L’électrification durable, levier essentiel pour accélérer la transition énergétique de l’Afrique

L’Afrique vit un véritable paradoxe : alors qu’elle ne contribue que très faiblement aux émissions de gaz à effet de serre (GES), elle en subit d’importantes conséquences. En outre, le continent voit sa demande en électricité, très faible actuellement, augmenter de façon exponentielle.

De leur côté, les émissions mondiales de GES ont atteint 57,4 gigatonnes (équivalent CO2) en 2022. Selon le Programme des Nations Unies pour l’Environnement, cela représente une augmentation de 62 % par rapport à 1990.

Dans ce contexte, la nécessité de développer l’électrification durable de l’Afrique est une évidence. Certains pays, tels que le Maroc, le Niger ou encore le Bénin, se sont d’ores et déjà engagés avec des objectifs ambitieux, notamment en matière d’énergies renouvelables, mais un effort collectif sans précédent est nécessaire.

Les défis du continent africain pour une électrification durable

Une augmentation de la demande inévitable

En Afrique, la demande d’électricité pourrait s’élever à près de 2 400 TWh d’ici 2040

Le continent africain connaît une forte augmentation démographique. Cette dernière est appelée à se poursuivre, accompagnée d’une hausse du niveau de vie moyen et d’un développement accru de l’industrie, du commerce et de l’agriculture. Autant de facteurs qui vont alimenter dans les prochaines années une hausse de la demande d’électricité.

Selon l’Agence Internationale de l’Energie (AIE), la consommation d’électricité de l’Afrique ne s’élève actuellement qu’à environ 730 TWh au total, c’est-à-dire à peine plus qu’un pays comme l’Allemagne. Cela renforce le paradoxe que vit le continent africain. Malgré une très faible participation aux émissions de gaz à effet de serre, celui-ci est le premier touché par les effets du réchauffement climatique (sécheresses, inondations, impacts sur l’eau et l’agriculture, etc). À ce titre, l’Afrique affiche, plus qu’ailleurs, d’importants besoins en électricité pour libérer son potentiel économique et améliorer les conditions de vie dans certaines régions. Cela passe notamment par le déploiement des serres agricoles et des stations de dessalement comme celle de Casablanca, au Maroc, par exemple..

Par ailleurs, le continent affiche une forte dépendance aux énergies fossiles – qui représentent 80% de son mix électrique – moins coûteuses et historiquement plus accessibles que les énergies propres. Pour une électrification véritablement durable, les anciennes centrales polluantes devront donc être progressivement remplacées par des sources renouvelables.

En conséquence, la demande en électricité devrait rebondir de 3 % en 2023 (après un léger recul), puis de 4,5 % en 2024 et en 2025. Néanmoins, c’est à plus long terme que la demande devrait vraiment augmenter. Dans l’un de ses scénarios, l’AIE table sur une progression jusqu’à 2 400 TWh pour le continent à l’horizon 2040 !

La demande mondiale en électricité augmentera de plus de 40 % dans les 20 prochaines années

Des facteurs comme la croissance démographique, l’urbanisation, l’expansion industrielle et le réchauffement climatique, se traduisent mécaniquement par une augmentation des besoins en électricité. D’après les chiffres de l’AIE, la consommation mondiale s’élevait déjà à 24 398 TWh en 2022, contre 8 132 TWh en 1981, soit trois fois plus. Et la tendance n’est pas à la baisse ! Le Conseil mondial de l’énergie prévoit une consommation supérieure à 40 000 TWh par an en 2040, soit une croissance de plus de 40 %.

Toutefois, le constat de l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (Irena) est clair : pour limiter le réchauffement climatique global à 1,5°C, nous n’avons pas le choix : les émissions annuelles de dioxyde de carbone (CO2) doivent baisser d’environ 37 gigatonnes par rapport à 2022 ! En outre, il faut que le secteur de l’énergie atteigne le zéro émission nette d’ici 2050.

Pour y parvenir, la solution consiste à sortir des énergies fossiles au profit d’une électricité décarbonée. Cependant, 1 000 GW d’énergies renouvelables (photovoltaïque, éolien ou hydroélectricité) devront être déployés chaque année pour atteindre l’objectif. Or les nouvelles installations n’ont permis de fournir que 300 GW supplémentaires en 2022, ce qui ne suffira pas à absorber l’augmentation de la demande.

Pourquoi faut-il améliorer l’accès à l’énergie ?

L’Afrique est le continent le moins électrifié. Pour bien comprendre la situation, il faut garder à l’esprit qu’environ 43 % des Africains n’ont toujours pas accès à l’électricité chez eux. Bien que les chiffres varient d’un pays à l’autre et d’une région à l’autre au sein d’un même pays, cela représente tout de même plus de 600 millions de personnes sur l’ensemble du continent. Naturellement, ce retard impacte la population (en matière de santé, d’éducation, de développement économique…). Pour la Banque Mondiale, cette situation s’explique notamment par l’augmentation des prix des matières premières qui a empêché les nouveaux raccordements de suivre le rythme de la croissance démographique.

Parmi les autres obstacles, on peut citer la vétusté des installations de production d’énergie, ou encore le manque de réseaux de transport et de distribution. Les systèmes existants tombent en effet souvent en panne et le réseau est instable, avec un fort impact sur le développement économique et l’inclusion numérique. Selon l’Irena, 41 % des entreprises souffrent de problèmes d’approvisionnement, ce qui engendre une baisse du PIB de l’Afrique estimée à 2 %.

Comment rendre l’électricité accessible et à un prix abordable ?

Pour proposer un kWh au juste prix, tout en accompagnant le développement économique, la clé réside dans l’innovation et la formation de personnels qualifiés. Il faut en effet dérisquer les investissements, renforcer et moderniser les équipements et les infrastructures réseau, mais aussi faciliter leur installation et leur maintenance, développer l’écoconception et le recyclage, mettre en place de nouveaux modèles de paiement, etc.

À ce titre, il est essentiel de sécuriser les approvisionnements dans les secteurs tels que le transport, l’industrie et le bâtiment. Comment ? En installant des câbles de forte puissance. Les câbles supraconducteurs, par exemple, permettent de transporter l’énergie où et quand il le faut, mais aussi en quantité suffisante, généralement dans les grandes villes et les agglomérations.

Une électrification vraiment durable n’implique pas seulement le développement de sources renouvelables et de réseaux résilients, mais également l’optimisation des usages à travers l’efficacité énergétique des bâtiments et des équipements. Celle-ci se traduit par des objectifs de performances énergétique et la mise en œuvre de démarches pour les atteindre (isolation des murs et des toitures, intégration de systèmes de gestion intelligents, monitoring des consommations…). Pour l’Afrique, son amélioration est une nécessité. En effet, elle induit des économies d’énergie qui permettront de réduire le prix du kWh et de contenir la croissance de la demande en électricité (de 230 TWh en 2030 selon l’IEA, soit 30 % de la consommation actuelle).

Des projets collaboratifs au service de l’électrification

Pour faire face à ces défis, l’Afrique dispose d’un énorme atout : son potentiel en énergies renouvelables, plus important que celui des autres régions. D’après un rapport du cabinet Deloitte, celui-ci s’élevait, en 2023, à 10 TW de solaire, 110 GW d’éolien et 35 GW d’hydroélectricité. Reste que ce potentiel est encore largement sous-exploité. Seulement 2,7 GW de renouvelables ont été ajoutés sur le continent en 2023, pour un total de 473 GW à l’échelle du globe. À titre de comparaison, la Chine a déployé pas moins de 297.6 GW, soit prés de 63 % du total. Fin 2023, les capacités installées de l’Afrique, elles, étaient de 13,47 GW pour le solaire, 8,6 GW pour l’éolien et 37,82 GW pour l’hydroélectricité renouvelable, ce qui ne représente donc qu’une faible partie du parc mondial, estimé par exemple à 1 419 GW pour le solaire.

Selon les prévisions de l’AIE pour le marché africain de l’énergie, les choses devraient pourtant rapidement évoluer et une majorité des nouvelles sources d’énergie devrait être renouvelable en 2025. La production d’électricité durable, elle, devrait suivre le pas et augmenter de plus de 60 TWh. Elle atteindrait alors près de 30 % de la production totale d’électricité, contre 21 % en 2021.

Des objectifs ambitieux d’électrification durable

Plusieurs pays sont déjà engagés dans cette dynamique et mettent en œuvre des politiques volontaristes, montrant ainsi la voie au reste du continent. Disposant de près de 4,6 GW de capacités installées en renouvelable, le Maroc a annoncé le déploiement de 7,5 GW supplémentaires dans le cadre de son plan d’équipement électrique 2023-2027. La part des renouvelables dans son mix électrique devrait ainsi atteindre 52 % d’ici 2030.

Autre exemple avec le Niger qui s’est fixé dès 2018 des objectifs d’électrification ambitieux avec la signature du « Document de politique nationale d’électricité » et de la « Stratégie nationale de l’accès à l’électricité ». 80 % de sa population devra avoir accès à l’électricité en 2035 !

Pour atteindre ces objectifs, des investissements particulièrement importants sont nécessaires. Voici les différentes solutions permettant de les faciliter  :

• Renforcement ou évolution de la réglementation et des lois (mise en place de systèmes de subvention gouvernementale pour les acteurs locaux, par exemple).
• Facilitation des aides extérieures, notamment via la création de programmes liés aux résultats. Par exemple, la Banque Mondiale propose des « Prêts-programme pour les résultats » à ses clients : les décaissements ne sont effectués que lorsque les résultats escomptés (définis avant la signature du contrat) sont atteints et vérifiés.
• Dans un rapport de la Banque Africaine de Développement, il faudrait entre 130 et 170 milliards de dollars par an pour développer les infrastructures en Afrique, soit un déficit d’environ 100 milliards de dollars par an à l’échelle du continent. Un accord a été signé en Juillet 2024 pour débloquer des investissements.
• Mise en œuvre de systèmes électriques combinant plusieurs technologies (photovoltaïque flottant et pompage-turbinage, etc.) et de systèmes hors-réseau adossés à des mini-réseaux renouvelables.
• Création de nouveaux modèles économiques et extension des partenariats de développement.

Parmi les initiatives existantes, on peut citer celles de Nexans Maroc. L’entreprise propose notamment des systèmes de câblage pour panneaux photovoltaïques clé en main. Cela permet de réduire le coût total de possession des centrales solaires et de réduire leur durée d’installation, limitant ainsi les montants d’investissement nécessaire.

