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Risques d’incendie des batteries lithium et solutions

L’actualité nous rappelle régulièrement que les batteries lithium peuvent être dangereuses. Aucun engin n’est épargné : trottinettes, gyroroues, skates électriques, tout y passe.

Le but de cet article n’est pas de faire peur, mais de vous faire prendre conscience des risques en cas de problème. Nous détaillerons les principaux points et la conduite à tenir pour rester en sécurité.

Déjà, il faut réduire la liste des risques car certains problèmes ne vous concernent pas vu qu’il existe différentes chimies de batteries lithium :

  1. En général, vous avez une batterie lithium-ion, sinon une lithium-polymères (LiPo) ;
  2. Vous verrez des reportages sur des batteries où il ne faut surtout pas utiliser de l’eau (feux de métaux). Ce sont les batteries Lithium Métal Polymère (LMP) qui se retrouvent par exemple sur les 2 bus qui ont brûlé en 2022 à Paris. Dans ce cas, il est préférable de laisser la batterie se consumer ;
  3. Les lithium-fer-phosphate (LiFePo4)
  4. D’autres solutions alternatives comme le sodium.

Quand un incendie se déroule à l’extérieur, les dommages sont limités et la solution est plutôt simple : laisser brûler (tout en prévenant les pompiers).

Les soucis sont nettement plus importants lorsque la batterie est dans un lieu clos comme le domicile ou le garage. Le risque de propagation de l’incendie est nettement plus important, avec malheureusement des conséquences qui peuvent être dramatiques.

Découvrez en détail la liste des sinistres médiatisés en France dans notre article :

Incendie Batterie Lithium – état des lieux et perspectives d’évolution

Autre précision, les fumées dégagées sont très toxiques, il ne faut donc pas les respirer.

Si vous n’avez pas le courage de tout lire, passez directement à la conclusion !

Batteries lithium-ion, de la théorie à la réalité

Plusieurs systèmes de protection existent pour les batteries lithium-ion. Ils se situent à 2 niveaux : les cellules lithium-ion et le BMS (Battery Management System, le circuit qui gère la charge et la décharge de la batterie).

Les cellules lithium-ion

Les cellules sont équipées de différentes protections en fonction du fabricant et de la gamme :

  • Des évents de sécurité permettent le dégazage (évents & CID).
  • Des fusibles internes sont aussi présents pour couper en cas de température trop importante (PTC).
Sécurité Cellule lithium-ion vue en coupe

Source

De nombreuses cellules lithium-ion sont produites par des industriels renommés, avec différentes qualités qui peuvent jouer sur leur performance, leur durabilité… mais pour les autres, c’est un peu la roulette russe. Pour économiser un peu d’argent, certains fabricants moins sérieux (UltraFire par exemple), n’hésitent pas à produire des cellules moins sécurisées. Ceci augmente donc les risques en cas de problème sur une d’entre elles.

Tous les fabricants n’ont pas non plus le même niveau d’exigence pour le contrôle qualité sur la chaîne de production. L’achat auprès d’un industriel sérieux limitera donc les risques.

 

Le BMS

Cette carte électronique gère la charge et la décharge des cellules de la batterie en fonction des différents paramètres de fonctionnement (intensité de décharge, tension minimale, température…). Les fonctionnalités / sécurités évoluent en fonction du prix. Certains fabricants permettent même de lire toutes ces informations sur le smartphone.

Source

Mais derrière le terme BMS, il peut se cacher plus ou moins de fonctionnalités et de contrôles des batteries. Certains fabricants n’hésitent pas à mettre des cartes beaucoup plus simples qui ne contrôlent pas tous les paramètres internes du pack.

Chaque fonctionnalité manquante engendre un risque plus important si un défaut de cellule apparaît.

Encore une fois, un fabricant sérieux intégrera un BMS de qualité qui saura maîtriser la plupart des défauts avant d’endommager la batterie.

 

Les causes des incendies sur les batteries lithium

Un petit avertissement : si vous ne savez pas exactement ce que vous faites, vous ne devez pas modifier la partie électrique de votre engin. Nous vous déconseillons de fabriquer ou modifier un pack de batterie.

