Comment prévenir les incendies de batteries de véhicules électriques ?

Lorsqu’une batterie de véhicule électrique prend feu, l’incident fait souvent la une des journaux. Pourtant, statistiquement, le risque d’incendie reste faible par rapport aux véhicules à essence. Mais quand l’emballement thermique se déclenche, son origine chimique complexe rend la maîtrise des flammes très difficile.

Tout commence dans une cellule, où des gaz sous pression altèrent les composants internes. Malgré des systèmes de sécurité comme des soupapes, la chaleur et la pression continuent de monter. Le boîtier en acier finit par éclater, provoquant une explosion qui enflamme les cellules voisines. En quelques secondes, c’est l’emballement.

Des températures de fonte du cuivre sont atteintes. Et comme les batteries produisent leur propre oxygène, elles alimentent l’incendie, nécessitant des milliers de litres d’eau pour s’éteindre.

Une chimie complexe qui défie encore les scientifiques

Si une cellule dysfonctionne, de nombreuses réactions complexes s’enchaînent. Métaux, oxydes, solides, liquides et gaz, le tout dans un environnement électroconducteur à haute température.

Il est donc très difficile de démêler la chimie de l’emballement thermique. Et les technologies de batteries évoluent si vite que les solutions trouvées sont déjà obsolètes lorsqu’elles sont mises en place.

Néanmoins, l’analyse fine des courbes de température et l’étude des vitesses de réaction ont permis de grandes avancées. Notamment sur l’emballement en chaîne des réactions exothermiques.

Des solutions pour prévenir les incendies

Même sans tout comprendre, de nombreuses parades ont été développées. Soupapes de surpression, séparateurs renforcés, contrôle logiciel, nouveaux matériaux comme le sodium-ion…

Souvent, ces solutions n’exigent pas une connaissance totale des réactions chimiques. Il s’agit simplement d’agir sur les causes identifiées : température, pression, oxygène produit…

Bien sûr, poursuivre les recherches pour percer tous les secrets de l’emballement thermique reste indispensable. Mais en attendant, des mesures pragmatiques permettent déjà de prévenir et limiter les incendies de batteries.

Article ayant pour source la vidéo – Why Are Electric Vehicle Fires So Hard To Put Out ? – l’American Chemical Society (ACS)

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qu’une batterie de véhicule électrique ?

Une batterie de véhicule électrique est un ensemble de cellules qui stockent de l’énergie sous forme chimique et la libèrent sous forme d’électricité pour alimenter le véhicule.

Qu’est-ce que l’emballement thermique ?

L’emballement thermique est une réaction en chaîne qui commence dans une seule cellule d’une batterie et peut se propager à l’ensemble de la batterie, provoquant un incendie.

Comment peut-on prévenir les incendies de batteries ?

Plusieurs solutions existent pour prévenir les incendies de batteries, comme l’utilisation de soupapes de décharge de pression, la conception de séparateurs résistant à des températures plus élevées, ou l’utilisation de nouveaux types de batteries qui libèrent moins d’oxygène lorsqu’elles chauffent.

Qu’est-ce qu’une batterie au sodium-ion ?

Une batterie au sodium-ion est un type de batterie qui utilise des ions sodium au lieu des ions lithium utilisés dans la plupart des batteries de véhicules électriques. Ces batteries libèrent moins d’oxygène lorsqu’elles chauffent, ce qui réduit le risque d’incendie.

Quels sont les défis de la recherche sur les batteries ?

La chimie des batteries est extrêmement complexe et n’est pas encore totalement comprise. De plus, la technologie des batteries évolue rapidement, ce qui signifie que les chercheurs doivent constamment mettre à jour leurs connaissances.

Qu’est-ce qu’un séparateur dans une batterie ?

Un séparateur est une couche isolante qui empêche le contact direct entre l’anode et la cathode dans une cellule de batterie. Si le séparateur fond à cause de la chaleur, il peut provoquer un court-circuit et un incendie.

Qu’est-ce qu’une soupape de décharge de pression dans une batterie ?

Une soupape de décharge de pression est un dispositif qui permet à la pression de s’échapper d’une cellule de batterie en cas de surchauffe, pour éviter une explosion.

Qu’est-ce qu’un court-circuit interne dans une batterie ?

Un court-circuit interne se produit lorsque l’anode et la cathode d’une cellule de batterie entrent en contact direct, généralement à cause de la fonte du séparateur. Cela peut provoquer une étincelle et un incendie.

Qu’est-ce qu’une réaction en chaîne dans une batterie ?

Une réaction en chaîne se produit lorsque la surchauffe d’une cellule provoque la surchauffe des cellules voisines, ce qui peut se propager à l’ensemble de la batterie et provoquer un incendie.

Qu’est-ce que l’oxygène a à voir avec les incendies de batteries ?

Lorsqu’une batterie chauffe, elle peut libérer de l’oxygène. Cet oxygène peut alimenter une combustion, ce qui génère plus de chaleur et peut provoquer un incendie.

Qu’est-ce que la dissipation de chaleur dans une batterie ?

La dissipation de chaleur est le processus par lequel la chaleur est évacuée d’une batterie. Si la chaleur est dissipée plus rapidement que la chaleur est générée, cela peut aider à prévenir les incendies.

Qu’est-ce que l’énergie d’activation dans une réaction chimique ?

L’énergie d’activation est l’énergie nécessaire pour qu’une réaction chimique se produise. Plus l’énergie d’activation est élevée, plus la réaction est lente.

Qu’est-ce que la vitesse de réaction dans une réaction chimique ?

La vitesse de réaction est la vitesse à laquelle une réaction chimique se produit. Plus la température est élevée, plus la vitesse de réaction est élevée.

Qu’est-ce que l’ouroboros d’Arrhenius ?

L’ouroboros d’Arrhenius est une boucle de rétroaction positive dans laquelle une réaction chimique génère de la chaleur, ce qui augmente la température, ce qui accélère la réaction, ce qui génère encore plus de chaleur, et ainsi de suite. Cela peut provoquer une augmentation rapide de la température dans une batterie et provoquer un incendie.