Les partenariats, clés de voûte de la transition énergétique en Afrique

Pour répondre aux besoins de financement, mais aussi d’innovation, il faut également mettre en place des collaborations stratégiques entre les pouvoirs publics, les entreprises et le tissu associatif.

Prenons un projet ambitieux tel que la « Mission 300 » par exemple. Porté par la Banque Mondiale et la Banque africaine de développement, celui-ci vise à raccorder 300 millions de personnes à l’électricité en Afrique subsaharienne d’ici 2030. Reste que, pour le moment, seuls 30 milliards de dollars ont été apportés, loin des 90 milliards nécessaires.

En Afrique, où Nexans est présent depuis 1947, cette stratégie est portée par Nexans Maroc. À ce titre, l’entreprise a déjà noué plusieurs partenariats et lancé des projets collaboratifs. Elle joue un rôle clé dans l’électrification de l’Afrique.

Nexans Maroc a notamment mis en place des équipements de broyage et de séparation des métaux avec des entreprises locales. Une initiative qui permet de recycler 83 % des déchets de production. En outre, elle a lancé plusieurs initiatives telles que le « Nexans Climate Challenge ». Ce concours récompense les projets les plus prometteurs d’un point de vue socio-environnemental et il permet à l’écosystème de travailler en collaboration autour des startups. Parmi les vainqueurs de l’édition 2023, figure notamment MAG Power, un projet de stations électriques mobiles, reposant sur des batteries lithium revalorisables à 100 % et rechargeables par les énergies renouvelables.

Par ailleurs, la Fondation Nexans participe elle aussi à de nombreux projets collaboratifs en Afrique, par exemple pour la formation des jeunes dans les métiers de l’électricité avec l’IECD ou ACCESMAD, l’installation de panneaux solaires dans des centres de santé en Côte d’Ivoire ou encore le raccordement de centres hospitaliers au réseau de distribution électrique en RDC.

L’électrification durable est indéniablement un pilier essentiel de la transition énergétique de l’Afrique. Elle répond en effet simultanément aux enjeux cruciaux d’accès à l’énergie, d’efficacité énergétique et de maîtrise des coûts. Face à une demande en électricité en constante augmentation, le continent doit relever le défi de fournir une énergie propre, abordable et accessible à tous.

Les projets collaboratifs, soutenus par des financements innovants et des partenariats stratégiques, jouent un rôle déterminant. En unissant leurs forces, les acteurs publics, privés et internationaux peuvent transformer les ambitions d’électrification durable en réalité, permettant ainsi à l’Afrique non seulement de répondre à ses besoins énergétiques, mais aussi de se positionner en leader dans la lutte contre le changement climatique dont elle subit la première les conséquences.

Bientôt, quand vous prendrez votre voiture, vous ne serez plus seulement au volant d’un véhicule consommateur d’électricité, vous participerez également à la production nationale d’énergie !

C’est en tout cas la promesse de certains constructeurs de commercialiser dès aujourd’hui des automobiles à chargeur bidirectionnel. Ou comment votre voiture peut être connectée, non seulement pour se recharger comme c’est habituellement le cas, mais aussi pour alimenter le réseau ou votre maison avec la perspective de diviser par deux votre facture électrique. Une technologie déjà mise en place par le constructeur américain Tesla aux Etats-Unis et qui pourrait s’étendre rapidement puisque Renault développe une quinzaine de projets de ce type en partenariat avec Enedis.

​​​​​Une évolution qui illustre la manière dont les réseaux électriques sont en train de se transformer : une production d’énergie variée et décentralisée là où nous étions habitués à un ou deux producteurs fournissant une énergie provenant de deux ou trois sources principales. La fin d’un modèle traditionnel en quelque sorte.

Pourquoi doit-on réinventer les réseaux électriques ?

Si vous entendez parler d’Électricité 4.0, il ne s’agit pas d’un énième slogan marketing de plus, mais une manière de souligner une rupture. Le besoin d’une source d’énergie toujours plus abondante, mais aussi plus efficace et surtout décarbonée pour accompagner ​​​​la quatrième révolution industrielle, celle de la mobilité électrique et du boom des data centers (cloud computing, data et intelligence artificielle) mais surtout de l’électrification de tout ce qui existe («electrification of everything») et de la numérisation de pratiquement toutes les activités.

L’électricité dispose des atouts indispensables pour relever ces nouveaux défis. Afin de bien en prendre la mesure, il suffit de se rappeler qu’il a fallu cent cinquante ans pour que l’électricité représente le quart de nos usages énergétiques et que nous devrions atteindre les 60% en seulement vingt-cinq ans si nous voulons être en phase avec les objectifs de neutralité carbone attendus.

Soit une augmentation de 40 % de la demande d’électricité d’ici 2040, pour une multiplication par six de la part de l’éolien et du solaire dans le mix énergétique.

Un changement d’échelle qui va imposer une accélération du rythme annuel d’investissements dans le réseau (câbles, pylônes, transformateurs…) : il devrait être multiplié par deux ou trois par rapport aux quinze dernières années. D’autant que le réseau français, par exemple, avec des lignes électriques datant de 50 ans en moyenne, est l’un des plus vieux d’Europe.

Au-delà, l’électricité renouvelable devrait dominer le secteur de l’électricité de l’UE d’ici à 2030. Une mutation qui s’accélère puisque l’on estime que les énergies renouvelables sont en passe de produire 66% de l’électricité de l’UE d’ici 2030, contre 44% en 2023.

Une progression qui n’est possible que par le recours à des solutions technologiques capables de gérer plus finement l’équilibre entre production et consommation et d’améliorer leur efficacité, leur sécurité et leur durabilité.

Des producteurs en pagaille

La révolution de l’électricité, c’est tout à la fois la multiplication et la décentralisation des modes de production d’énergie.

Avec, d’un côté, un mix énergétique de plus en plus complexe qui, selon les pays, combine du charbon et du gaz appelés à disparaître, du nucléaire selon les cas, et toujours plus d’hydraulique, de solaire et d’éolien.

Et d’un autre côté, la possibilité donnée à chacun d’avoir sa propre installation. C’est désormais une option qui est bien entrée dans les mœurs : les particuliers, les PME, les centres commerciaux ou les grands groupes sont de plus en plus nombreux à investir dans la production d’énergie. Ce n’est pas en effet une option réservée à de grands investisseurs : un modeste atelier de fabrication du sud de la France peut facilement produire le tiers de sa consommation d’électricité en s’équipant de panneaux photovoltaïques.

En France, entre 2022 et 2023, le nombre d’installations a été multiplié par trois chez les particuliers et par deux chez les professionnels. Et ce n’est que le début, selon Laetitia Brottier, vice-présidente d’Enerplan, le syndicat de l’énergie solaire renouvelable.

Une complexité qui n’est pas sans provoquer des goulets d’étranglement lorsqu’il s’agit de raccorder ces nouveaux producteurs, mais une évolution qui est rendue nécessaire par la course à la décarbonation de nos économies, et possible grâce à l’évolution vers des réseaux électriques intelligents (smart grid).

Ces réseaux de nouvelle génération permettent, en effet, une gestion plus agile de l’énergie et facilitent l’intégration de nouveaux moyens de production d’énergie décentralisée, comme l’éolien ou le solaire. Selon une étude de l’Union européenne, l’utilisation optimale des énergies renouvelables grâce à des réseaux intelligents peut réduire les émissions de gaz à effet de serre de 10 à 15%.

La demande est aux commandes

C’est une toute nouvelle approche qui est donc en train d’émerger puisque la production d’énergie pourra être déclenchée et ajustée en fonction de la demande venant du terrain, en temps réel.

La multiplication des capteurs, installés tout au long de la chaîne, de l’utilisateur final au réseau de distribution électrique, permettra le contrôle des flux et de la consommation en “live” de l’électricité. Pour mieux gérer les charges, c’est-à-dire la puissance maximale que le système électrique peut supporter, afin que l’allumage simultané de différents appareils électroménagers n’entraîne plus de coupure de courant.

Le chauffage allumé pour notre arrivée, nos volets commandés en fonction de la luminosité et de la météo… l’efficacité énergétique est l’un des leviers puissants de la transition énergétique au même titre que l’électrification, nos maisons et nos appartements vont devenir un véritable « écosystème énergétique » grâce aux objets connectés : nos équipements seront capables de s’adapter aux conditions météorologiques, à nos agendas, aux fluctuations des prix adressés par les fournisseurs d’électricité en fonction des coûts de leur approvisionnement. La perspective de modérer la facture énergétique des ménages qui tend à s’envoler, tout en assurant leurs besoins de confort.

Ce qui est vrai pour les ménages et les infrastructures résidentielles l’est tout autant pour les usines et les sites industriels. Les ouvriers et les techniciens travaillent déjà avec un nombre croissant d’équipements automatisés et gérés à distance (moteurs, fours, lignes de montage…), qui informent le réseau de leur consommation énergétique actuelle et à venir. Avec, là encore, la possibilité de pouvoir bénéficier des prix de marché les plus bas possibles.

C’est la raison pour laquelle des constructeurs innovent en permanence pour développer des systèmes de monitoring de la chaîne électrotechnique incluant les transformateurs électriques, les câbles et les accessoires de raccordement tels que les jonctions. Le but de la digitalisation des réseaux électriques est de suivre l’activité et la charge de l’ensemble de ces éléments, prévenir des dysfonctionnements et optimiser leur usage. Une mesure anticipée de décharges partielles qui permet également d’augmenter la durée de vie des installations. Il y a donc deux grands objectifs au monitoring des infrastructures électriques : mesurer et optimiser la consommation électrique et augmenter la fiabilité des réseaux et leur durée de vie.

Pourra-t-on enfin stocker l’électricité pour ne plus la gâcher ?

Il faut savoir qu’on ne pourra pas éviter les moments pendant lesquels la production est supérieure à la demande. La consommation d’électricité reste structurellement plus élevée le jour que la nuit, la semaine que le week-end, en hiver qu’en été, saison de forte production photovoltaïque, tandis qu’un anticyclone est synonyme d’une vague de froid et de manque de vent pour les éoliennes.

Dans ces conditions, la transition à grande échelle vers les énergies responsables est intrinsèquement liée aux technologies de stockage qui doivent devenir une solution efficace pour faire face à la variabilité de la production issue des technologies renouvelables, lorsque le soleil disparaît ou que le vent ne souffle plus assez fort. On ne parle pas seulement des batteries, comme celles de nos véhicules électriques, mais également des stations de transfert d’énergie par pompage (STEP). Sachant qu’il y a une très grande complémentarité entre les trois principaux types d’énergies renouvelables liées à l’eau, au soleil et au vent.

