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Le dploiement des infrastructures de charge

de vhicules lectriques et hybrides

rechargeables : une approche conomique

Projet de recherche pour le PREDIT, GO6, financ par lADEME

Rapport final

Dcembre 2011

Dure : 12 mois

Partenaire principal : Armines CERNA, MINES ParisTech

Equipe scientifique : Matthieu Glachant (responsable), Marie Laure Thibault, Laurent Faucheux

Mots cls : vhicules lectriques et hybrides rechargeables, infrastructure de charges, conomie,

rgulation publique

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Table des matires

Rsum ............................................................................................................................. 5

1 Introduction .............................................................................................................. 9

2 La technologie ......................................................................................................... 11

2.1 Les vhicules lectriques rechargeables ........................................................................ 11

2.1 Les technologies dinfrastructures de recharge ............................................................. 13

2.2 Les batteries ................................................................................................................ 17

2.4 Les logiciels ................................................................................................................. 23

3 La politique franaise de dploiement de linfrastructure de recharge ....................... 25

3.1 Objectifs ...................................................................................................................... 25

3.2 Instruments pour inciter lachat de VEx ..................................................................... 25

3.3 Instruments pour dployer linfrastructure de recharge ................................................ 26

3 Le cot de la recharge .............................................................................................. 28

3.1 Le cot unitaire dinstallation des points de charge ...................................................... 28

3.2 Le calibrage de linfrastructure de recharge .................................................................. 31

3.3 Le cot de la recharge normale publique ...................................................................... 33

3.4 Quelles consquences pour le calibrage de linfrastructure de transport ? ..................... 35

3.5 Que retenir ? ............................................................................................................... 40

4. Les bornes publiques de recharge : investissement, gestion et tarification ................ 41

4.1 La recharge partage est un monopole naturel ............................................................. 41

4.2 La rgulation du monopole naturel de linfrastructure .................................................. 42

4.3 Que retenir ? ............................................................................................................... 44

5 La standardisation ................................................................................................... 46

5.1 Quest-ce quun standard ? .......................................................................................... 46

4

5.2 Lconomie des rseaux ............................................................................................... 47

5.3 Les besoins de compatibilit dans le domaine de llectromobilit ................................ 52

5.2 Deux guerres des standards aujourdhui en cours ......................................................... 53

5.3 Que retenir ? ............................................................................................................... 57

Conclusion ...................................................................................................................... 59

Bibliographie .................................................................................................................. 62

ANNEXE .......................................................................................................................... 64

Le secteur des fabricants de batterie ............................................................................... 64

5

Rsum Ce document est le rapport final dune recherche du CERNA, le laboratoire dconomie de MINES

ParisTech, sur lconomie du dploiement des infrastructures de recharge ralise dans le cadre du

PREDIT et finance par lADEME. Lobjectif de cette tude conomique est danalyser les politiques

publiques et prives (dans le domaine de la standardisation notamment) qui permettraient de

dployer rapidement les infrastructures de charge un cot minimal pour la socit. Notre analyse a

permis de produire des rsultats sur trois points que nous allons maintenant rsumer: le calibrage de

linfrastructure de recharge, lorganisation de la recharge publique et la standardisation.

Le calibrage de linfrastructure de recharge

Lexamen des donnes technico-conomiques sur le cot des diffrents types de recharge montre

quil nest pas conomiquement rationnel de dployer des bornes de recharge normale (lente) sur la

voie publique ou sur les parkings. Elles sont en effet dix fois plus chres que la recharge domicile

ou sur le lieu le travail. Cela conduira ceux ne disposant pas de stationnement priv ne pas acheter

de VEx. Mais daprs les simulations du Livre Vert sur une agglomration fictive de 500 000 habitants,

cette population ne reprsente que 20% des adopteurs potentiels.

La recharge publique doit donc tre semi-rapide ou rapide. Comme le cot des bornes de recharge

semi-rapide et rapide est lev (de 7 000 56 000 par borne), il convient de limiter leur densit

autant que faire se peut. Dans ce but, nous suggrons lutilisation dune analyse cot-bnfice

traditionnelle comparant le cot complet de la recharge avec lutilit quen retirent les usagers. Cette

utilit se mesure par leur consentement payer pour laccs aux bornes de recharge semi-rapide et

rapide. Ne doivent alors tre installes que les bornes dont le cot est infrieur cette utilit. Dans

son esprit, cette dmarche est trs diffrente de celle propose par le Livre Vert sur les

infrastructures de recharge.

A notre connaissance, il nexiste pas de donnes sur les consentements payer des usagers pour la

recharge semi-rapide et rapide et sur llasticit prix de la demande. Il est prioritaire de gnrer ces

donnes dans le cadre des exprimentations prvues. Celles-ci doivent donc faire varier la densit

des bornes et les niveaux de tarification. En leur absence, une dmarche rationnelle

conomiquement nest pas possible.

6

Lorganisation de la recharge publique

La recharge publique prsente les caractristiques dun monopole naturel : au moins dans un

premier temps, la diffusion de llectro-mobilit sera trop limite pour justifier une densit de points

de recharge semi-rapide et rapide mme de susciter de la concurrence (deux bornes ne sont en

concurrence que si elles ne sont pas trop loignes lune de lautre). En outre, la demande de

recharge est extrmement incertaine puisquelle dpendra de ce que sera le niveau effectif de la

diffusion. Ce niveau est particulirement difficile prvoir du fait deffets de rseau suscitant une

logique du tout ou rien et du fait que la demande est induite par des subventions publiques dont le

niveau est difficile anticiper au-del de quelques annes.

Ces deux caractristiques empchent dans un premier temps linstauration dun vritable march

de la recharge publique. Le dploiement de la recharge reposera dabord sur laction des collectivits

publiques (qui pourront sappuyer sur des oprateurs privs dans une logique de dlgation de

service public).

Mais, compte tenu des diffrences de cots trs importantes entre les diffrents types de recharge,

une tarification de la recharge au cot complet nous semble indispensable (soit environ 2 euros pour

une recharge lente, 24 euros pour une recharge semi-rapide et 36 euros pour une recharge rapide).

Cette tarification est la seule solution envoyant les signaux aux usagers leur permettant des choix de

recharge conformes lintrt gnral. Si lon craint que cette tarification ne diminue trop les

incitations ladoption de llectro mobilit, il est parfaitement possible dajuster la subvention

lachat pour la compenser.

La standardisation

Llectro-mobilit est un bien systme exigeant de la standardisation pour interfacer efficacement

ses diffrents composants (vhicule, connecteur, borne, logiciel de communication, etc.) et pour

exploiter des effets de rseau favorisant ladoption.

Lconomie des rseaux contraste deux processus de standardisation :

Une standardisation de jure qui intervient un stade prcoce du processus de diffusion.

Une standardisation de facto dans laquelle un standard simpose lissue dun processus

concurrentiel. Elle est donc prcde dune phase de concurrence entre standards

concurrents (une guerre des standards selon la terminologie de lconomie des rseaux).

Contrairement ce que pourrait suggrer lintuition, la standardisation prcoce de jure nest pas

toujours la meilleure option. Certes, elle permet dexploiter rapidement les effets de rseau ; elle

7

favorise une concurrence sur le march, la standardisation assurant la substituabilit des biens

produits par diffrentes entreprises. Mais elle requiert un consensus qui est lent merger. Elle

ncessite de slectionner la technologie un stade o elle est moins mature que le stade de la

standardisation de facto. Le standard choisi nest donc pas forcment le meilleur dautant que le

standard de facto est slectionn par le march. Mais surtout, elle peut limiter linnovation en

diminuant la diversit des technologies et en rduisant les incitations la R&D.

Au niveau europen, il existe aujourdhui une concurrence entre la prise de type 3 de lEV Plug

Alliance soutenue par Schneider Electric, Legrand et litalien SCAME et la prise de type 2

Mennekes soutenue initialement par Daimler et RWE, rejoint en septembre 2011 par lACEA,

lassociation reprsentant les constructeurs europens dautomobiles. Cette situation ne nous

semble pas poser de problme majeur pour la diffusion du VEx en France dans la mesure o la

standardisation semble dj acquise au niveau national (le Livre Vert recommande la prise de lEV

Plug Alliance). Or cest ce niveau que sexprime lessentiel des besoins de compatibilit dans la

mesure o les VEx passeront rarement les frontires. La standardisation europenne devient alors un

enjeu de second ordre.

Dans le domaine de la recharge semi-rapide, la concurrence entre les bornes en courant alternatif

promues par Renault et les bornes en courant continu promues par les autres constructeurs est

dune autre nature car les concepts techniques et les caractristiques conomiques sont trs

contrasts : par rapport au courant continu, la recharge en courant alternatif exige des bornes moins

chres mais des vhicules quips dun redresseur, et donc plus chers. Il sagit dun sujet qui nest

pas national (les vhicules ne peuvent tre spcifiquement quips dun redresseur pour un march

national) et dont lvaluation conomique est difficile au stade actuel de dveloppement

technologique. Dans ce contexte, lconomie des rseaux suggre de laisser la guerre de standards se

drouler pour que le march tranche la question.

8

9

1 Introduction

Ce document est le rapport final dune recherche sur lconomie du dploiement des infrastructures

de recharge ralise dans le cadre du PREDIT et finance par lADEME. Que la diffusion des vhicules

lectriques et hybrides rechargeables (VEx dans la suite du rapport) dpende du dploiement dune

infrastructure de recharge dense et pratique est une vidence. En outre, compte tenu des

paramtres conomiques actuels de la solution VEx, ce dploiement ne peut se faire que sous

limpulsion dautorits publiques volontaristes offrant des financements et dictant des normes et

des prescriptions.

