Les dangers des batteries lithium
Les batteries endommagées présentent des risques d’emballement thermique, des risques de court-circuit, des risques chimiques dus aux fuites d’électrolyte, des risques d’incendie dus à l’exposition du lithium à humidité de l’air et des risques d’explosion en cas d’emballement de la combustion.
Sécuriser les batterie lithium
Afin d’augmenter la sécurité des batteries Lithium-Ion, les fabricants peuvent déjà les équiper avec divers dispositifs de sécurité au niveau cellulaire. Si un électrolyte inflammable est utilisé à l’intérieur de la cellule, des additifs ignifuges peuvent par exemple être ajoutés pour assurer une meilleure protection.
Néanmoins, il est important de faire particulièrement attention aux batteries Lithium-Ion, car elles peuvent toujours provoquer des incendies dangereux. Par exemple, si les batteries Lithium-Ion sont mal manipulées ou stockées, elles peuvent poser un risque de sécurité important. Le danger provient d’abord de la conception même de la batterie. La rencontre entre des matériaux à haute densité énergétique et des électrolytes très inflammables est l’exemple même d’un mélange dangereux. Cela devient particulièrement dangereux lorsqu’une batterie au lithium libère de manière incontrôlée l’énergie qu’elle a stockée. Car dès que la chaleur générée dépasse le point de fusion du séparateur, une réaction en chaîne incontrôlable se produit, le redouté « emballement thermique ».
L’EMBALLEMENT THERMIQUE, OU « THERMAL RUNAWAY »
L’énergie thermique élevée conduit d’abord à l’évaporation de l’électrolyte, créant ainsi de la chaleur supplémentaire et des gaz combustibles. Si la pression dépasse un certain point, les gaz inflammables sont libérés et forment un mélange inflammable avec l’air : des flammes apparaissent à l’extérieur de la batterie. Le courant thermique d’une seule cellule suffit à chauffer les cellules voisines du bloc de batterie jusqu’à une forte réaction en chaîne aux conséquences graves. Une fois cette réaction en chaîne enclenchée, il ne faut que quelques minutes pour que la batterie brûle de manière explosive. De tels incendies avec des batteries au lithium sont difficiles à contrôler et le feu se propage rapidement. Les pompiers n’ont souvent pour tâche que de protéger les zones avoisinantes.
CAUSES FRÉQUENTES D’INCENDIE
En fonctionnement normal, les batteries au lithium sont considérées comme sans risque. Cependant, cela n’est vrai que si tout le monde sait les utiliser correctement. Si les batteries lithium-ion sont mal manipulées ou mal stockées, par exemple, elles peuvent présenter un risque important pour la sécurité. On ne peut pas toujours exclure d’emblée les défauts techniques à l’usine.
SURCHARGES ÉLECTRIQUES
Un risque typique lors de la manipulation des batteries au lithium est à vrai dire assez courant, à savoir la charge et la décharge. Une surcharge électrique peut se produire ici pour plusieurs raisons, par exemple avec l’utilisation d’un chargeur inadapté.
Suite à une décharge complète, un incendie peut également s’enclencher. Si les batteries lithium-ion ne sont pas utilisées pendant une longue période, elles peuvent se décharger complètement. Des conditions de stockage incorrectes, par exemple, un stockage en dehors de la température recommandée par le fabricant, peuvent favoriser cet effet (par exemple, les températures extérieures froides, notamment pendant les mois d’hiver). Dans ce cas, le liquide électrolytique se décompose et par conséquent, des gaz facilement inflammables se forment. Si l’on tente ensuite de recharger les batteries complètement vidées, l’énergie fournie ne peut plus être convertie correctement en raison du manque de fluide électrolytique. Cela peut provoquer un court-circuit ou un incendie.
