Recherche & développement

Le stockage d’énergie offre une seconde vie aux batteries de véhicules électriques

L’émergence de quartier autonome en énergie reste suspendue aux progrès du stockage d’électricité. Le projet de recherche européen Energy local storage advanced system (Elsa) donne l’occasion à Bouygues Energies & Services de développer une démarche originale à base de batteries usagées de véhicules électriques.

Les quartiers autonomes en énergie n’existent pas encore, mais Bouygues Energies & Services fourbit déjà ses armes. Après la création d’une plate-forme d’agrégation de données, le groupe progresse dans le domaine du stockage de l’électricité. Dans le cadre du projet de recherche européen Energy local storage advanced system (Elsa), il travaille avec neuf partenaires (1) à la conception d’un système qui recycle les batteries usagées de véhicules électriques. Lancée en avril 2015, cette opération devrait aboutir à un produit fini en 2018.

A mi-parcours, le groupement arrive désormais dans une phase d’essais. Des prototypes sont en cours d’installation dans six sites à travers l’Europe (2). Ils reprennent les caractéristiques d’une première installation en test depuis trois ans dans les entrailles de Challenger, le siège de Bouygues Construction situé à Guyancourt (Yvelines). Ce premier modèle emmagasine le courant produit par les panneaux solaires posés en toiture du bâtiment. Il donne un aperçu des spécificités techniques de la future mouture commerciale.

Le dispositif se compose à l’heure actuelle de cinq batteries lithium-ion provenant de véhicules électriques de marque Renault (quatre de Kangoo et une de Zoé), et une issue d’une voiture Nissan Leaf. Les deux constructeurs automobiles sont partenaires du projet Elsa. « Notre approche consiste à récupérer des batteries après trois ou quatre ans de circulation. Leur capacité se monte alors à 75 % de sa valeur initiale, indique Eric Portales, directeur de projets au sein de la direction Innovation & Technologie de Bouygues Energies & Services. Ces performances sont bien suffisantes pour un usage stationnaire. »

 

 

De la route au réseau

 

Ces batteries de récupération fonctionnent avec un courant continu, d’une tension comprise entre 240 et 410 V selon les modèles. Ces propriétés ne correspondent pas nécessairement à l’électricité issue de l’installation photovoltaïque ou à celle qui circule dans le réseau du site. Un onduleur, enchâssé dans une armoire électrique, est donc associé à chaque accumulateur. Cet appareil adapte les caractéristiques du courant qui entre et qui sort du stockage.

 

 

Autre difficulté propre à l’utilisation de matériel recyclé, les batteries sont déjà dotées d’un système de contrôle électronique qui administre les cycles de charge et de décharge. « La programmation de ces “battery management system” change d’un constructeur à l’autre, explique Antonio Prata, chef de service au sein de la direction grands Projets du pôle Industrie de Bouygues Energies & Services. Nous avons donc créé une interface informatique capable de décrypter les différentes données envoyées par ces dispositifs, d’analyser l’état global de l’installation puis de transmettre des consignes à chaque gestionnaire dans un format compréhensible. »

Le prototype de Challenger possède une capacité 12 kWh. « Depuis le début de l’expérience, nous n’avons pas constaté de baisse de capacité, observe Eric Portales. Dans un bâtiment, les cycles de fonctionnement sont très réguliers. La batterie est moins sollicitée que dans un véhicule. Sa durée de vie s’en trouve augmentée. » Le groupe envisage par ailleurs de vendre non pas un produit, mais une capacité de stockage garantie pour une dizaine d’années. « Si une des batteries montre des signes de faiblesse, nous la remplacerons, précise-t-il. Les connecteurs qui relient l’accumulateur à l’onduleur sont conçus pour être retirés facilement. » Le consortium œuvre maintenant à réduire la taille des composants.

 

(1) : Le fournisseur d’énergie allemand Allgäuer Überlandwerk, le distributeur d’électricité italien ASM Terni, le cabinet de conseil allemand B.A.U.M. Consult, l’entreprise italienne d’ingénierie Engineering, le Gateshead College situé en Angleterre, les constructeurs automobiles Renault et Nissan, l’université technique de Rhénanie-Westphalie à Aix-la-Chapelle, et le centre de recherche irlandais de United Technologies.

(2) : L’immeuble Ampère dans le quartier de La Défense, le centre de recherche d’E.ON à Aix-la-Chapelle, le Gateshead College, la ville de Kempten outre-Rhin et celle de Terni en Italie, l’usine Nissan à Barcelone.

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