Le plan gouvernemental pour le dveloppement des vhicules propres1 lanc en octobre 2009 a ainsi

un volet infrastructures de charges incluant le lancement de dmonstrateurs dinfrastructures de

charges financs par lADEME, la cration dune nouvelle filiale dERDF pour accompagner les

communes dans le dploiement des bornes, un droit la prise dans les coproprits, la

standardisation des prises, des prises obligatoires dans les nouveaux immeubles avec parking, etc.

En 2010, la loi dite du Grenelle 2 a explicitement confi aux communes la comptence du

dploiement des infrastructures de recharge ouvertes au public. Plus rcemment, le livre vert sur les

infrastructures de recharge ouvertes au public pour les vhicules dcarbons publi en avril 2011

constitue un vritable mode demploi destination des communes pour lexercice de cette

comptence.

Lobjectif de cette tude conomique est danalyser les politiques publiques et prives (dans le

domaine de la standardisation notamment) qui permettraient de dployer rapidement les

infrastructures de charge un cot minimal pour la socit et en suscitant de la concurrence. Plus

prcisment, nous traitons les questions suivantes :

Quel est le cot de linfrastructure de recharge ?

Comment dimensionner linfrastructure ?

Comment doit tre organise la recharge publique ?

Quel rle doit jouer la standardisation dans le dploiement de linfrastructure ?

Ces questions sont souvent proches de celles explores dans le Livre Vert mentionn plus haut. Le

traitement est toutefois diffrent car il repose essentiellement sur les concepts de lanalyse

1 Voir http://www.developpement-durable.gouv.fr/_article_print.php3?id_article=6001

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conomique (analyse cot-bnfice, thorie du monopole naturel, conomie des rseaux) alors que

le Livre Vert donne une place importante, et justifie, des considrations trs oprationnelles

ngliges dans ce rapport. Cela nous conduit toutefois tre frquemment en interlocution avec ce

document.

Le rapport est organis en cinq parties. La premire dcrit les technologies de llectro-mobilit puis

nous rsumons rapidement la politique franaise dans une seconde partie. Nous rassemblons et

analysons les donnes technico-conomiques sur le cot de la recharge dans la partie suivante. Cela

nous permet de formuler des points de vue sur le calibrage de linfrastructure de recharge. La

quatrime partie discute les modes dorganisation de la recharge publique et sa tarification. Une

cinquime partie explore le rle de la standardisation. Enfin, la conclusion rassemble les rsultats.

Une annexe toffe prsente lindustrie de la batterie pour vhicule lectrique.

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2 La technologie Cette partie est une synthse prsentant les technologies mis en uvre dans llectro mobilit, la

fois au niveau des vhicules, des infrastructures de charge, des batteries et des technologies

logicielles. Sa lecture nest pas indispensable aux lecteurs familiers avec llectro-mobilit.

2.1 Les vhicules lectriques rechargeables

Vhicule hybride rechargeable

Le vhicule hybride fait appel une source dnergie lectrique et un moteur combustion interne

pour permettre la gestion optimale de ces deux nergies. Le moteur combustion interne peut

fonctionner avec diffrents carburants : essence, diesel, biocarburant, gaz, etc. Lobjectif est

dassurer une gestion et un pilotage optimal des composants afin de minimiser les consommations

dnergie du vhicule tout en prservant ses performances. Tous les vhicules hybrides VEH ou VEHR

prsentent les composants de base ci-dessous (Figure 1) et diffrent par la capacit de la batterie, la

puissance du moteur lectrique et la cylindre2 du moteur thermique.

Figure 1: les composants de base du VEH ou VEHR (Gambardella, 2010)

On peut distinguer 5 fonctionnalits qui caractrisent un vhicule hybride. Lhybride rechargeable est

le seul possder les 5 fonctionnalits:

1. Systme stop-start : arrt du moteur thermique lorsque celui ne produit pas de force motrice

pour le vhicule (phase de ralentissement essentiellement). La machine lectrique a une

puissance suprieure celle dun dmarreur conventionnel (2 4kW).

2 Volume balay par le piston au cours dun cycle thermodynamique

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2. Systme stop and start avec rcupration dnergie au freinage : ces systmes sont drivs du

prcdent mais utilisent une machine plus puissante et un stockage associant une batterie de

plus grande capacit

3. Assistance au moteur thermique : Une machine lectrique plus puissante (10 20 kW) va

permettre en plus des fonctions prcdentes dassister le moteur thermique dans les phases

motrices ce qui permet de conserver des bonnes performances dans les faibles rgimes tout en

utilisant un moteur associ une forte rduction cylindre.

4. Mode tout lectrique : Cette fonctionnalit correspond un usage possible du vhicule hybride

partir de sa motorisation lectrique seule, cest dire que le moteur thermique pourra tre isol

de la transmission et stopp durant ces phases. Une grande part des situations dfavorables

pourra tre ralise en mode tout lectrique ce qui permet dobtenir un gain en consommation

qui va jusqu' 40% en conduite urbaine mais se rduisent quelques % sur lautoroute.

5. Mode tout lectrique avec autonomie : ce mode est complmentaire du mode lectrique. Il sen

distingue par le fait que larrt du moteur thermique pourra tre dcid par le conducteur et

maintenu sur une distance significative (all electric range : 5 20km en Europe, jusqu' 60 km

envisags aux Etats Unis). Les performances dynamiques du vhicule seront donc lies la

puissance disponible sur la machine et la batterie (20 50kW) et lautonomie lnergie

contenue dans la batterie (5 20kWh au total)

Vhicule tout lectrique

Le vhicule lectrique ne prsente pas de rservoir carburant et de moteur thermique. Il est

uniquement quip dun moteur lectrique aliment par une batterie qui doit tre recharge.

Cette partie est une synthse prsentant les technologies mis en uvre dans llectro mobilit pour

recharger les vhicules. Sont dcrits successivement les technologies mobilises dans les

infrastructures de charge, les batteries et les technologies logicielles permettant de grer la recharge.

La Figure 2 croise les caractristiques des vhicules et leur appellation.

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Figure 2 : Les diffrents types de vhicules lectriques

Ce vhicule est un.

Sil possde

Hybride

conventionnel Mild hyrid Full hybrid

Hybride

rechargeable

Systme stop-start

Systme stop-start avec

rcupration dnergie au

freinage

Assistance au moteur

thermique

Mode tout lectrique

Mode tout lectrique

avec autonomie

2.1 Les technologies dinfrastructures de recharge

Il nexiste pas encore de standards en matire dinfrastructure de charge pour vhicules lectriques.

Les spcifications des types de points de charges (voltage, forme des prises et connecteurs) varient

dun pays et dun constructeur lautre. Nous donnons ici une classification qui sappuie sur les

travaux du groupe de travail interministriel de Jean Louis Legrand (Groupe de Travail sur la mise en

place d'infrastructures pour vhicules lectriques ou hybrides rechargeables- sous groupe modle

conomique, 2009). Le Tableau 1 rsume les diffrents types de recharge possibles.

La charge normale

On lappelle ainsi car elle est ralise partir de la tension normalise du rseau basse tension en

France.

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Puissance (kW) : 3

Temps de charge pour une batterie de 25kWh : 8 10h

Usages : ce type de charge est prvu pour toutes les recharges domicile et pour la trs grande

majorit des points de charge sur les lieux de travail et parkings privs. La charge lente peut aussi

tre utilise pour la charge sur voirie.

Courant : Monophas tension nominal de 230 V entre phase et neutre et courant de 16A. Courant

alternatif.

Avantage : Pas dincidence sur le dimensionnement du rseau dalimentation. De plus ce type de

charge fait appel un matriel de grande diffusion, est peu coteux et na pas dimpact ngatif sur la

dure de vie de la batterie lithium ion.

Inconvnient : Lenteur de la charge

Charge semi rapide et rapide

Puissance (kW) : de 20 50. On distingue la charge semi-rapide (24kW) de la charge rapide (42kW).

Temps de charge pour une batterie de 25kWh : A 42 kW on charge la batterie 80% en 25 min, en

environ une heure en charge semi-rapide.

Usages : A la diffrence de la charge normale, cette technologie nest utilisable quen parkings

collectifs, sur la voirie ou en stations ddies.

Courant : Le courant est triphas pour bnficier de la tension de 400V entre phases. Lintensit est

de 32 63A au niveau du rseau et 100A au niveau du cblage. Un chargeur redresseur est intgr

directement dans la borne pour fournir du courant continu au vhicule3.

Avantage : Rapidit de la charge

Inconvnient : EDF prcise que ce type de charge nest pas adapt aux VEHR. Les prises et les

connecteurs pour ce type de charge ne sont pas encore industrialiss grande chelle. En avril 2009,

la seule station de recharge rapide publique en activit tait le Dutch NRGspot (City of Westminster,

2009). Le cot dune borne de recharge rapide est videmment un inconvnient majeur.

3 Renault envisage un systme ou le redresseur est embarqu (c'est--dire un lment de la chaine de traction

du vhicule), ce qui permet une division des cots de la borne par deux. La borne dlivre alors du courant

alternatif.

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Charge trs rapide

Cette technologie est en cours de dveloppement. Elle alimente le vhicule directement en courant

triphas alternatif grce au redresseur4 de la chane de traction du vhicule. Ce systme injecte une

puissance de 50 250 kW dans le vhicule et permet une charge de 50% de la batterie en 10 15

min. ce systme na jamais t dploy lors de projets pilotes. Il est actuellement dvelopp par

quelques constructeurs de station de recharge : eTec qui utilise un standard dvelopp par un

laboratoire japonais et Coulomb Technologies. Ce systme de charge est conu pour des stations

ddies.

Echange de batterie

Il sagit dun change automatis de batteries dans des stations-services ddies. Elles pourraient

tre localises sur autoroute, voirie ou parking. Le cot dune station dchange est estim 800 k.

