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Les accumulateurs d'énergie au lithium font partie intégrante de notre quotidien. Qu'il s'agisse de téléphones portables, d'ordinateurs portables, de tablettes, de visseuses sans fil ou de vélos électriques, les batteries au lithium sont utilisées partout. Ainsi, ces batteries ont également fait leur entrée à bord, dans les équipements portables (outils, radios portatives), mais aussi comme batteries de consommation. Les avantages sont évidents : une densité énergétique plus élevée que les batteries plomb-acide comparables, et donc une forme plus petite et un poids plus faible pour une capacité égale ou supérieure. De plus, les batteries au lithium absorbent mieux le courant de charge, sont plus résistantes au cyclage et durent donc nettement plus longtemps. De plus, cette technologie est devenue de plus en plus abordable au cours des dernières années, ce qui la rend de plus en plus attrayante par rapport aux lourdes batteries plomb-acide.
Mais les accumulateurs au lithium ont aussi un inconvénient majeur, à savoir le risque d'incendie. La technologie au lithium est certes considérée comme très sûre, les accumulateurs sont équipés d'un système électronique de régulation, appelé Battery Management System (BMS), qui doit protéger contre les surcharges et les courts-circuits. Mais lorsqu'un accumulateur au lithium prend feu, il était jusqu'à présent quasiment impossible d'éteindre l'incendie. Seule possibilité : laisser brûler de manière contrôlée, recouvrir de grandes quantités de sable ou refroidir dans un bain d'eau afin de stopper le processus chimique du passage thermique. Toutes ces variantes sont plutôt irréalisables sur un bateau.
Le développement d'agents d'extinction spéciaux pour les batteries au lithium, que certains fabricants proposent depuis peu, est donc d'autant plus réjouissant.
Plusieurs extincteurs testés par YACHT
Testé nous avons quatre extincteurs Il s'agit d'une gamme d'extincteurs qui doivent explicitement pouvoir éteindre les batteries au lithium en feu. Parmi eux, le Lithium X6 de Bavaria, l'extincteur spécial type P6.0 de CW Fire, le Pro-Line Wasser Lithium de Gloria et le modèle G6 SDJ Gel de Jockel. Le modèle de Bavaria est également adapté à la classe de feu D et doit donc pouvoir lutter contre les feux de métaux. L'extincteur spécial de CW Fire-Support a été développé pour les forces d'intervention, afin d'éteindre la pyrotechnie (par exemple lors de matchs de football) et les personnes qui prennent ainsi feu. Il existe sous une forme spéciale à porter sur le dos. La variante traditionnelle est présente dans le test. L'extincteur de Gloria indique même qu'il permet d'éteindre des piles jusqu'à 1.200 watts-heure.
La quantité d'agent extincteur varie entre cinq et neuf litres pour les produits testés. Les agents extincteurs sont également différents : Bavaria mise sur l'agent AVD, CW Fire sur l'eau et le Trident, Gloria sur l'eau et l'Imprex C et Jockel sur le Firesorb PM01. Ce qui se cache exactement derrière les noms des produits n'est pas clair. Les agents d'extinction sont moussés avec de l'eau ou ont une consistance de gel. Une caractéristique essentielle de ces additifs est qu'ils rendent la partie eau résistante aux températures extrêmement élevées de 1.500 degrés Celsius et plus.
Extrêmement dangereux : éteindre une batterie au lithium en feu avec de l'eau
En effet, éteindre un accumulateur au lithium en feu avec de l'eau peut s'avérer extrêmement dangereux. Si la quantité d'eau n'est pas suffisante pour refroidir l'incendie, c'est-à-dire si l'on se contente d'éteindre l'incendie avec un brouillard d'eau, les molécules d'eau peuvent se décomposer sous l'effet de la chaleur extrême. Il reste alors de l'hydrogène et de l'oxygène. Ces deux éléments sont extrêmement inflammables et ne font qu'attiser l'incendie. C'est pourquoi il est si important de choisir le bon agent extincteur et d'éviter le mauvais.
