En tant qu’assureur de premier plan, nous sommes conscients des risques que les batteries lithium-ion peuvent poser dans les environnements commerciaux et industriels
Les batteries rechargeables au lithium-ion ont été introduites pour la première fois en 1991. Aujourd’hui, elles sont partout.
Pensez au nombre d’appareils rechargeables qui se trouvent dans votre maison et votre lieu de travail, qu’il s’agisse de votre montre connectée au poignet, du téléphone mobile, de la tablette ou de l’ordinateur portable, ou encore des trottinettes et des vélos électriques.
Dans le contexte environnemental que nous connaissons, de nombreuses entreprises, sinon toutes, développent de nouvelles applications pour les batteries lithium-ion, y compris pour les chariots élévateurs et les véhicules électriques.
Les systèmes de stockage d’énergie par batteries (BESS) stockent l’énergie solaire, éolienne et d’autres sources renouvelables, et peuvent donc réduire la dépendance aux combustibles fossiles, ainsi que les émissions de gaz à effet de serre. Par rapport à ses concurrents, les batteries lithium-ion ont un rapport puissance-poids élevé, une efficacité énergétique importante, une bonne performance à haute température et une faible auto-décharge.[1]
Risque d’incendie
En usage normal, les batteries lithium-ion sont stables et fonctionnent comme prévu sans problème. Cependant, ces batteries sont particulièrement sensibles aux températures élevées et sont intrinsèquement inflammables ; en plus d’être sensibles aux températures basses et aux surcharges.
Dans certaines circonstances – si la batterie a été endommagée par une chute, un perçage ou même une importante secousse, par exemple – une défaillance à l’intérieur de la batterie peut être déclenchée, provoquant un court-circuit. La batterie peut alors surchauffer très rapidement et se retrouver en « emballement thermique », qui générera, de manière certaine, un incendie.
Il existe plusieurs technologies utilisées pour les batteries au lithium, mais la plus utilisée est appelée NMC, où le Nickel, le Manganèse et le Cobalt sont utilisés aux côtés du lithium. Comparativement aux autres technologies de batteries, les batteries NMC sont plus souvent impliquées dans des incendies de véhicules, de téléphones, d’ordinateurs portables, de trottinettes électriques et d’appareils similaires. Cette technologie est en effet moins stable lorsque la batterie est endommagée, et peut être plus volatile.
Les incendies de batteries au lithium-ion sont extrêmement dangereux et sont difficiles à maîtriser parce qu’ils dégagent des vapeurs inflammables et toxiques, qui contribuent à alimenter davantage le feu. Il existe des extincteurs manuels qui libèrent une solution aqueuse d’un matériau appelé vermiculite. Cela recouvre la batterie endommagée pour limiter, un temps, la propagation du feu ; mais n’arrête pas l’emballement thermique. Le processus de propagation thermique se poursuivra sous la vermiculite avant d’accélérer à nouveau. Cette reprise du feu peut avoir lieu des heures, des jours ou des semaines après le moment où il semble être maîtrisé.
Une solution alternative aux extincteurs manuels à base de vermiculite est un extincteur de classe B (poudre, eau additivée, CO2), mais ceux-ci ne peuvent qu’éteindre l’incendie sur les matières combustibles autour de la batterie, et l’emballement thermique reste en grande partie activé.
L’avantage d’utiliser des extincteurs manuels est qu’ils donnent aux personnes le temps d’évacuer tout en donnant aux pompiers le temps de réagir et de déplacer l’appareil incriminé vers un endroit plus sûr.
Les incendies de batteries au lithium-ion se produisent aussi bien dans les dans lieux publics que chez les particuliers. Si un incendie se déclare dans un appareil de mobilité personnelle (comme une trottinette électrique ou un vélo électrique), un appareil électronique (comme un téléphone ou un ordinateur portable) ou un véhicule électrique ou hybride, personne ne devrait tenter d’éteindre l’incendie à moins d’avoir reçu une formation.
Le public devrait s’éloigner et appeler les pompiers. Dans les locaux commerciaux et industriels, il est possible que certains agents de sécurité-incendie soient formés à des interventions d’urgence précises, en cas d’incendie de batteries au lithium – seul un personnel formé devrait agir.
Les personnes concernées, y compris les personnes qui se trouvent dans la zone, devraient évacuer et rester à au moins 10 mètres de l’incendie. Ceci est primordial, car la force explosive d’un emballement thermique peut projeter du métal chaud, et des produits chimiques brûlants, sur plusieurs mètres.
Dix stratégies pour atténuer les risques
Pour atténuer ces risques, l’utilisation de batteries au lithium-ion, et le risque d’incendie qui en découle, devraient être abordés dans le cadre des mesures de prévention contre les incendies et d’intervention d’urgence des entreprises.