Il faut y ajouter un stock de batterie changer. Ces stations sont conues pour des usages lors de

parcours de grandes distances. Cette technologie est dveloppe par la firme Better Place en

partenariat avec Renault qui conoit des vhicules compatibles avec ces stations dchange (le

prototype Fluence ZE).

4 Le redresseur assure la conversion courant alternatif/ courant continu

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Tableau 1: Rsum des diffrentes techniques de recharge et usages associs (source auteur)

Recharge normale Semi rapide Rapide Station dchange

16A, monophas, 3

kW

Charge de 6 8 h

32 A, triphas, 22 kW

1h de charge

10 km en 5min

4 3 kW, 400V, 63 A

Charge en 30 min

Echange en 5 min

Stock de 20 batteries

90% des usages Solution dappoint Solution grand rouleur Solution grand rouleur

Domicile, lieu de travail

Points de charge publics :

Domaine public (voirie, places de parkings)

Domaines concds (gare, port, parkings publics)

Domaine priv relevant du public (commerces)

Stations services

Parking publics

Stations services

Parking publics

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2.2 Les batteries

La motorisation lectrique constitue lnergie motrice des vhicules lectriques et hybrides

rechargeables et des vhicules lectriques-hybrides. La batterie est lorgane qui doit rpondre aux

ncessits de stockage, de continuit et de fiabilit dapprovisionnement du vhicule en nergie

lectrique.

Principe de fonctionnement et architecture

La cellule est lunit lmentaire de la batterie. Cest une pile lectrochimique. La cellule restitue

sous forme dnergie lectrique lnergie produite par une raction chimique doxydorduction. Elle

est constitue de deux lectrodes (Figure 3) : lanode (lectrode positive) et la cathode (lectrode

ngative) qui sont spares par un lectrolyte permettant la circulation des ions librs par la

raction lectrochimique.

Figure 3 : fonctionnement dune pile lectrochimique

Le module est lassemblage de plusieurs cellules relies par un circuit lectrique. Un circuit de

scurit et de contrle est insr sur chaque module.

Les modules sont enfin assembls et relies par un circuit lectrique. Une batterie automobile

standard contient 25 150 cellules selon la densit nergtique de la batterie et le type de cellule

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(McKinsey, 2009). Un systme de contrle et de scurit de la batterie ; le battery management

system ; y est ajout. Ce composant nest pas prsent dans les batteries pour tlphones portables

ou ordinateurs portables pour lesquels le risque de surchauffe est moins grand car une quantit

dnergie plus faible y est stocke.

Figure 4: de la cellule au pack batterie (Torcheux, 2010)

Six caractristiques techniques permettent de juger des performances dune batterie :

Energie spcifique : nergie stockable par unit de masse. Ce critre dtermine lautonomie

de la voiture.

Densit de puissance : puissance dlivre par unit de masse. Elle dtermine lacclration

du vhicule.

Sa cyclabilit : correspond aux nombres de cycles de charge et dcharge pour lequel le

niveau dnergie restitu reste constant. Elle dcrit la dure de vie de laccumulateur.

Performance : capacit de la batterie fonctionner en rgime optimal par temprature

extrme.

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Scurit : certaines ractions chimiques dgagent plus de chaleur que dautres et peuvent

rsulter en une surchauffe entrainant des courts-circuits ou une surcharge.

Pour le vhicule tout lectrique, le but est de maximiser lnergie spcifique de la cellule pour avoir

le plus dnergie possible tout en minimisant la masse de la batterie. Pour le VEH et le VEHR, la

source principale dnergie est lnergie fossile, le moteur lectrique ntant utilis quen dehors du

point de fonctionnement optimal du moteur thermique (typiquement lors dune conduite urbaine) ;

le critre optimiser est la densit de puissance. Cette diffrence explique pourquoi les cellules de

VEH et VEHR sont de plus petites tailles que les cellules pour VEH ce qui a des consquences sur le

cot respectif des deux technologies.

La rvolution lithium ?

Les batteries Nickel-mtal Hydrure (NiMH) ont quip les premiers vhicules hybrides comme la

Toyota Prius (vendu 1 million dexemplaires soit 80% des ventes dhybrides dans le monde). Ces

batteries sont sures et ont une longue dure de vie. Elles sont cependant chres et ont une nergie

spcifique relativement faible qui ne permet pas dquiper les vhicules tout lectriques. De plus,

cette technologie est mature et a atteint une asymptote de performance et de cot.

Presque tous les constructeurs automobiles envisagent aujourdhui dopter pour des batteries au

lithium. Elles prsentent de nombreux avantages. Le lithium est un matriau lger qui lui confre

une haute nergie spcifique. Les perspectives de baisse de cot et damlioration des performances

technologiques sont importantes. Cest de plus la seule technologie qui permette aujourdhui

datteindre une autonomie de 150 km pour un poids acceptable pour un vhicule tout lectrique.

Ces batteries sont de deux types : les batteries lithium ion et les batteries lithium polymres. Les

premires sont constitues dune anode en carbone et dune cathode constitue dune structure

cristalline renfermant du lithium (on appelle par la suite matriaux actifs ceux qui constituent la

cathode). Le Tableau 2 prsente les cinq grandes technologies lithium-ions. Aucune technologie ne

satisfait lensemble des exigences requises et aujourdhui les batteries les plus performantes sont

souvent les moins sures (Torcheux, 2010). Les constructeurs combinent donc souvent ces

technologies pour obtenir les caractristiques voulues.

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Tableau 2 : les grandes familles de matriaux actuelles Li ion5 (source auteur)

Nom cathode abrviation

Lithium-nickel-cobalt-Aluminium LiNi0.85Co0.1Al0.05 NCA

Lithium-iron-Phosphate LiFePO4 LFP

Lithium-Manganse-spinel (LMS) LiMn2O4 LMO

Nickel-Manganse Cobalt LiNi1/3 Mn 1/3Co 1/3O2 NMC

Les batteries lithium polymres sont constitues dune anode en lithium mtallique et une cathode

similaire aux piles lithium ion. Le matriel choisi la cathode rsulte dun compromis entre cots,

performances recherches et scurit. Les batteries lithium polymres sont dveloppes par un

nombre plus faible de producteurs (Bollor et Electrovayaya).

Lindustrie des batteries lithium pour lautomobile nest pas encore maturit

industrielle

Si la volont de dvelopper les batteries au lithium est incontestable, il existe encore un dcalage

entre les annonces de production et la ralit industrielle. Aujourdhui, les formes et la gomtrie

des cellules ne sont pas encore figes ; les prsries industrielles de cellules prsentent un taux

lev de dchet sachant que les cellules pour batteries automobiles doivent rpondre des critres

de scurit bien suprieurs ceux des cellules pour llectronique portatifs dont le processus

dindustrialisation est mature. Autre signe de cette immaturit, il nexiste pas encore de certification

de leur performance et mme de leur niveau de scurit.

En consquence, nous sommes donc encore un stade prcoce de la courbe dapprentissage mme

si les performances des batteries lithium ne cessent dtre amliores (

5 Les batteries LiCo (lithium cobalt) font partie de la famille lithium ion mais sont trs instables dans ltat

surcharg. Bien quelles quipent 99% de nos ordinateurs portables il est donc hors de question den quiper

des vhicules car cela serait trop dangereux. On ne les fait dlibrment pas figurer dans le tableau.

21

Figure 5).

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Figure 5: Evolution de la densit nergtique (Wh/litre) des batteries lithium ion, compar aux

technologies NiMH et NiCD (Nickel Cadmium)(Agence Internationale de l'Energie, 2007)

Tous les industriels travaillent sur les batteries lithium en prsrie pour en rduire le cot du kWh via

une utilisation optimise des matriaux actifs et une optimisation de la production permettant de

diminuer les taux de dchets. Ils travaillent galement sur la possibilit doffrir une deuxime vie la

batterie.6 Par ailleurs, une commercialisation massive permettrait dexploiter des conomies

dchelle. Au final, la Deutsche Bank estime que le prix des batteries pourrait tre divis par deux en

10 ans. Les batteries automobiles suivraient ainsi la mme volution que celle des batteries quipant

les tlphones mobiles et les ordinateurs portables dont le cot a t divis par 3 en 10 ans. Une

division par deux des cots actuels, c'est--dire un cot de 300 /kWh selon Torcheux (2010) ou de

250 selon lUnited States Advanced Battery Consortium rendrait le modle lectrique

conomiquement comptitif en terme de cot total de possession par rapport au vhicule

thermique.

Pour rsumer, la batterie pour vhicules lectrifis sera demain au lithium sans pouvoir dterminer

quelle technologie prcise simposera mme si de nombreux constructeurs favorisent les batteries

lithium ion. Cette dernire technologie nest pas encore mature ; les productions de batteries pour

automobile sont au stade de pr sries industrielles ou de dveloppement. Le cot des batteries

lithium ion pourrait tre divis par deux, soit environ 300/kWh, si des effets volume importants

6 Un modle daffaire qui permettrait de rendre la batterie plus lucrative : 1ere vie=quipement dun vhicule

neuf, 2me

vie= quipement voiture doccasion, 3me vie=march du stationnaire (batterie utilise pour

stocker de lnergie dans les usines de productions par exemple), 4 vie= recyclage

23

interviennent. Par ailleurs, la scurit des batteries doit encore tre amliore. Enfin, lautonomie

des batteries restera durablement plafonne 200 km.

2.4 Les logiciels

La diffusion des vhicules lectriques et hybrides ncessite galement des technologies logicielles

pour faire communiquer les diffrents lments que sont le vhicule lectrique, les bornes de

recharge et plus gnralement linfrastructure produisant et distribuant llectricit. Le Tableau 3

dcrit les informations produire et transfrer aux diffrents acteurs impliqus dans la fourniture

du service.

