Batteries Lithium-Ion : prévention et protection

Il va s’intéresser aux différents usages, aux conditions de stockage et de recharge, et va évaluer le risque d’un incendie impliquant des batteries de ces différentes applications sur son environnement : risque de propagation aux éléments adjacents, effets dominos, risques sur les structures et les locaux… pour différentes configurations bâtimentaires. Il s’agit notamment d’étudier l’influence des phénomènes suivants sur un risque d’incendie de batteries :

• de cycles de charge et de décharge ;
• de charges non adaptées, de type surcharge électrique ;
• de situations dégradées, de type choc en amont, situations environnantes anormales (température, humidité) ;
• d’une sollicitation thermique externe (par exemple d’un autre feu ou d’un apport important de chaleur).

Etat des lieux des batteries et incidents

En vue de caractériser la pluri causalité des incendies impliquant des batteries et dans le cadre d’une approche scientifique rigoureuse, une étude bibliographique et statistique à l’échelle nationale et internationale sera réalisée.

Cette étude se focalisera notamment sur les procédés industriels de mise en œuvre des composants et substances intégrées dans les batteries afin d’en cerner le fonctionnement et pour identifier des modes de défaillances probables. Cette phase permettra d’orienter l’analyse de risque multifactorielle et d’alimenter les supports de vulgarisation à destination du public et des professionnels.

Etude du comportement au feu

Des essais d’échauffement seront pratiqués sur des produits neufs afin de déterminer les conditions critiques pouvant conduire à l’inflammation de la batterie. Des essais seront également réalisés sur des batteries préalablement dégradées (surchauffe interne, court-circuit, percement, échauffement externe, etc.).

Au cours des essais, une instrumentation spécifique sera mise en œuvre afin de quantifier les paramètres de combustibilité des différents types de batteries et leurs conséquences, tels que :

• perte de masse, vitesse de perte de masse, taux de chaleur produite ;
• espèces gazeuses toxiques et dangereuses rejetées ;
• risque d’emballement thermique, voire d’explosion ;
• suivi du comportement de l’élément et identification des situations critiques telles que jets, surpression, projections, percement…;
• durée de l’incendie et, éventuellement, sa réactivation.

Enfin, un protocole spécifique sera mis en place afin d’évaluer les risques de propagation d’un feu de batteries aux cibles potentiellement combustibles environnantes.

Modélisation numérique

Sur la base d’un argumentaire et de l’analyse des données produite dans les phases précédentes, un maximum de dix scénarios d'incendies réels seront choisis et modélisés.

Ces scénarios prendront en compte les caractéristiques des combustibles typiques que l’on peut trouver dans un logement ou un garage (mobilier, encombrement, volume, etc.). Ceci permettra d’évaluer de manière réaliste les risques de propagation à l’environnement, pour différents types de produits utilisant des batteries Li-ion et dans différentes configurations bâtimentaires (chambre, bureau, garage, etc.). En effet, l’échauffement de la batterie et son rayonnement seront modélisés et permettront d’identifier les risques encourus par des cibles potentielles à proximité.

Diffusion des connaissances

A partir de ce travail, les membres du consortium prescriront des conditions d’utilisation en sécurité, des mesures à appliquer pour prévenir les départs de feux et pour réagir face à ces derniers, notamment :

• les comportements à tenir pour les usagers afin de prévenir les risques d’accidents ;
• les conduites à tenir en cas de début d’incendie ;
• la prescription de techniques d’extinction et des modes opérationnels.