Sébastien Arbola, Directeur général adjoint en charge des activités Flex Gen & Retail d’Engie, estime que « pour tout mégawatt d’énergie renouvelable installé, il faudra y adosser 10 à 15 % de capacités équivalentes sous la forme de stockage.”

Un marché en forte croissance qui appelle de nouvelles solutions, comme celles proposées par Nexans qui contribue à la conception des réseaux de transmission et de distribution pour la collecte à la source des énergies renouvelables et à l’intégration des sites de stockage à grande échelle ou plus largement répartie sur un territoire.

Vous l’aurez compris, l’électricité 4.0 est donc bien plus qu’une simple évolution technologique. A l’heure où les niveaux d’alerte de la planète s’affolent, la gestion de notre électricité est l’un des atouts indispensables pour favoriser une transition vers des énergies plus propres. Des centrales électriques fonctionnant aux énergies renouvelables, des réseaux de distribution plus efficaces, de nouvelles solutions de stockage d’énergie, auxquels il faut également ajouter l’interconnexion entre les réseaux des pays voisins, sont autant de moyens au service de la réduction de notre empreinte carbone.

C’est aussi l’assurance de reprendre le contrôle de nos sources d’approvisionnement d’énergie. Une question vitale à l’heure de l’exacerbation des tensions géopolitiques pour limiter la dépendance énergétique, mieux contrôler la fluctuation des prix et assurer la sécurité des réseaux.

Les énergies renouvelables sont le point de mire de la sortie des énergies fossiles et de la réduction des émissions massives de CO2 qui leur sont associées ; elles sont à ce titre une composante essentielle de notre avenir énergétique. Tandis qu’une course contre la montre est engagée dans la lutte contre le changement climatique, la décarbonation de l’électricité s’impose comme une démarche prioritaire.

La transition à grande échelle vers les énergies renouvelables est intrinsèquement liée aux technologies de stockage de l’énergie, véritable clé de voûte des énergies propres et socle incontournable de la décarbonation des réseaux. Les énergies renouvelables — essentiellement éolienne et photovoltaïque — étant intermittentes par nature, leur intégration exige la mise en œuvre de systèmes de stockage d’énergie afin d’ajuster en permanence l’offre et la demande d’électricité. Le stockage revêt donc une importance critique pour la résilience et la fiabilité des réseaux.

Selon les dernières prévisions de l’institut de recherche BloombergNEF, l’ensemble des installations de stockage d’énergie dans le monde devrait atteindre une capacité cumulée de 411 gigawatts (GW) à l’horizon 2030, soit quinze fois plus qu’en 2021.

Parmi les nombreux facteurs qui favorisent la montée en puissance du stockage d’énergie, on peut également citer les politiques publiques qui visent à maîtriser les prix de l’énergie, à satisfaire les pics de demande ou encore à assurer une souveraineté énergétique. À titre d’exemple, la loi sur la réduction de l’inflation (Inflation Reduction Act, ou IRA) promulguée en 2022 marque le plus grand effort d’investissement jamais engagé par les États-Unis dans la lutte contre le changement climatique.

Relever le défi d’une adoption massive des technologies de stockage à l’échelle des réseaux

Le secteur est aujourd’hui entravé par la faible diffusion de technologies de stockage adaptées à l’échelle des réseaux. La solution la plus viable demeure le pompage-turbinage, dans lequel de l’eau est d’abord pompée vers un réservoir situé en altitude, puis relâchée en temps utile pour produire de l’électricité. Mais cette technologie est malheureusement limitée à des localisations très spécifiques, et les gestionnaires de réseau doivent habituellement recourir à des énergies fossiles pour répondre aux pics de demande.

Les progrès réalisés ces dernières années par les technologies de stockage sont cependant prometteurs, et permettent d’envisager une gestion des fluctuations de demande d’énergie qui ne fasse plus appel aux énergies fossiles. En offrant aux gestionnaires de réseau la possibilité de stocker les excédents d’énergies renouvelables, elles facilitent l’ajustement en temps réel de l’offre et de la demande et atténuent les effets de pointe.

Cinq technologies de stockage de renouvelables pour une fourniture d’électricité fiable

Tandis que les réseaux électriques intègrent une part croissante d’énergies renouvelables variables, les systèmes de stockage doivent également assurer une fourniture d’électricité d’une grande fiabilité. Ces technologies sont fréquemment caractérisées selon leur capacité de stockage, leur réactivité, leur échelle de déploiement et leurs contraintes d’exploitation.

 Le stockage thermique : une solution viable pour les bâtiments à usage commercial

La nouvelle génération de technologies de stockage thermique offre une solution parfaitement adaptée aux bâtiments commerciaux. Trois procédés distincts permettent de conserver la chaleur ou le froid pour une utilisation ultérieure : le stockage par chaleur sensible, par chaleur latente ou thermochimique. Les bâtiments équipés de ces systèmes fonctionnent de fait comme des batteries thermiques, accumulant une énergie renouvelable dans des cuves ou des réservoirs avant de la restituer au moment voulu.

Le stockage électromagnétique : une restitution efficace et instantanée de l’énergie

Le procédé de stockage électromagnétique (Superconducting Magnetic Energy Storage ou SMES) conserve l’énergie au sein d’un champ magnétique. Par sa capacité à restituer l’énergie emmagasinée de manière instantanée, il est particulièrement adapté pour équiper les réseaux qui nécessitent un temps de réaction rapide, et de surcroît les pertes d’énergie du dispositif sont négligeables. Plusieurs prototypes sont actuellement en service, essentiellement dans le cadre de programmes de recherche, mais l’application à grande échelle de ce principe de stockage suscite un grand intérêt et pourrait constituer une solution peu coûteuse.

Quel avenir pour le stockage de l’énergie ?

L’arrivée à maturité des besoins s’accompagne d’évolutions rapides dans le développement de nouveaux matériaux, et dans la production de batteries de stockage destinées aux surplus de production d’énergies renouvelables. De nos jours, l’électronique de puissance réalise une conversion efficace de l’énergie stockée en électricité dans des dispositifs à empreinte carbone faible, voire nulle.

Nexans contribue de plusieurs manières à la transition énergétique, dont le stockage de l’électricité est un élément clé, à commencer par la fourniture de réseaux de transmission et de distribution pour la collecte à la source des énergies renouvelables. Il est crucial de récupérer l’électricité là où elle est produite (par exemple, dans les parcs éoliens offshore) à un coût maîtrisé. L’intégration des sites de stockage repose sur la même capacité de connexion, qu’elle soit à grande échelle ou plus largement répartie sur un territoire.

Pour que les réseaux intelligents puissent intégrer pleinement les énergies renouvelables variables, ils devront se doter d’outils toujours plus performants de suivi de la consommation en temps réel, ainsi que de systèmes automatisés d’ajustement de l’offre et de la demande. Face aux besoins grandissant en termes de flexibilité, Nexans a développé de nouveaux services.

Pour les applications de mobilité électrique, fortement dépendantes des performances techniques et économiques du stockage d’électricité, Nexans fournit des connexions et des protections de câbles adaptées, ainsi que pour les bornes de recharge des véhicules électriques, à l’aide de fonctionnalités de sécurité spécifiques pour assurer un stockage d’énergie en toute sécurité.

Nexans a également acquis une expertise et un leadership mondial en matière de sécurité électrique et incendie, qui peuvent être étendus aux nouvelles applications en termes de stockage, comme les batteries de véhicules.

Le Groupe innove depuis de nombreuses années dans les systèmes industriels cryogéniques et supraconducteurs, notamment avec le développement d’un système de transfert cryogénique de gaz naturel et d’hydrogène liquides. L’hydrogène liquide étant appelé à jouer un rôle clé dans le stockage, Nexans continuera à innover avec des technologies de rupture pour concevoir le réseau électrique de demain.

La transition vers des énergies propres et une électricité décarbonée est intimement liée aux avancées technologiques en matière de stockage. En débouchant à l’avenir sur des applications à grande échelle, celles-ci libéreront tout le potentiel des réseaux intelligents.

Diversifier et renforcer la chaîne d’approvisionnement des nouveaux équipements en vue d’un déploiement massif constitue un enjeu majeur, notamment au regard de l’accès aux matières premières dans un contexte géopolitique tendu. Innover en recyclant les matériaux utilisés dans les produits en fin de vie est déjà un levier clé, pour lequel Nexans s’est particulièrement bien préparé et positionné.

De nos jours, fortement engagés dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES), les gouvernements du monde entier font pression sur le secteur de la construction et du bâtiment pour qu’il réduise ses émissions carbonées et sa consommation de matières premières.

Et pour cause. Les bâtiments commerciaux et résidentiels sont responsables de presque 40 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) et consomment 30 % de l’énergie finale au niveau mondial. La décarbonation du secteur du bâtiment et de la construction est critique pour atteindre l’objectif « zéro émissions nettes » en 2050. Cela nécessite des changements fondamentaux dans la manière de concevoir, construire et exploiter les bâtiments partout dans le monde. Cette évolution demande au secteur de favoriser des matériaux de construction et des pratiques plus compatibles avec l’environnement, d’adopter des stratégies plus efficaces sur le plan des matériaux et de réduire l’utilisation des matières premières.

Des matériaux de construction innovants

Le passage aux matériaux de construction bas carbone innovants est essentiel pour réduire l’impact environnemental du secteur du bâtiment et de la construction. Non seulement le béton est le matériau de construction le plus utilisé, mais il est responsable de 8 % des émissions mondiales de GES.

Une alternative viable au béton traditionnel est la brique bas carbone fabriquée à partir de matériaux recyclés, ou la brique traditionnelle en argile cuite dans un processus bas carbone, utilisant du biogaz provenant des déchets, de la méthanisation de biomasse ou de l’énergie solaire ou éolienne.

Saint-Gobain, par exemple, qui fabrique des matériaux de construction, ouvre la voie des produits bas carbone plus durables. Cette année, cette société d’envergure mondiale a annoncé la production de plaques de plâtre zéro carbone dans son usine modernisée de Fredrikstad, en Norvège. La décarbonation du processus de fabrication a été rendue possible par le passage du gaz naturel à l’hydroélectricité, ce qui évite l’émission annuelle de 23 000 tonnes de CO2. En outre, la société est la première du secteur à produire du verre plat zéro carbone, grâce à l’utilisation exclusive de verre recyclé (calcin) et d’énergie verte issue du biogaz et d’électricité décarbonée.

Les matériaux éco compatibles tels que le chanvre et le lin sont des alternatives viables pour réduire l’impact environnemental du secteur. Cavac Biomatériaux, spécialisée dans l’utilisation industrielle des fibres végétales, fabrique des isolants à partir du chanvre et du lin.