Le besoin logiciel varie selon les usages. Une recharge domicile simple peut seffectuer sans logiciel

spcifique. En effet le propritaire du vhicule est le propritaire du point de charge et lnergticien

peut donc facilement identifier lusager pour la facturation. Des logiciels deviennent ncessaires si

lon veut effectuer une gestion intelligente de la charge (quil sagisse simplement de compteurs

intelligents ou des possibilits offertes par le V2G dans un futur plus lointain).

Pour les infrastructures de recharge partages, lidentification de lusager nest pas immdiate et un

logiciel grant la communication vhicule-borne-gestionnaire de linfrastructure de recharge est

indispensable.

Il existe deux technologies permettant dassurer la facturation client, la localisation de point de

charge, la communication avec lnergticien etqui sont compatibles avec un usage smart meter

ou V2G : le car-customer system et la networked infrastructure.

Car-customer system

Ce systme a t implment par un ingnieur EDF (Cyriacus Bleijs de la DTVE (Bleijs, 2009)). Le

software est inclus dans lordinateur de la voiture. Il suffit dy intgrer une simple puce .

Linformation sur la recharge stablit alors entre la puce et la borne via la technologie CPL7. La puce

permet ensuite dtablir une connexion Bluetooth avec un tlphone portable ou avec le WIFI

domicile. Ce type de rseau ne ncessite donc pas dinterface homme machine sur la borne puisque

celle-ci est assure par le tlphone ou lordinateur dans la voiture.

Le grand avantage de ce systme est le faible cot de mise en place du software puisquil ne requiert

que linstallation dune puce dans lordinateur pr-existant de la voiture, mais les constructeurs

7 Technologie courant porteur de ligne : cette technologie permet de transmettre linformation vie le rseau

lectrique existant et ne ncessite donc pas la cration dun rseau Ethernet pour communiquer linformation.

24

automobiles doivent prvoir en amont de mettre au point un ordinateur qui peut la recevoir. Le

dbit dinformation est moins important que dans le cas du networked infrastructure .

Networked infrastructure

Dans ce rseau, tous les points de charge sont connects via un rseau ethernet un serveur

central lui mme connect internet. Ce systme prsente lavantage de centraliser linformation et

de la rendre accessible tous les acteurs (nergticien, oprateur de mobilit, gestionnaire du point

de charge, usager, propritaire du point de charge). Linterface homme machine est ralise via

lcran dont les points de charge sont pourvus.

Son inconvnient est le cot. Il ncessite linstallation et la maintenance dun rseau Ethernet et les

crans sont chers.

Tableau 3 : Information fournir aux diffrents acteurs

Utilisateur du vhicule Ltat de la batterie et lavance de la charge

La localisation des points de charge du rseau de recharge

(application de golocalisation prvue par les oprateurs Better

Place ou PSA, application de localisation des bornes voirie sur

iphone lors du projet pilote Kleber Strasbourg)

Lidentification du vhicule et lautorisation de la charge (badge

didentification fourni par EDF dans le cadre du projet pilote

Klber)

Un interface de facturation client et un systme montique.

Gestionnaire de

linfrastructure de

recharge

Etat des bornes (localisation des bornes dfectueuses)

Facturation client

Producteur de

llectricit

Information instantane sur limpact de la recharge sur la courbe

de recharge

Possibilit ultrieure dune gestion intelligente de la charge (smart

meters et possibilit de V2G et V2H ultrieures)

25

3 La politique franaise de dploiement de linfrastructure de recharge

Avec le Grenelle de lenvironnement, puis la loi n2010-788 du 12 juillet 2010 dite Grenelle 2 portant

engagement national pour lenvironnement, lEtat franais a fait du dveloppement des vhicules

dcarbons un objectif cl de sa politique de lutte contre leffet de serre. Un plan gouvernemental a

t lanc en octobre 2009 avec un volet infrastructures de charges . En avril 2011, un Livre Vert

sur les infrastructures de recharge ouvertes au public a t publi. Il constitue le document de

rfrence dcrivant la stratgie franaise pour dployer les bornes de recharge des VEx.

3.1 Objectifs

Le gouvernement vise 2 millions de VEx dans le pays en 2020 et 4,5 millions en 2025. En supposant

que le nombre de vhicules lgers sur les routes demeure au niveau de 2007, soit prs de 30,4

millions, les VEx en reprsenteraient alors 6,6 % du parc en 2020 et 15 % en 2025. Pour une

agglomration de de 500 000 habitants, cela correspond environ 15 000 vhicules en 2020.

Pour cela, le Livre Vert prvoit 2,2 millions de bornes de recharge (soit 1,1 borne par vhicule), dont

une trs grande majorit de bornes privs au domicile ou sur le lieu de travail. Pour les 25 plus

grandes agglomrations de France 7 000 points de charge seraient ouverts au public en 2011 et 44

000 en 2014, dont 50 % sont destins la charge normale en espace public (Livre Vert, 2011).

Globalement, linfrastructure ouverte au public ncessiterait 30 milliards deuros dinvestissement

cumul sur 2010 2020.

3.2 Instruments pour inciter lachat de VEx

En matire dincitation lachat par les particuliers, la politique repose sur le versement dun bonus

de 5000 jusqu'en 2012 pour les VE et de 2000 pour les VEH. Cette subvention est cumulable avec

les subventions verses par certaines collectivits, comme celle de 1 000 au Pays dAix-en-

Provence.

Pour les entreprises, l'ADEME apporte une aide de 10 000 l'acquisition de bus lectriques de

moins de 30 places et 15 000 pour un bus de plus de 30 places.

En outre, lEtat a sign un accord avec une dizaine dentreprises prives et publiques (ADP, EDF, La

Poste, SPIE, Air France, Eiffage, Bouygues, Veolia, Areva, France Telecom, RATP, Vinci, Darty, GDF

26

Suez, SNCF). Il prvoit lachat de 30 450 VEx. Parmi ces 30 450 VEx, 5 000 seront ou ont t achets

par lEtat, et entre 11 150 et 14 600 par les collectivits territoriales.

3.3 Instruments pour dployer linfrastructure de recharge

Il convient de distinguer la recharge prive (au domicile ou sur le lieu de travail) de la recharge

publique.

En matire de recharge prive, la loi Grenelle 2 de 2010 a entrin les propositions du plan

gouvernemental de 2009 :

Un droit objectif la recharge domestique : il ajoute au droit existant a tre raccord au rseau de

distribution public, celui dajouter linstallation une pris ddie lusage qui nest pas lie

lhabitation, mais relie au tableau lectrique principal. En pratique cela autorise un fournisseur pour

la recharge distinct du fournisseur pour les autres usages.

Construction neuves : A partir de 2012 les constructions dimmeubles (bureaux et habitations) avec

parking intgreront obligatoirement des prises de recharge . Remarquons que le renouvellement du

parc de btiments existants nest que de 1% par an, ce qui limite la porte de cette mesure.

Constructions existantes : Installation obligatoire dans les parkings des immeubles de bureaux dici

2015 ds lors quils sont quips de places de stationnement destines aux salaris

Droit la connexion pour installation de recharge du VEx dans les coproprits : cest une

disposition assouplissant la procdure actuelle de raccordement individuel pour le copropritaire

(jusqu prsent il fallait laccord pralable de lAssemble Gnrale). Amnagement sur simple

demande du locataire ou co-propritaire et ses frais dun dispositif de connexion.

Concernant la recharge publique, la comptence a t confie aux collectivits locales. Le

dploiement de linfrastructure va donc reposer sur linitiative locale, et donc sur les budgets des

collectivits locales et des fonds doprateurs privs acceptant le risque. Laffirmation par la loi du

caractre dintrt gnral de la mobilit lectrique vise encourager laction des collectivits. Le

rle du gouvernement est dautoriser sans limposer linitiative des communes pour quiper lespace

public.

Publi en avril 2011, le Livre Vert est un vritable mode demploi lusage des communes dcrivant

les modalits pratiques de dploiement des bornes de recharge publiques. Il rpond des questions

comme : quels bornes choisir ? Comment calibrer linfrastructure ? Comment financer

linvestissement ? Etc.

27

Il annonce galement des subventions des cots dinvestissement de recharge dans le cadre des

Investissements dAvenir pour des agglomrations pilotes: 50% pour bornes dans les espaces

publiques de stationnement non concds ; 30% pour les bornes de recharge rapide (43 kVA) dans

les stations-service pour un montant plafonn 50 millions . Au nombre de douze, ces

agglomrations ont dcid dtre pilotes dans le cadre de la charte pour le dploiement

dinfrastructures publiques de recharge de vhicules lectriques signe le 13 avril 2010 avec lEtat,

Renault et PSA : Bordeaux, Grenoble, Rennes, Nice, Angoulme, Aix-en-Provence, Orlans, Paris,

Rouen, Strasbourg, le Havre et le Grand Nancy. Dans la charte, les collectivits sengagent mettre

en uvre le dploiement dinfrastructures de charge publiques dici 2010 et communiquer sur le

dploiement et lexploitation des infrastructures et les constructeurs automobile sengagent

commercialiser 60 000 VE dici 2012

Enfin Le plan gouvernemental de 2009 prvoit la cration dune nouvelle filiale dERDF pour

accompagner les communes dans le dploiement des bornes,

28

3 Le cot de la recharge

Quel est le cot de linfrastructure de charge ? Dans cette partie, nous rsumons les lments

dvaluation du cot conomique de llectromobilit et de la part qui correspond la mise en place

de linfrastructure permettant la recharge des vhicules. Nous nous appuyons essentiellement sur

lanalyse cot avantage rcemment publi par le Commissariat Gnral au Dveloppement Durable

(CGDD, 2011)8 qui compare le vhicule lectrique avec le vhicule motorisation classique.

