Gestion des risques liés aux batteries lithium-ion : FM publie les premières recommandations complètes

Il est fort probable que vous lisiez ces lignes à l’aide d’une batterie lithium-ion, dans la mesure où cette source d’énergie alimente smartphones, ordinateurs portables et tablettes. Et même si vous utilisez toujours un ordinateur de bureau, vous pouvez difficilement y échapper dans votre quotidien : montre connectée, appareil photo numérique, robot aspirateur, brosse à dents ou voiture... peu importe la taille de l’appareil, s’il est électrique, il est équipé d’une de ces batteries.

Ces dernières années, les batteries lithium-ion ont aussi fait les gros titres, que ce soit en raison d’un incendie, d’une explosion, voire des deux. Si ces événements restent relativement rares, ils peuvent cependant mettre à mal la résilience de groupes internationaux.

Pour contribuer à résoudre ce problème émergent, l’assureur dommages FM a publié en octobre une fiche technique de prévention des sinistres liés à la fabrication et au stockage des batteries lithium-ion, le tout premier document de ce type sur le sujet. Alors que les préoccupations environnementales ont entraîné une adoption généralisée de cette technologie depuis plusieurs années, l’industrie manquait encore de normes de protection incendie complètes en la matière.

Ce manque est aujourd’hui comblé.

« Le traitement médiatique de ces batteries laisse à penser qu’elles sont très dangereuses et peuvent facilement s’enflammer ou exploser », explique Stephanie Thomas, Conseillère ingénierie senior chez FM, qui a dirigé l’élaboration de la fiche technique. « C’est oublier un peu vite que nous en utilisons constamment. La fréquence des risques est clairement méconnue, et peu d’informations sont disponibles concernant la meilleure façon d’y faire face. »

Fruit d’une expertise technique et de travaux de recherche à la pointe de l’innovation, la nouvelle fiche technique vise à corriger cette situation. Elle s’appuie sur plusieurs années d’essais réalisés dans les laboratoires de recherche de FM à West Glocester (Rhode Island) et Norwood (Massachusetts), ainsi que sur les contributions de fabricants, d’utilisateurs et utilisatrices et d’autres spécialistes. Les équipes de recherche de FM ont notamment mis le feu à des palettes de batteries lithium-ion en conditions réelles. Des essais à échelle plus réduite ont aussi été effectués pour analyser en détail les mécanismes physiques en jeu.

Tous ces travaux ont permis à FM d’acquérir une expertise unique, pour voir ce que d’autres ne voient pas.

« Il est possible de se prémunir contre ce risque », estime Benjamin Ditch, Directeur de recherche chez FM, qui a supervisé les projets associés à la fiche technique. « Il faut simplement bien le cerner. »

À titre d’exemple, découvrez l’un des essais menés par FM pour mieux comprendre ce risque.

Consultables en libre accès, les fiches techniques de prévention des sinistres de FM s’appuient sur près de 200 ans de statistiques de sinistres, de programmes de recherche et d’expertise en ingénierie de prévention dans des domaines aussi divers que le stockage de balles de fibres ou les data centers. La fiche technique 7-112, « Lithium-ion Battery Manufacturing and Storage », est disponible dans son intégralité (en anglais) sur le site de FM. Dans la suite de cet article, découvrez une vue d’ensemble des batteries lithium-ion, avec quelques points essentiels à retenir.

Batteries lithium-ion et emballement thermique

Même si vos connaissances en matière de batteries lithium-ion sont limitées, vous avez sans doute entendu parler de l’emballement thermique.

Ce phénomène se produit en cas de court-circuit d’une cellule de batterie. Il s’ensuit une réaction chimique au cours de laquelle des gaz sont libérés et peuvent provoquer un incendie ou une explosion. Une fois le processus entamé, il est impossible de l’arrêter. Vous pouvez toutefois tenter d’empêcher sa propagation à d’autres cellules en retirant les batteries touchées ou en les refroidissant avec de l’eau.

Mais pourquoi les batteries font-elles l’objet d’un emballement thermique ?

En général, celles qui finissent par poser problème avaient été endommagées à la suite d’une chute, d’une surcharge, d’une perforation, voire d’une morsure (outre nos amis canins, il semblerait que des êtres humains se soient déjà livrés à cette pratique étrange). Dans certains cas, un défaut de fabrication est à l’origine de l’incident. Dans d’autres, un départ de feu sur une batterie peut en endommager une autre et provoquer son emballement thermique.

« La grande majorité des smartphones et ordinateurs portables ne rencontre jamais le moindre problème », affirme Stephanie Thomas. « Ceux dont on entend parler avaient sans doute été endommagés d’une manière ou d’une autre. »

Stockage des batteries lithium-ion et protection sprinkleur

Si les appareils alimentés par des batteries lithium-ion sont extrêmement variés, il en va de même des méthodes de fabrication et de stockage de ces dernières.

Prenons l’exemple d’un entrepôt abritant des outils électriques. Chacun d’entre eux est équipé d’une batterie lithium-ion chargée à 30 %. Les batteries se trouvent à l’intérieur du boîtier en plastique de l’outil, qui est lui-même emballé, et le tout est placé dans un carton d’expédition.

Dans l’ensemble, le risque est relativement faible. Avec son niveau de charge limité, la batterie est moins exposée au risque d’emballement thermique. Un départ de feu au niveau d’un emballage déclenchera un sprinkleur, qui permettra de maîtriser rapidement l’incendie et d’éviter sa propagation aux batteries voisines.

Le stockage d’une grande quantité de modules, cellules ou batteries présente quant à lui d’autres difficultés. Pour le stockage des batteries, la fiche technique de FM préconise des solutions qui dépendent de l’état de charge, de la hauteur sous plafond, de la hauteur de stockage et bien sûr des matériaux d’emballage. Quand les batteries ne sont pas conditionnées en cartons, il faut s’attendre à ce qu’un plus grand nombre d’entre elles puisse alimenter un incendie. Une protection renforcée est donc nécessaire, par exemple en réduisant la hauteur de stockage ou en installant des sprinkleurs en casiers.

Quelle que soit la configuration, les recommandations de la fiche technique sont fondées sur des essais extrêmement rigoureux. Les entreprises peuvent s’appuyer sur cette approche reconnue et documentée pour mettre en place des mesures de protection sur leurs sites.

« La façon dont nos fiches techniques sont élaborées leur confère une grande crédibilité », souligne Benjamin Ditch.

Collaboration renforcée pour garantir la sécurité des batteries lithium-ion

Cette fiche technique est le fruit d’un travail collaboratif : élaborée par Stephanie Thomas et son équipe, avec le soutien d’une équipe de recherche dirigée par Benjamin Ditch, elle a aussi bénéficié de la contribution de fabricants de batteries lithium-ion, d’entreprises qui en utilisent dans leurs produits, et même de fabricants de sprinkleurs.

Et ce n’est qu’un début. La fiche technique est déjà en cours de révision pour tenir compte des derniers travaux de recherche et d’ingénierie menés sur cette technologie en constante mutation. Les spécialistes de FM sont toujours à vos côtés pour anticiper l’évolution de tous types de risques.