DOMMAGES MÉCANIQUES
Lors de la manipulation de batteries lithium-ion, il y a toujours un risque d’endommagement. Des collisions avec des véhicules en marche, une chute sur un sol dur ou une compression dans des conditions de stockage incorrectes ne sont que quelques exemples de dommages mécaniques. En cas de déformation des cellules, cela peut entraîner un court-circuit interne et un incendie de la batterie. De plus, les impuretés dans la production des cellules elles-mêmes ne peuvent pas être exclues à 100%. Dans de rares cas, il est possible que des particules faussement libérées dans la cellule pendant la production les endommagent de l’intérieur avec le temps. Ici aussi, des courts-circuits internes peuvent se produire.
SURCHARGES THERMIQUES
Les sources de chaleur ou d’énergie externes peuvent chauffer les batteries au lithium et donc provoquer un incendie à cause de la surcharge thermique. Les sources de danger typiques sont, par exemple, les feux ouverts, les pièces de machines chaudes ou le stockage en plein soleil.
SÉCURISER LES BATTERIES LITHIUM
Les batteries au lithium sont très répandues dans tous les secteurs, avec une utilisation en forte croissance en Europe.
Cependant, les incendies qui impliquent des batteries augmentent également. En France, leurs conséquences sont estimées à plus de 80 millions d’euros par an. Nous déplorons également un décès par an, à domicile.
Une batterie au lithium est un assemblage de nombreuses cellules branchées entre-elles. La défaillance d’un seul composant peut provoquer une réaction en chaîne, incontrôlable lors de l’emballement thermique avec un feu de gaz cumulé à une forte élévation de température qui endommage systématique les cellules adjacentes par effet domino.
Comment choisir vos solutions pour le transport, la charge et le stockage des batteries au lithium ?
Chaque entreprise a ses spécificités. La sélection de solutions adaptées à votre activité nécessite une analyse approfondie des différents critères, qu’ils soient de sécurité, réglementaires, environnementaux ou pratiques, et ce, en fonction de l’état des batteries.
Exemple de solutions
| TYPE | DESCRIPTION | EXEMPLES |
|---|---|---|
| Détection | Analyse des gaz, température… | Stationnaire |
| Stockage extérieur | Conteneurs et bungalows de stockage | Sites industriels, plateforme logistique |
| Recharge d’un lot de batteries | Armoires de sécurité | Ateliers, services de location |
| Stockage, transport, recyclage | Caisses de transport, caisses de quarantaine pour les batteries endommagées / usagées | SAV, points de collecte |
| En préventif ou en cas de départ de feu | Couvertures ignifugées | Filière automobile, sites industriels |
Il existe également de nombreuses autres solutions, comme la mise aux normes du bâtiment et de l’installation électrique (cf : Référentiel APSAD R15 Ouvrages séparatifs coupe-feu).
Impacts sur l’organisation de votre entreprise
Choix du site (ICPE…), configuration, supervision et gestion de la charge des batteries (en fonction des horaires…) dans un contexte de sécurité globale (plan d’intervention des secours…) :
- Désigner un référent en interne (et son backup)
- Sécurisation des batteries (protocole d’intervention ou d’évacuation rapide en cas d’incident…)
- Gestion des flux logistiques (process…)
- Formation (onboarding, habilitations…), sécurité des utilisateurs (équipements…)
- …
Plus d’informations sur les batteries lithium
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Nous restons à votre disposition
En tant qu’experts dans le domaine du stockage des matières dangereuses, nous sommes bien entendu également à votre disposition. N’hésitez pas à nous contacter ! Vous trouverez ci-dessous un certain nombre de sources d’information auprès desquelles vous pouvez obtenir des informations complémentaires sur le stockage sécurisé des batteries lithium-ion
Conseils & formations
Notre coeur de métier est de vous proposer des solutions adaptées à votre besoin en fonction de votre secteur d’activité (industriel, logistique, services…).
Nous vous proposons de vous accompagner avec une approche globale, en collaboration avec Chavanon Conseil et d’autres conseillers en sécurité sur les volets conseil, audit et formation.
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