3.1 Le cot unitaire dinstallation des points de charge

Le

8 CGDD (2011) Les vhicules lectriques en perspective : analyse cots avantages et demande potentielle ,

Etudes et documents, n41, mai, 62 pages.

29

Tableau 4

30

Tableau 4 : Les cots unitaires de diffrents points de chargefournit les lments pour les diffrents

types de points de recharge. Il montre une trs grande htrognit des cots :

La charge normale domicile ou sur le lieu de travail est de 8 10 fois moins coteuse

quune charge normale sur une borne ouverte au public (voierie ou parking)

Elle est mme 100 moins coteuse que la solution la plus coteuse, la charge rapide dans un

lieu ddi. Remarquons dailleurs que ce tableau ignore la solution la plus coteuse : les

stations dchange instantan de batteries, tel le Quick Drop dvelopp par Better Place

dont le cot serait denviron 350 000 euros.

En accs public, le cot dune borne de charge semi rapide est environ deux fois plus lev

quune charge lente.

31

Tableau 4 : Les cots unitaires de diffrents points de charge

Cot unitaire () Investissement Raccordement Maintenance Total

Prise domicile ou travail (3 kVA) 500 0 15 515

Voierie charge normale (3 kVA) 4200 300 126 4626

Voierie charge semi rapide (23

kVA) 6500 1300 195 7995

Parking charge normale (3 kVA) 3400 300 102 3802

Parking charge semi rapide (23

kVA) 5700 1300 171 7171

Lieu ddi charge rapide (43 kVA) 55000 inclus 1650 56650

Source : EDF Groupe Travail Livre Vert, repris par CGDD, 2011

3.2 Le calibrage de linfrastructure de recharge

Le cot total va bien sr dabord dpendre du nombre de bornes. Mais, compte tenu de

lhtrognit du cot unitaire des diffrents types de recharge, il sera galement trs influenc

par la rpartition des points entre charge normale, charge semi rapide et rapide et de la part des

bornes en accs public.

Dans ltude de 2011, le CGDD analyse un scnario de dploiement avec un ratio de 1,1 points de

charge par vhicule dont 0,8 point priv charge lente (0,6 chez les particuliers et 0,2 dans les

entreprises), 0,14 de point sur la voirie et 0,14 sur les parkings publics et 0,003 lieu ddi pour la

charge rapide. Ces hypothses sont trs diffrentes de celles de ltude mene par EDF en 2009 dans

le cadre du Groupe de travail de Jean-Louis Legrand. EDF teste deux scnarios de dploiement des

points de charge (Tableau 5). Le scnario 1 comporte une trs grande majorit de points de charge

lente et quelques points de charge rapide et ne comporte pas de stations dchange de batteries. Ce

scnario est adapt un parc automobile constitu essentiellement de VEHR pour lesquels la charge

rapide nest pas adapte. Le scnario 2 gnralise la charge 24kW et 42kW sur voirie, dans les

parkings publics et dans les entreprises. Il comprend des stations dchange de batteries. Il est

32

adapt un scnario vhicule lectrique pur . Dans son esprit, le scnario 1 est le plus proche de

celui de lvaluation rcente du CGDD sauf quil prvoit deux fois plus de point de charge par

vhicule et une proportion de points de recharge partags dont le cot unitaire est nettement plus

lev.

Tableau 5 : Comparaison du nombre de points par vhicule dans les scnarios 2011 du CGDD et des

deux scnarios EDF de 2009

*Le scnario prvoit 93% de recharge normale et 7% de recharge semi-rapide. Source : CGDD, 2011

Ces trois scnarios conduisent des cots de la recharge trs diffrents : de 5% pour le scnario le

moins ambitieux du CGDD de 2011 jusque 40% pour le scnario maximaliste dEDF.

La Figure 66 prsente le cot de linfrastructure du scnario CGDD 2011 et sa composition. Il est de

lordre de 3000 par vhicule en 2010 et il devrait baisser 2000 en 2020. Cela correspond un

investissement cumul sur la priode 2010 2020 denviron 30 milliards deuros.

Scnario CGDD * Scnario 1 EDF, Scnario 2 EDF,

Nb prises par vhicule 1,1 1,7 2

Prise domicile ou travail (3 kVA) 0,6 0,8 0,9

Voierie charge normale (3 kVA)

0,14

0.2 0

Voierie charge semi rapide (23 kVA) 0 0,1

Parking charge normale (3 kVA)

0,365

0.56 0

Parking charge semi rapide (23 kVA) 0.14 0,83

Lieu ddi charge rapide (43 kVA) 0,003 0 0,17

Stations dchange (ex: Quick Drop) 0 0 650 stations

Cot en % du cot total possession 5% 18% 40%

33

Figure 6: le cot de linfrastructure de recharge pour un vhicule lectrique dans le scnario CGDD

2011 (en , sur 8 ans de possession)

Dans ce total, le cot de la borne domicile pse peu : 300 par vhicule en 2010 et 180 en 2020. Le

cot de raccordement, qui seraient la charge dERDF dans le schma prvu dans le plan

gouvernemental, serait de 45. Lessentiel des cots concernent donc les bornes publiques de

recharge rapide ou normale : environ 2500 en 2010 et 1580 en 2020.9

3.3 Le cot de la recharge normale publique

Nous avons vu que le cot de la recharge normale sur les bornes en accs partag tait 8 10 fois

plus cher que la recharge normale prive. Cela conduit des usagers nayant pas de parking priv (au

domicile ou au travail) gnrer des cots dinfrastructure nettement plus important dautant que la

recharge normale correspondrait 90% de la recharge totale. La

9 Dans le cadre de politique franaise, ces cots seraient supports par les collectivits locales pour les prises

en voierie et les concessionnaires grant les parkings publics.

34

Figure 7 extraite du Livre Vert compare les cots de possession dun VE dont la recharge principale

seffectue sur la voirie, un VE dont la recharge seffectue domicile et un vhicule thermique. Elle

permet de constater que la recharge principale sur la voierie augmente le cot total de possession

denviron 35%.

35

Figure 7 : Comparaison des cots cumuls sur 8 ans de possession pour un projet lanc en 2011 ()

Source : Livre Vert (2011)

3.4 Quelles consquences pour le calibrage de linfrastructure de

transport ?

Ces donnes technico-conomiques ont deux implications pour lefficacit des politiques publiques

en matire dinfrastructure de recharge :

1) Il ne faut pas dployer de bornes de recharge normale sur la voierie ou dans les parkings

publics.

Elle est en effet dix fois plus chre que la recharge domicile ou sur le lieu de travail. Cette

prconisation peut susciter des rticences car ne pas dployer de recharge lente partage conduira

de facto les usagers ne disposant pas de parking individuel ne pas adopter le VE. Mais cest

prcisment leffet recherch. Le bnfice est potentiellement important car la recharge principale

assurerait plus de 90 % du besoin total de recharge.

En outre, leffet ngatif sur le niveau de diffusion des VEx nous semble limit compte tenu du

rservoir dadopteurs potentiels disposant dun parking priv (plus de 80% daprs le Livre Vert dans

une agglomration de 500 000 habitants inspir de Rouen, voir Figure 8).

36

Figure 8 : Structure du stationnement principal (gnralement de nuit) dans une agglomration de

500 000 habitants (en pourcentage)

1) Il faut limiter au maximum la part de la recharge semi-rapide et rapide en accs public.

Le Livre Vert annonce que la recharge semi-rapide ou rapide concernerait 5% de lusage sans avancer

plus dlments pour justifier ce chiffre. Le point cl est que ce pourcentage nest pas une donne

exogne du problme. Notre message sur ce point est que cest un paramtre central dfinir dans

une politique publique rationnelle de dploiement de linfrastructure puisquil dterminera le cot

global de linfrastructure.

La dmarche conomique adopter est la suivante :

1. Evaluer le cot complet dune borne en accs public

2. Evaluer les besoins des utilisateurs potentiels

3. Evaluer lutilit quils retirent de la recharge en accs public. En thorie conomique, cette

utilit sidentifie au consentement payer de lusager pour laccs une borne.

Il convient alors de ne dployer que les bornes dont le cot complet est infrieur lutilit retire par

ses utilisateurs. Nous allons considrer successivement ces diffrentes tapes.

37

Le cot complet. Nous avons dj largement voqu le cot des bornes de recharge. Mais la

connaissance de ce cot ne permet pas de dduire directement le cot dune recharge (cest--dire

le cot dun plein ). Ce cot de la recharge va notamment dpendre de la frquence dutilisation

des bornes. La Figure 9 lillustre en prsentant le cot du plein en fonction de la quantit de kWh

dlivrs par semaine. Pour une recharge semi-rapide, le Livre Vert lvalue 24 en faisant

lhypothse dune frquence dutilisation de 2 3 pleins par semaine, et 36 pour une recharge

rapide (avec une frquence de 3 6 utilisations par semaine). Sans pouvoir aller plus loin,

remarquons que ces frquences estimes dans le Livre Vert partir de la simulation de dploiement

du VEx dans lagglomration hypothtique de 500 000 habitants paraissent extrmement faibles.

Figure 9 : Cot complet dun plein de 25 kWh en fonction de la quantit de kWh dlivrs par la

borne par semaine (Source : Livre Vert)

Les besoins de recharge semi-rapide et rapide des adopteurs potentiels. Le Livre Vert en voque

trois :

Elle permet les dplacements non prvus.

Elle est ncessaire ceux qui effectuent un kilomtrage journalier important (taxis, livreurs,

etc.)

38

Elle permet de rassurer les adopteurs potentiels. Lide est que les particuliers

nachteront un VEx que sils ont lassurance dun rseau suffisamment dense de bornes

publiques.