Des stratégies plus efficaces sur le plan des matériaux

Le Rapport sur la situation mondiale 2022 des bâtiments et de la construction prévoit un doublement de la consommation mondiale de matières premières d’ici 2060. D’après ses auteurs, la mise en œuvre de stratégies plus efficaces sur le plan des matériaux comporte un potentiel énorme de réduction des émissions de GES pour le secteur du bâtiment.

De plus, dans les pays du G7, les stratégies d’efficacité matérielle y compris le recyclage des matériaux pourraient réduire les émissions de plus de 80 % d’ici 2050 dans le cycle des matériaux utilisés dans les bâtiments résidentiels. La Fondation Ellen MacArthur estime qu’au niveau mondial, l’économie circulaire réduirait de 38 % d’ici 2050 les émissions de CO2 liées aux matériaux de construction.

Le passeport numérique des produits (DPP) est une initiative cruciale du plan d’action pour une économie circulaire de l’Union Européenne. Cette initiative vise à faire des produits durables la norme dans l’UE en facilitant la transparence tout au long de la chaine de valeur et en favorisant les modèles d’économie circulaire. L’adoption d’un modèle d’économie circulaire dans le secteur du bâtiment et de la construction est cruciale pour atteindre d’importants objectifs de durabilité.

Réduire l’utilisation de matières premières

On estime que les matériaux et les produits de construction consomment 50 % de tous les matériaux extraits de l’écorce terrestre, et que les activités de démolition représentent 50 % de tous les déchets générés. Pour réduire l’empreinte environnementale de ses câbles, Nexans utilise une part croissante de matériaux à faible impact dans toute la chaîne de valeur.

Il est prévu que la disponibilité de matières premières importantes continuera à baisser dans les années à venir. Cela concerne par exemple le cuivre, un composant essentiel des câbles et des fils électriques par sa grande conductivité et sa robustesse. L’extraction du cuivre ne pouvant plus répondre à la demande mondiale, 40 % de la production de cuivre s’appuie sur le cuivre recyclé.

Depuis plus de 35 ans, Nexans recycle les rebuts de cuivre et d’aluminium dans le cadre de sa politique de développement durable, pour réduire l’utilisation de matières premières et promouvoir un modèle d’économie circulaire. En 2008, Nexans et SUEZ ont lancé RECYCÂBLES, le leader du recyclage des câbles et des métaux non ferreux en France. Cette coentreprise traite chaque année 36 000 tonnes de câbles, générant 18 000 tonnes de grenaille de métal et 13 000 tonnes de plastique. La combinaison de plusieurs technologies de pointe permet de produire de la grenaille de cuivre pure à 99,9 %.

Aujourd’hui, Nexans utilise jusqu’à 15 % de cuivre recyclé dans sa fabrication de câbles et vise à utiliser de l’aluminium recyclé en 2024. L’emploi de cuivre, d’aluminium et de plastiques recyclés permet aux clients de Nexans de disposer d’un produit durable sans compromis sur la qualité.

Des matériaux de construction compatibles avec l’environnement

Comme il est prévu que la surface de planchers dans le monde double d’ici 2060, il est vital de mettre en œuvre des matériaux de construction et des pratiques efficaces sur le plan énergétique et compatibles avec l’environnement.

Nexans travaille à améliorer l’impact de ses produits en se procurant des composants qui répondent aux orientations de réduction de la consommation d’énergie, établies par les directives de responsabilité sociale des entreprises (RSE) de l’entreprise.

De plus, la R&D de Nexans pour le développement de ses produits vise à protéger l’environnement et la santé humaine en gérant les substances chimiques utilisées dans les processus de fabrication, et en garantissant que tous les nouveaux projets tiennent compte de l’empreinte environnementale du produit final. Par exemple, à partir de 2025, une grande partie des câbles fabriqués dans l’usine Nexans d’Autun, en France, sera exempte d’halogènes afin de réduire les émissions de gaz toxiques en cas d’incendie.

Pour atteindre l’efficacité énergétique et la neutralité carbone des bâtiments, il est nécessaire d’étudier la manière dont les matériaux de construction sont conçus, fabriqués et utilisés. Cela signifie qu’il faut examiner la chaîne de valeur et changer notre manière de créer, utiliser et réutiliser tous les matériaux – du produit lui-même à son emballage et à son transport – afin de réduire l’impact environnemental global du secteur.

Alors que la demande mondiale d’électricité devrait augmenter de 20 % d’ici à 2030 et que la pression pour passer aux énergies renouvelables se fait de plus en plus forte, la « guerre des courants » est à nouveau d’actualité.

Cette référence renvoie aux années 1880, quand Westinghouse et Edison confrontaient leurs visions respectives de la distribution d’électricité. Mais à l’époque, l’infrastructure de transmission du courant continu (CC) était aussi coûteuse qu’inefficace. C’est donc l’approche de Nikola Tesla, utilisant le courant alternatif (CA), qui a finalement remporté cette bataille, et notre infrastructure électrique est encore aujourd’hui dominée par la technologie du courant alternatif. Mais le vent du changement s’est levé.

Aujourd’hui, plus de 70 % des appareils dans le bâtiment ont besoin de courant continu pour fonctionner. Selon EMerge Alliance, la conversion du courant alternatif en courant continu entraîne un gaspillage d’énergie qui peut s’élever jusqu’à 20 %. Réduire le besoin de conversion peut avoir des implications majeures, en termes d’économies d’énergie et d’impact sur l’environnement. Il est devenu essentiel de réduire, voire d’éliminer, ce besoin de conversion dans les bâtiments.

L’International Energy Agency indique qu’en 2021, le fonctionnement des bâtiments représentait 30 % de la consommation mondiale d’énergie finale et 27 % des émissions totales du secteur de l’énergie. Les gouvernements exercent de plus en plus de pression sur le secteur du bâtiment, avec des directives ambitieuses en matière de performance énergétique, afin de réduire l’empreinte carbone des bâtiments. Des directives telles que « le bâtiment à énergie zéro » (en anglais « Zero-Energy Buildings ») en Europe et aux Etats Unis, œuvrent pour des bâtiments nécessitant peu d’énergie, issue de sources renouvelables, produites sur place ou à proximité.

De telles directives, ainsi que l’intérêt croissant pour l’autoconsommation, le stockage sur batteries et les appareils alimentés en courant continu (éclairage LED, systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, véhicules électriques et tous les équipements à base de composants électroniques), incitent le secteur du bâtiment à passer à la distribution d’électricité en courant continu.

Vers des systèmes de câbles Courant Continu fiables pour les micro-réseaux CC

S’agissant de la distribution d’énergie électrique, on observe une évolution progressive vers le courant continu en raison de l’intérêt croissant pour les micro-réseaux à basse tension (BT) et à moyenne tension (MT). Cette évolution reflète des changements fondamentaux à l’œuvre, dans la manière dont l’électricité est générée, stockée et consommée. Nous sommes aujourd’hui convaincus que les réseaux à courant alternatif et à courant continu coexisteront dans une large mesure.

Cependant, une connaissance experte du comportement du système d’isolation est essentielle pour garantir la fiabilité des câbles BT et des accessoires dans les bâtiments.

En effet, le comportement des systèmes de câbles LVAC est bien connu, mais pas celui des systèmes LVDC.

L’un des axes de travail du centre de R&D de Nexans – AmpaCity, consiste à optimiser le design des câbles. Cette optimisation est réalisée grâce à la compréhension du comportement électrique des systèmes d’isolation sous contrainte, mais aussi des effets sur la rupture, le vieillissement et la corrosion des câbles à courant continu. Nous sommes également engagés à étudier des polymères plus efficaces pour l’isolation des câbles à courant continu, avec un impact environnemental plus faible que les solutions utilisées pour le courant alternatif.

La transformation des bâtiments en plein essor

Comme indiqué précédemment, la production d’électricité se rapproche de la demande. Les installations solaires photovoltaïques sur les toits deviennent de plus en plus courantes. Selon la stratégie de l’UE en matière d’énergie solaire, l’UE rendra obligatoire l’installation de panneaux solaires sur les toits des nouveaux bâtiments publics et commerciaux d’une superficie utile supérieure à 250 m2 d’ici à 2026 et de tous les nouveaux bâtiments résidentiels d’ici 2029. Or, ces panneaux solaires photovoltaïques sont, par défaut, en courant continu. Autres mesures qui se généralisent : le stockage sur batteries destinées à l’alimentation sans interruption (ASI) dans les centres de données, pour assurer la continuité de l’approvisionnement, et le déploiement croissant des systèmes de stockage d’énergie sur batteries (SSEB) pour l’équilibrage du réseau.

Par ailleurs, ces dernières années, nous avons assisté à l’essor du secteur des véhicules électriques (VE), avec un besoin accru de stations de recharge à courant continu dans les bâtiments commerciaux, résidentiels et de bureaux. Avec des politiques mondiales qui encourageant ou imposent le passage aux VE, le marché des chargeurs connaît une croissance rapide, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) estimé à 29 % entre 2023 et 2050.

Distribution locale d’électricité en courant continu

Le déploiement du courant continu dans le bâtiment offre des avantages importants en termes de sécurité, de coûts et de fiabilité des appareils.

Du point de vue de la sécurité, le courant alternatif est intrinsèquement plus dangereux. Il est communément admis que le risque d’électrocution du corps humain par le courant continu est plus faible que par le courant alternatif, car l’impédance totale du corps humain diminue à mesure que la fréquence augmente. Et pour les catégories à forte croissance, comme les chargeurs de VE, l’adoption du courant continu apporte plus de sécurité.

Le secteur des centres de données représente environ 4 % de la consommation mondiale d’électricité et devrait continuer à croître. Il est donc essentiel de décarboner ce secteur. Dans les bâtiments à forte consommation d’énergie, tels que les centres de données alimentés en courant continu, il serait possible de réaliser une économie de 4 à 6 % par rapport aux installations classiques en courant alternatif.

Outre la réduction des pertes électriques liées au transport par câble, il y a la réduction des pertes de conversion entre courant alternatif et courant continu.

L’alimentation en courant continu des appareils prévus à cet effet permet d’éliminer les pertes de puissance dues à la conversion et ainsi d’éviter un gaspillage d’énergie estimé entre 5 et 20 %. En outre, le processus de conversion au niveau des appareils eux-mêmes peut raccourcir leur durée de vie. Par exemple, la distribution de courant continu directement à un luminaire à LED (évitant ainsi la conversion de courant alternatif en courant continu) peut considérablement prolonger sa durée de vie. Enfin, la distribution électrique en courant continu au niveau du bâtiment réduit le coût et l’encombrement des adaptateurs et convertisseurs.

