC multi-sources de cette architecture est effectuée.
La recharge par induction est une des solutions technologiques candidates pour le déploiement de la « Route Electrique » en France et en Europe. Elle permet de recharger les véhicules électriques en roulant. Le principal avantage est la réduction de la taille des batteries des véhicules tout augmentant l’autonomie des véhicules électriques. Elle s’adapte tout particulièrement aux besoins du secteur logistique et du transport routier longue distance.
Des expérimentations concluantes
Depuis une première mondiale en juillet 2018 dans le cadre du projet européen H2020 baptisé FABRIC, avec deux véhicules se chargeant à 20kW en roulant chacun à 100 km/h en même temps sur une piste (système tertiaire américain), VEDECOM a développé avec ses partenaires Renault, Stellantis et EDF, une technologie propre de recharge en roulant par induction à une puissance de 30 kW. Le système est composé des bobines et boîtiers électroniques qui doivent être intégrés dans la route pendant son renouvellement ou construction.
30 kW, c’est la puissance nécessaire et suffisante pour recharger un véhicule léger sur autoroute.
D’après les premiers tests obtenus sur une plateforme d’essai, le rendement obtenu atteint plus de 90% ce qui est un excellent taux. D’autres tests ont permis de valider le respect des normes de champ électromagnétique, sachant que le système est sécurisé : l’induction ne s’active qu’au passage du véhicule et si le système de communication reconnaît et valide le déclenchement de sa recharge. VEDECOM continue de développer son système dans le cadre du projet VERA (PIA).
D’autres technologies de recharge par induction sont testées en Europe, notamment la solution de l’israélien ElectReon : son système DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer) est notamment testé sur le circuit italien « Arena del Futuro » de 1050m.
INCIT-EV et le Use Case 2 – Démonstration de la recharge inductive en roulant dans Paris
VEDECOM testera sa technologie en zone urbaine, à Paris, au second semestre 2022, dans le cadre du projet européen INCIT-EV. INCIT-EV vise à tester et évaluer sept technologies différentes de recharge. Doté d’un budget de 18M€, il rassemble 33 partenaires de 8 pays différents. Les objectifs : démontrer la réplicabilité de ces solutions, garantir l’interopérabilité et nourrir un outil d’aide à la décision pour réaliser les choix les plus adaptés aux territoires. Un projet centré sur l’expérience utilisateur, pour INCITer à l’usage des Véhicules Electriques. Ces expérimentations sont lourdes d’enjeux pour le déploiement du véhicule électrique.
Une technologie prometteuse qui demande une dynamique collective
La recharge dynamique sans contact promet d’être l’une des solutions de recharge les plus intéressantes et les plus interopérables : interopérable d’un véhicule à l’autre, mais aussi d’un fournisseur à l’autre.
Esthétique et durable, puisque enterrée, elle s’adapte parfaitement aux milieux urbains où les contraintes d’espaces dédiés aux infrastructures sont particulièrement fortes et où les limites de vitesse sont davantage propices à la recharge. Puisqu’on roule moins vite, on reste plus longtemps sur la piste et on se recharge donc plus longtemps. C’est également la solution qui serait la plus partagée : se recharger en roulant répondant à la problématique des inévitables engorgements aux bornes de recharge.
Une clé pour avancer : le dialogue au sein des acteurs de toute la chaîne de valeur et en arrière-plan, une vraie volonté politique.
>> Plus d’info sur le projet européen INCIT-EV
Le 2 juin 2021 a eu lieu une démonstration internationale en conditions réelles de la Certificate Trust List comme solution technique pour l’interopérabilité du Plug & Charge ISO 15118. L’enjeu est de faciliter l’expérience de l’utilisateur, où qu’il soit en France et à l’international, et de garantir l’interopérabilité de la recharge, quel que soit son véhicule et la borne utilisée.
La solution CTL (Certificate Trust List) a été présentée avec succès par dix-sept partenaires opérant depuis trois pays : les Pays Bas, l’Allemagne et la France. Une étape indispensable pour garantir la sécurité des opérations et construire un marché ouvert et compétitif.
Garantir l’interopérabilité avec une multiplicité d’acteurs
Deux sessions en ligne identiques ont eu lieu sur 2 créneaux, en live depuis Arnhem (Pays-Bas), Berlin (Allemagne) et Versailles (France).
