21/7/2026
Introduction et contexte de développement en France
Le paysage industriel français connaît une mutation sans précédent, portée par la numérisation de l’économie, l’essor du Cloud computing et, plus récemment, la croissance exponentielle des besoins liés à l’intelligence artificielle (IA). Longtemps concentrés en Île-de-France (historiquement le deuxième hub européen), les projets de data centers s’étendent désormais sur l’ensemble du territoire national, de Marseille aux Hauts-de-France, en passant par la vallée du Rhône. Cette dynamique est fortement soutenue par l’État à travers des dispositifs de raccordement électrique accélérés (fast-track), visant à positionner la France comme le leader européen des infrastructures de données.
Cependant, cette concentration de puissance de calcul et de stockage implique une concentration équivalente d’énergie. Pour garantir la continuité de service absolue exigée par l’économie numérique, ces infrastructures dépendent de systèmes d’alimentation sans interruption (ASI ou UPS). Ces systèmes s’appuient massivement sur des technologies de batteries rechargeables, au premier rang desquelles figurent les batteries Lithium-ion (Li-ion), plébiscitées pour leur densité énergétique et leur compacité. L’introduction de ces technologies au sein de bâtiments hautement confinés et stratégiques soulève des problématiques de sécurité incendie et explosion d’une complexité inédite pour les ingénieurs et les exploitants.
Les Objectifs de Sécurité
La conception de la sécurité dans un data center, en plus de l’approche réglementaire (respect des normes de protection des personnes), doit intégrer une vision holistique des risques et des enjeux :
- Sécurité des personnes et des secours : C’est le socle immuable. Les personnels d’exploitation et, plus encore, les services de secours (sapeurs-pompiers) doivent pouvoir intervenir ou évacuer sans être exposés à des phénomènes thermiques ou toxiques mortels.
- Enjeux économiques et continuité d’activité (Business Continuity) : Un data center moderne héberge des données critiques pour des banques, des hôpitaux, des administrations ou des géants de la tech. Une interruption de service, même de quelques minutes, peut chiffrer les pertes en millions d’euros par heure. L’objectif n’est donc pas seulement d’éviter que le bâtiment ne s’effondre, mais d’éviter l’arrêt de la production informatique.
- Enjeux financiers et assurantiels : Les investissements en capital (CAPEX) pour un grand data center se comptent en centaines de millions d’euros. Les assureurs, échaudés par de grands sinistres industriels récents, imposent des exigences drastiques (critères FM Global ou APSAD) qui dépassent souvent la réglementation nationale. La perte totale d’un bâtiment ou la destruction de serveurs de dernière génération par des fumées corrosives peut s’avérer lourde financièrement, et contraire aux engagements de l’entreprise.
Panorama des risques des batteries Li-ion en milieu confiné
Si les batteries Li-ion offrent des performances exceptionnelles, leur comportement en situation dégradée constitue le point critique de la sécurité des data centers.
Le phénomène d’« Emballement Thermique (Thermal Runaway) »
Le risque majeur réside dans l’emballement thermique. Initié par un court-circuit interne, une surcharge, un défaut de fabrication ou une agression thermique externe, ce phénomène correspond à une réaction exothermique auto-entretenue au sein de la cellule. La température augmente de manière incontrôlable (plusieurs centaines de degrés en quelques secondes), entraînant la décomposition des matériaux internes et de l’électrolyte liquide ou gel.
Le risque Incendie
Lors de l’emballement, la cellule monte en pression et libère un mélange de gaz chauds et de vapeurs inflammables. Si ces gaz s’enflamment immédiatement au contact de l’air, il se produit un incendie de batterie de type “jet de flamme” très directif, capable de propager le sinistre instantanément aux cellules et racks adjacents. Cet incendie dégage des fumées denses, hautement opaques et chargées de composés toxiques et corrosifs, notamment du fluorure d’hydrogène (HF), du monoxyde de carbone (CO) et du cyanure d’hydrogène (HCN).
Les simulations d’incendie réalisées avec les outils disponibles au sein d’Efectis permettent d’appréhender les conséquences et ainsi définir les mesures de réduction des risques à mettre en œuvre, en regard des exigences réglementaires ou de l’assureur. En particulier il est indispensable de bien reproduire le système de ventilation qui a un impact fort sur la propagation des fumées au sein du bâtiment, et par conséquent la cinétique de développement de l’incendie vers les baies informatiques. Ces simulations peuvent aussi bien s’opérer dans les salles serveur lorsque les batteries sont directement présentes dans la zone comme lorsqu’elles sont concentrées dans des locaux dédiés confinés à l’intérieur des salles, en périphérie ou à l’extérieur.