Une transition en cours vers des bâtiments alimentés en courant continu

En conclusion, la distribution d’énergie à courant continu dans les bâtiments se profile à l’horizon, mais le changement prendra du temps. Si les micro-réseaux à courant continu devraient se généraliser, il reste un certain nombre de défis à relever, notamment l’adoption par les professionnels du secteur. La plupart, en effet, ont tendance à privilégier l’alimentation en courant alternatif, dont ils ont une plus longue expérience.

En outre, il faut faire évoluer les normes et les codes du bâtiment portant sur les appareils alimentés en courant continu, mais aussi analyser plus en détail le gain de rentabilité dans le cadre des rénovations et des nouvelles constructions.

Les câbles, qui sont un élément fondamental de l’infrastructure électrique des bâtiments, sont un acteur essentiel de la transition vers des structures alimentées en courant continu. Les bâtiments de demain seront intelligents, connectés, durables et alimentés en courant continu. Nexans s’engage dans cette transformation en fabriquant des systèmes de câbles spécifiques, compatibles avec ces nouvelles infrastructures. En nous appuyant sur nos partenariats stratégiques et en nous impliquant dans des groupes industriels clés, nous contribuons à la transition vers des bâtiments alimentés en courant continu.

Un vent nouveau souffle sur le secteur de la construction. Nous l’avons observé ces deux dernières années ; le secteur que l’on appelait « de la brique et du mortier », s’apprête désormais à opérer une révolution numérique. Le secteur a été généralement assez lent à adopter les nouvelles technologies et ceci a fait stagner la productivité, pendant des dizaines d’années. La numérisation du marché de la construction, qui pèse 7 500 milliards de dollars, se fait attendre depuis longtemps.

D’après une enquête mondiale menée par McKinsey en 2022, auprès de plus de 500 cadres du secteur de la construction, plus de 70% d’entre eux prévoient d’augmenter leurs investissements dans l’innovation et la R&D. À tel point que les sondés placent les outils de conception numériques tels que le BIM (building information modeling), les solutions logicielles et l’automatisation, avant le développement durable.

L’investissement dans l’innovation et la R&D deviendrait le principal facteur de différenciation sur le marché, au cours des trois à cinq années à venir. Cette réalité aura des effets en cascade sur l’ensemble de la chaîne de valeur et sera motivée en partie par le changement climatique et la productivité.

Numérisation du secteur de la construction et du bâtiment

La productivité a depuis longtemps été le nerf de la guerre pour le secteur, notamment avec des projets d’investissement, qui accusent en moyenne 20 mois de retard et dépassent jusqu’à 80% le budget initial. L’industrie dans son ensemble, s’applique à utiliser de plus en plus d’outils numériques, de la conception à la construction jusqu’aux opérations, mais à des niveaux différents, selon la phase en question.

Améliorer la productivité implique de combler le fossé entre les systèmes de gestion des document et des produits, afin de simplifier les tâches des opérateurs et d’accroître leur productivité.

Bien que des progrès aient été enregistrés, il y a encore beaucoup à faire pour améliorer la productivité, notamment en ayant recours aux technologies numériques, tout au long du processus : conception, construction et opérations.

Nombre de réglementations gouvernementales visent à décarboner le secteur et la numérisation joue un rôle crucial, afin de réduire les répercussions environnementales des projets de construction, à l’échelle mondiale.

Électrification des bâtiments

Alors que l’électrification des bâtiments va continuer à se développer et à s’étendre, il est essentiel d’assurer un déploiement efficace des solutions de câblage, pour garantir la sécurité et les gains de productivité. Combler le fossé entre les outils de gestion de la productivité et les systèmes de gestion des documents est un premier pas pour faciliter le travail des électriciens. Par ailleurs, face à une pénurie de main-d’œuvre qualifiée, il est nécessaire d’améliorer la traçabilité et l’accès à l’information.

Le lien numérique entre produits physiques et documentations liées fait aujourd’hui défaut. C’est notamment souvent le cas pour les produits électriques – les installateurs ont rarement accès à la documentation à jour. De par l’absence de traçabilité, de nombreuses informations se perdent une fois le travail terminé, notamment l’identité de l’installateur.

Tandis que les bâtiments se détourneront progressivement des combustibles fossiles, en faveur des énergies renouvelables, la demande d’électriciens qualifiés augmentera. À quoi s’ajoutera le besoin de recruter des experts en technologie pour gérer l’afflux de systèmes et d’outils numériques, essentiels pour opérer ce changement au sein de l’industrie.

Le fondement de la révolution numérique

À mesure que le secteur du bâtiment progresse dans sa transformation numérique, la modélisation des données du bâtiment (BIM) deviendra de plus en plus la norme et le fondement des projets de construction. Ce lien entre les éléments physiques du bâtiment et le format numérique qui les accompagne (appelé contenu BIM) facilite les processus de travail tout au long du cycle de valeur d’un projet de construction, de la planification à la conception et de la construction à l’exploitation.

Le contenu BIM permet aux architectes, concepteurs et constructeurs d’accéder facilement aux informations essentielles sur les produits, telles que les instructions d’installation, la consommation d’énergie, les écolabels, les coûts d’exploitation et le cycle de vie des produits. Nexans travaille avec des fournisseurs de BIM pour intégrer ses offres afin de faciliter l’installation, la maintenance et la sécurité des câbles électriques.

Alors que les nouvelles technologies telles que les drones, la robotique et l’impression 3D deviennent de plus en plus courantes sur les chantiers, il est essentiel de s’assurer que le BIM constitue le fondement de la stratégie numérique du secteur de la construction. Selon McKinsey, le passage à la BIM 5D, qui combine des modèles physiques en 3D des bâtiments avec des données sur les coûts, la conception et le calendrier, pourrait entraîner une économie de 10% de la valeur du contrat en détectant les conflits, en réduisant la durée de vie du projet et en réduisant potentiellement les coûts des matériaux de 20%.

Passer de l’analogique au numérique

Le passage de la documentation analogique à la documentation numérique et la traçabilité sont des éléments essentiels, afin que le marché des produits de la construction puisse aller encore plus loin. Il s’agira également de réduire la fragmentation de l’industrie, pour assurer plus de productivité, de sécurité et de rentabilité. Ceci est d’autant plus important dans le cadre de l’électrification des bâtiments, afin de fournir des installations sûres et de mener des opérations en toute sécurité.

Grâce à son application basée sur le cloud, Evermark™, Nexans permet à ses clients d’avoir facilement accès aux informations liées aux produits installés, notamment le suivi de la maintenance, les schémas électriques et les données produits. Grâce à l’étiquetage NFC, Evermark™ crée un lien numérique entre les produits physiques et la documentation liée. Ceci assure ainsi une traçabilité totale des installations électriques, tout au long du cycle de vie des produits (phases d’installation, de maintenance et de remplacement). L’application donne un accès immédiat aux informations importantes sur site et hors site, en réduisant ainsi les coûts et le temps dédié, tout en améliorant la productivité.

Les nouvelles technologies sont synonymes de nouvelles opportunités. Il est essentiel d’intégrer progressivement les nouveaux outils numériques, afin d’enregistrer de meilleurs taux de satisfaction client.

Aujourd’hui, un incendie se déclare toutes les 30 secondes en Europe, dont 25 % sont dus à des défaillances électriques, soit 275 000 par an. Aujourd’hui, plus de la moitié de la population mondiale vit dans des zones urbaines et la demande en électricité est en constante augmentation : la sécurité électrique des bâtiments devient donc une priorité essentielle.

Or, pour assurer la sécurité des bâtiments contre les incendies, il convient d’adopter une approche globale du risque et de tester et certifier les câbles électriques avec les composants qui leur sont associés.

Pour mettre en œuvre cette approche, nous devons comprendre comment les variations de la consommation électrique et la hausse des exigences de charge affectent la sécurité incendie des bâtiments, qu’ils soient nouveaux ou anciens. On estime que 25 % des incendies sont causés par des défaillances électriques ou des installations obsolètes ou en surcharge. Ce chiffre est encore plus élevé sur les marchés émergents, où 80 % des incendies de bâtiments sont dus à des câbles non conformes.

La sécurité incendie est une préoccupation grandissante dans le monde entier et nous devons veiller à la sécurité des occupants des bâtiments.

Le câblage électrique est la colonne vertébrale d’un bâtiment. Dans un immeuble de bureaux, il y a généralement plus de 200 kilos de câbles électriques pour 100 mètres carrés. Les câbles sont donc omniprésents et pourtant, ils passent généralement inaperçus. Dans les bâtiments anciens, il n’est pas rare de constater des négligences dans la mise à niveau des câbles et des systèmes électriques obsolètes au moment des mises aux normes de sécurité modernes. Sans compter qu’avec la hausse de la demande en électricité, les installations des bâtiments anciens sont souvent sous-dimensionnées, ce qui renforce encore le risque d’incendies d’origine électrique.

Aujourd’hui, la plupart des bâtiments anciens nécessitent d’importantes rénovations pour que leurs systèmes électriques soient conformes avec la réglementation et capables de supporter les charges requises par l’activité des bureaux, des bâtiments publics et résidentiels.

Nous savons aujourd’hui que pour assurer la sécurité de l’ensemble d’un bâtiment, l’architecture électrique doit être prise en compte dès les premières étapes de la construction. Dans le monde, il arrive encore trop souvent que l’économie soit menacée par des incendies dans des datacenters alors qu’il existe, souvent, des solutions intégrées. Soulignons que les installations photovoltaïques sont, elles aussi, exposées au risque.

La plupart des bâtiments fonctionnent avec plusieurs combustibles. Ils utilisent évidemment de l’électricité pour les systèmes d’éclairage et les appareils électriques, mais ils consomment également des combustibles fossiles tels que le gaz naturel ou le propane pour les systèmes de chauffage. Cette dépendance persistante à l’égard des combustibles fossiles fait des bâtiments l’une des plus grandes sources de pollution qui réchauffe la planète.

Les termes “électrification des bâtiments” et “décarbonation des bâtiments” décrivent tous la transition des combustibles fossiles vers l’utilisation de l’électricité pour le chauffage et la cuisine.

Outre les systèmes de chauffage et de refroidissement utilisant des pompes à chaleur électriques de dernière génération, des bornes de recharge pour véhicules électriques équiperont systématiquement les bâtiments à l’avenir et contribueront à réduire une source majeure d’émissions de carbone dans les économies développées : la mobilité.