Mais il faut également faire preuve d'une grande prudence avec le bon moyen d'extinction. En effet, l'accumulateur en feu est extrêmement explosif, les différentes cellules volent parfois sur plusieurs mètres, ce qui provoque de grandes flammes instantanées et une fumée extrêmement toxique qui contient entre autres de l'acide fluorhydrique. Plus la batterie est chargée, plus l'énergie libérée est importante et plus l'incendie est violent. Cela peut être facilement illustré : Un accumulateur d'une capacité d'un kilowatt-heure (ce qui correspond seulement à environ 83 ampères-heures à 12 volts) peut fournir 1.000 watts pendant une heure. Si elle fournit cette énergie en seulement 30 minutes, ce sont déjà 2.000 watts, 4.000 en 15 minutes, 8.000 en 7,5 minutes et 16 kilowatts en à peine quatre minutes. Cela correspond à l'énergie de dix radiateurs soufflants, concentrée en un seul point.
La libération d'une telle quantité d'énergie en peu de temps s'accompagne de températures extrêmement élevées et de grandes flammes, ainsi que de la formation d'hydrogène qui brûle de manière explosive. Ce processus est également appelé passage thermique (en anglaisfuite thermique). En raison d'un court-circuit, d'un dommage mécanique ou d'une erreur lors de la charge de la batterie, une cellule s'échauffe jusqu'à ce qu'elle prenne feu, ce qui déclenche le même processus dans les cellules environnantes. Une réaction en chaîne se déclenche et ne peut pas être arrêtée facilement. Il n'est pas possible d'éteindre ce feu au sens propre du terme, car il ne dépend pas de l'apport d'oxygène.
Attendre pour comparer
La seule chance est d'interrompre le processus de passage thermique en refroidissant fortement. Ainsi, la propagation à d'autres cellules et au navire doit être empêchée. C'est ce que doivent faire les agents extincteurs spéciaux de nos appareils de test. Sur le terrain d'essai, nous laissons d'abord l'accu allumé par l'élément chauffant s'enflammer correctement. Des flammes aiguës et des explosions isolées aident à évaluer le nombre d'éléments qui ont déjà sauté. À bord, on commencerait bien sûr immédiatement à essayer d'éteindre la batterie. Pour une meilleure comparaison, nous attendons que le Thermal Runaway soit en pleine action.
Clemens Widmayr, directeur de CW Fire et pompier expérimenté, se glisse dans les vêtements de protection et manipule les extincteurs. En tant que profane et sans vêtements de protection, il ne faut pas s'approcher trop près d'une batterie au lithium en feu.
Le Lithium X6 de Bavaria se transforme directement en épreuve du feu pour la visière du casque et la veste de pompier, car les cellules continuent tout simplement d'exploser et de voler comme des projectiles. L'agent extincteur n'a pas d'effet notable, si bien que l'essai doit être interrompu après un peu plus d'une minute. Comme l'extincteur ne pulvérise l'agent extincteur qu'à environ deux mètres, l'expert parle ici de la distance de projection, il faut aussi s'aventurer dangereusement près du foyer d'incendie pour l'éteindre.
La situation est meilleure avec les produits de CW Fire et Gloria. L'extincteur Gloria contient certes neuf litres d'agent extincteur, mais il présente l'inconvénient de devoir s'approcher très près du foyer d'incendie. L'extincteur spécial de CW Fire-Support, en revanche, a une portée de huit mètres. Il compense la quantité réduite d'agent extincteur par une bonne capacité de dosage. De cette manière, les flammes peuvent être éteintes à pleine puissance et les cellules qui couvent individuellement peuvent être tenues en échec avec un jet réduit et bien dosé. On peut ainsi éteindre assez longtemps et éviter un retour de flamme.