Par ailleurs, la recharge semi rapide ou rapide nest ncessaire que pour les vhicules lectriques (par

opposition aux vhicules hybrides rechargeables).

Le dernier argument nous semble discutable : il sagit daugmenter la densit des bornes publiques

comme mesure dincitation ladoption. En caricaturant, des bornes trs coteuses sont installes,

non pas pour tre utilises mais pour rassurer. Or il existe dj un instrument conu directement

dans ce but : le bonus lachat de 5000 euros. Ce bonus nest peut-tre pas suffisant. Mais

laugmenter parat tre une solution plus rationnelle que dinstaller des bornes publiques

supplmentaires. Pour illustrer ce point, il est possible de se livrer un calcul rapide. Le rapport du

CGDD prvoit en matire de recharge semi-rapide 0,04 prise par vhicule dans les parkings publics,

0,04 sur la voierie et 0,025 sur les parkings dhypermarchs, de centres commerciaux et dhtels. Il

prvoit en outre 0,003 bornes de recharge rapide. En combinant ces donnes avec celles du

39

Tableau 4, cela correspond un cot de 1000 euros par vhicule. Il est peut tre prfrable dallouer

une partie de ce budget une augmentation du bonus. Si lon considre quaugmenter le bonus nest

pas possible, dautres mesures sont envisager et comparer avec la densification de

linfrastructure publique. On peut par exemple proposer aux utilisateurs un systme dassistance

gratuite en cas de panne lectrique.

Lutilit des consommateurs. Nous venons de discuter les besoins. Leur existence est lorigine dun

consentement payer des usagers de la recharge qui en mesure lintensit. A notre connaissance, il

nexiste pas dtudes mesurant ce que tel ou tel usager serait prt payer pour une recharge

publique. De notre point de vue, cela doit tre un point essentiel denqute, notamment dans les

exprimentations prvues dans le cadre des projets Investissements dAvenir . Cela ncessite de

faire varier dans les exprimentations les densits de bornes et les tarifs laccs.

Sans linformation sur le consentement payer des utilisateurs pour laccs la recharge rapide ou

semi-rapide, il nest pas possible de slectionner la densit de bornes conomiquement

rationnelle.

La dmarche conomique que nous suggrons nest pas celle du Livre Vert qui conseille aux

collectivits de procder en quatre tapes :

La quantification du nombre de vhicules lectriques qui vont circuler et la prvision des

besoins de tirage en lectricit ncessaires pour les faire rouler.

Lidentification de la structure de stationnement principal pour en dduire le nombre de

bornes publiques de recharge normale.

La rpartition de la recharge lectrique dans le temps et lespace pour en dduire une courbe

de charge type au cours de la journe.

La dfinition du nombre de points de recharge ncessaires pour les diffrentes types

(normale, rapide et semi rapide) en sappuyant sur un scnario dutilisation des bornes par

les usagers prvoyant 90% de recharge normale (prive ou publique) et 10% de recharge

semi rapide ou rapide.

Cette squence met laccent sur la problmatique de la courbe de charge que nous avons ignor plus

haut des fins didactiques. En revanche, elle ignore compltement la comparaison des cots de la

borne avec ses bnfices. Cela conduit considrer que les usagers ne disposant pas dun lieu priv

de recharge normale doivent bnficier dun nombre de bornes quivalent celui des usagers

disposant dun lieu de recharge priv. Cela conduit galement considrer comme une donne du

40

problme rsoudre la rpartition entre recharge normale et recharge semi rapide et rapide alors

que le calcul de cette rpartition doit tre un rsultat de cette analyse.

3.5 Que retenir ?

Lexamen des donnes technico-conomiques sur le cot des diffrents types de recharge montre

quil nest pas conomiquement rationnel de dployer des bornes de recharge normale (lente) sur la

voie publique ou sur les parkings. Elles sont en effet dix fois plus chres que la recharge domicile

ou sur le lieu le travail. Cela conduira ceux ne disposant pas de stationnement priv ne pas acheter

de VEx. Mais daprs les simulations du Livre Vert sur une agglomration fictive de 500 000 habitants,

cette population ne reprsente que 20% des adopteurs potentiels.

La recharge publique doit donc tre semi-rapide ou rapide. Comme le cot des bornes de recharge

semi-rapide et rapide est lev (de 7 000 56 000 par borne), il convient de limiter leur densit

autant que faire se peut. Dans ce but, nous suggrons lutilisation dune analyse cot-bnfice

traditionnelle comparant le cot complet de la recharge avec lutilit quen retirent les usagers. Cette

utilit se mesure par leur consentement payer pour laccs aux bornes de recharge semi-rapide et

rapide. Ne doivent alors tre installes que les bornes dont le cot est infrieur cette utilit. Dans

son esprit, cette dmarche est trs diffrente de celle propose par le Livre Vert sur les

infrastructures de recharge.

A notre connaissance, il nexiste pas de donnes sur les consentements payer des usagers pour la

recharge semi-rapide et rapide et sur llasticit prix de la demande. Il est prioritaire de gnrer ces

donnes dans le cadre des exprimentations prvues. Celles-ci doivent donc faire varier la densit

des bornes et les niveaux de tarification. En leur absence, une dmarche rationnelle

conomiquement nest pas possible.

41

4. Les bornes publiques de recharge : investissement, gestion et tarification Nous venons de voir que le cot de la recharge en accs partag et donc la rpartition entre

recharge partage et recharge prive - constituait lenjeu conomique principal. Dans cette partie,

nous explorons comment cette activit doit tre gre. Nous allons montrer que cest une activit

prsentant des caractristiques de monopole naturel ce qui implique la ncessit dune intervention

publique pour lorganiser (et pas seulement pour la subventionner).

4.1 La recharge partage est un monopole naturel

Rappel sur la thorie conomique du monopole naturel

En conomie, la notion de monopole naturel fait rfrence des situations dans lesquelles

lexistence dune entreprise unique permet de minimiser le cot de production total. Le transport

dlectricit est un exemple classique. Il serait inefficace de btir en parallle deux rseaux de

transport dlectricit tant donn la hauteur des couts fixes ncessaires au dploiement de chaque

rseau.

Plus prcisment, un secteur est en situation de monopole naturel sil est moins couteux quune

seule entreprise ralise toute la production plutt que le march soit partag entre plusieurs

entreprises. Formellement un monopole naturel existe si la fonction de cout de production pour

produire en quantit est telle que < avec =

jusqu saturation du

march.

En pratique, cette situation apparat quand :

La part des cots fixes dans le cot de production est leve. En effet, les cots fixes

gnrent des conomies dchelle (cd. un cot moyen dcroissant) et donc un avantage

la grande taille.

La demande est suffisamment faible pour ne pas saturer un rseau. Quand le rseau est

satur, un second rseau est ncessaire et la situation de monopole naturel disparat puisque

deux rseaux sont en concurrence.

Cette situation pose des problmes defficacit conomique car, une fois le monopole install, il

pratique un prix trop lev ce qui induit une trop faible consommation du bien ou du service. La

science conomique prconise en consquence une intervention publique pour rguler le prix.

42

Quand les investissements sont trs rversibles en ce sens quils peuvent tre rcuprs sans

dcote importante en cas de sortie du march cette situation ne suscite pas dinefficacit

conomique. En effet, lentre sur le march est peu risque puisquen cas dchec, lentrant sort

sans cot. La menace dentre de concurrents incite alors la firme en place ne pas pratiquer un prix

de monopole pour lviter.

Application la recharge publique

La recharge publique nous semble prsenter les caractristiques dun monopole naturel. En effet :

Comme le montre le Tableau 4, les cots sont dabord fixes. La maintenance et llectricit

constituent une part trs minoritaire du cot total

Les cots dinvestissements sont difficilement rcuprables (sauf le cot du foncier)

Le march est de petite taille, au moins sur la premire priode 2010 2020, ce qui ne

permet pas de dupliquer linfrastructure dautant que lobjectif de rduction des cots

impose de ne pas multiplier les bornes.

Le dernier point mrite quelques explications. Dans le cas dune recharge en accs public, le march

pour une borne correspond une zone gographique limite quelques km2 : Du fait des cots de

transport, des bornes installes plus dune dizaine de kilomtres de distance ne sont en effet pas

en concurrence. Or le nombre limit dusagers de VE ne justifiera pas de multiplier les bornes dans

une mme zone de chalandise. Cest la diffrence essentielle avec la distribution de carburants :

compte tenu du nombre de vhicules thermiques, la densit de stations-service est suffisamment

importante pour susciter de la concurrence entre plusieurs stations.

4.2 La rgulation du monopole naturel de linfrastructure

A partir du moment o il sagit dun monopole naturel, lactivit doit tre rgule par la puissance

publique. Les questions traiter sont les suivantes :

1. Comment doit-on tarifer laccs linfrastructure ? Si le tarif daccs linfrastructure

propos lusager est infrieur au cot complet, qui doit financer le solde ?

2. Qui doit raliser linvestissement ?

3. Qui doit grer linfrastructure ?

La tarification de laccs

A quel prix doit tre factur le plein ? Nous avons vu que le Livre Vert estimait son cot complet 24

pour un plein de 25 kWh sur une borne semi-rapide de 22 kVA et 36 sur une borne rapide de de

43

43 kVA. Remarquons que, compte tenu de lautonomie dun VE (150 km), ce cot complet est

comparable au prix dun plein traditionnel dessence.

Il est ncessaire de distinguer deux chelles de temps pour analyser leffet de la tarification sur le

comportement de lusager :

Le choix de court terme dapprovisionnement. Il consiste choisir entre recharge normale

(priv) et recharge rapide. En la matire, lefficacit conomique exige un diffrentiel de prix

entre les deux types de recharge gal la diffrence entre leurs cots complets. Cela limitera

le recours la recharge rapide aux situations dans lesquelles elle gnre une utilit relative

suprieure la diffrence de cot complet, ce qui est conforme lintrt gnral.

