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Comment adapter son infrastructure pour la recharge des bus électriques ?

Publié le 12 avril 2022

Lorsqu’il est question de raccorder une ou deux bornes de recharge rapide DC (courant continu) au réseau électrique, le projet est simple car les puissances engagées sont assez limitées. Un point de livraison délivrera une intensité suffisante pour une ou deux bornes (donc inférieure à 400 Ampères), qui alimente un coffret ou un petit tableau basse tension. 

 Il a pour rôle d’alimenter et protéger chacune des deux bornes de recharge de bus électrique. Il assure le comptage d’énergie et peut  inclure une surveillance de présence tension pour les différents circuits, de façon à alerter l’équipe de maintenance en cas de perte de tension. Pour une installation plus conséquente comportant plusieurs chargeurs, quels sont les points à vérifier pour adapter son infrastructure (génie civil, tableaux…) à la recharge des bus électriques ?    

Identifier le besoin en exploitation

Afin de sélectionner l'installation à choisir pour alimenter des bornes de recharge de bus électriques, il faut identifier clairement son besoin en exploitation. 

Les types de tableaux basse tension 

Le tableau électrique basse tension distribue l’énergie vers chacune des bornes de recharge et regroupe deux types d'offres : 

  • L’offre tableau en kit (livré à plat) et monté par un tableautier assembleur qui intègre les appareillages de la même marque pour protéger chaque chargeur. Il s’agit très souvent d’une solution dans laquelle tout est fixé au châssis. Le coût de la solution est donc avantageux, mais la maintenance est plus difficile. Cette offre reste généralement limitée à environ 4000 ampères, soit approximativement 20 bornes de 160kW. Au-delà de 4000 ampères les effets électrodynamiques et thermiques sont plus complexes à maîtriser et nécessitent une certaine expertise. 

  • Le tableau constructeur : pour les fortes intensités, il s’agit de l’offre à privilégier. Le constructeur est le créateur de la solution enveloppe, du supportage des barres de cuivre qui véhiculent le courant. Il intègre les appareillages et fait vérifier tous les points de sécurité dont les échauffements et la tenue au court-circuit ou à l’arc interne par un organisme externe. Par ce procédé qui est répété pour chaque marque d’appareillage, le constructeur aura une solide expérience de conception et saura proposer la solution idéale pour un projet.

Choisir le bon indice de mobilité et de service

Selon la nécessité de maintenir ou non l’installation sous tension pendant son entretien ou sa maintenance, il convient de choisir le bon indice de mobilité et/ou de service. Par exemple, lorsque l’installation est fixe (FFF ou IS111) il est nécessaire de couper le courant de l’ensemble du tableau pour effectuer une intervention. Ceci a pour effet de mettre hors service tous les chargeurs pendant la durée de l’intervention, ce qui peut être pénalisant. Une solution débrochable (WWW ou IS333) permet de réaliser des interventions en toute sécurité sur un seul module. Ainsi, un seul chargeur est hors service pendant la durée de l'intervention, ce qui permet aux autres de continuer à fonctionner. Des indices de service ou de mobilité intermédiaires peuvent aussi offrir des solutions technico-économiques adaptées à chaque cas. 

 

Les clés pour plus de sécurité

Pour la sécurité des exploitants et de l’installation, deux facteurs sont à prendre en compte avant la réalisation de l’ensemble, ce sont les formes et la tenue à l’arc interne.

Prendre en compte les formes pour la sécurité du personnel

Les formes sont des séparations physiques qui cloisonnent l’ensemble en plus petits volumes et évitent de toucher par maladresse un conducteur nu sous tension. C’est donc un concept important pour la sécurité des exploitants qui vont ouvrir les portes de l’armoire électrique. 

Prendre en compte l’arc interne et adapter les E.P.I. 

En cas d’arc électrique (présence d’un rongeur, poussière conductrice, erreur de manipulation) l’effet de souffle et les gaz brûlants qui se dégagent seront d’autant plus importants que le courant de court-circuit de l’installation est élevé. Suite à cela, l’installation sera inutilisable pendant quelques jours (au mieux) avec de potentielles pertes d’exploitation. Les tableaux fixes avec leurs grandes portes ouvertes ne peuvent pas contenir l’arc interne aussi petit soit-il et exposent le personnel d’entretien qui doit impérativement porter une tenue de protection adaptée.

Les tableaux constructeurs disposent de cloisonnements et ont une meilleure tenue à l’arc interne. Certains savent contenir un arc interne voir empêcher qu’il survienne. Ils sont évalués par des tests dont les résultats prouvent qu’on peut s’en approcher en toute sécurité si on est équipé d’une tenue coton classique couvrante et des EPI (équipements de protection individuels) traditionnels (casques, lunettes ou visière, gants, chaussures). Le choix de ces options permet d’augmenter la sécurité du personnel.

 

Quelle infrastructure en amont de la distribution basse tension ?

Le transformateur HTA-BT

En amont du tableau basse-tension, on trouvera le transformateur HTA-BT. Il s’agit d’un produit catalogue dont les tensions et puissances sont normalisées. Le choix de la technologie (huile, huile végétale ou sec) est possible dans les catalogues de nombreux fournisseurs.

Un poste HTA/BT (ou poste de transformation HTA/BT) est un local, inaccessible au public. Il assurant la liaison entre le réseau haute tension HTA (HTA) et le réseau basse tension (BT).

Le poste HTA

Le poste HTA (haute tension A) est la dernière interface avant le réseau et en amont du transformateur. Son architecture et sa conception sont particulièrement normalisées et standardisées car c’est un maillon de la fiabilité d’une boucle de distribution toute entière (un site industriel, un quartier). C’est donc l’opérateur du réseau de distribution qui fixe les règles et vérifie leur respect avant d’autoriser la mise sous tension de l’installation. Le choix de la technologie de coupure, dans l’air, dans du gaz inerte ou sous vide reste possible pour le donneur d’ordre. C’est aussi à partir de ce point de livraison que l’on installera les premiers compteurs d’énergie et les premiers capteurs pour réaliser le suivi des consommations et envoyer des alertes pour la maintenance en cas de perte de tension ou d’ouverture des circuits.

Le stockage d’énergie

Le site peut aussi disposer d’une alimentation complémentaire, un champ photovoltaïque par exemple, dont le courant sera stocké en attendant d’être consommé en fin de journée. L’onduleur sera alors un second fournisseur d’énergie qui permettra de moins consommer sur le réseau donc d’alléger la facture énergétique quotidienne. Le V2G (véhicule vers le réseau) permet aussi de réinjecter dans le réseau l’excédent d’énergie stockée dans les batteries des véhicules. Pour cela, il faut une installation qui permet la bidirectionnalité du courant jusqu’au réseau et un comptage spécial. 

 

Pour adapter son infrastructure pour la recharge des bus électriques, il faut avant tout identifier le besoin en exploitation. Une fois cela fait, plusieurs éléments doivent être pris en compte comme les types de tableaux existants : l'offre tableau en kit ou le tableau constructeur.  Il convient également de choisir le bon indice de mobilité et/ou de service. La sécurité des exploitants et de l'installation est également un élément clé. Enfin, il est important de déterminer l'infracteur en amont de la distribution basse tension. Tous ces éléments rentrent en compte afin de choisir la solution la plus adaptée pour recharger son parc de bus électriques.

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