Électricité : vers une hybridation courant alternatif/courant continu des installations du bâtiment

Le courant continu – CC en français, DC en anglais – offre de nombreux avantages dans les bâtiments, tant résidentiels que tertiaires et industriels. Un nombre croissant d’équipements sont alimentés en courant continu ou produisent du courant continu. Mais l'avenir des installations électriques du bâtiment pourrait bien s'écrire sous l'aune de l'hybridation, combinant courant alternatif et courant continu.

En février, XPair a visité le Direct Current Experience Center, ou Centre d’expérience du courant continu, à Amsterdam (Pays-Bas), qui donne un aperçu de ces tendances émergentes. Dans la suite de cet article, les acronymes CC pour courant continu et CA pour courant alternatif seront utilisés à la place des acronymes anglais AC/DC pour Alternative Current/Direct Current.

Le centre a été ouvert par DC Systems, une entreprise créée en 2009 pour fournir des équipements électriques pour courant continu, rachetée par Schneider Electric en 2021. © Pascal Poggi pour XPair

Le Direct Current Experience Center est également animé par les membres de Current/OS, une association d’industriels qui travaille à la création de normes pour l’appareillage et les installations CC en microgrids, c’est-à-dire principalement dans les bâtiments.

Current/OS rassemble au total environ 150 organismes dans le monde, dont 63 industriels, dont les spécialistes mondiaux de l’appareillage électrique – ABB, Hager, Mersen, Schneider Electric, Siemens et Socomec –, de grands industriels mondiaux de la climatisation – Carrier, Daikin, Gree, Hisense et Rane –, des distributeurs d’électricité comme EDF, des intégrateurs, dont Equans, 24 universités et centres de recherche, des organismes de certification comme Dekra et des syndicats d’industriels comme le Gimelec (Groupement des entreprises de la filière électronumérique française).

Yannick Neyret, président de Current/OS et directeur de l’innovation chez Schneider Electric, a présenté les membres et les buts de la fondation Current/OS. © Pascal Poggi pour XPair

Les installations photovoltaïques sur les bâtiments produisent du courant continu. © Pascal Poggi pour XPair

Un intérêt croissant pour le courant continu dans les bâtiments

Depuis une dizaine d’années, on observe un regain d’intérêt pour la distribution de courant continu dans les bâtiments. Notamment car les installations photovoltaïques se multiplient dans les bâtiments : des panneaux solaires produisent du courant continu qu’il faut convertir en courant alternatif pour son utilisation dans le bâtiment. Le rendement des meilleurs onduleurs atteint aujourd’hui 98 % à charge partielle. Mais dans la réalité, en fonction de la charge et de sa température de fonctionnement, le rendement moyen d’un onduleur est autour de 95 % pour les meilleurs d'entre eux.

Or la production photovoltaïque va augmenter sur les bâtiments résidentiels et non résidentiels : le projet de loi portant diverses dispositions d'adaptation au droit de l'Union européenne (DDADUE) adopté le 10 novembre 2025 en Conseil des ministres introduit en effet l’obligation d’une production d’énergie renouvelable sur site en construction neuve à compter du 1er janvier 2030, ainsi qu’en cas de rénovation importante des bâtiments ou parties de bâtiments mentionnés ayant une emprise au sol de plus de 500 m², puis à compter du 1er janvier 2028 pour les rénovations importantes ayant une emprise au sol de plus de 270 m².

Le calendrier est encore plus resserré pour les bâtiments ou parties de bâtiments non résidentiels publics : ceux dont l’emprise au sol est supérieure à 1.100 m² seront concernés à compter du 1er janvier 2028, puis ceux à 410 m² à compter du 1er janvier 2029, et enfin ceux à 130 m² à partir du 1er janvier 2031.