L’objectif d’une telle transition : des bâtiments entièrement électriques alimentés par l’énergie solaire, éolienne et d’autres sources d’électricité sans carbone. En d’autres termes, il ne s’agit pas seulement d’augmenter le niveau d’électrification des bâtiments, mais aussi la fiabilité de leurs réseaux électriques.

Les câbles eux-mêmes sont rarement la cause première des incendies, mais ils sont exposés aux risques au niveau de leurs interconnections avec d’autres équipements, en raison de la nature des arcs électriques. Pour assurer la sécurité incendie des bâtiments, il faut donc pleinement comprendre les interactions entre les différents composants.

Aujourd’hui, les organes de normalisation et de certification s’intéressent aux éléments d’isolation de manière individuelle et non aux interactions entre les différents composants électriques, une situation qui doit alerter le secteur. Heureusement, des organes tels que le National Fire Protection Association (NFPA) & Life Safety Ecosystem™ s’attachent à identifier les composants qui doivent fonctionner ensemble pour limiter au maximum le risque d’incendie.

Pour évoluer en ce sens, il faut changer les mentalités au sein du secteur. Une approche globale et systémique permet d’effectuer des tests pour valider la performance globale du système, en se basant sur l’utilisation des composants en conditions réelles.

L’adoption d’une approche systémique pour la certification nécessite la pleine adhésion des fournisseurs. En effet, ceux-ci devront mettre sur le marché des offres de systèmes intégrés, ayant fait l’objet de tests approfondis et répondant aux exigences de performance des clients et des processus d’installation à sécurité intégrée. Il s’agira de mettre en œuvre des produits électriques modulaires et prêts à l’emploi, réduisant le risque d’erreurs d’installation sur site et garantissant la compatibilité des composants.

Nexans s’efforce d’assurer les plus hauts niveaux de sécurité électrique et incendie en veillant à ce que ses câbles et ses fils évitent la propagation du feu, limitent les dégagements de fumée et les émissions dangereuses lors d’un incendie, et maintiennent l’intégrité des systèmes de sécurité incendie. Ces principes sont le fondement des solutions et services Fire Safety de Nexans.

Pour limiter les émissions dangereuses, par exemple, l’offre de Nexans Fire Safety se concentre sur les câbles à faible risque d’incendie (LFH pour Low Fire Hazard) et sur l’abandon de matériaux obsolètes tels que le PVC.

Au-delà de notre offre de produits et solutions innovants répondant aux besoins de sécurité de nos clients, nous nous donnons pour mission de faire évoluer le secteur vers la mise en œuvre de tests de compatibilité et de certification des systèmes. C’est à la fois une opportunité de garantir la sécurité incendie des nouvelles solutions et un besoin de plus en plus urgent.

Par exemple, Nexans a récemment adopté une approche systémique dans son offre de recharge pour véhicules électriques. Nous avons sélectionné des partenaires clés pour construire une solution intégrée, ce qui nous a permis de prouver la viabilité de cette approche.

La création de bâtiments plus sûrs nécessite un changement des mentalités en profondeur. Du côté des clients, la décision d’achat ne devra plus se fonder sur le seul coût des composants, mais aussi intégrer le coût total de possession (TCO ou cost-of-ownership) englobant la gestion des risques d’incendie.

Le secteur doit également encourager la collaboration entre les partenaires clés, pour que l’ensemble des parties prenantes y trouvent leur compte, au-delà de la certification et des normes de performance, avec une participation active des organismes d’assurance.

Dans les années à venir, les nouvelles offres devront adopter une approche axée sur les solutions, afin d’insister sur la valeur ajoutée pour les clients, notamment une meilleure protection contre les incendies, la sécurité et la facilité d’installation.

En outre, les approches intégrées des systèmes de sécurité incendie pour les composants électriques sont en phase avec l’évolution du secteur, avec la modélisation des données du bâtiment (BIM), les jumeaux numériques et les technologies IoT.

Le secteur du bâtiment et de la construction s’appuie de plus en plus sur les nouvelles technologies et solutions pour répondre à ses différents impératifs : une demande croissante de surface au sol, des normes de plus en plus strictes en matière de durabilité et de sécurité, la hausse des coûts et la pénurie de main-d’œuvre qualifiée.

La demande de bâtiments résidentiels, commerciaux, industriels et de haute sécurité étant amenée à augmenter dans les années à venir, des méthodes de construction plus efficaces seront nécessaires. Aujourd’hui, le secteur se tourne entre autres vers l’impression 3D, les drones, la robotique et la construction modulaire.

Au cœur de cette évolution du secteur du bâtiment et de la construction se trouve la demande croissante en électricité, qui devrait augmenter de 20 % d’ici à 2030. Les constructions futures devront tenir compte de cette évolution, qui se traduira par un plus grand nombre de câbles électriques, de connecteurs, de systèmes et de sous-systèmes, mais aussi d’installations et d’opérations plus intelligentes et plus sûres.

L’impression 3D, qui était encore récemment une source de curiosité, est aujourd’hui un outil crédible dans le secteur de la construction. Également connue sous le nom de « fabrication additive », cette technologie est en passe de transformer le secteur, en réduisant considérablement les délais et les coûts de construction. D’autant que les avantages de l’impression 3D ne se limitent pas à la construction sur site, mais permettent aussi de préfabriquer des éléments de construction hors site : une autre application majeure, qui renforce encore son attrait.

L’une des initiatives phares dans ce domaine est la Dubai 3D Printing Strategy, qui prône l’impression 3D pour un quart des bâtiments de Dubaï d’ici 2030. Citons par exemple le complexe de bureaux de 250 mètres carrés abritant le siège de la Dubai Future Foundation (DFF) et la municipalité de Dubaï, réalisé par la société de construction robotique Apis Cor.

Les avantages de l’impression 3D dans le secteur de la construction ont été mis en évidence lors de la conférence Construction Technology ConFex de 2023 :

• Rapidité et efficacité : le processus de fabrication additive couche par couche de l’impression 3D peut réduire considérablement le temps de construction par rapport aux approches classique, permettant d’achever les projets plus rapidement.
• Réduction des coûts : en optimisant l’utilisation des matériaux et en réduisant les besoins en main-d’œuvre, l’impression 3D permet de réduire les coûts de construction.
• Personnalisation : l’impression 3D permet de créer des designs personnalisés et des éléments architecturaux complexes et uniques, difficiles à réaliser avec des méthodes de construction classiques, qui permettent aux architectes et aux concepteurs d’explorer des possibilités de conception innovantes.
• Construction durable : la fabrication additive permet d’utiliser uniquement la quantité de matériaux nécessaire, et donc de limiter le gaspillage, pour plus de durabilité dans la construction.

Toutefois, certains défis restent à relever :

• Limites en matière d’échelle et de dimensions : la mise à l’échelle de l’impression 3D pour des bâtiments ou infrastructures de grande dimension reste une difficulté. Les technologies actuelles ne peuvent pas toujours produire efficacement des structures au-delà d’une certaine taille.
• Intégrité structurelle et assurance qualité : il est essentiel de garantir l’intégrité structurelle et la durabilité à long terme des composants imprimés en 3D. Des tests rigoureux et des processus d’assurance qualité sont nécessaires pour répondre aux normes de sécurité.
• L’intégration de systèmes électriques et d’autres services dans des structures imprimées en 3D nécessite une planification et une coordination minutieuses pour garantir un bon fonctionnement.
• Considérations réglementaires et juridiques : à mesure que l’impression 3D se généralise dans la construction, des cadres réglementaires et des normes juridiques doivent être établis pour répondre aux exigences en matière de sécurité, de responsabilité et de conformité.

La technologie des robots de construction est passée de la science-fiction à la réalité en un temps record. Un rapport de MarketsandMarkets prévoit que le marché des robots de construction atteindra 166,4 millions de dollars d’ici 2023, soit un taux de croissance annuel composé de 16,8 % entre 2018 et 2023. Selon un rapport IDC publié en janvier 2020, la demande de robots de construction augmentera d’environ 25 % par an jusqu’en 2023.

Les robots offrent de nombreuses possibilités : ils peuvent poser des briques, souder, actionner des pelleteuses. Les drones autopilotés sont capables de parcourir et de cartographier les chantiers de construction et d’en surveiller l’avancement. Il est communément admis que les robots dispenseront les ouvriers d’effectuer certaines tâches répétitives et dangereuses, tout en aidant le secteur à relever les défis de la productivité et de la pénurie de main-d’œuvre.

Un exemple : le robot de chantier semi-autonome Jaibot de Hilti. Conçu pour aider les entrepreneurs en mécanique, électricité et plomberie (MEP), Jaibot utilise les données BIM pour localiser et percer des trous pour les installations d’électricité et de plomberie en intérieur.

Certaines technologies, qui n’avaient pas été immédiatement adoptées par le secteur de la construction ces deux dernières années, ont maintenant trouvé leur place. D’un objet de curiosité, elles sont devenues un outil crédible.

Le câblage modulaire, dont les origines remontent au milieu des années 1990, révolutionne le paysage électrique en proposant une technologie plug-and-play au lieu des méthodes d’installation classiques. Il s’agit d’une solution à la fois rapide, sûre et facile pour connecter les circuits depuis le tableau électrique jusqu’au point de connexion final. Le câblage modulaire, initialement utilisé dans les bâtiments de haute sécurité tels que les établissements de santé, est aujourd’hui largement utilisé dans les écoles et les bâtiments publics, où il apporte des solutions à la pénurie de main-d’œuvre et aux impératifs réglementaires.

Au cours des 30 dernières années, le câblage modulaire a gagné en popularité pour devenir une alternative rentable et pratique aux installations électriques classiques. Il offre de nombreux avantages tout au long du processus de construction, depuis la conception et l’exploitation, jusqu’à la fin de vie. Les gouvernements, les constructeurs et les entrepreneurs en électricité ont progressivement acquis une certaine confiance dans la sécurité, la rentabilité et l’efficacité du câblage modulaire, tant dans le cadre des nouvelles constructions que des rénovations.

Pour répondre à la demande croissante de surface au sol, les architectes et les constructeurs s’appuient de plus en plus sur les techniques de la construction modulaire. Selon une étude récente de MarketsandMarkets, le marché mondial de la construction modulaire devrait passer de 91 milliards de dollars en 2022 à 120,4 milliards de dollars en 2027, soit une augmentation de 5,7 % entre 2022 et 2027.

