Les inondations augmentent le risque d'incendie dans les batteries de véhicules électriques en contact avec l'eau salée

Au lendemain d'un ouragan, les équipes de secours se battent contre la montre pour déblayer les débris et sauver des vies. Pourtant, au milieu du chaos, un nouveau danger a émergé : les véhicules électriques (VE) qui prennent feu. Ces incidents ne sont pas des accidents aléatoires, mais le résultat d'une menace cachée : l'intrusion d'eau salée dans les batteries lithium-ion. Quelles sont les causes de ces réactions dangereuses et comment peut-on prévenir les futures catastrophes ?

Récemment, l'ouragan Ian a dévasté la Floride et le sud-est des États-Unis, causant des destructions et des inondations généralisées. Au cours des opérations de secours, les intervenants ont rencontré de multiples incendies de VE dans des véhicules alimentés par des batteries lithium-ion. Les enquêtes ont révélé que l'exposition à l'eau salée était la cause principale. De nombreux véhicules avaient été submergés dans les eaux de crue, et l'exposition à l'eau salée dégrade considérablement les performances des batteries lithium-ion, déclenchant des réactions chimiques qui présentent des risques d'incendie extrêmes. Les registres d'immatriculation des véhicules montrent que plus de 7 000 VE dans le seul comté de Lee, en Floride, pourraient avoir été touchés, un chiffre stupéfiant qui souligne la gravité de cette menace émergente.

Les batteries lithium-ion sont composées d'une cathode, d'une anode, d'un électrolyte et d'un séparateur. L'électrolyte facilite le mouvement des ions lithium entre les électrodes, tandis que le séparateur empêche le contact direct entre la cathode et l'anode afin d'éviter les courts-circuits. L'eau salée, en particulier l'eau de mer, est très conductrice et corrosive. Lorsqu'elle s'infiltre dans une batterie lithium-ion, elle initie une réaction en chaîne qui peut entraîner une défaillance catastrophique.

• Décomposition de l'électrolyte : Les ions chlorure présents dans l'eau salée réagissent avec l'électrolyte, ce qui le décompose et libère des gaz et de la chaleur. L'accumulation de gaz augmente la pression interne, ce qui peut entraîner un gonflement ou une explosion de la batterie. Parallèlement, la chaleur accélère les réactions chimiques, créant une boucle de rétroaction dangereuse.
• Corrosion des électrodes : Les ions chlorure corrodent les matériaux de la cathode et de l'anode, compromettant l'intégrité structurelle de la batterie. La corrosion réduit la capacité, augmente la résistance interne et accroît l'instabilité.
• Défaillance du séparateur : L'eau salée dégrade les propriétés isolantes du séparateur. Si le séparateur est défaillant, les électrodes peuvent entrer en contact direct, provoquant un court-circuit et une forte production de chaleur.
• Risque de court-circuit : La conductivité de l'eau salée peut créer des chemins de courant involontaires entre les électrodes, libérant de l'énergie rapidement et déclenchant des incendies.

Compte tenu des risques extrêmes posés par les batteries lithium-ion endommagées, les navires, les ports et les expéditeurs doivent faire preuve d'une prudence accrue pour empêcher le chargement de VE compromis sur les navires commerciaux. L'avis de sécurité 01-22 de la Garde côtière américaine Safety Alert 01-22 souligne que les VE inondés ou exposés à l'eau salée doivent être traités comme des risques potentiels d'incendie et manipulés avec la plus grande prudence.

Pour atténuer les risques, la Garde côtière exhorte les parties prenantes à adopter les mesures suivantes :

1. Examiner les réglementations relatives au transport de véhicules : Examiner attentivement les exigences en vertu des Hazardous Materials Regulations (49 CFR) et du International Maritime Dangerous Goods (IMDG) Code . Toutes les batteries au lithium sont classées comme matières dangereuses, réglementées par la Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA). La conformité au Shipper’s Guide for Lithium Batteries est obligatoire.
2. Évaluer les exigences supplémentaires pour les batteries endommagées : Consulter l' Safety Advisory Notice de la PHMSA sur le transport des batteries au lithium endommagées ou défectueuses. La Special Provision 376 du Code IMDG exige l'approbation de la PHMSA ou de la Garde côtière avant d'expédier des batteries compromises.
3. Maintenir la vigilance : S'assurer que les VE endommagés ne sont pas chargés sur les navires, stockés dans les installations portuaires ou scellés dans des conteneurs. Tout le personnel doit respecter des protocoles de sécurité stricts.

Bien que l'amélioration de la manutention et des réglementations soit essentielle, les solutions à long terme résident dans le développement de la technologie des batteries. Les développements prometteurs comprennent :

• Batteries à l'état solide : Le remplacement des électrolytes liquides par des alternatives solides pourrait réduire considérablement les risques d'incendie.
• Électrolytes avancés : Des électrolytes non inflammables et résistants à la chaleur peuvent améliorer la stabilité des batteries.
• Systèmes de gestion de batterie (BMS) améliorés : Des algorithmes de surveillance plus intelligents pourraient détecter plus tôt les anomalies.
• Améliorations structurelles : Des conceptions renforcées peuvent mieux résister aux contraintes environnementales.

À mesure que l'adoption des VE se développe, la résolution de ces problèmes de sécurité nécessitera une collaboration entre les industries, les régulateurs et les fabricants. Ce n'est que par des mesures proactives que la promesse d'un transport durable pourra être tenue sans compromettre la sécurité publique.