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Presente par : SADIO DANFAKHA AMOURIN ADODO Licence 3-EM THEME: PREVENTION DES

Presente par : SADIO DANFAKHA AMOURIN ADODO Licence 3-EM THEME: PREVENTION DES RISQUES LIEES AU BATTERIE LITHIUM-ION Professeur : Dr S.SANOKO PLAN I) INTRODUCTION II) TECHNOLOGIE ET FONCTIONNEMENT III)RISQUES INHERENTS AUX BATTERIES LITHIUM IV) MECANISME INCENDIE V) CAUSES DE DEFAILLENCES VI) PREVENTION D’INCENDIES VII) EXEMPLES D’INCENDIES INTRODUCTION Commercialisées dès 1991, les batteries au lithium sont aujourd’hui omniprésentes dans les objets de notre vie quotidienne, des ordinateurs aux téléphones portables en passant par les tablettes.... Conduire une démarche de prévention, c'est analyser les risques, planifier les actions de prévention nécessaires. Quelles sont les principales causes ? Les connaitre, c'est déjà un premier pas pour mieux les prévenir. Une grande partie de la population mondiale ignore la presence de ces batteries dans les objects qu’ils utilisent au quotidien, le reste de cette minorité qui sont conscients de cette presence, ignorent tout de meme les dangers inherents au batterie au lithium. Notre objectif est de sensibiliser la population mondiale des risques liees aux batteries en apportant des reponses aux questions liées à l'utilisation des batteries au lithium, sur la manière dont les incendies se déclenchent dans les batteries et sur la façon dont ils peuvent être détectés, contrôlés, supprimés et éteints. TECHNOLOGIE DE BATTERIE AU LITHIUM On trouve sur le marché trois principaux types de batteries constituées de lithium : Li-ion, Li-Po et LifePO4. Chacun de ces types ont leurs propres particularités et sont adaptés à des usages différents.  Accumulateur lithium-ion L’accumulateur lithium-ion (Li-ion) est de petite taille, il possède une énergie massique élevée. On l’emploie avec de nombreux appareils tels que les smartphones, les ordinateurs portables, les enceintes, les tablettes ou encore les appareils photos numériques à travers  Batterie lithium Li-Po Une batterie au lithium polymère (Li-Po) est plus légère mais se révèle plus sensible aux chocs. Elle est moins utilisée pour cette raison, mais on la retrouve dans le domaine du modélisme et pour le fonctionnement des drones.  Batterie lithium LifePO4 Les batteries au lithium fer phosphate (LifePO4 ou LFP) se servent de cellules cylindriques ou rectangulaires. Leur grande durée de vie va de pair avec un poids certain. C’est donc sans surprise que l’on retrouve la technologie LifePO4 dans les batteries à décharge lente mais également sur de nombreux type d’engins comme les scooters ou les trottinettes électriques. Principe de fonctionnement des piles au Lithium III) LES RISQUES INHERENTS AUX BATTERIES LITHIUM-ION La simple présence de batteries Lithium-Ion dans une pièce représente un risque d'incendie majeur qu'elles soient en stockage ou en fonctionnement car les batteries Lithium-Ion combinent des matériaux à haute énergie avec des électrolytes souvent inflammables. Les batteries au Lithium-ion sont relativement dangereuses, mais cela depend beaucoup de la chimie utilisee. Les batteries au Lithium Polymere (utilisees dans les drones) sont particulierement susceptibles de bruler apres un impact, soit immediatement, soit apres plusieurs heures ou jours. Une batterie endommagee est tres dangereuse, meme si elle ne s’enflamme pas immediatement. Tout dommage au séparateur à l'intérieur des batteries (causé par des dommages mécaniques ou des températures élevées) peut entraîner un court-circuit interne avec une forte probabilité d'emballement thermique. Une fois qu'une cellule a subi un emballement thermique, il est très probable que la chaleur se propagera aux cellules adjacentes, entraînant une réaction en chaîne avec des conséquences souvent catastrophiques. Dans le cas où un emballement thermique commence : • aucune technologie avérée ne permet d’arreter un emballement thermique dans une pile. • l’emballement n'a pas besoin d'oxygène pour se développer. • ainsi, il conduit à des températures élevées (plus de 600°C) dans les matériau • Dégagement de gaz toxiques (HF, CO, CO2, POF3, etc.) • Combustion de matériaux inflammables • Risque d'explosion...... Emballement thermiques et ses dangers : L’emballement thermique de la batterie lithium-ion se produit lorsqu'une seule cellule, ou une zone à l'intérieur d'une cellule, atteint des températures élevées en raison d'une défaillance thermique, d'une défaillance mécanique, d'un court- circuit interne/externe, d'une décharge