Dans le même temps, les bornes de recharge pour les véhicules électriques se multiplient et doivent elles aussi être alimentées en courant continu. Un autre onduleur transforme alors le courant alternatif du bâtiment en courant continu pour recharger ces voitures, avec un rendement moyen de 95 % également. © Pascal Poggi pour XPair

© Pascal Poggi pour XPair

Avec ces deux transformations successives du courant continu en courant alternatif, puis à nouveau en courant continu, on perd environ 10 % de la production photovoltaïque. De plus, les batteries des stockages d’électricité sont alimentées en courant continu et produisent du courant continu lorsqu’elles se déchargent : deux transformations à nouveau génératrices de pertes d’électricité.

Avec l’introduction probable des tarifs d’électricité dynamiques – la CRE (Commission de régulation de l'énergie) pilote une expérimentation depuis quelques semaines –, le stockage deviendra plus rentable pour écrêter les pointes plus fréquentes, mais aléatoires.

Enfin, quantité de systèmes dans les bâtiments utilisent du courant continu : les machines à laver, les réfrigérateurs, l’éclairage LED, les ordinateurs – y compris les serveurs des data centers –, les pompes à chaleur et les climatiseurs réversibles, les écrans plats, les tablettes et téléphones portables, le réseau Ethernet dans les bureaux ou derrière les box Internet en logement, de nombreuses machines industrielles, etc. Il est donc dommage de transformer du courant continu en courant alternatif et inversement en générant des pertes d’énergie à chaque transformation, si l’on peut faire autrement.

Le driver des LED n’est rien d’autre qu’un mini-onduleur qui transforme le courant alternatif du réseau d’un bâtiment en courant continu utilisé par les LED. Tridonic a installé dans le Direct Current Experience Center des luminaires LED sans driver, alimentés directement en courant continu. © Pascal Poggi pour XPair

Avec le développement de l’intérêt pour une production urbaine de fruits et légumes, au plus près des consommateurs, DC Systems a industrialisé un système d’éclairage alimenté en CC pour l’agriculture urbaine. © Pascal Poggi pour XPair

© Pascal Poggi pour XPair

Les pistes de travail sur le courant continu

Le pari du Direct Current Experience Center et de ses partenaires à Amsterdam est donc de montrer ce que l’on peut faire dès aujourd’hui en courant continu dans les bâtiments, en mettant au point les normes de distribution du courant continu et en contribuant à la recherche sur l’appareillage en courant continu.

Premier avantage : un réseau en courant continu ne requiert que 2 fils, contre 3 en courant alternatif monophasé et 4 en alternatif triphasé, soit 30 à 50 % de cuivre en moins. Second avantage : les réseaux CC en bâtiment minimisent les pertes de conversion entre CA et CC et facilitent le contrôle des convertisseurs AC/DC et DC/AC nécessaires pour certaines applications.

Le DC, ou CC en français, accepte facilement l’ajout de nouvelles sources ou charges, sans affecter la stabilité générale du réseau. Ce qui permet une évolution progressive et adaptée aux besoins énergétiques changeants, notamment pour les sites en pleine croissance ou pour des installations évolutives.

L’association Current/OS contribue notamment à la standardisation des installations CC, connexions, distribution, mise à la terre, tensions, etc. Le but étant de parvenir à une parfaite interopérabilité entre des équipements proposés par différents fabricants. En matière de protection des installations, Schneider Electric a fait don à CurrentOS du brevet Intertrip Wire, une solution de déclenchement automatique de la protection du réseau CC en cas d’anomalie.

L’un des gros travaux en cours en Europe, auquel participe Current/OS, est la standardisation des intensités du CC dans les bâtiments. Pour l’instant, il existe des équipements pour 24 V, 350 V et 700 V. La tension de 1.500 V est définie, mais les équipements, notamment les protections, ne sont pas encore disponibles. © Pascal Poggi pour XPair

Voici les bornes de branchement des ordinateurs portables et autres tablettes proposées en bureaux par DC Systems pour l’alimentation en USB-C, directement raccordé à un réseau CC. © Pascal Poggi pour XPair

Mais pour les 15 ou 20 années à venir, la réalité consistera certainement à développer les réseaux hybrides dans les bâtiments : réseaux CC entre les sources, les stockages et les équipements alimentables directement en CC, réseau CA entre l’alimentation publique et les équipements disponibles seulement en CA.