Le risque Explosion (Vapor Cloud Explosion – VCE)
Le scénario le plus redoutable en milieu confiné survient lorsque les gaz d’emballement se libèrent sans s’enflammer immédiatement. Ces gaz composés principalement d’’hydrogène (H2), de monoxyde de carbone (CO), de dioxyde de carbone (CO2), d’hydrocarbures et de molécules résiduelles variées s’accumulent dans le local batteries ou dans les plénums (faux-plafonds/faux-planchers). Il se forme alors un nuage de gaz potentiellement toxique et hautement inflammable. À la moindre source d’énergie (étincelle d’un relais électrique, surface chaude), ce mélange peut s’allumer de manière retardée, provoquant une déflagration, voire une détonation si la richesse est optimale, capable de remettre en cause l’intégrité même du bâtiment.
La propagation d’une explosion en milieu confiné ne peut être évaluée avec des outils simplifiés classiques. La simulation numérique permet d’une part de valoriser les différentes stratégies de protection potentielles (ventilation, dégazage maitrisé, inertage, évents d’explosion, etc.) et d’autre part d’obtenir une meilleure compréhension des zones impactées en cas d’explosion, ainsi que les chargements d’explosion sur le génie civil. Ces informations sont indispensables en vue de déterminer le risque d’effondrement de l’ouvrage et les effets dominos consécutifs.
L’approche des risques combinés
Le risque incendie et le risque explosion sont intrinsèquement liés et en interaction constant dans un local batterie de data center, pour une analyse complète cette concomitance doit être prise en compte.
Un incendie classique peut être maîtrisé par un système d’extinction automatique. Cependant, l’extinction des flammes sur une batterie Li-ion sans un refroidissement suffisant du cœur des cellules n’arrête pas l’emballement thermique. En éteignant la flamme apparente, on risque d’interrompre la combustion des gaz de pyrolyse, favorisant ainsi leur accumulation dans le local. On bascule alors d’un risque d’incendie maîtrisé à un risque d’explosion majeure qui peut survenir à tout instant avec des conséquences majeures sur les moyens d’intervention et sur l’ouvrage.
À l’inverse, l’activation d’une ventilation forcée pour diluer les gaz inflammables (logique ATEX/Explosion) peut apporter un flux d’oxygène frais qui va alimenter un incendie naissant ou attiser l’emballement thermique. Il existe donc des interactions complexes où chaque action corrective sur un phénomène peut aggraver l’autre. La gestion des risques doit être systémique, orchestrant la détection, la ventilation, l’extinction et le compartimentage de manière dynamique.
Enfin il convient de s’assurer qu’une explosion même de faible intensité n’est pas de nature à réduire la performance de l’ouvrage vis-à-vis de l’incendie consécutif en fragilisant les éléments de sectorisation incendie.
Les bases de la protection
Pour faire face à ces risques combinés, l’ingénierie de sécurité incendie et explosion (ISIEx) s’appuie sur une combinaison de systèmes actifs et passifs et sur une approche multi-échelle afin d’obtenir une réponse graduée et adaptée en fonction de la chimie des batteries mises en jeu.
- Les batteries au plomb peuvent générer des dégagements d’hydrogène (entre autres) continus mais de faible intensité en situation normale qui sont généralement canalisés par une ventilation adaptée pour éviter toute accumulation, sauf à considérer la défaillance de celle-ci,
- Les batteries Li-ion (ou Lithium-Ion) ne génèrent pas de dégagement de gaz inflammables en fonctionnement normal mais peuvent en revanche produire une grande quantité de gaz inflammables réactifs (notamment hydrogène, éthylène) en situation accidentelle lors d’un emballement thermique.
Un emballement thermique du système de batteries peut résulter d’une situation dégradée (poinçonnement, chute, choc, défaut électrique, surcharge, etc.). Une fois démarré, le processus de réaction génère des gaz inflammables qui s’accumulent à l’intérieur d’une enceinte lorsqu’elle est confinée. Le mécanisme est auto-entretenu. En fonction de la chimie impliquée (par exemple LFP, NMC, etc.), la composition des gaz résiduels change légèrement mais peut être hautement réactive dans de nombreux cas en raison de la teneur élevée en hydrogène.
Il est donc primordial dès le début du projet et une fois que la technologie est arrêtée de réaliser une revue d’analyse des risques de type HAZID (HAZard Identification) qui vise à identifier les situations dangereuses, les barrières de sécurité mises en œuvre à ou à mettre en place ainsi que les scénarios résiduels.
L’expérience montre que face à enjeux nouveaux induits par les nouvelles technologies, la phase de conception est encore plus critique puisqu’il s’agit de définir rapidement les stratégies de protection incendie et explosion les plus pertinentes car elles auront un impact potentiel fort sur l’économie du projet, en particulier si des mesures doivent être implémentées tardivement.