Appeler les secours dans tous les cas
Cela ne peut toutefois jamais être totalement exclu pour les accumulateurs au lithium. En effet, certaines cellules, qui sont peut-être sur le point de passer, peuvent encore dépasser le seuil de température critique quelques minutes après la tentative d'extinction et relancer la réaction en chaîne. C'est pourquoi il faut toujours appeler les secours en cas d'incendie d'un accumulateur, même si le feu semble être maîtrisé. Dès que l'accumulateur d'énergie ne fume plus, il doit être retiré du bateau. Par mesure de sécurité, les pompiers continuent de stocker les accumulateurs éteints dans un bain d'eau réfrigérée, même plusieurs heures plus tard.
L'extincteur de Jockel a commencé de manière prometteuse et l'incendie semblait éteint à 1 minute 59. Mais à la minute 4:45, les flammes ont soudainement repris et il ne restait plus assez d'agent extincteur pour éteindre l'inflammation du dos. Il n'a donc pas été possible d'éteindre le feu. Dans le cas des extincteurs, l'évaluation ne peut se faire qu'entre les extrêmes de la réussite et de l'échec de l'extinction.
En cas d'urgence, la seule solution en cas de reprise du feu est de se retirer, de mettre l'équipage et soi-même en sécurité. En mer, la seule solution est de rejoindre le radeau de sauvetage ou l'annexe. Mais quand le moment est-il venu, lorsque l'incendie est devenu incontrôlable ?
Lors du test, il y a eu, en particulier avec les extincteurs qui éteignaient moins bien, comme le modèle Lithium X6 de Bavaria, des situations qui auraient été extrêmement dangereuses pour des profanes. Et même si nous aurions aimé tenir nous-mêmes les extincteurs dans nos mains lors de l'essai, nous étions heureux qu'un expert en protection incendie expérimenté, portant des vêtements de protection, se charge de cette partie. En effet, les flammes intenses et les cellules qui explosent et tirent dans tous les sens rendent la tentative d'extinction très dangereuse. En cas d'urgence, même si l'on n'a pas de vêtements de protection sous la main, il est quasiment impossible de s'approcher à moins de trois ou quatre mètres du foyer d'incendie.
Une petite sensation
La bonne nouvelle, c'est que certains des extincteurs testés ont réussi à combattre l'incendie ! C'est même une petite sensation, car auparavant, on considérait que c'était peine perdue. Néanmoins, le Résultat du test également être considéré de manière critique : L'environnement de test était très sûr grâce à l'évacuation de l'air et au verre blindé, et offrait un accès sans entrave au foyer d'incendie. Ce n'est certainement pas le cas en cas d'urgence. Si l'incendie n'est détecté que tardivement et que l'endroit est à peine accessible, les flammes auront probablement déjà atteint le bateau et il ne sera pas possible de tenter de l'éteindre sans danger. De plus, les flammes et la fumée sous le pont ne peuvent pas se propager vers le haut et frapper la personne avec l'extincteur.
Si les incendies naissants sont découverts rapidement, les chances d'extinction sont encore réelles. Holger Flint, de l'assureur Pantaenius, conseille, si l'on décide de tenter d'éteindre l'incendie, de s'approcher du foyer en se baissant le plus possible, car la fumée finit par s'élever sous le plafond du salon. De manière générale, il ne faut pas sous-estimer la grande toxicité des fumées. Lorsque des matières plastiques brûlent, de l'acide chlorhydrique corrosif se forme en cas d'inhalation. De plus, les fumées contiennent beaucoup de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone. Dans le cas d'une batterie au lithium en feu, l'acide fluorhydrique est une autre toxine extrêmement toxique, même au contact de la peau.
Dans ces conditions, les experts déconseillent plutôt de tenter d'éteindre le feu, le risque de se blesser étant beaucoup trop élevé. A cela s'ajoute le fait que les extincteurs sont tous assez encombrants et lourds. L'extincteur spécial de CW Fire est le seul modèle qui pèse moins de dix kilos sur la balance. Le leader peu glorieux est le Pro-Line Wasser Lithium de Gloria avec son poids peu maniable de 16,7 kilos. En revanche, avec neuf litres, il contient nettement plus d'agent extincteur dans son réservoir.