Cette tendance est motivée par le besoin d’approches innovantes et la pénurie constante de main-d’œuvre qualifiée. Le câblage modulaire, au même titre que d’autres sous-ensembles et composants, peut contribuer à améliorer la productivité et les performances, tout en offrant une vision globale des coûts, y compris pour la fin de vie, les déchets et la sécurité. À mesure que le secteur s’oriente vers la préfabrication et la construction hors site, le câblage modulaire progresse, apportant des réponses aux exigences gouvernementales, aux impératifs de réduction des coûts, aux questions de qualité et de sécurité, tout en réduisant les effets sur l’environnement.

Les plus grands défis pour le secteur, à l’avenir, seront le changement des mentalités face aux nouvelles technologies et méthodes de construction, ainsi que l’apparition de critères de mesures plus complets.

Dans ce nouveau contexte, les câbles électriques ne devraient pas être considérés comme une simple marchandise et, à ce titre, être sélectionnés sur d’autres critères que leur seul prix, comme leur modèle, leurs matériaux, leur niveau de sécurité, etc. Ce changement de système de mesure prend en compte la performance, le risque et la durabilité comme des critères essentiels dans l’évaluation globale d’un projet de construction.

En Océanie, Nexans accompagne ses clients dans leur démarche de transition énergétique en leur proposant une solution complète de câblage modulaire. Il s’agit d’une solution efficace et durable pour réduire les déchets électriques sur les sites et les coûts d’installation. Elle englobe également les tableaux électriques, le câblage des couloirs, le câblage intérieur et les accessoires en bout de circuit.

La gestion de l’information et la conception des bâtiments étant de plus en plus détaillées dès le stade de la conception, le câblage modulaire gagne du terrain. En outre, les difficultés de l’approvisionnement et les coûts des matériaux incitent les professionnels de l’électricité à inclure le câblage modulaire dans leurs appels d’offres et leurs phases de conception.

Les solutions de câblage modulaire sont prometteuses et devraient continuera à gagner en popularité, en raison des avantages qu’elles offrent en termes de réduction des coûts, de fiabilité, de facilité d’installation, de sécurité, de qualité et de durabilité.

Souvent considéré comme une industrie de commodité, le secteur de la construction n’échappe pas à la tendance des nouvelles technologies et de l’innovation. Il a aujourd’hui à sa disposition une multitude d’outils et de solutions qui révolutionnent non seulement les processus, mais aussi les méthodes de travail et la préparation des chantiers. De nombreuses innovations s’avèrent déjà indispensables pour améliorer l’organisation des chantiers, la qualité du travail et l’efficacité des équipes. Les projets sont de plus en plus souvent conçus et réalisés en un temps record.

Développement durable, sécurité accrue sur les chantiers, solutions technologiques permettant de gagner du temps et de l’argent, outils numériques pour construire des structures plus respectueuses de l’environnement… L’innovation est omniprésente dans le secteur de la construction.

L’électrification sûre et durable est au cœur de notre mission

On dénombre plus de 1,1 million d’incendies chaque année en Europe. Cela signifie qu’un incendie se déclare toutes les 30 secondes. L’impact sur la vie humaine est énorme : les incendies font 4 000 morts et 134 000 blessés par an. L’impact économique est également considérable, les coûts se chiffrant en milliards. Dans sa Revue Mondiale des Sinistres de 2022, Allianz a cité l’incendie comme la plus importante cause identifiée de pertes pour les assureurs d’entreprises, ayant entraîné plus de 18 milliards d’euros de dédommagements sur cinq ans. On estime que 70 % de ces entreprises touchées par un incendie ne redémarrent pas.

Les dernières recherches de la FEEDS (Forum for European Electrical Domestic Safety) montrent que 25 % des incendies sont causés par des défaillances électriques. Celles-ci sont souvent le résultat d’installations électriques obsolètes et surchargées, ou bien dues aux appareillages électriques.

Le vieillissement des infrastructures n’est qu’un aspect du problème. À l’échelle mondiale, la croissance démographique rapide et l’urbanisation accélérée signifient que le nombre d’utilisateurs d’électricité augmente chaque jour. Dans ce contexte, la consommation d’électricité continue de croître, la demande devant augmenter de 20 % d’ici à 2030 et de 40 % d’ici à 2040.

Les nouveaux modes d’utilisation de l’électricité génèrent de nouveaux risques. Des tablettes aux smartphones, nous nous appuyons de plus en plus sur des appareils numériques fonctionnant à l’électricité. Parallèlement, l’essor des véhicules électriques et la généralisation de la production solaire sur les toits alourdissent la charge pesant sur les systèmes de câblage domestiques, augmentant ainsi les risques d’incendie.

Cette électrification accrue a un impact fort : selon une étude de la NFPA (National Fire Protection Association) les équipements de distribution électrique, d’éclairage et de transfert d’énergie sont responsables de la moitié des incendies domestiques impliquant une panne ou un dysfonctionnement électrique. Connaissant l’impact dévastateur du feu, une telle menace exige une réponse adéquate pour protéger les biens et les personnes.

Comment les systèmes électriques contribuent-ils à un monde plus sûr ?

Les câbles constituent l’ossature électrique d’un bâtiment, présents partout et en grande quantité pour transporter de l’énergie et des données. Ils relient les pièces et les étages, traversent les murs sans interruption, et leur nombre ne cesse d’augmenter avec les nouveaux usages énergétiques. Comme les câbles et les fils sont généralement dissimulés dans les murs, les sols et les plafonds, il est facile d’oublier qu’ils sont là. Pourtant, un immeuble de bureaux typique compte plus de 200 kg de câbles par 100 m². Il est donc essentiel de s’assurer que les câbles ne seront pas un vecteur de propagation des flammes à travers le bâtiment.

Ces dernières années, l’accent a été mis sur l’amélioration des performances en matière d’incendie en réponse à de nouvelles réglementations, telles que le règlement européen sur les produits de construction (CPR). Nexans est profondément engagé dans ce processus, travaillant avec ses partenaires, clients, et organismes de standardisation pour promouvoir la sécurité incendie électrique dans les bâtiments, et adopter des normes de sécurité plus élevées, tant au niveau national qu’international.

Lutter contre la propagation des incendies

Les câbles ne représentent pas un danger en tant que tel, mais du fait de leur omniprésence, ils peuvent servir de combustible pour le feu et être un vecteur de propagation des flammes : un incendie qui se déclare dans une installation électrique verticale comprenant des câbles peu performants atteindra le premier étage du bâtiment en moins de trois minutes, et continuera à se propager de plus en plus vite.

Chez Nexans, nous avons pour objectif de révolutionner la sécurité des bâtiments, des infrastructures et des habitations, en utilisant notre expertise technologique pour concevoir des câbles et des fils offrant le plus haut niveau de performance au feu. Notre gamme Nexans Sécurité Incendie souligne ce qui peut être réalisé. Grâce à nos câbles de protection au feu, la production de fumées et de gaz incapacitants, la propagation du feu et le dégagement de chaleur sont minimisés. De plus, la cohésion de la structure du câble est maintenue pendant l’incendie, ce qui réduit ou élimine la production de gouttelettes enflammées, évitant ainsi le démarrage d’incendies secondaires et limitant les risques de blessures pour les pompiers.

Tous ces éléments ont un impact majeur sur la capacité des personnes à évacuer à temps et de façon sécurisée grâce à une visibilité optimum. Parallèlement, nos câbles de protection au feu facilitent le travail des pompiers en libérant de l’eau lorsqu’ils sont exposés aux flammes, ce qui réduit la température du feu et dilue les gaz combustibles.

Chez Nexans, une percée technologique permettant d’améliorer la performance des câbles de protection au feu va bientôt voir le jour. Basée sur la technologie des géopolymères, elle fonctionne en créant une croûte dure et hermétique autour des fils toronnés qui les rend incombustibles. Outre l’amélioration de la résistance au feu, cette innovation présente l’avantage d’améliorer la performance environnementale des câbles en réduisant leur contenu en carbone incorporé, ce qui permet de réduire les émissions de CO2 de 10 à 15 % au niveau de la fabrication.

Réduire les émissions de fumées lors d’un incendie

La fumée et les émissions de gaz toxiques sont les principales causes de décès lors d’un incendie à l’intérieur d’un bâtiment, étant responsables de 80 % des décès liés aux incendies. Les gaz incapacitants contenus dans la fumée attaquent les poumons, ainsi que les yeux et la peau. En outre, la fumée limite fortement la visibilité, rendant la fuite des bâtiments beaucoup plus difficile.

La gamme Nexans Fire Safety est conçue pour transformer la sécurité incendie. Tout d’abord, nos câbles minimisent les émissions de fumée, permettant une visibilité dix fois plus élevée qu’avec les modèles traditionnels en cas d’incendie, soit cinq fois plus que le seuil recommandé. De plus, ils réduisent les émissions de gaz incapacitants et corrosifs, augmentant drastiquement les chances d’évacuation, tout en aidant les pompiers à lutter contre l’incendie.

Les systèmes de sécurité incendie

Les câbles résistants au feu jouent un rôle crucial dans le maintien du fonctionnement continu des systèmes électriques de protection contre l’incendie et de sécurité des personnes – même lorsqu’un bâtiment est en feu. Les durées minimales de maintien de l’alimentation électrique en cas d’incendie sont définies dans les réglementations nationales. Les câbles doivent être capables de fonctionner de manière fiable même dans des conditions extrêmes, avec des températures allant jusqu’à 1 000°C, et ce pendant une durée pouvant aller jusqu’à 2 heures.

Les systèmes de protection contre les incendies et de sécurité des personnes comprennent :

• Les systèmes de détection incendie : détecteurs de fumée, détecteurs de chaleur, déclencheurs manuels
• Systèmes d’alarme incendie : alarmes et panneaux de contrôle
• Les systèmes de protection contre les incendies : active (gicleurs) et passive (comme les murs et les portes coupe-feu)
• Les systèmes de contrôle de fumée (systèmes de pressurisation et d’extraction)
• Les systèmes d’évacuation des bâtiments (y compris la signalisation des sorties).

Les composants des systèmes de sécurité doivent être connectés au réseau électrique. Les câbles résistants au feu sont souvent utilisés pour fournir de l’énergie, ou pour établir des connexions entre les équipements de secours et les panneaux de commande. Lorsque c’est le cas, ils fonctionnent comme des éléments “actifs” puisqu’ils doivent maintenir la continuité électrique ou transmettre un signal pendant une durée adéquate.
Trois technologies principales sont utilisées pour produire des câbles résistants au feu.

Les conceptions de première génération étaient basées sur des conducteurs en cuivre enveloppés de rubans de mica et de polyoléfine réticulée. Dans ce cas, la technologie de base est le mica, et les performances du câble sont liées à sa qualité, sa nature, ses fournisseurs et son enrobage.