Le choix de long terme dadoption de llectromobilit. On peut a priori supposer que les

usagers potentiels vont notamment fonder leur dcision dadoption sur leurs anticipations

en matire de prix de la recharge. En la matire, lefficacit conomique exige un tarif gal au

cot complet pour induire une autoslection efficace des adopteurs ayant les besoins de

recharge rapide les plus faibles.

La tarification au cot complet permet donc de crer les signaux appropris laissant aux utilisateurs

le soin darbitrer en fonction de leurs prfrences personnelles entre les diffrentes options. Cette

solution est pourtant explicitement rejete par le livre vert avec largument quelle limiterait les

incitations opter pour le vhicule lectrique.

Ce point de vue nous semble contestable pour deux raisons. Dune part, la charge semi rapide ne

concerne que moins de 10% de la recharge daprs les exprimentations. Par rapport un scnario

o la recharge serait totalement lente (2 euros la recharge), une recharge rapide tous les 10

pleins conduit un prix moyen de chaque recharge de 4,2 euros ce qui reste faible par rapport

un plein dessence. Dautre part, il existe dautres outils visant plus directement encourager la

diffusion de llectro mobilit, la subvention lachat en particulier, que lon peut ajuster pour

compenser une tarification au cot complet.

Investissement et gestion des bornes publiques

Lactivit de dploiement et de gestion des bornes publiques se caractrisent par :

une part crasante de linvestissement dans le cot total (voir le Tableau 4),

une demande trs incertaine. En effet, elle dpend de lampleur de ladoption des VEx par les

particuliers et les entreprises. Lexistence deffets de rseau conduit en la matire une

logique du tout ou rien, selon que leffet boule de neige samorce ou pas. En outre cette

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demande est induite par un cadre rglementaire et des subventions publiques qui peuvent

voluer, comme le montre lexprience.

Dans le cas dune dlgation de service public un oprateur priv, ces deux caractristiques

induisent limpossibilit de fonder la rmunration du dlgataire sur les recettes commerciales. De

ce point de vue, les solutions proposes par le Livre vert nous semblent pertinentes :

Augmenter la dure de concession des parcs de stationnement dj concds. Le dlgataire

se rmunre alors sur les recettes de stationnement gnres lors de la priode de

concession ajoute au contrat.

Avoir recours un PPP dans lequel lentreprise qui investit et gre les bornes est rmunr

par les collectivits avec un loyer.

Une autre solution est que la collectivit se charge directement du dossier via une rgie. Il est difficile

de trancher entre les diffrentes options.

4.3 Que retenir ?

La recharge publique prsente les caractristiques dun monopole naturel : au moins dans un

premier temps, la diffusion de llectro-mobilit sera trop limite pour justifier une densit de points

de recharge semi-rapide et rapide mme de susciter de la concurrence (deux bornes ne sont en

concurrence que si elles ne sont pas trop loignes lune de lautre). En outre, la demande de

recharge est extrmement incertaine puisquelle dpendra de ce que sera le niveau effectif de la

diffusion. Ce niveau est particulirement difficile prvoir du fait deffets de rseau suscitant une

logique du tout ou rien et du fait que la demande est induite par des subventions publiques dont le

niveau est difficile anticiper au-del de quelques annes.

Ces deux caractristiques empchent dans un premier temps linstauration dun vritable march

de la recharge publique. Le dploiement de la recharge reposera dabord sur laction des collectivits

publiques (qui pourront sappuyer sur des oprateurs privs dans une logique de dlgation de

service public). En la matire, les modles conomiques proposs par le Livre Vert nous semblent

pertinents.

Mais, compte tenu des diffrences de cots trs importantes entre les diffrents types de recharge,

une tarification de la recharge au cot complet nous semble indispensable (soit environ 2 euros pour

une recharge lente, 24 euros pour une recharge semi-rapide et 36 euros pour une recharge rapide).

Cette tarification est la seule solution envoyant les signaux aux usagers leur permettant des choix de

recharge conformes lintrt gnral. Si lon craint que cette tarification ne diminue trop les

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incitations ladoption de llectro mobilit, il est parfaitement possible dajuster la subvention

lachat pour la compenser.

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5 La standardisation Llectromobilit ncessite de combiner plusieurs biens et services : un vhicule, de llectricit, un

service de recharge, des services financiers ou de montique pour payer sa recharge, voire une

batterie (dans lhypothse o elle nest pas achete avec le vhicule). Cette complmentarit induit

la ncessit dune standardisation pour interfacer efficacement ces diffrents composants. Or cette

standardisation ne va pas de soi car son rsultat influence trs directement la concurrence entre les

entreprises fournissant les diffrents lments du systme.

Cette partie se propose de dcrypter les enjeux de la standardisation. Pour cela, nous nous

appuierons sur la thorie de lconomie des rseaux qui a t dveloppe avec lessor des

Technologies de lInformation et de la Communication (TIC) lors de la rvolution numrique dans les

annes 1980 et 1990. Cette branche de lconomie dcrit et analyse les spcificits de loffre et de la

demande en bien-rseau dans le but de comprendre les quilibres de march qui sinstaurent.

5.1 Quest-ce quun standard ?

Un standard cre une compatibilit. Il est linterface qui permet plusieurs biens complmentaires

de fonctionner ensemble. On distingue diffrents types de standards selon la faon dont ils sont

labors.

Le standard de jure

Le standard de jure repose sur un document valeur juridique tabli par des organismes de

standardisation gouvernementaux ou internationaux du type ISO. Le standard de jure peut tre

susceptible davoir un caractre obligatoire sil est adopt par la juridiction nationale mais ce nest

pas toujours le cas. Cest par exemple le cas du standard GSM qui imposa la bande de frquence de

fonctionnement des tlphones portables en Europe. Le standard de jure est transparent dans le

sens o toutes les tapes de son laboration sont publiques et il est adopt suite une procdure de

vote ouverte tous.

Le standard de facto

Les standards de facto sont quant eux des produits, services ou pratiques trs largement adoptes

lissue dun processus concurrentiel. Il sagit par exemple du format PDF. Les standards de facto

sont souvent la proprit dun seul acteur. Il arrive souvent que les standards de facto deviennent

par la suite des standards de jure (cas du format PDF dAdobe certifi par une norme ISO).

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Le standard par consortium est un hybride entre le standard de facto et le standard de jure. Les

standards par consortium sont tablis linitiative de plusieurs industriels qui dveloppent le

standard en commun. Ce standard reprsente donc uniquement les intrts des firmes du

consortium contrairement au standard de jure ou les intrts de tous doivent tre reprsents. Le

Telecommunications Industry Association (TIA) est par exemple un consortium industriel de

standardisation dans le domaine des TIC. Ce standard sappuie lui aussi sur un document crit. Ce

type de standard partage donc avec la standard de jure un caractre transparent tout en tant

beaucoup plus rapide mettre en place ce qui prime dans un contexte de rapides progrs

technologiques. Le Blu-ray est par exemple un standard issu du consortium industriel Blu-ray

disc association constitu initialement de 9 firmes : Sony, Panasonic, Pioneer, Philips, Thomson, LG

(Lucky GoldStar) Electronics, Hitachi, Sharp, et Samsung.

La forme de standard adopte dtermine la structure du march dans lequel oprent les

producteurs. Le standard de jure peuvent augmenter la concurrence. En effet les rgles de proprit

intellectuelle plus strictes et la transparence introduite par le standard de jure rendent beaucoup

plus difficile lexclusion dun producteur du march. Dun autre ct, le standard de jure limine

demble la concurrence potentielle entre deux technologies rivales (un organisme de

standardisation formelle ne cre jamais deux standards concurrents et deux organismes de

standardisation formelle ne se font jamais concurrence). Pour comprendre la faon dont la

standardisation sarticule au processus concurrentiel, nous allons rapidement prsenter les concepts

fondamentaux de lconomie des rseaux.

5.2 Lconomie des rseaux

Quest-ce quun rseau ?

Un rseau est le support dinterconnexions dquipements ou de dispositifs immatriels (par

exemple, des logiciels) complmentaires cooprant entre eux afin de transporter des flux de

personnes, dnergie ou dinformation et dacheminer ces flux de leur point dorigine leur

destination. Lconomiste considre le rseau comme un lieu technique de concrtisation dune

intermdiation conomique. Le rseau est donc une plateforme transactionnelle permettant une

confrontation entre loffre et la demande ; il est un instrument dchange entre producteurs et

consommateurs. Rseau et march sont associs demble.

Cette dfinition sapplique au rseau de recharge pour vhicules lectrifis. Le rseau de recharge

ralise la connexion entre les biens complmentaires que sont le vhicule lectrique et le point de

charge et ventuellement la batterie dans le cas dun modle daffaire avec location de batteries. Le

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service rendu par le rseau est le kW achemin vers le vhicule. La demande en bien rseau

recharge est constitue par lensemble des usagers de vhicules lectriques. Loffre est

constitue par les entreprises proposant un service de mobilit.

On peut schmatiquement reprsenter le rseau en une structure stratifie trois couches qui

reflte une segmentation des activits (Curien, 2005) :

Infrastructure : Il sagit de la couche basse du rseau. Elle est le support physique qui permet la

ralisation du service rendu par le rseau. Pour une recharge domicile, linfrastructure est

constitue de la prise ddie. Sur voirie ou dans les parkings publics ou sur les lieux de travail, elle est

constitue des bornes spcifiques de recharge (rapides ou lentes) ou encore de station dchange de

batteries.

