Les incendies liés aux batteries Lithium-ion : réduire les risques

22/3/2023

La technologie des batteries lithium-ion, qui est apparue dans les années 1970, a continuellement été améliorée au fil du temps pour prolonger leur durée de vie, et est devenue la technologie de choix pour de nombreux domaines, notamment le stockage d’énergie, les communications, l’industrie, l’automobile et de nombreuses autres applications. La capacité à contrôler activement le stockage et l’extraction d’énergie de ces batteries est l’une des raisons de leur popularité croissante.

Cependant, cette présence croissante des batteries lithium-ion augmente le risque d’incendie. Il est donc nécessaire de mettre en place des moyens de protection multiples pour minimiser les conséquences graves d’une défaillance d’une batterie au lithium-ion.

Les causes et facteurs de risque des incendies liés aux batteries Lithium-ion

Les batteries lithium-ion représentent un risque d’incendie important en raison de leur combinaison de matériaux à haute énergie et d’électrolytes souvent inflammables. Tout dommage au séparateur à l’intérieur des batteries peut entraîner un court-circuit interne et une forte probabilité d’emballement thermique. Si une cellule subit un emballement thermique, il est très probable que la chaleur se propage aux cellules adjacentes, entraînant une réaction en chaîne avec des conséquences souvent catastrophiques, étant donné que celles-ci peuvent libérer de grandes quantités de chaleur et de fumée, et les gaz produits peuvent être toxiques.

Les exemples d’accidents sur ces dernières années ne manquent pas et montrent que ces batteries préférées pour leur avantage de performance entre autres présentent de grands risques liés autant à la manipulation qu’au stockage et causent des dommages importants en cas d’incendie aux installations et surtout à l’environnement.

Il est donc essentiel d’adopter une stratégie de prévention des risques, de détection précoce, d’intervention, d’extinction active et de séparation physique pour limiter la probabilité et les conséquences d’un incendie de batterie lithium-ion ainsi que de faire une maintenance régulière des batteries.

Comment réduire le risque : notre expertise

Efectis dispose d’un certain nombre d’outils permettant de répondre aux enjeux et aux questionnements du secteur pour faire face aux nouvelles problématiques de sécurité induites par la multiplication des « réservoirs » d’énergie dans les systèmes de transport (voitures, matériels roulants ferroviaires, etc.), ainsi que dans les bâtiments résidentiels ou recevant du public. Le secteur de la production et de la distribution de ces nouveaux équipements est également très concerné du fait des éléments sensibles (transformateurs, dispositifs de charge, etc.) qui y sont mis en œuvre et des quantités potentiellement impliquées dans le cadre des réglementations applicables aux Installations Classées pour la Protection de l’Environnement (ICPE) et celles qui régissent le Transports des Marchandises Dangereuses (TMD) au niveau international (ADR, RID, ADN, OACI, etc.).

À travers son expertise scientifique, ses installations et ses moyens techniques, Efectis a la capacité de produire un « process » de vérification de la performance des produits ou des installations en termes de sécurité incendie, à l’aide d’essai normalisés, d’essais feu spécifiques et des études d’Ingénierie de Sécurité Incendie (ISI) adaptées :

• Détermination des termes sources d’incendie par essais (à petite échelle au cône calorimétrique, essais à moyenne échelle sous hotte calorimétrique, essais à grande échelle sur plateforme extérieure) :
  • Évaluation de la charge calorique mobilisée et des débits calorifiques (puissance incendie) mis en jeux, ainsi que des niveaux de flux thermiques environnant ;
  • Évaluation des solutions de protection : système de protection passive/active, système de détection et d’extinction ou d’éléments de confinement (armoires, boites, coffres, couverture, etc.) ;
  • Analyse des espèces en présence dans les fumées (via FTIR) et conséquence sur l’environnement (toxicologie) ;
  • Risques de projection et d’explosion.

La hotte calorimétrique est placée au-dessus de la batterie pour l’analyse des gaz et le calcul du taux de dégagement de chaleur

Essai au feu des batteries agressées par une nappe de fioul en extérieur avec pare-vent

• Analyse de risque incendie : analyse des dispositions règlementaires et techniques de sécurité incendies applicables au projet.
• Quantification des conséquences d’un incendie : simulations numériques pour évaluer l’efficacité des solutions mise en œuvre (désenfumage, flux thermique, comportement au feu des structures, etc.)
• Recherche des Causes et Conséquences des Incendies (RCCI):
  • Simulation d’accident ;
  • Analyse du retour d’expérience.

Alors que la technologie évolue constamment, il en va de même pour les réglementations, les normes, la recherche et d’autres ressources. Cependant Efectis veille à ce que les moyens proposés soient en mesure de suivre ces changements pour assurer la sécurité des personnes et des biens. L’enjeu étant de s’assurer que les personnes et les biens potentiellement exposées évoluent dans un environnement dont les risques sont maitrisés.

Pour plus d’informations sur les services fournies par Efectis concernant les batteries électriques, contactez mohamad.elhoussami@efectis.com.