Les batteries au lithium ont pris une place prépondérante au sein de l’industrie française. Elles soutiennent désormais de nombreux secteurs qu’il s’agisse de répondre aux besoins d’équipements mobiles tout comme à ceux du stockage d’énergies renouvelables ou bien de porter le développement du transport électrique. Ainsi, la progression de la production des batteries lithium représente un impératif stratégique en particulier dans le contexte de la transition énergétique. Aussi, la maîtrise des risques est des facteurs clés qui doivent être intégrés par les industriels tout au long du cycle de vie des batteries. En effet, depuis leur conception jusqu’à leur recyclage, en passant par leur manipulation, leur transport ainsi que leur stockage, les batteries au lithium exposent à différents risques nécessitant une approche préventive spécifique.
Face aux enjeux de sécurité industrielle liés aux systèmes de stockage d’énergie (ESS) qui s’appuient sur des batteries lithium, Gesip propose une formation ESS spécifique destinée aux intervenants des sites industriels et logistiques. Cette formation est conçue pour les exploitants, les équipiers de première intervention, les équipes de sécurité incendie, les pompiers professionnels et volontaires des Services d’Incendie et de Secours (SIS).
Le stage d’Intervention d’Urgence sur les systèmes de stockage d’énergie offre un aperçu complet du fonctionnement des ESS, des risques associés. Les scénarii d’événements accidentels sont également abordés. Ces enseignements sont illustrés par des visuels et des partages d’expériences concrets, favorisant ainsi une compréhension pratique et une préparation efficace en cas d’urgence.
La formation de Gesip s’appuie sur le guide technique dédié aux ESS, intitulé « Guide d’Intervention sur les Systèmes de Stockage d’Énergie (ESS)« , qui est mis à disposition des industriels.
Les risques associés aux batteries lithium
Depuis leur émergence durant les années 70, la technologie des batteries lithium-ion n’a cessé de se perfectionner et d’évoluer pour prolonger sa durée de vie, mais également pour mieux prendre en compte les enjeux de sécurité, notamment, dans le secteur industriel ayant connu des incidents de feux de batteries. Ces événements doivent conduire à l’amélioration de la sécurité industrielle.
Les batteries au lithium sont, en effet, largement utilisées dans les systèmes de stockage d’énergie (ESS), présents notamment dans les parcs éoliens, les fermes solaires, ou tout autre site industriel produisant des énergies renouvelables.
Les risques thermiques ne sont pas les seuls risques industriels auxquels les batteries lithium exposent. Certains de ces risques des batteries lithium sont inhérents à la batterie, y compris aux batteries neuves, il s’agit des risques électriques. Les risques chimiques et thermiques d’incendie et d’explosion sont, quant à eux, liés aux substances composant la batterie.
À ce titre, le Règlement REACH qui vise à “sécuriser la fabrication et l’utilisation des substances chimiques dans l’industrie européenne” définit les batteries au lithium comme un cas limite entre un article et une substance à savoir “un article dont un mélange de substances chimiques fait partie intégrante” dans la mesure où il n’y a pas de rejet intentionnel du mélange lors des conditions normales d’utilisation, l’article étant scellé,ce qui justifie l’absence d’obligation d’élaborer une fiche de données de sécurité (FDS).
En savoir plus : Les risques des feux de batteries
Les risques chimiques des batteries lithium
En raison de la présence d’électrolyte organique liquide ou gélifié au sein des batteries au lithium, une utilisation abusive telle qu’une surcharge, ou une exposition à une chaleur importante, peut entraîner un risque d’emballement thermique de la batterie lithium générant une fuite d’électrolyte ainsi qu’un dégagement de substances toxiques.
Les risques d’incendie et d’explosion provoqués par les batteries au lithium
Comme évoqué précédemment, les électrolytes présents dans les batteries sont combustibles. De plus, sous forme métallique, le lithium, tout comme certains de ses alliages, peut réagir violemment s’ils se retrouvent en contact avec l’humidité de l’air. Ainsi, les batteries lithium sont soumises au risque d’emballement thermique ,pouvant former une atmosphère explosive (ATEX), causé par un dysfonctionnement pouvant notamment résulter d’un stockage inadéquate, d’une utilisation abusive, d’un défaut de conception, ou bien d’un endommagement.
Les risques électriques liés à l’usage des batteries
Souvent en raison d’un court-circuit interne pouvant être causé par un endommagement de la batterie ou survenant lors de la connexion ou la déconnexion, une électrisation ou un arc électrique peuvent survenir. La chaleur alors générée peut également entraîner un incendie ou une explosion ainsi que des projections et/ou émissions de gaz toxiques.