Info-structure : Il sagit de la couche mdiane du rseau. On y trouve les services de contrle

commande dont la fonction est doptimiser lutilisation de linfrastructure et de piloter celle-ci en vue

de raliser le service promis par le rseau. Il sagit dune activit intermdiaire ncessaire

ralisation du service final.

Service final : La couche haute est constitue des services finaux rendus par le rseau, dont la

vocation est de fournir des prestations diffrencies en nature en qualit et en prix en fonction du

segment client. Dans notre cas, Le service final rendu est la recharge du vhicule. Il faut distinguer la

recharge dune simple transmission dnergie. En effet le service de recharge est dfini par un

nombre de kWh transmis au vhicule, sous une certaine dure, et dans certaines conditions de

confort dutilisation. Cest cette combinaison de caractristiques qui distingue le service de

mobilit rendu dune simple fourniture dlectricit.

Les effets de rseau

Un bien ou un service (par exemple de recharge dun VEx) prsente des effets de rseaux si lutilit

de chaque usager augmente avec le nombre dusagers de ce bien (Belleflamme & Peitz, 2010). En

pratique cela signifie que, toutes choses gales par ailleurs, il est prfrable dtre connect au

rseau le plus large possible.

On distingue les effets de rseaux directs et les effets de rseaux indirects. Les effets de rseau

directs traduisent laugmentation de lutilit avec la taille du rseau dans les marchs de la

communication . Pour ce type de march, la capacit de chacun consommer le service est

directement accrue par une augmentation de la taille du rseau : larrive dun nouvel usager

reprsente un nouvel interlocuteur potentiel. Le supplment dutilit est directement li

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linteraction entre les usagers du rseau. Ce type deffet de rseau nintervient pas pour le rseau

dinfrastructure de recharge pour vhicules lectrifis.

Les effets de rseaux indirects peuvent tre prsents dans les marchs de la communication, mais ils

interviennent dans beaucoup dautres types de rseaux (le transport par exemple). Le supplment

dutilit nest pas directement li ltablissement dune nouvelle connexion entre les usagers mais

transite par le supplment de qualit quune infrastructure accessible une population tendue est

en mesure dapporter. On peut distinguer les effets de rseaux indirects suivants:

Effet indirect doffre : Lorsque le bien-rseau est constitu de deux produits

complmentaires par exemple un quipement et les logiciels associs, plus il existe

dapplications associes une infrastructure, plus lutilit du consommateur sen trouve

augmente, et donc lincitation rejoindre le rseau devient plus forte. Leffet de rseau

indirect provient du fait que les firmes produisant les applications associes sont incites

multiplier les applications compatibles avec linfrastructure. Considrons lexemple dun

lecteur de DVD et son format de DVD associ. Plus le nombre de films proposs dans ce

format de DVD est grand plus les bnfices retirs du lecteur de DVD sont grands et plus le

nombre dusagers sera lev. A leur tour, les studios de production seront alors plus incits

produire leurs films dans ce format de DVD.

Plus le nombre dusagers est grand, plus il sera facile pour un usager de quitter le rseau en

revendant son bien rseau sur le march doccasion.

Effet indirect dapprentissage au niveau de loffre via le learning by doing . Plus il y a

dusagers sur le rseau, plus la qualit du service samliore et plus le cot diminue par effet

dapprentissage des producteurs.

Le rseau dinfrastructure de charge pour vhicule lectrifi bnficie a priori de ces trois types

deffets de rseaux indirects :

Plus le nombre dusagers de vhicule lectrique est lev plus les points de charge sont

nombreux. Le bnfice retir du vhicule lectrique en sera plus lev ce qui incitera de

nouveaux usagers rejoindre le rseau. Les oprateurs de mobilit sont alors leur tour

incits amliorer le rseau de recharge en multipliant les bornes.

Plus les utilisateurs de vhicules lectrifis sont nombreux, plus il est facile pour un

propritaire de vhicule lectrique de revendre son vhicule lectrifi sur le march de

loccasion. Du ct de loprateur de mobilit qui louerait les batteries (dans le cadre dun

modle daffaire avec location de batterie), plus le systme de location de batteries est

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utilis, plus les usages deuxime vie de batteries seront rpandus et plus il est facile pour

loprateur de mobilit de revendre sa batterie sur le march de lusage stationnaire.

Compte tenu de la dure de vie des quipements de llectromobilit (plus longue que pour

de la tlphonie mobile), cet effet est potentiellement important.

Il est vident que leffet dapprentissage est bnfique pour les futurs utilisateurs. Le but des

exprimentations pilotes menes en ce moment est justement de concevoir loffre la mieux

adapte possible. Plus il y aura de vhicules lectriques testant les diffrents systmes de

recharge (charge rapide, lente), plus on aura de connaissances sur leffet de la recharge sur

la dure de vie de la batterie et plus le service de recharge propos sera optimal et peu

coteux.

Le premier effet de rseau indirect dcrit concerne avant tout les usagers dinfrastructures

partages. Le deuxime et le troisime effet de rseau indirects bnficient quant eux tous les

usagers.

La demande en bien-rseau

Dans les rseaux, le fait que lutilit du consommateur augmente avec la taille du rseau anticipe

par le consommateur induit une logique du tout ou rien . Soit la demande ne dcolle pas car les

premiers adopteurs sont trop peu nombreux pour susciter des effets de rseau. Soit la demande

initiale parvient dpasser une taille critique de rseau ; le succs est alors assur et mme acclr

par les effets de rseaux selon un effet boule de neige.

Les stratgies de standardisation des offreurs

Pour bnficier des effets positifs de rseau, il est dans lintrt des producteurs de rassembler le

plus dusagers autour dun mme rseau : le producteur bnficie alors dune demande qui sauto

alimente.

Or il existe de nombreux cas dans lesquelles coexistent plusieurs technologies. Si deux firmes

dveloppent en parallle deux biens rseaux incompatibles et que chacune a une prfrence pour sa

technologie (parce quelle la protge avec un brevet par exemple), il nest pas vident que les

firmes souhaitent cooprer ex-ante pour dfinir un standard.

Les choix de compatibilit effectus par les firmes vont dterminer la structure du march : elles

peuvent faire le choix de la compatibilit en se mettant daccord sur le standard adopter et sont

alors en concurrence au sein dun mme march ou au contraire dcider de se battre pour le march

travers une guerre des standards. Le choix de standardisation des firmes rsulte donc dun

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compromis : bnficier dun rseau largi ou se rserver lexclusivit dun rseau plus maigre mais

sur lequel la firme dispose dun pouvoir de march, voire dune position de monopole.

Du point de vue de lintrt gnral, faut-il privilgier lmergence dun standard ex ante

ou laisser se drouler une guerre des standards ?

A premire vue, de nombreux arguments militent en faveur dune standardisation prcoce :

Elle facilite la coordination des acteurs et acclre le dveloppement du rseau en exploitant

les effets de rseau.

Elle favorise la concurrence sur le march puisque le chaque producteur fournit un bien

standardis parfaitement substituabilit.

Elle rduit lincertitude auprs des consommateurs. Si les consommateurs ont une vision

trop floue de la version du bien-rseau qui deviendra le modle dominant, il se peut

quils adoptent une attitude attentiste limitant le dveloppement du rseau.

Elle rduit lincertitude auprs des producteurs. Lorsquune technologie est dfinie par un

standard, elle bnficie demble de la confiance des producteurs car elle est un gage de

linteroprabilit des diffrents biens constituants le bien-rseau. De plus, le producteur

bnficie demble dune vision transparente des technologies quil doit acqurir.

A loppos, la non standardisation prsente des avantages :

Elle cre une concurrence pour le march pour obtenir des positions de monopole (si le

standard lemporte sur les autres et que la technologie est protge par des brevets). Cela

cre des incitations a priori plus puissantes linnovation que la concurrence sur le march.

Le processus de standardisation formel est parfois trs lent ce qui ralentit le processus de

diffusion de la technologie. Cest un peu ce quon observe aujourdhui dans le domaine de

llectromobilit.

La non-standardisation laisse la concurrence slectionner la technologie. La standardisation

prcoce implique, elle, de la slectionner un stade de plus faible maturit ce qui la rend

plus difficile valuer.

Ces arguments permettent de dduire les caractristiques propices lun ou lautre des scnarios. En

loccurrence, la standardisation prcoce est intressante quand :

Plus que sa performance, le prix constitue lobstacle cl de la diffusion de la technologie, (car

elle favorise la concurrence sur le march).

La technologie est dj mature

52

Les effets de rseau sont importants.

Nous mobiliserons plus loin ces lments pour discuter de la standardisation dans le domaine de

llectromobilit.

5.3 Les besoins de compatibilit dans le domaine de llectromobilit

Le bien composite recharge intelligente de vhicule lectrique rsulte de lassociation du

vhicule, de la borne et du software associ. Dans le cas dun modle daffaire avec leasing de

batterie on doit aussi y associer la batterie. Lassociation de ces diffrents lments suppose quils

soient compatibles et rsulte donc de la coopration des acteurs impliqus (Brown et al., 2009). Quel

degr de compatibilit requirent-ils ?

Le vhicule. Le connecteur du ct du vhicule dtermine le type de cble qui pourra y tre

connect. Le constructeur automobile doit aussi faire en sorte que lordinateur de la voiture puisse

intgrer la puce prvue par le car-customer system si ce systme de software est retenu pour le

rseau. Le constructeur automobile doit galement faire le choix de concevoir un vhicule

compatible avec une borne lalimentant en courant continu ou en courant alternatif (dans ce cas il

faut prvoir un alternateur au sein du vhicule). Dans le cas du modle daffaire avec location de

batterie par loprateur, le constructeur automobile doit aussi prconcevoir lemplacement de la

batterie.10

La batterie. Le voltage maximal que peut supporter une batterie