Pour diminuer la facture des datacenters, Eaton recycle les batteries des voitures électriques

Des batteries usagées pour stocker l’énergie renouvelable

« Les panneaux solaires sont devenus compétitifs pour produire et consommer de l’énergie localement. Mais il y a un problème d’intermittence : ils cessent de fournir de l’alimentation dès que le temps se couvre ou que la nuit tombe. Pour avoir le contrôle sur la production d’énergie, il fallait donc la stocker, qui plus est à un coût intéressant. Depuis 2013, nous avions la conviction que l’arrivée sur le marché d’une quantité de plus en plus importante de batteries de voitures de seconde vie était la solution », dit Christophe Bourgueil, en charge des activités commerciales autour du stockage d’énergie chez Eaton.

Les batteries Lithium-Ion perdant graduellement de l’autonomie au fur et à mesure qu’elles se rechargent, les distances qu’elles permettent de parcourir se réduisent au bout d’un certain temps. De fait, les constructeurs automobiles les remplacent par des neuves dès qu’elles n’ont plus que les trois quarts de leur capacité initiale, soit généralement au bout de 4 à 7 ans de service.

« Si elles ne sont plus éligibles aux voitures électriques, ces batteries avec 75 % d’autonomie peuvent néanmoins encore servir pendant au moins 5 ans pour stocker l’énergie de panneaux solaires installés sur les toits des datacenters et fournir en continu le courant dont les équipements informatiques ont besoin », explique Christophe Bourgueil.

Des algorithmes pour adapter les batteries des voitures à l’informatique

La subtilité de cette innovation est de parvenir à contrôler la manière dont les batteries se chargent et se déchargent afin de maximiser leur durée de vie. Il faut par exemple savoir que plus une batterie se charge rapidement, plus elle chauffe et plus la température abîme ses cellules. De la même façon, il faut calculer la technique la plus économique pour tirer une tension déterminée des cellules en tenant compte de leur charge respective.

« Nissan a mis au point un BMS (Battery Management System) qui pilote la température et la tension de ses batteries lorsqu’elles sont agencées en packs de modules dans le plancher de ses voitures. Sachant que nous démantelons ces packs pour composer des blocs au format 19 pouces des armoires racks, et que la consommation des équipements informatiques comme climatiques n’a rien à voir avec celle d’un véhicule électrique, nous avons dû réécrire un BMS adapté aux datacenters », détaille l’expert d’Eaton.

Initiée en 2013 au sein du projet de recherche Green Datanet, cette industrialisation pour les datacenters des batteries usagée de véhicules électriques, a séduit un premier hébergeur situé au Havre en 2016. Cette expérimentation sur site a permis à Eaton et Nissan de peaufiner les algorithmes du BMS afin d’utiliser les batteries de manière homogène.

Constituer un stock pour être autonome face à l’inflation du coût de l’énergie

Cette première expérimentation au Havre a aussi servi à avoir une meilleure idée des usages possibles. Le premier est d’alimenter les équipements sans avoir besoin de consommer l’électricité du réseau. « Un datacenter mettant plusieurs années à se remplir, nous estimons que nos batteries lui permettraient d’être totalement autonomes pendant la première année. Ensuite, le pourcentage d’autonomie dépendra du rapport entre la surface des panneaux photovoltaïques et la quantité d’équipements informatiques installés », indique Christophe Bourgueil.

La deuxième fonction est de toujours conserver une réserve d’énergie pour assurer une alimentation de secours au cas où le courant serait coupé. Dans ce cas comme dans le précédent, la régulation de l’alimentation entre les batteries et le réseau électrique national est assurée par les équipements UPS traditionnels d’Eaton.

Mais, surtout, l’intérêt des batteries de seconde vie d’Eaton serait de permettre à leurs propriétaires de fixer le prix de leur électricité pour les quinze ou vingt années suivantes. « Divers scénarios tablent sur une augmentation du coût de l’énergie en Europe de 3 à 5% par an dans les toutes prochaines années. Et ces pronostics incluent la France, même si les tarifs restent moins élevés chez nous. En se dotant d’une capacité de stockage, un hébergeur se donne les moyens de ne pas subir ces augmentations », assure Christophe Bourgueil.

Précisons que la revente de l’énergie stockée, à l’opérateur du réseau national (RTE, en France) est techniquement possible car les solutions d’Eaton sont prévues pour. Néanmoins, il est peu probable qu’elle ait lieu, sachant que la priorité d’un datacenter est la continuité de service.

L’énergie renouvelable, relai de croissance pour Eaton

Eaton est tellement convaincu du succès de ce modèle de stockage d’énergie à partir de batteries de voitures électriques que le constructeur s’estime en période de transition vers une activité plus centrée sur l’énergie renouvelable.

À cette fin, il vient de co-créer avec Nissan une branche dédiée, xStorage, laquelle propose des modèles de batteries allant de 5 kVA à plusieurs milliers de kVA. La famille xStorage se déclinant en gammes C&I, « pour les bâtiments commerciaux et industriels », et Home, « pour les immeubles résidentiels », les ambitions d’Eaton en dehors du datacenter ne font guère de doute. Et alors que la commercialisation de ces solutions auprès des hébergeurs de salles informatiques doit démarrer dans les semaines qui viennent, des chantiers ont déjà été terminés sur des habitations en France et ailleurs, dans le nord de l’Europe. 

Au titre de proof-of-concept, Eaton et Nissan ont équipé le stade de l’Arena à Amsterdam avec des batteries qui stockent quotidiennement l’énergie produite par 4000 panneaux photovoltaïques et délivrent, lorsque le lieu est occupé, une puissance de 2,8 MWh.

Autre surprise : les batteries de véhicules électriques présentées au catalogue sont un mix de modèles de seconde vie et de... batteries neuves. « Nous avons en effet conçu avec Nissan un BMS qui fonctionne indifféremment avec des batteries usagées ou non. L’intérêt des batteries neuves est que nous pouvons garantir leur fonctionnement pendant dix ans au lieu de cinq », glisse Christophe Bourgueil. Il ne s’étend toutefois pas sur la stratégie de Nissan qui produirait ainsi une certaine quantité de batteries, sans nécessairement les destiner en premier lieu à ses voitures.