Les batteries au sodium ne brûlent pas !
«Explosion dans une maison d'habitation à Bodnegg - le stockage par batterie de l'installation photovoltaïque a explosé.»
www.all-in.de (seulement allemand)
«Le fabricant tire les conséquences de l'explosion de stockage par batterie.»
www.swr.de (seulement allemand)
«Un acide hautement toxique s'est échappé lors de l'incendie d'un stockage d'énergie.»
www.rbb24.de (seulement allemand)
«Hyundai remplace les batteries de 80.000 voitures électriques en raison du risque d'incendie.»
www.fokus.de (seulement allemand)
Les gros titres sur les batteries en feu font régulièrement la une des journaux. Du smartphone dans la poche à la batterie de traction des véhicules électriques, en passant par le stockage domestique dans la cave, le thème des risques d'incendie et de la sécurité incendie est largement discuté. Tout le monde s'accorde à dire que les batteries lithium-ion sont des accélérateurs d'incendie. Vous apprendrez à la fin de l'article suivant ce qu'il en est dans le détail, ce qu'il faut faire et ce que les spécialistes en pensent. Et, disons-le tout de suite : Toutes ces histoires d'horreur d'incendie ne s'appliquent PAS aux batteries au sodium. Celles-ci sont parfaitement sûres !
BATTERIES AU SODIUM
Chaude et pourtant ininflammable
Comme le nom de la batterie l'indique, la batterie au sodium est principalement composée de sel de cuisine. Tout être vivant a besoin de sel et nous en absorbons chaque jour dans notre alimentation. Il s'agit donc d'une matière première inoffensive, qui est en outre disponible en quantité suffisante dans le monde entier. La masse active de la batterie au sodium est composée de sel de cuisine et de nickel. L'électrolyte est composé de sel de cuisine avec une petite pincée d'aluminium et devient liquide à 150 degrés Celsius. À une température de 250 degrés, le mélange de nickel et de sel de cuisine peut être utilisé comme accumulateur d'énergie.
On pourrait alors supposer qu'une batterie chaude brûle aussi beaucoup plus vite. Mais ce n'est pas du tout le cas. C'est plutôt l'inverse : comme cette batterie fonctionne justement à des températures élevées, elle est moins sensible aux températures extérieures. Et : des tests de collision et de tirs en combinaison avec de l'eau ont clairement montré que cette batterie à haute température n'explose pas et ne brûle pas.
Comportement d'une batterie au sodium en cas de dommage
Qu'une cellule au sodium soit endommagée par un incendie ou par une autre influence extérieure, cela ne joue aucun rôle. Le comportement est toujours le même. Que se passe-t-il en cas d'endommagement d'une ou de plusieurs batteries au sodium ?
Le boîtier en acier d'une cellule est déformable et se gonfle vers l'intérieur lorsque l'enveloppe extérieure est soumise à une pression. Peu importe que la paroi en acier soit simplement enfoncée ou détruite. Le sodium métallique liquide qui se trouve à l'extérieur à l'état chargé transmet cette pression au séparateur en céramique bêta situé à l'intérieur. La céramique, fragile et à paroi mince, se brise alors. Les deux substances chaudes se mélangent et réagissent en une fraction de seconde pour former du chlorure de sodium (sel de cuisine) et de l'aluminium. Pendant cette réaction, la température à l'intérieur de la batterie passe de 250° Celsius à 450° Celsius pendant un court instant, avant de redescendre à la température ambiante. Une fois refroidis, les deux matériaux sont solides, il n'y a donc plus de risque de fuite.
Les électrolytes inorganiques, comme ceux des batteries au sodium, ne contiennent pas de carbone. Ce sont des sels et des métaux qui ne peuvent ni dégazer ni brûler. Tenez un briquet sous une salière. Les batteries de sodium ne sont pas des accélérateurs de feu. Les pompiers doivent savoir qu'une batterie de sodium ne nécessite aucune mesure de protection ou de prévention contre l'incendie.
MIGROS et l'autorité compétente en matière de permis de construire
Lorsque le grand stockage de MIGROS de 540 kWh a été installé, MIGROS a fièrement publié plusieurs articles sur ce qui est actuellement le plus grand stockage de batteries au sodium en Suisse. Un collaborateur de la commission de construction de Schlieren/ZH en a pris connaissance et a tiré la sonnette d'alarme. Pour les grands accumulateurs, en particulier dans les lieux publics, ceux-ci doivent être sécurisés par des mesures de construction conformes aux prescriptions pour la protection contre l'incendie et la protection des personnes. Un tel permis de construire n'existait pas. Il a ordonné la fermeture immédiate de ce stockage. Lors d'une réunion de crise avec les autorités, MIGROS et innovenergy, la technologie a été expliquée en détail. En l'espace d'une heure, la question a été réglée et le grand stockage de MIGROS a pu être reconnecté au réseau. Cet accumulateur ne présentait aucun danger et aucune mesure de construction n'a été nécessaire. Jusqu'à aujourd'hui, cet système de stockage fonctionne parfaitement.
