Accidentologie du lithium : mythes et réalités

Un petit détour par Google et les réseaux sociaux, sur la plateforme YouTube en particulier, pourrait conduire tout-un-chacun à décréter le lithium-ion comme persona non grata dans son entourage immédiat. D’un feu de téléphone portable en charge à l’incendie spontané d’une voiture Tesla tranquillement garée dans un parking, en passant par la combustion d’une cigarette électronique… la psychose guette sur la toile !

À moins de vouloir retourner vivre à l’ère de la batterie pré-lithium (il y a près de 30 ans !) et du téléphone non-mobile, il va falloir vivre avec cette technologie : les usages se démultipliant et les énergies devant se décarboner, le lithium s’infiltre partout dans notre quotidien.

Sachant que plus de 5 milliards de téléphones portables sont en utilisation quotidienne dans le monde, il est statistiquement normal qu’il y ait au moins une vidéo d’une batterie de mobile défectueuse sur YouTube… Néanmoins, le lithium-ion pénétrant au cœur d’environnements sensibles et mettant en jeu des quantités d’énergies embarquées parfois loin d’être anodines, quelques retours d’expérience méritent d’être examinés avec soin.

Si le rapport de l’Ineris retrace en 2010 une accidentologie liée au lithium-ion déjà significative, il rappelle également qu’elle n’est pas supérieure à celle des autres technologies de batterie rechargeable. Surtout, si ces accidents ont occasionné d’importants dégâts matériels, ils n’ont que rarement provoqué des blessés, et jamais de décès. Évoquant les campagnes de rappel massif de produits concernant l’électronique portable des années 2006 et 2007 (principalement des ordinateurs), le rapport note que la fiabilité semble devenue la règle.

En l’espace de trois ans, les défaillances de batteries neuves au lithium-ion étaient ainsi passées d’une probabilité d’occurrence de 1 cas pour 200 000 à 1 cas pour 10 millions. Les opérations de fabrication, de stockage et de recyclage de batteries lithium-ion enregistraient certes des sinistres significatifs, comme l’incendie majeur chez le fabricant Matsushita à Osaka (2007), mais nulle catastrophe d’ampleur du type d’AZF !

D’autres occurrences concernaient le transport aérien avec des alertes sérieuses, mais sans crash à la clé.

Au moins deux événements aériens consécutifs au rapport de l’Ineris viennent toutefois assombrir le tableau.

Le 3 septembre 2010, un Boeing 747-400F assurant le vol de fret UPS Airlines 6 reliant Dubaï à Cologne en Allemagne a subi un incendie en vol qui a provoqué l’écrasement de l’avion, tuant les deux membres d’équipage, seules personnes à bord. Le rapport d’enquête a indiqué que l’incendie était dû à l’auto-inflammation du contenu d’une palette de chargement, qui contenait plus de 81 000 batteries au lithium et autres matériaux combustibles.

En peu plus tard, c’est la FAA qui procède en 2013 à l’immobilisation de tous les vols du Boeing 787 Dreamliner après deux dysfonctionnements majeurs d’une batterie au lithium-ion équipant l’appareil.

La réglementation s’est progressivement emparée du problème, interdisant le transport de fret sur les vols commerciaux.

Concernant le transport, au titre de marchandises dangereuses les batteries lithium-ion doivent auparavant satisfaire tout un ensemble de tests avant de pouvoir prendre les airs : simulation d’altitude, test thermique, vibration, choc, court-circuit externe, impact, surcharge, décharge forcée.

Concernant les passagers, les mesures visent à limiter, voire interdire comme aux États-Unis, la présence en soute des batteries, et à limiter la puissance autorisée en cabine. Il est bon de remarquer que des procédures ont été définies par les autorités en cas de feu d’appareil électronique portable, que ce soit dans le cockpit ou en cabine. Des dispositifs spéciaux, housse ignifuge étanche, containers à sable, ont été prévus.

Faut-il rappeler à cet effet l’interdiction d’embarquer en avion prononcée par les autorités américaines en 2016 à l’encontre des possesseurs d’un Samsung Galaxy Note 7 ? En 2011 déjà, c’était le prestigieux Apple qui battait le rappel des premiers iPod Nano, dont la batterie pouvait exploser.

Les grandes marques électroniques, lancées dans une course à la miniaturisation et à la puissance, font aussi les frais de ce grand emballement au lithium-ion. Le fait que la batterie des téléphones portables soit désormais soudée et non démontable indique aussi la méfiance des constructeurs envers les sous-marques génériques de batteries alternatives au modèle d’origine.