Prévenir les risques des batteries au lithium
Les employeurs sont tenus de procéder à une évaluation minutieuse des risques liés à l’utilisation de ces batteries et de formaliser cette évaluation dans le document unique d’évaluation des risques.
Pour mener à bien cette évaluation, une approche méthodique est nécessaire. Tout d’abord, il est primordial de recenser toutes les batteries présentes sur le site, en identifiant leurs caractéristiques spécifiques, cela comprend, notamment, les technologies de batteries utilisées, les types d’électrolytes et les matériaux des électrodes, ainsi que les caractéristiques électriques telles que la tension en volts (V), la capacité en ampères-heures (Ah) et l’indice de protection (IP) des connectiques. De plus, la masse des batteries et d’autres caractéristiques pertinentes, comme le tonnage des batteries dans les centres de recyclage, doivent être recensées pour une évaluation complète.
Parallèlement, il est crucial de recenser toutes les activités liées aux batteries à savoir les conditions d’utilisation des batteries, les conditions de charge, la maintenance, le stockage et la manutention. Cette étape permet d’identifier les situations à risque et de mieux cerner les zones d’amélioration.
Une fois toutes les informations recueillies vient la phase d’évaluation des risques associés à l’utilisation des batteries au lithium. Cela permet de mettre en place les mesures de prévention appropriées. Une gestion proactive des risques liés aux batteries au lithium contribue à assurer un environnement de travail sécurisé et conforme aux normes de sécurité industrielles.
En savoir plus : Les premières actions en cas de feu de batterie
Les mesures de prévention
Dans toutes les étapes du cycle de vie d’une batterie, il est crucial de respecter les préconisations fournies par le fabricant.
Manipulation
Il est essentiel de veiller à ne pas causer un endommagement à la batterie, notamment via un choc. En effet, même minime, un choc peut entraîner une dégradation interne responsable d’un court-circuit. À plus forte raison, il faut veiller à ce que les batteries ne tombent pas et ne se percent pas. Les protections des connectiques jouent également un rôle majeur pour empêcher les risques d’électrisation encourus par les opérateurs.
Les connexions et déconnexions doivent être effectuées hors charge sur un circuit ouvert. Dès lors que les bornes sont déconnectées, une protection d’indice IP2X ou IPXXB doit être mise en œuvre contre le risque de contact direct.
Les opérations non usuelles sur les batteries lithium doivent être confiées à des personnels dûment habilités et porteurs d’EPI adaptés.
La manipulation de batteries endommagées nécessite un environnement ventilé pour prévenir les risques des batteries lithium, qu’ils soient chimiques ou thermiques, avec un dégagement potentiel de gaz nocifs. Il est essentiel de s’équiper d’EPI adaptés et de se servir d’outils de préhension isolants. En outre, il convient de mettre en œuvre du matériel absorbant inerte pour parer un éventuel écoulement d’électrolyte, ainsi qu’un récipient incombustible hermétique muni d’une soupape de surpression.
Charge
La charge des batteries au lithium est une étape cruciale qui doit être effectuée dans le respect des consignes du fabricant et en suivant des procédures strictes, en assurant une ventilation adéquate du local de charge. Pour garantir la sécurité et la durabilité de la batterie, il est impératif de maintenir le courant de charge à un niveau approprié en fonction du type de batterie utilisé.
Afin d’assurer une charge sécurisée et efficace, il est vivement recommandé d’utiliser un chargeur régulé compatible avec le Battery Management System (BMS) de la batterie. Ce dispositif permet une répartition équilibrée de la charge entre les cellules de la batterie, évitant ainsi tout déséquilibre potentiel et réduisant les risques d’explosion ou d’emballement thermique. Il est crucial de ne jamais utiliser de chargeurs inadaptés ou contrefaits, car cela peut entraîner des dommages irréversibles à la batterie et représenter un danger pour les personnes et les installations.
Par ailleurs, il convient de noter que si la puissance de charge maximale utilisable dépasse 600 kW, la réglementation relative aux installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE) s’applique.
La réglementation ICPE
Les batteries lithium peuvent être concernées par la réglementation ICPE qui édicte des exigences spécifiques. La rubrique 2925 relative aux ateliers de charge d’accumulateurs électriques impose une déclaration si la puissance de charge maximale utilisable dépasse les 600 kW. La rubrique définit également les dispositions applicables sur le comportement au feu des bâtiments, l’accessibilité des services d’incendie et de secours, et prévoit une vérification périodique des installations électriques.