BATTERIES LITHIUM-ION
Causes et risques d'incendie des batteries lithium-ion
Le risque d'explosion des batteries lithium-ion est variable et dépend beaucoup du stockage et des influences extérieures. La chute d'un smartphone peut provoquer des courts-circuits internes et enflammer la batterie. Une surcharge des accumulateurs lithium-ion peut également provoquer des dommages internes. De grandes influences thermiques extérieures, par exemple dues au rayonnement solaire, sont des causes possibles d'auto-inflammation. C'est pourquoi les batteries lithium-ion (LIB) doivent toujours être stockées et utilisées dans les limites de température prescrites. En règle générale, cette plage de température se situe entre 5° et 25° Celsius.
En cas d'incendie venant de l'extérieur de la batterie, les LIB sont considérés comme des accélérateurs de feu, ce qui constitue leur véritable dangerosité. « Même en cas de stockage de quantités déjà relativement faibles de supports de stockage lithium-ion qui prennent feu, il faut s'attendre à une propagation très rapide de l'incendie. La combustion, parfois explosive, peut projeter des pièces enflammées », explique Christian Emrich des pompiers de Munich.
Problèmes en cas d'incendie avec les batteries au lithium-ion
Un autre risque est que des gaz toxiques s'échappent en cas d'incendie. Il est donc conseillé de s'éloigner rapidement du lieu de l'incendie. Les pompiers savent qu'il n'est pas possible d'éteindre les LIB, mais qu'ils ne peuvent être refroidis qu'avec beaucoup d'eau. « L'étouffement au moyen de coussins, de sable, de CO2 ou d'autres agents extincteurs ne fonctionne pas, car les processus chimiques doivent être refroidis. L'oxygène nécessaire au processus de combustion est déjà lié chimiquement dans les cellules. C'est pourquoi 'couvrir/étouffer' le foyer d'incendie ne sert à rien », expliquent les pompiers de Munich. Après un incendie de LIB, la batterie « brûlée » doit être placée sous surveillance thermique dans un bassin d'eau, car un nouvel allumage n'est pas exclu. Plusieurs jours peuvent s'écouler entre le moment où le feu est « sous contrôle » et celui où il est « éteint ».
En ce qui concerne les batteries de voitures, la question se pose toujours de savoir dans quelle mesure un véhicule électrique est plus susceptible de prendre feu qu'un véhicule à moteur à combustion. Sur ce point, les avis des chercheurs, des pompiers et des testeurs de véhicules se rejoignent largement. « Jusqu'à présent, plusieurs essais d'incendie réels ont été réalisés sur des voitures particulières et ont montré que le comportement au feu des véhicules électriques n'est pas très différent de celui des véhicules conventionnels. Toutefois, la composition des gaz de combustion est sensiblement différente en raison de la présence accrue de fluorure d'hydrogène et d'acide phosphorique, qui présentent tous deux un risque accru pour la santé », affirme un groupe de recherche autrichien.
Des expériences menées par les pompiers ont également montré que l'intensité de l'incendie ne dépend pas du type de propulsion, mais est déterminée par les matériaux installés dans le véhicule, c'est-à-dire essentiellement par l'intérieur du véhicule. En règle générale, l'incendie ne provient pas de la technique de propulsion, mais de l'extérieur. Les batteries des véhicules sont très bien isolées. Ce n'est que dans le pire des cas, lorsque les dispositifs de protection des batteries de traction ont été compromis lors d'accidents graves, que se produit le « Thermal Runaway » tant redouté. Cela signifie que la température augmente en très peu de temps sous l'effet d'une réaction chimique en chaîne inéluctable et libère brusquement l'énergie stockée dans la batterie. Ce processus peut être assimilé à une explosion.
Outre les gaz toxiques émis pendant un incendie de batterie, les dépôts de suie qui se forment ensuite autour de l'incendie sont très dangereux. Ils contiennent de grandes quantités d'oxyde de cobalt, d'oxyde de nickel et d'oxyde de manganèse. Ces métaux lourds sont corrosifs, provoquent des allergies et sont cancérigènes. De même, les eaux d'extinction sont un mélange toxique qui ne devrait pas être rejeté dans le système normal d'évacuation des eaux usées, et encore moins dans la nature environnante.
Batteries de seconde vie
Ce qui n'a pas encore fait l'objet de recherches approfondies, c'est le comportement et les dangers des batteries lithium-ion en fin de vie. On sait encore peu de choses sur l'utilisation des accumulateurs d'énergie vieillissants ou de seconde vie, qui sont souvent utilisés dans des bâtiments ou des stations de recharge après avoir été utilisés dans des véhicules électriques. Il est urgent de rattraper le retard dans ce domaine.