excessive, d'une surcharge ou d'un dysfonctionnement électrochimique. Les risques d’emballement sont en fait présents à chaque étape du cycle de vie mais, le plus souvent, ils sont observés lors des étapes d’utilisation, de stockage/transport et de recyclage. IV) MECANISME D’INCENDIE Incendie et explosion Point eclair parametre de dangerosité la limite inflammabilité du combustible en cas en presence d’energie d’activation et de comburant. L’ATEX (les proportions adequoites de melange air-combustible) Lorsque la température interne de la cellule devient suffisamment élevée pour enflammer l'électrolyte, qui est un liquide organique, les oxydes de la cathode se décompose et libère de l'oxygène. Ainsi, dans la pile endommagée, il y a maintenant du combustible (électrolyte organique liquide) et de l'oxygène (à partir des oxydes de la cathode), ingrédients pour un incendie qui peut générer son propre oxygène, ce qui le rend extrêmement difficile à éteindre VIDEO : BATTERIE FIRE V) LES CAUSES DE DÉFAILLANCE DES BATTERIES LITHIUM-ION  Défauts de fabrication internes (défauts de matériaux, contamination, défauts de montage/construction)  Dommages physiques (lors de montages, de l'expédition, de la manutention, du traitement des déchets ou pendant le service)  Défaut du séparateur dû aux vieillissement non détecté et court-circuit interne subséquent;  Dégradation mécanique (écrasement, pénétration) Endommagement thermique : • exposition à des températures élevées (stockage sans maîtrise de la température) • exposition aux flammes • chaleur provenant de cellules adjacentes/voisines Dégradation électrique • sur-charge, sur-décharge, • court-circuit V) PREVENTIONS DES INCENDIES INHERENTS AUX BATTERIE LITHIUM • Stocker les batteries lithium-ion en toute sécurité. Il suffit de prendre quelques mesures de précaution pour réduire le risque d’incendie, notamment lors du stockage. Protégez les batteries du rayonnement solaire direct. Si vous prévoyez de ne pas utiliser un appareil pendant un certain temps (un vélo électrique pendant l’hiver), retirez la batterie. L’idéal est de la stocker à moitié pleine. S’il fait froid ou durant l’hiver, vous ne devriez pas stocker des batteries lithium-ions dans un garage non chauffé. •Recharger correctement les batteries La plupart des incendies sont causés lors du chargement des batteries. C’est pourquoi il est important de toujours utiliser le chargeur d’origine de l'appareil. Si une batterie était stockée dans un endroit frais, il est conseillé d'attendre qu’elle ait atteint la température ambiante avant de la recharger. Rechargez les batteries sur une surface résistante au feu et retirez les matériaux inflammables se trouvant à proximité. Le processus de recharge est particulièrement critique si la batterie n'a pas été utilisée durant des mois et qu’on la recharge de nouveau pour la première fois. En cas de stockage prolongé d’une batterie vide, elle peut subir une décharge profonde, ce qui augmente le risque d’incendie lors de la recharge. BMS (Batterie Management Systeme) Il verifie la temperature des cellules..... VI) EXEMPLES D’ACCIDENTS INHERENTS AUX BATTERIES AU LITHIUM • Incendie de batterie au lithium dans l'industrie aéronautique Un total de 171 incidents entre 1991 et 2016 ont été enregistrés impliquant des batteries transportées en tant que bagages ou fret dans des avions. (enregistré par la Federal Aviation Administration des États- Unis). Un avion transportant 100 passagers pourrait avoir plus de 500 batteries au lithium à bord. Ces dernières années, il y a eu un nombre croissant d'incendies de batteries au lithium sur les avions. Les compartiments de fret des avions de passagers sont équipés de systèmes d'extinction d'incendie à savoir le Halon ou la privation d'oxygène, mais dans la plupart des cas, ils ne sont pas efficaces pour arrêter un emballement thermique. Par conséquent, les batteries au lithium en fret sont interdites pour le transport à bord des avions de passagers. 2010: Deux morts lors de l'écrasement d'un avion cargo peu après le décollage de Dubaï. Fret: 81 000 batteries au lithium. Décembre 2015, Les Hoverboards, ou scooters à équilibrage automatique, ont été liés à au moins 99 incendies électriques aux États-Unis, selon la Consumer Product Safety Commission. Delta Air Lines a interdit les hoverboards dans les bagages de cabine et enregistrés, invoquant le risque d'incendie du produit. British Airways et JetBlue, entre autres, interdisent également les appareils des vols uploads/Geographie/ securite-industrielle-originale.pdf