Une prudence que ne suivent pas les concepteurs de cigarettes électroniques, bien souvent équipées d’accumulateurs « no name » interchangeables.

Plus récemment, la DGCCRF a tenu à alerter les consommateurs sur l’utilisation du téléphone portable, à la suite de trois décès enregistrés en France depuis 2019. Leur point commun ? Les trois victimes, prenant un bain, ont été électrocutées alors que leur téléphone en charge est tombé dans la baignoire.

Si le risque d’électrocution est cependant limité dans le cas des petits appareils électroniques mobiles, on change de dimension lorsqu’on considère un véhicule électrique. La quantité d’énergie en circulation, de l’ordre de 400 à 600 volts (soit plus de 100 fois la tension d’un téléphone portable), implique un surcroît de précaution.

C’est notamment le cas pour les secours, lorsqu’il s’agit d’intervenir sur un véhicule hybride ou électrique. En cas d’accident, la découpe d’une partie du véhicule est parfois nécessaire pour la désincarcération des victimes. Et en cas d’incendie, l’eau et l’énergie électrique ne font pas bon ménage. Tous les constructeurs ont ainsi prévu un dispositif d’urgence pour couper l’alimentation électrique des câbles du véhicule, afin que l’énergie reste cantonnée à la batterie lithium.

Grâce à l’application Euro Rescue développée par l’Euro NCAP et aux fiches de sécurité renseignées par les constructeurs selon la norme ISO 17840, les premiers intervenants sont aussi informés clairement des caractéristiques techniques de chaque véhicule.

Avec Tesla, assiste-t-on au même syndrome que le Samsung Galaxy Note 7 ? En 2010, l’Ineris annonçait que la batterie lithium-ion équipant les véhicules électriques ne présentait pas plus de danger que les réservoirs à carburant des véhicules thermiques.

Depuis, le marché de la mobilité électrique a explosé. En 2019, la part de l’électrique (en comptant les hybrides) représentait environ 200 000 voitures sur un parc automobile total de 39 millions. Les prévisions du projet de programmation pluriannuelle de l’énergie visent 4,8 millions de voitures électriques en circulation en 2028, et 500 000 véhicules utilitaires légers.

Les forces d’intervention ont d’ores et déjà pris à bras-le-corps le phénomène de la mobilité électrique, en étudiant les techniques d’intervention adaptées. La mobilité électrique légère (vélos, trottinettes…) est aussi en forte croissance. Si l’énergie embarquée n’est pas aussi importante que dans les automobiles, la problématique du lieu de recharge et de la qualité des batteries de cette électromobilité douce reste entière.

Avec le développement des énergies durables et l’impératif de décarbonation des activités humaines, on assiste à un développement du stockage d’électricité dans des accumulateurs à forte densité d’énergie. Il s’agit a minima de recyclage de batteries automobiles placées dans des bâtiments, voire de la mise en série de plusieurs éléments de forte puissance connectés au réseau électrique. C’est là encore la course au rendement.

Tesla a mis en service une ferme électrique de 100 MW en Australie, construite en seulement 100 jours. L’américain LS Power a répliqué fin août, en branchant une gigantesque batterie lithium-ion de 200 MW sur le réseau d’électricité du sud de la Californie. L’objectif étant de surseoir aux coupures d’alimentation dues aux surconsommations ponctuelles, notamment lors des déclenchements des climatiseurs en cas de forte canicule.

En 2019 à Surprise dans l’Arizona, un emballement thermique d’une batterie lithium-ion d’une telle installation délivrant 2 MW a entraîné une explosion, blessant neuf pompiers. L’enquête a établi que le système d’extinction des équipements n’avait pas été prévu pour un tel scénario, et que les barrières techniques empêchant la propagation d’une défaillance d’une cellule aux autres étaient mal conçues. Cette mini-ferme de stockage était isolée en plein désert. Mais la multiplication de telles batteries-tampons à proximité d’agglomérations, voire dans des bâtiments de type ERP ou IGH, peut poser la question des systèmes de protection adaptés.

En attendant des études statistiques plus poussées sur l’accidentologie des batteries lithium-ion, la probabilité d’apparition d’un cygne noir reste difficile à établir. Une raison de plus pour rester vigilant, et redoubler de prudence dans les analyses de risques qui devront prendre en compte les forces, et les faiblesses, du Li-ion.