Les causes de l’emballement thermique peuvent être multiples :

Les risques associés aux batteries lithium - Extrait du Livre blanc CNPP - Batteries électriques et mobilité

Tension trop élevée, surcharge, surintensité, court-circuit interne à la cellule ou externe, température trop élevée, pack endommagé physiquement, charge après une décharge profonde

… et la corrosion. N’hésitez pas à relire notre précédent article « Rouler par temps humide ? Attention aux conséquences…« 

Corrosion batterie lithium trottinette

Quelques exemples à ne SURTOUT pas reproduire dans cette vidéo :

Le pôle des mesures physiques et sciences de l’incendie du LCPP (Laboratoire Central de la Préfecture de Police) explique les éléments suivants :

Les batteries Li-ion combinent la mise en œuvre d’électrodes fortement oxydantes et réductrices en contact avec un électrolyte organique inflammable. Les électrodes, notamment l’électrode positive, peuvent devenir instables à des températures élevées (> 200 °C). De plus, les solvants composant l’électrolyte possèdent des pressions de vapeurs relativement importantes à des températures modérées.

Des conditions inhabituelles et/ou abusives d’utilisation (surcharge, court-circuit, présence d’une source de chaleur extérieure …) peuvent donc provoquer des augmentations brutales de température pouvant conduire à des feux, explosions ou dégagements de produits toxiques. La température à l’intérieur d’une cellule est déterminée par l’équilibre entre la chaleur générée et celle dissipée par celle-ci.

Lorsqu’une cellule atteint une certaine température (en général de l’ordre de 130 à 150 °C), des réactions chimiques exothermiques se produisent entre les électrodes et l’électrolyte, ce qui contribue à augmenter d’autant plus la température. Si la chaleur produite ne peut pas être dissipée suffisamment par la cellule, les réactions s’accélèrent alors, provoquant une augmentation rapide de la température, pouvant conduire au phénomène d’emballement thermique. Les batteries ont une faible capacité à dissiper la chaleur et sont donc fortement sujettes à l’emballement thermique.

La pression générée par la vaporisation de l’électrolyte peut ensuite conduire à des défaillances mécaniques à l’intérieur de la cellule pouvant provoquer la rupture de son enveloppe extérieure.

Cette perte de confinement est alors à l’origine de fuite de l’électrolyte, produit toxique, inflammable et corrosif, sous forme liquide, mais également gazeuse. Les vapeurs ainsi générées et mélangées avec l’air peuvent alors former une atmosphère explosive (ATEX). Celle-ci est susceptible de s’enflammer au contact d’une source d’inflammation du type étincelle ou surface chaude, souvent présente à l’intérieur d’un véhicule. Il en résulte alors une explosion provoquant des effets thermiques et des effets de pression.

De plus, les sels d’électrolyte dégagent des fumées particulièrement toxiques et corrosives contenant du phosphore, du fluor et du lithium.

En cas de chauffage externe, l’emballement thermique est inéluctable, quel que soit l’état de charge électrique de la batterie, si la source de chauffage externe n’est pas interrompue à temps.

Autre point important : plus la batterie est chargée, plus la puissance de l’incendie sera forte.

L’intervention des pompiers sur un véhicule électrique

(Michel Gentilleau, FNSPF)

En pratique, il y a d’abord une émanation de gaz, puis des fumées. Et si la température est trop élevée, l’incendie se développe, jusqu’à l’emballement thermique.

Il faut arriver à refroidir toutes les cellules lithium-ion du pack de la batterie. « Son immersion est la solution la plus efficace” (source ENSOSP).

“Lors d’un emballement thermique de batterie lithium, un dégagement sous forme gazeuse se produit. Ce gaz, très corrosif et toxique, est caractérisé par une odeur âpre et irritante.”

“Une des caractéristiques d’un emballement thermique de batterie Li-ion est la possibilité de ré-inflammation du pack concerné, après un délai pouvant dépasser les 24h. Il conviendra donc, de mettre en œuvre les solutions techniques susceptibles de limiter un tel phénomène, s’il devait se produire, et/ou empêcher ce phénomène de se produire.

Les solutions proposées par les industriels de la sécurité incendie

Conscients des problèmes, les industriels de la sécurité incendie innovent avec de nouveaux moyens de protection et d’extinctions.