Différents acteurs de la chaîne de valeur de la recharge sont intervenus, instituts de recherche, constructeurs, acteurs de la cybersécurité, opérateurs, plateformes d’interopérabilité et installateurs d’infrastructure de recharge : Driivz, e clearing.net, ElaadNL, Freshmile, GIREVE, Hager, Hubject, IoTecha, NewMotion, Groupe Renault, Stellantis, SAP, Smartlab, Thales, Trialog, VEDECOM, Verisco
©VEDECOM
La démonstration a été réalisée avec différents types de véhicules électriques, stations de recharge et services informatiques (incluant la PKI) afin de démontrer différents scénarios d’interopérabilité.
Promouvoir un marché ouvert pour les services de mobilité électrique
Les acteurs de l’électromobilité sont aujourd’hui prêts à adopter et déployer de nouveaux services qui améliorent l’expérience utilisateur, notamment le plug and charge. Ces services devront être interopérables et s’appuyer sur la norme ISO 15118. Pour ce faire, l’adoption d’une architecture de référence, d’un point de vue technique et organisationnel, se révèle vitale. Cette architecture permettrait de promouvoir un marché compétitif et ouvert à tous les acteurs de la mobilité électrique. Les utilisateurs et opérateurs pourraient ainsi choisir librement leurs fournisseurs.
Dans cet esprit, un travail collaboratif a été lancé en 2019 pour définir et tester plusieurs solutions techniques. Les partenaires se sont intéressés principalement aux architectures PKI permettant le développement de plusieurs offres interopérables.
L’initiative Mobena partie prenante de la démonstration
L’initiative Mobena pour la recharge nouvelle génération a suivi de près cette démonstration, dans laquelle plusieurs de ses membres sont intervenus.
Issue d’un bilan partagé quant à la maturité des nouveaux services de recharge, l’initiative Mobena pour la mobilité électrique nouvelle génération, a été créée le 7 juillet 2020 par les principales organisations représentatives de la filière sur le marché français. L’objectif est de simplifier l’expérience utilisateur en assurant l’interopérabilité des systèmes de recharge et en accompagnant le déploiement d’une nouvelle génération de services en France.
Elle rassemble : l’AFIREV, l’AVERE-France, la PFA, le GIMELEC, l’UFE et l’Institut VEDECOM, ce dernier étant missionné pour coordonner l’initiative.
A cette initiative se sont joints une vingtaine d’industriels représentatifs de la filière. L’objectif est d’accompagner les acteurs de l’écosystème de recharge de véhicules électriques, opérant en France, pour définir la feuille de route et les moyens à même d’assurer le succès d’un déploiement harmonisé des services de mobilité électrique.
Le projet Mobena, qui sera lancé en septembre 2021 et élargi à plus de partenaires, s’attachera particulièrement à intégrer l’interopérabilité comme exigence initiale et apporter des services à forte valeur ajoutée à travers une adoption massive de la norme ISO 15118 dans un marché compétitif et ouvert.
Un focus particulier sera mis sur la recharge intelligente, le Plug & Charge et les architectures systèmes les supportant ; y compris les protocoles de communication backend (OCPP, OCPI…) et la PKI pour la cybersécurité. Et cela aussi bien pour la charge AC que DC.
Dernières nouvelles de l’initiative Mobena :
17 mai 2021 : L’initiative Mobena propulse la recharge électrique nouvelle génération
Mobena harmonise le déploiement des nouveaux services de recharge de véhicules électriques
17 mai 2021. L’initiative Mobena a été lancée en juillet 2020 par un Comité d’Initiative constitué d’organisations représentatives des filières gravitant autour de la recharge. Elle vise à accompagner le déploiement de la mobilité électrique nouvelle génération en France afin de permettre une meilleure expérience utilisateur et une harmonisation des nouveaux services de recharge de véhicules électriques. Elle parvient aujourd’hui à deux jalons importants :
- la démonstration d’une solution d’interopérabilité entre PKI (Public Key Infrastructure), menée avec des partenaires internationaux le 2 juin 2021. En savoir plus
- le lancement d’un projet collaboratif pour assurer le succès du déploiement des nouveaux services de recharge dans le marché français.
