Les perturbations supraharmoniques : le talon d'Achille des véhicules électriques ?

Alors que la transition vers les énergies renouvelables devient pressante, l’intégration des véhicules électriques dans le réseau électrique pose de nouveaux défis. L’un d’eux est le phénomène des perturbations supraharmoniques. Le chercheur Tim Slangen a étudié ce phénomène et envisage de l’atténuer.

Face aux préoccupations croissantes liées au changement climatique, la transition de l’énergie fossile vers l’énergie renouvelable s’accélère. Cette nécessité d’accélération s’applique également au secteur de la mobilité où les véhicules à moteur à combustion interne sont progressivement remplacés par des véhicules électriques.

La recharge de ces véhicules électriques introduit toutefois plusieurs défis pour le réseau électrique en termes de capacité et de qualité de l’énergie.

Le moteur à combustion interne a été le pilier de l’industrie automobile pendant plus de 100 ans. Une multitude de véhicules de transport quotidiens dans le secteur de la mobilité dépendent des moteurs à combustion interne, tels que les voitures, les bus, les camions et les équipements de construction. Leur utilisation entraîne une pollution telle que des émissions excessives de CO2, qui contribuent au changement climatique.

Les défis de l’électromobilité

« Nous devons prendre des mesures significatives pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, et l’un des moyens d’y parvenir est via les véhicules électriques », explique Tim Slangen, chercheur doctorant au département de génie électrique de l’Université de technologie d’Eindhoven

Cependant, le passage aux véhicules électriques présente des problèmes, comme le souligne Tim Slangen. « De nouvelles technologies sont nécessaires pour les batteries, et il faut une infrastructure de recharge adéquate. Le support technique pour l’utilisateur est également crucial. Et la recharge des batteries d’un véhicule électrique de manière efficace en connectant le véhicule au réseau entraîne des défis pour le réseau électrique. »

Les perturbations supraharmoniques

Les véhicules électriques convertissent la tension AC du réseau électrique en tension DC pour charger les batteries des véhicules à l’aide d’un redresseur.

« Cependant, cette recharge, si elle n’est pas effectuée correctement, peut entraîner des perturbations de la qualité de l’énergie, l’une d’entre elles étant connue sous le nom de supraharmoniques », ajoute Tim Slangen.

Mais qu’est-ce que les supraharmoniques ? Le chercheur explique : « Les supraharmoniques sont des distorsions de forme d’onde en tension et en courant avec une fréquence entre 2 et 150 kHz. Supra’ signifie au-dessus ou au-delà, et se réfère aux perturbations étant à une fréquence plus élevée que les harmoniques traditionnelles. »

La recherche de Tim Slangen

Pour sa recherche doctorale, Tim Slangen a étudié en détail le phénomène des perturbations supraharmoniques, en se concentrant particulièrement sur la recharge des véhicules électriques à l’aide d’une combinaison d’expériences en laboratoire et sur le terrain.

Dans le cadre de sa recherche, il a effectué des mesures à différents endroits aux Pays-Bas pour déterminer les effets dans plusieurs réseaux avec plusieurs chargeurs de véhicules électriques. Les données de ces expériences ont aidé à fournir un aperçu de la nature des perturbations en pratique.

En synthèse

Les travaux du chercheur ont identifié plusieurs paramètres qui affectent les supraharmoniques. « Nous avons constaté que les perturbations dépendent de l’état de charge de la batterie connectée au chargeur. »

Tout cela devrait être pris en compte dans les futurs tests et certifications des chargeurs, par exemple par le laboratoire d’essais ElaadNL. À partir des travaux de Slangen, ces résultats sont utilisés pour tester tous les chargeurs et véhicules électriques, même pour les problèmes qui ne sont pas encore normalisés.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que les supraharmoniques ?

Les supraharmoniques sont des distorsions de forme d’onde en tension et en courant avec une fréquence entre 2 et 150 kHz.

Pourquoi les supraharmoniques sont-ils un problème ?

Les supraharmoniques peuvent causer des interférences indésirables sur le réseau électrique, comme du bruit audible, la défaillance d’électroniques de consommation, la défaillance de terminaisons de câbles et des problèmes avec les dispositifs de protection contre les courants résiduels.

Comment les véhicules électriques contribuent-ils aux supraharmoniques ?

Les véhicules électriques convertissent la tension AC du réseau électrique en tension DC pour charger les batteries des véhicules à l’aide d’un redresseur. Si cette recharge n’est pas effectuée correctement, elle peut entraîner des perturbations de la qualité de l’énergie, dont les supraharmoniques.

Qu’a découvert Tim Slangen dans sa recherche ?

Tim Slangen a découvert que les perturbations supraharmoniques dépendent de l’état de charge de la batterie connectée au chargeur. Il a également identifié plusieurs autres paramètres qui affectent les supraharmoniques.

Quelles sont les implications de cette recherche ?

Les résultats de cette recherche sont utilisés pour tester tous les chargeurs et véhicules électriques, même pour les problèmes qui ne sont pas encore normalisés. Cela aidera à prévenir davantage d’interférences à l’avenir, en particulier à mesure que de plus en plus de grands appareils comme les véhicules électriques sont connectés au réseau électrique.