Les câbles de deuxième génération étaient basés sur des conducteurs isolés avec du caoutchouc de silicone. Ce matériau a la propriété de former un écran céramique lorsqu’il est brûlé. Cela maintient une résistance électrique élevée et c’est la solution la plus courante pour les applications de construction.

Pour la dernière génération de câbles résistants au feu, nous avons développé des câbles basés sur la technologie brevetée INFIT™ qui combine les avantages des isolations en mica et en caoutchouc de silicone, mais sans leurs inconvénients. Les performances au feu des câbles INFIT™ sont similaires aux technologies traditionnelles du marché, mais ces câbles possèdent des propriétés mécaniques avancées, simplifiant grandement l’installation des câbles, apportant des gains de temps et de coûts précieux.

Avec les câbles INFIT™, il est possible de connecter tous les dispositifs d’un système de détection d’incendie, y compris les détecteurs de fumée, afin de garantir la détection des incendies et le déclenchement des alarmes. Tout cela garantit une évacuation rapide et contribue à une lutte efficace contre les incendies.

Nous nous concentrons sur vos besoins

Chez Nexans, notre mission est de fournir des produits et solutions innovants qui répondent aux besoins de sécurité de nos clients câbliers. Nous donnons à nos clients les capacités de planifier, bâtir et gérer leurs projets avec le plus haut degré de protection. La gamme Nexans Sécurité Incendie permet d’Anticiper les risques d’incendies, Sécuriser les biens et Protéger les personnes. Nous soutenons cette mission par des informations et des conseils complets pour vous aider à prendre des décisions éclairées en matière de sécurité incendie – afin que nous puissions électrifier l’avenir en toute confiance.

Comme d’autres secteurs, l’industrie automobile doit évoluer pour relever les futurs défis économiques et écologiques. Aujourd’hui, les véhicules thermiques sont responsables de près de 10% des émissions de CO2 dans le monde. Dans les pays développés comme la France, ce chiffre atteint 15%. L’électrification de ces véhicules est donc un enjeu clé de la transition vers une économie à faible émission de carbone.

D’après le “World Energy Outlook 2022” publié par l’Agence internationale de l’énergie, l’augmentation de la demande mondiale d’électricité d’ici à 2030 équivaut à l’addition de la consommation actuelle d’électricité des États-Unis et de l’Union européenne ! Une telle augmentation de l’électricité est de l’ordre de +5 900 à +7 000 TWh selon les scénarios.

Les principaux contributeurs à une telle augmentation sont :

• le transport électrique dans les économies avancées,
• la croissance démographique et la demande de refroidissement dans les marchés émergents et les économies en développement.

La mobilité électrique est un enjeu important et un facteur majeur de la demande supplémentaire d’électricité. Cependant, cet objectif ne doit pas seulement se concentrer sur le développement et l’évolution des véhicules par les constructeurs mais aussi prendre en compte les infrastructures.

Il est important de mettre l’accent sur les besoins en infrastructures de recharge et en technologies innovantes dédiées aux véhicules électriques (VE), qui doivent permettre aux utilisateurs de ce type de véhicule de se déplacer partout, à tout moment, en toute sérénité et d’assurer le bon fonctionnement du système électrique.

Véhicules électriques : un changement majeur imposé par la transition énergétique

Les pouvoirs publics de plusieurs pays multiplient les initiatives pour favoriser cette évolution des solutions de mobilité. Parmi les actions en vigueur ou à l’étude, un nombre croissant de pays se sont engagés à supprimer progressivement les moteurs à combustion interne ou ont des objectifs ambitieux d’électrification des véhicules pour les prochaines décennies. En Europe, l’objectif fixé est de stopper les ventes de nouveaux véhicules à moteur thermique d’ici 2035.

Le scénario des engagements annoncés (APS) de l’AIE, qui repose sur les engagements et les annonces politiques existants en matière de climat, suppose que les VE représentent plus de 30 % des véhicules vendus dans le monde en 2030, tous modes confondus (à l’exclusion des véhicules à deux ou trois roues). Bien qu’impressionnant, ce chiffre est encore bien loin des 60 % nécessaires d’ici 2030 pour s’aligner sur une trajectoire qui permettrait d’atteindre des émissions nettes de CO2 nulles d’ici 2050.

A l’horizon 2025, on estime que le marché du véhicule électrique en France représentera 12 milliards d’euros, dont 8 à 11 milliards d’euros de ventes de véhicules électriques, 150 à 250 millions d’euros pour les bornes de recharge et 300 à 600 millions d’euros pour la vente d’électricité nécessaire à la recharge.

Le déploiement rapide des stations de recharge des véhicules électriques, condition clé du développement des véhicules électriques

Cette transition vers les véhicules électriques nécessite trois conditions principales pour atteindre l’ambition visée :

• Le développement de véhicules nouveaux et attractifs, avec pour enjeux : la capacité des batteries face à la densité énergétique d’un litre de pétrole, la disponibilité des ressources minérales pour renouveler entièrement le parc automobile mondial (en raison de la rareté des métaux rares), l’enjeu de l’empreinte environnementale d’un véhicule électrique (au-delà de la seule question de la rareté des métaux).
• La disponibilité de l’énergie où et quand les véhicules seront rechargés. Bien que l’impact d’un véhicule électrique sur le réseau électrique soit très limité au niveau domestique, les 22 millions de véhicules électriques et hybrides attendus en 2025 en Europe augmenteront considérablement la demande globale d’électricité (de 4 860 en 2020 à 47 000 GWh en 2025), ce qui nécessitera à la fois un renforcement du réseau, davantage d’énergie et, en outre, une gestion plus intelligente de la charge pour équilibrer l’utilisation et la disponibilité de l’énergie.
• Enfin, le déploiement d’un réseau dense de stations de recharge (EVCS) pour apporter une solution au consommateur en mobilité.

Fondamentalement, le réseau EVCS sera efficace s’il est déployé comme un écosystème global répondant aux besoins des consommateurs dans quatre applications principales :

• La charge “à domicile” (90% des charges de VE se font aujourd’hui à domicile, individuel ou collectif) ;
• La charge “au travail” (bâtiments tertiaires ou institutionnels, usines,…) ;
• La charge “en ville” (magasins, restaurants, parkings publics,…) ;
• La charge “en voyage” (autoroutes).

Chacune de ces applications obéit à ses propres contraintes en matière de coût économique de déploiement, de temps de chargement prévu, de concurrence avec les autres véhicules, de facturation de l’énergie à l’utilisateur… Quel que soit le type de solution de charge à proposer (en courant alternatif pour la majorité des besoins ou en courant continu pour la charge rapide), elle imposera des contraintes importantes sur le réseau électrique qu’il faudra anticiper.

Cet écosystème vaste et complexe à déployer en une décennie nécessitera des investissements importants mais aussi une forte innovation pour une évolutivité maximale des installations et une gestion intelligente de l’énergie.

Les partenariats et l’innovation sont essentiels

Pour illustrer ce défi de l’innovation, nous pouvons citer par exemple 2 projets impliquant les équipes R&D de Nexans en partenariat avec Enedis ces dernières années :

• Projet “BIENVENU” : Comment proposer une infrastructure de recharge évolutive et économique dans des bâtiments d’habitat collectif conçus bien avant l’essor du véhicule électrique (seulement 2% équipés en 2022 en France, pour ~45% de la population vivant en habitat collectif) ?
• Projet “SMAC” : Comment créer les conditions technologiques permettant le Vehicule-to-Grid (V2G) pour injecter l’énergie stockée dans les batteries des VE dans le réseau lors des pics de consommation d’énergie ou pour compenser la production intermittente d’énergie à partir de sources renouvelables ?

Nexans propose également, avec son partenaire e-Novates, une gamme complète de bornes de recharge en courant alternatif de 7 à 22 kW conçues pour s’adapter à diverses applications intérieures/extérieures pour des clients professionnels ou publics.

Cette gamme de produits sera entièrement renouvelée en 2023 avec de nouveaux modèles rapides à installer et compatibles avec la nouvelle norme ISO 15 118. En parallèle sera présentée la nouvelle version de la solution de câblage évolutive Nexans “NEOBUS”, conçue en partenariat avec MICHAUD, dédiée aux parkings souterrains intégrant un risque spécifique de sécurité incendie.

Nexans est donc un acteur clé de cette évolution du marché du véhicule électrique. Les nouvelles solutions proposées faciliteront grandement la vie quotidienne des utilisateurs, tant dans le secteur privé que sur la voie publique, et amélioreront l’attractivité de ces nouveaux véhicules.

Il est clair que les éléments de différenciation sont les facteurs clés de l’innovation :

• Pour les véhicules, le design global, la fiabilité dans le temps et l’autonomie liée à la puissance et à l’efficacité des batteries, sont des facteurs de différenciation ;
• Pour les équipements d’infrastructure de recharge, nous pensons que les principaux critères de différenciation ne sont pas liés au matériel mais à la couche numérique qui permet le suivi des bornes de recharge, interfacée avec les moyens de paiement, et les applications qui améliorent l’expérience client. Le deuxième axe de différenciation est la facilité et la rapidité d’installation des bornes et leur raccordement au réseau électrique.

Limiter l’impact sur l’environnement

Le déploiement des véhicules électriques et leur part croissante dans la mobilité auront un impact significatif sur la réduction du réchauffement climatique, à condition bien sûr que de l’électricité décarbonée soit produite et utilisée. Cependant, il est également important de considérer l’impact des véhicules électriques sur les ressources, notamment le cuivre. En 2020, la production est de 21 Mt pour une consommation quasi équivalente. La demande va s’accélérer du fait de l’électrification et notamment de la mobilité électrique.

Concrètement, un véhicule thermique traditionnel nécessite 20 kg de cuivre, un véhicule hybride deux fois plus (40 kg), et un véhicule électrique 80 kg de cuivre en moyenne, soit 4 fois plus qu’un véhicule classique (cette quantité peut atteindre 200 kg pour certains modèles comme Tesla).

À cette augmentation conséquente de métal dédié aux véhicules électriques, on peut ajouter le cuivre nécessaire à l’infrastructure de recharge, aux équipements de recharge en courant alternatif et continu, mais aussi au système de connexion au réseau électrique. Selon une estimation prudente, 3Mt de métal seront nécessaires pour cette transition.

Pour limiter l’impact de la transition électrique sur les ressources en cuivre, il est nécessaire d’accompagner le changement par une filière de recyclage du cuivre et la mise en place d’un écosystème d’économie circulaire.