Vers un marché ouvert grâce à une architecture de référence
L’initiative vise à accompagner le déploiement sur le marché Français des services apportés par la norme ISO 15118 (notamment le Plug &Charge – PnC – et la recharge intelligente dite Smart Charging) d’une manière harmonisée avec l’Europe. Elle vise également à préparer les solutions de l’architecture PKI pour l’adoption d’une architecture organisationnelle et technique de référence assurant l’interopérabilité et permettant l’émergence d’un marché compétitif et ouvert aux différents acteurs.
Une première vérification de la faisabilité technique
En préparation de l’évènement international du 2 juin, les partenaires réunis dans l’initiative Mobena ont testé la faisabilité technique de la solution Certificate Trust List pour le Plug and Charge (PnC).
Le 11 mars 2021, VEDECOM a hébergé au mobiLAB un workshop dans ce sens avec la contribution de Freshmile, GIREVE, Hager, Groupe Renault, Stellantis, SAP Labs, Thales et Trialog
A propos de l’initiative Mobena
L’initiative Mobena pour la mobilité électrique nouvelle génération, a été créée le 7 juillet 2020 par les principales organisations représentatives de la filière de la mobilité électrique. L’objectif de l’initiative est d’identifier et d’agir pour lever les verrous au déploiement des services Plug and Charge et Smart Charging. Ces nouveaux services permettront une meilleure expérience utilisateur à même d’accélérer l’adoption du véhicule électrique.
Elle rassemble : l’AFIREV, l’AVERE-France, la PFA, le GIMELEC, l’UFE et l’Institut VEDECOM, ce dernier étant missionné pour coordonner l’initiative.
A cette initiative se sont joints une vingtaine d’industriels représentatifs de la filière. L’objectif est d’accompagner les acteurs de l’écosystème de recharge de véhicules électriques, opérant en France, pour définir la feuille de route et les moyens à même d’assurer le succès d’un déploiement harmonisé des services de mobilité électrique.
Le projet Mobena, qui sera lancé au troisième trimestre 2021, élargit les participant à d’autres acteurs de l’écosystème. Il s’attachera particulièrement à intégrer l’interopérabilité comme exigence initiale et à apporter des services à forte valeur ajoutée, notamment à travers une adoption massive de la norme ISO 15118.
Un focus particulier sera mis sur la recharge intelligente, le Plug & Charge et les architectures systèmes les supportant ; y compris les protocoles de communication backend (OCPP, OCPI…) et la PKI pour la cybersécurité. Et cela aussi bien pour la recharge AC que DC.
Pour toute demande d’information : Joe.matta@vedecom.fr
Plus d’infos sur l’initiative Mobena :
Site web MOBENA
A la clé, une meilleure expérience et plus de services pour les utilisateurs, mais aussi des économies…
Des industriels représentatifs de toutes les filières gravitant autour de la mobilité électrique se sont réunis pour la première fois en plénière. Objectif : accompagner le déploiement de la mobilité électrique nouvelle génération en France pour que toute borne AC et DC installée en France soit compatible à terme avec la norme ISO 15118 de communication véhicule-borne, intéropérable et sécurisée.
Si vous avez déjà possédé un véhicule électrique, vous connaissez le plaisir de moins polluer l’air… mais aussi les complications pour se recharger. La recharge de véhicules électrique arrive aujourd’hui à un tournant. Le prix des véhicules électriques devient accessible, les batteries battent des records de distance. Reste un verrou majeur : la maturité des systèmes de recharge, afin de permettre une meilleure expérience utilisateur et plus de services. A la clé : le smart charging, le plug & charge (voir définitions plus bas) et plus tard, la recharge bidirectonnelle (la voiture recharge le réseau) voire sans contact.
Pour l’obtenir, les principaux acteurs français et européens convergent vers le respect d’une norme de communication entre les bornes et les véhicules, la norme ISO15118. Cependant, pour permettre l’émergence de bornes compatibles avec cette norme, et donc un marché ouvert, il est nécessaire de mettre tous les acteurs autour de la table afin de s’entendre sur le cahier des charges final. Avec un point majeur à définir : celui de la cybersécurité (PKI).