Le détecteur de fumées

Ils sont maintenant obligatoires dans les logements, mais il est conseillé d’en avoir un au plus proche de l’endroit où vous chargez votre batterie.

Dès le début d’incendie, ce détecteur vous avertira. Et il vous faudra réagir vite… surtout si le problème apparaît en pleine nuit.

Vous avez le choix parmi les détecteurs, un modèle classique fera parfaitement l’affaire.

Le sable sec, la vermiculite

En attendant de faire recycler une batterie défectueuse ou en fin de vie, elle peut être facilement sécurisée dans de la vermiculite ou dans du sable de rivière (sec), en quantité suffisante. Ces matériaux incombustibles (A1, M0) peuvent éviter la propagation.

La couverture anti-feu

Une couverture ignifugée peut être déployée rapidement en cas d’incendie. Elle devrait ralentir la propagation d’un feu, en attendant l’intervention des services de secours. Confectionnées avec des textiles techniques haute performance, les solutions les plus performantes peuvent supporter les très hautes températures.

Exemple sur un véhicule thermique :

Les extincteurs ?

Sur un feu de classe A ou B, l’utilisation d’un extincteur (prévu pour ces types de feu) peut permettre d’éteindre un début d’incendie ou de limiter la propagation du feu jusqu’à la mise en œuvre de moyens de lutte plus puissants. Ne pas oublier qu’un extincteur nécessite une révision périodique pour rester opérationnel.

Mais… les batteries étant intégrées et protégées dans l’EDPM, l’agent d’extinction ne pénètre pas de manière efficace à l’intérieur de l’équipement. De plus, la plupart des victimes n’arriveront pas à intervenir en sécurité au cœur des fumées fortement toxiques (oxydes de carbone, fluorure d’hydrogène, acide chlorhydrique, formaldéhyde, benzène, styrène…), le port d’un Équipement de Protection Individuelle étant indispensable dans un bâtiment clos ou semi clos.

Plus d’informations avec Euralarm : guide sur les solutions intégrées de protection contre l’incendie pour les batteries Lithium-Ion de mai 2022

Conclusion

Limiter les risques et être prévenu d’un problème
  • Acheter un engin fiable et conçu pour rouler sous la pluie. Choisir un modèle conforme aux normes européennes (certificat de conformité NF EN pour lesquels des tests de qualité électrique auront été effectués) ;
  • N’oubliez pas de faire entretenir votre engin ;
  • Zone de recharge :
    • Pas d’objets inflammables autour de l’engin ;
    • Avoir un détecteur de fumée à proximité de votre emplacement de charge ;
  • Ne jamais laisser son appareil en charge toute la nuit (vous pouvez utiliser une prise commandée qui laissera votre engin charger un certain nombre d’heures) ;
  • Déployer une couverture anti-feu dès le début de charge, en préventif. Son chargeur doit rester bien refroidi, en dehors de toute protection thermique.
Si vous sentez une odeur désagréable qui sort de la batterie ou de votre engin
  • Couper le contact et ne plus utiliser l’engin ;
  • Lors de la recharge, débrancher immédiatement toute source d’alimentation ;
  • Faites-le rapidement vérifier par un professionnel. En attendant, rangez-le en prenant en compte le risque qu’il puisse brûler.
S’il y a de la fumée, si un feu se déclare
  • APPELER LES POMPIERS ;
  • Débrancher immédiatement toute source d’alimentation ;
  • Si vous avez un extincteur, essayer de l’utiliser SANS VOUS METTRE EN DANGER ;
  • Ne pas respirer les fumées toxiques ;
  • Si c’est en intérieur, sortir du logement en prenant soin de refermer la porte après vous.
Après un incident
  • La batterie reste dangereuse pendant plusieurs heures après l’intervention des pompiers. Isoler l’engin dans un lieu où il ne présentera pas de risque.

Nous remercions l’État-Major des pompiers de Paris (BSPP), l’INRS, les sociétés CNPP, CHAVANON Conseil, Prevsecurite62 et Protech Sentinel pour les informations fournies.