Le Système de Sécurité Incendie (SSI) et la détection précoce
La détection standard par opacité de fumée est insuffisante pour les locaux batteries, car elle intervient trop tard, une fois l’emballement déjà initié. Le SSI doit intégrer des technologies de détection précoce par aspiration capables d’identifier les micro-particules ou “gaz d’hors-gazage” (off-gassing) émis par une cellule de batterie plusieurs minutes avant l’élévation de température visible. Couplée au SSI de façon intelligente, cette détection précoce permet de couper électriquement le rack concerné avant l’emballement irréversible et de définir les mesures de sécurité à mettre en œuvre sur l’installation (arrêt / adaptation de la ventilation, compartimentage, gestion des alarmes et de l’évacuation du personnel, aide à l’intervention, etc.).
Le désenfumage et la gestion des gaz de pyrolyse
Le système de désenfumage d’un local batterie ne répond pas aux mêmes règles qu’un local tertiaire. Il doit assurer une double fonction :
- En phase d’exploitation normale et incidentelle précoce : évacuer et diluer les gaz inflammables pour maintenir la concentration sous la limite inférieure d’explosivité (LIE).
- En phase d’incendie déclaré : évacuer les fumées chaudes et toxiques pour faciliter l’accès des secours, tout en évitant la mise en surpression ou la propagation des gaz vers les salles serveurs adjacentes via les réseaux de gaines. Les ventilateurs et clapets doivent être classés de manière adéquate pour résister à de hautes températures et à des atmosphères potentiellement explosives (Directives ATEX).
La modélisation des phénomènes physiques (Ingénierie de la Sécurité Incendie et EXplosion – ISIEx)
L’évaluation empirique des risques montre des limites. Le recours à la simulation numérique permet la prise en compte plus détaillée de la configuration des locaux (confinement et encombrement).
La difficulté majeure réside dans la caractérisation des scénarios initiateurs et plus précisément du terme source que ce soit pour l’incendie ou l’explosion. Les données expérimentales sont indispensables pour caractériser la composition des gaz d’emballement, leur débit en fonction du temps ou la puissance thermique dégagée pour les aspects thermiques. Les essais à différentes échelles tels que l’UL 9540A permettent ainsi de fournir des éléments exploitables directement dans les simulations.
Les études d’ingénierie doivent pouvoir s’appuyer sur les données expérimentales fournies par le client ou directement obtenus en laboratoires. Chez Efectis, les essais batteries sont dans la portée d’accréditation selon l’ISO/IEC 17025. La combinaison ingénierie et essais fournit ainsi une réponse technique complète et robuste.
Des logiciels comme FDS (Fire Dynamics Simulator) ou FLACS CFD (Explosion) permettent de modéliser précisément la dispersion des gaz d’emballement, l’évolution des températures et le parcours des fumées en fonction du taux de renouvellement d’air et de la géométrie du local. Ils permettent également de valoriser des solutions techniques alternatives tels que l’inertage précoce. Enfin ils fournissent les données indispensables au dimensionnement de l’ouvrage.
La réponse des ouvrages (résistance structurelle et compartimentage)
Les parois du local batteries doivent jouer le rôle de barrière ultime. Le compartimentage passif (murs et dalles coupe-feu) doit être dimensionné pour résister non seulement aux charges thermiques standard (courbe ISO 834), mais également aux sollicitations mécaniques dynamiques induites par une surpression de déflagration (souvent de l’ordre de 10 à 50 kPa selon le dimensionnement des évents). Les traversées de câbles et de fluides doivent faire l’objet d’un calfeutrement rigoureux et étanche aux gaz pour éviter la migration des fumées corrosives vers les salles informatiques blanches, ce qui scellerait la perte des serveurs.
En résumé
La sécurité incendie et explosion des locaux batteries dans les datacenters nécessite la prise en compte complète d’une combinaison de risques. Pour garantir le succès technique, financier et opérationnel des futurs data centers en France, ces problématiques structurantes doivent être intégrées dès la phase de programmation et de conception initiale (Esquisse / APS). Ainsi modifier l’architecture, le système de ventilation ou la structure d’un bâtiment en phase d’exécution pour répondre à des exigences de sécurité oubliées engendre des surcoûts prohibitifs et des retards de livraison majeurs.
Face à la complexité des phénomènes physiques mis en jeu (emballement thermique, cinétique de déflagration, toxicité des fumées) et à l’enchevêtrement des normes (Réglementation ICPE, normes NFPA, règles APSAD, guides FM Global, à terme le « battery passeport » du règlement européen 2023/1542 pour les zones concernées par le stockage stationnaire d’Energie), le recours à des sociétés d’ingénierie spécialisées en sécurité incendie et explosion est devenu incontournable.
Pour plus d’informations, veuillez contacter Mohamad EL HOUSSAMI