Mobilisation générale
Pour ce faire, les principales organisations représentatives des filières impliquées dans la recharge électrique se sont associées le 7 juillet 2020 sous la forme d’une Initiative pour la Recharge Electrique Nouvelle Génération : l’AFIREV (Association Française pour l’Itinérance de la Recharge Electrique), l’AVERE (Association nationale pour le développement de la mobilité électrique), la PFA (Plateforme Française de l’Automobile) et l’Institut VEDECOM (recherche et innovation sur les mobilités du futur), ce dernier étant missionné pour coordonner l’initiative.
Plusieurs ateliers de travail ont ensuite donné lieu à une réunion en plénière le 17 septembre 2020, rassemblant une quinzaine d’industriels issus de chaque filière : energéticiens comme Enedis, constructeurs automobiles comme PSA, constructeurs de solutions de recharge comme Schneider Electric, opérateurs d’infrastructures de recharge et de services d’e-mobilité comme Freshmile, fournissseurs de technologie et de services pour l’e-mobilité comme Trialog.
Les premiers partenaires de l’Initiative pour la Recharge Electrique Nouvelle Génération ©VEDECOM
Le cercle sera progressivement élargi à tous les industriels pour déployer la norme ISO 15118 à l’horizon 2023.
La plénière a permis de faire participer d’autres acteurs institutionnels tels que le Ministère de l’Ecologie (DGEC), qui soutient et accompagne l’initiative. Celui-ci veillera à ce que les « recommandations pour le cahier des charges des aménageurs » défini par l’Initiative soit en cohérence avec, entre autres, le plan “Objectif 100 000 bornes”. La Région Ile de France était également présente. Elle est à pied d’œuvre pour déployer plus de 5000 bornes d’ici 2022, avec notamment l’aide du label IRVE : un dispositif qui vient en complément des aides nationales comme Advenir. Enfin l’initiative travaille en lien avec les groupes de travail français et européens déjà existants sur cette thématique.
3 ans pour réussir le déploiement d’un standard
Pour que la norme 15118 soit implémentée dans les systèmes de recharge et permette le plug & charge, il est nécessaire que les fabricants de bornes rendent leurs bornes interopérables, c’est-à-dire capables de reconnaître n’importe quel fournisseur d’électricité et n’importe quel opérateur d’infrastructure de recharge. Il faut également que les opérateurs d’infrastructures de recharge et de services d’e-mobilité, ainsi que les fournisseurs de technologies et de services, apprennent à faire marcher cette norme et à implémenter de nouveaux blocs dans leurs systèmes d’information, qui permettront la recharge sans carte et le plug & charge. Il faut enfin qu’ils améliorent la sécurité de la connexion.
Pour ce faire, VEDECOM, maître d’œuvre du projet, a proposé un calendrier en deux grandes étapes :
- Première étape (2020) : définir l’architecture de cybersécurité (PKI ISO 15118) à adopter pour le Plug and Charge (PnC).
- Deuxième étape (2021-23) : accompagner de façon collaborative le déploiement du PnC et du Smart Charging en définissant une offre de recharge Plug and Charge et Smart Charging standard, interopérable et industrialisable pour l’intégralité de l’écosystème. Des sites pilotes permettront de faire des tests. Différents documents seront produits par le groupe de travail, des formations et ateliers techniques seront proposés en 2021 et 2022. Al’issue de ces travaux, l’écosystème disposera des outils et du savoir-faire nécessaires à un déploiement à l’initiative des aménageurs et des opérateurs (horizon 2023).
Que permettra la norme 15118 une fois déployée ?
- Le plug & charge (PnC) : il permet d’identifier automatiquement le contrat de services de l’utilisateur par simple branchement du câble de recharge entre le véhicule et la borne, avec un haut niveau de sécurité informatique et une expérience utilisateur simplifiée. Il évite donc les badges multiples : « on branche le câble, la charge démarre automatiquement »
- Le smart charging : il qui permet de programmer un planning de recharge, négocié entre la borne et le véhicule et optimisé selon leurs contraintes techniques, les besoins et exigences du conducteur et les contraintes électriques du réseau
Préconditions du plug & charge :
- un contrat de service installé dans le véhicule électrique
- un véhicule électrique et une borne compatibles PnC
- l’interopérabilité afin que n’importe quel véhicule puisse se recharger avec n’importe quelle borne
Découvrir les premiers partenaires de l’initiative :
Découvrir les vidéos explicatives du projet :
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