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François Deslandes

Architecte système d'information / Habite à Paris / La trot est mon moyen de locomotion principal / Président de l'ANUMME

12 réflexions sur “Risques d’incendie des batteries lithium et solutions

  • Le problème c’est que même si on prends toutes les précautions, si on est en appart, il y aura toujours le risque que des voisins possèdent des chinoiseries au rabais et provoquent un incendie. J’arrête pas de prévenir les gens de ne jamais laisser des appareils en charge quand ils sont absents et d’éviter les hoverboard ou autres engins noname premiers prix sur internet mais bon…
    Déjà que le risque zéro n’existe pas avec les produits fabriqués dans les normes, j’ai failli avoir un incendie il y a quelques années avec un Compex (Appareil à électrodes haut de gamme) qui était en charge, puis je sens une odeur de chaud et il s’est mis à biper (défaut de charge) sauf qu’il n ‘y a eu aucune coupure ou sécurité qui s’est enclenchée et ça continuait à charger tranquille, l’appareil commençait à fondre et même après avoir tout débrancher j’entendais la batterie bouillir !!!

    Si je n’avais pas été présent ou au toilettes 5 minutes, c’était un départ de feu ou une explosion.
    Depuis je ne laisse plus aucun appareil en charge sans surveillance et je débranche les chargeurs de mes EDPM dés qu’ils ont été utilisés.
    Faites gaffes 😉

  • Ping : The risk of battery fire and explosion - Le risque d'incendie et d'explosion des batteries. - ESkate.blog

  • Ping : Batterie Evo-Spirit : Les meilleurs composants pour éviter les risques d'incendie. - Evo-spirit

  • Ping : Des extincteurs pour lutter contre les feux de batteries Lithium-ion - LauguiConcept

  • Bonjour,
    La batterie de ma JBL (enceinte Bluetooth) a explosé alors que nous n’étions pas à la maison. Nous avons eu de la chance car la maison n’a pas pris feu.
    Par contre, quand je suis rentré, tous les meubles étaient noirs de poussière ainsi que les sols et depuis, il y a une odeur très desagreable dans la maison.
    Nous avons nettoyé le moindre petit coin et avons refermé la pièce en laissant la fenêtre ouverte depuis 5 jours.
    Malgré tout ceci, l’odeur persiste même si elle est bien moins intense. Il n’empêche qu’on ne peut pas rester dans la pièce sans avoir un mal de tête horrible…
    Que devons-nous faire?

    Merci d’avance

  • BRANCHU Lucie

    Bonjour,

    Merci pour ce bel article.

    Pour lutter contre les incendies liées aux batteries lithium, EXACTA a développé une gamme d’armoires de sécurité anti-feu 90 minutes.
    Les armoires sont certifiées EN 14470-1, avec une résistance au feu de 90 minutes.
    Elles peuvent être équipées d’un extincteur spécial pour le lithium, d’une alarme sonore et visuelle, d’un détecteur de fumée, d’une sonde de température, et de prises électriques pour permettre le chargement des batteries.

    https://www.exactafrance.fr/

    Bien cordialement

  • J’ai inhalé la fumée de batterie lithium de mon ordinateur causé par un court circuit (défaut de chargements) ça fait 3 jours je sentais des douleurs intenses au niveau du trachée et des poumons, j’étais aux urgences (CHU de Reims), après un ecg et radio on m’a dit que tout va bien et j’ai aucun souci, ils m’ont prescrit Esoméprazole et Lamalime, au bout de 3 jours les douleurs persistent toujours, et j’ai du mal à bouger, et dormir, chaque changement de position, respiration profonde, même quand j’avale est suivie d’une douleur Intense, j’attends vos conseils et recommandations notamment les pneumologues.

  • Pareil,
    Mon enceinte JBl Charge 3 a pris feu pendant la charge. Heureusement que j’étais là, car il y aurait eu un incendie dans l’appart.

  • Dommage qu’il n’y aie pas les liens vers les couvertures antifeu car je ne vois pas laquelle acheter (en prévention)

  • Bonjour
    J habite près d’une usine qui a brulé. Celle-ci contenait des milliers de batteries au lithium. Les gaz émanents de l’incendie des batteries sont toxiques. Connaissez-vous les dégâts immédiats ou à long terme sur les voies aériennes ou les poumons ? Merci

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