Voici une liste utile – mais non exhaustive – des principales mesures à prendre pour l’utilisation des batteries lithium-ion :
- Établir un plan d’intervention d’urgence prédéfini pour s’attaquer aux batteries lithium-ion endommagées ou surchauffées. Les employés clés devraient être formés avant que les batteries au lithium-ion soient autorisées sur place.
- Éviter d’utiliser des batteries au lithium-ion, ou des équipements alimentés par batteries dans des environnement très chauds ou très froids. Ne jamais recouvrir les batteries ou appareils d’objets lourds et/ou combustibles.[2] Ne pas exposer la batterie à la condensation, à l’humidité excessive, ou à l’eau.
- Chargez les appareils de mobilité personnels alimentés par batterie au lithium-ion ou les installations mobiles (comme les chariots élévateurs et les transpalettes motorisés) dans une pièce (ou un local) non combustible, idéalement située à l’extérieur du bâtiment principal ou en périphérie des bâtiments. La charge à l’intérieur du bâtiment principal nécessite un dégagement d’au moins quatre mètres par rapport à tous les matériaux combustibles proches. L’arrêt de la charge doit être asservi à la détection d’incendie de la zone.
- Assurez-vous que l’opération de recharge est terminée avant la fin de la journée de travail dans la zone. Si le chargement de la batterie est effectué en dehors des heures de travail, des mesures de contrôle supplémentaires coûteuses sont recommandées, comme des armoires de sécurité incendie, ou des locaux de charge coupe-feu 2h, de la détection incendie précoce, et de l’extinction automatique, afin de limiter la propagation du feu.
- Si la batterie est amovible, la retirer de l’équipement lorsqu’elle n’est pas utilisée pendant de longues périodes. Les batteries au lithium-ion non utilisées doivent être entreposées dans un endroit frais et sec, en étant chargées. Dans les ateliers industriels, où l’état de charge (SoC) peut être vérifié ou modifié, les batteries doivent être stockées à 30% et 50% de leur charge maximale.[3] En effet, l’énergie libérée lors d’un emballement thermique est proportionnelle à l’état de charge de la batterie.
- Séparer les batteries au lithium-ion des autres matériaux si elles sont stockées en vrac dans un entrepôt. Elles doivent se trouver dans un local non combustible, bien ventilé, avec un espace suffisant entre les murs et les palettes de produits. Il devrait y avoir un espace suffisant entre les batteries pour permettre à l’air de circuler.
- Contrôler l’adéquation des modes et hauteurs de stock des batteries au lithium-ion dans les zones dédiées. Le stockage en racks des batteries lithium-ion ne devrait pas être autorisé à moins que le bâtiment et les racks ne soient entièrement sprinklés, avec des barrières horizontales et verticales non combustibles entre chaque baie de stockage (utiliser FM DS 8-9 Schema A comme référentiel de protection sprinkleur, internationalement reconnu, pour le stockage en racks).
- Utiliser une caméra infrarouge pour effectuer une inspection thermographique de toute batterie endommagée ou susceptible d’avoir été endommagée. Tout écart de 3°C ou plus par rapport à la température générale normalement prévue sur un ensemble de batteries lithium-ion doit être signalé immédiatement à la Direction, afin que le plan d’intervention d’urgence prédéfini puisse être lancé.
- Maintenir un bac en acier partiellement rempli d’eau (ou un équivalent) à au moins trois mètres du bâtiment, pour qu’un chariot élévateur puisse immerger cette batterie ou charge/palette défaillante. A défaut d’eau, de la vermiculite ou du sable peuvent être utilisés pour étouffer la batterie touchée. Ces mesures n’empêcheront peut-être pas le feu « chimique » de se poursuivre, mais elles aideront à contenir l’incendie.
- Ne jamais ouvrir, détruire ou incinérer une batterie au lithium-ion, car elle pourrait fuir ou se rompre et libérer les ingrédients qu’elle contient dans l’environnement.[4] Toute pile gonflée, bosselée ou autrement endommagée doit être recyclée ou éliminée par une entreprise qualifiée pour ce faire.
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Références (en anglais)
[1] https://afdc.energy.gov/vehicles/electric_batteries.html
[2] https://safetyskills.com/lithium-batteries/#:~:text=Batteries%20should%20be%20stored%20in,knocked%20over%20or%20otherwise%20damaged
[3] https://www.lexology.com/library/detail.aspx?g=62a673c0-82dd-46fe-bd21-21bb6484d3e7#:~:text=Avoid%20extreme%20heat%20and%20freezing,condensation%2C%20excessive%20humidity%20or%20water
[4] https://www.lexology.com/library/detail.aspx?g=62a673c0-82dd-46fe-bd21-21bb6484d3e7#:~:text=Avoid%20extreme%20heat%20and%20freezing,condensation%2C%20excessive%20humidity%20or%20water