En plus de la manipulation, il faut penser à un rangement sûr : Il ne faut pas qu'un tel objet fasse du bruit dans la cabine en cas de mer agitée, mais il doit toujours être à portée de main en cas d'urgence. Sur les petits bateaux, l'espace de rangement adéquat risque d'être rare.
Exclure les causes d'incendie à l'avance
La première chose à faire est donc d'exclure à l'avance les causes possibles d'incendie. Selon Holger Flint de Pantaenius, dans le cas des batteries au lithium, il s'agit de la technique de charge et des incendies à la périphérie de la batterie, qui entraînent ensuite une rupture thermique. Si l'accumulateur d'énergie est plein et que le chargeur continue à charger, l'accumulateur peut subir une rupture thermique. La technique de charge doit donc fonctionner, cela concerne le chargeur de 230 à 12 volts, l'alternateur et le régulateur de charge idéalement raccordé ainsi que le régulateur de charge solaire. Mais même les batteries externes de l'équipement embarqué ne devraient être chargées qu'avec les blocs d'alimentation recommandés par le fabricant. C'est là qu'intervient Rainer Daniel, directeur de Fisacon, avec son Raclan Box. La boîte ignifuge peut contenir jusqu'à deux batteries de vélos électriques (capacité totale de 1,7 kilowatt-heure) et empêche les flammes de se propager au bâtiment ou au bateau en cas d'incendie. Pour ce faire, les accumulateurs d'énergie sont chargés dans le coffre, car c'est justement le processus de chargement qui comporte le plus de risques. Pour que le poids reste raisonnable, la caisse est fabriquée en bois blindé. Il s'agit de hêtre à haute densité qui est incombustible et résiste à de fortes explosions.
Outre une infrastructure de recharge défectueuse, des défauts de matériel ou des dommages mécaniques de l'accumulateur électrique peuvent poser problème. Les premiers ne sont pas détectables, mais les seconds peuvent l'être. Si l'appareil ou l'accumulateur ont été endommagés, si l'accumulateur présente des dommages visibles sur le boîtier, la seule solution est de le remplacer pour des raisons de sécurité.
Savoir de quelle batterie il s'agit
Le type d'accu dont il s'agit est également décisif pour la sécurité de fonctionnement. En effet, l'accumulateur au lithium n'est qu'un terme générique qui regroupe différentes chimies de cellules et formes de construction. La désignation exacte précise ensuite les matériaux d'électrode et les électrolytes qu'elle contient. Les accumulateurs NMC sont très répandus. Cette abréviation signifie "oxyde de nickel, de manganèse et de cobalt".
Une autre combinaison de matériaux répandue est la batterie lithium-phosphate de fer, en abrégé LiFePO. Les différences entre les matériaux utilisés ont un impact sur la densité énergétique et la sécurité de fonctionnement. Les accumulateurs lithium-phosphate de fer sont considérés comme thermiquement sûrs, confirme Holger Flint. C'est une bonne nouvelle, car cette chimie cellulaire est souvent utilisée pour les batteries de consommation à bord.
Mais, en particulier pour les applications où le poids et les dimensions doivent être réduits au maximum, on utilise des types de cellules qui ont une densité énergétique plus élevée et qui sont également plus susceptibles de subir une rupture thermique en cas d'erreur dans la technique de charge. La technique est certes très sûre, mais les accumulateurs d'électricité sont aussi extrêmement répandus. On les trouve dans tous les domaines de la vie quotidienne, et il est facile de découvrir à bord dix équipements équipés d'une batterie. Déjà avec les smartphones, les tablettes, les lampes de poche ou les lampes frontales, les powerbanks, les radios portables, les drones et les vélos pliants électriques, on arrive à un nombre considérable de batteries au lithium sur chaque yacht. Pour la sécurité en mer, il n'est donc plus question de paniquer en pensant au pire des cas.
Ainsi, en cas de doute, un contrôle de l'installation électrique et de l'infrastructure de recharge par un spécialiste permet généralement d'éviter le pire. En particulier pour les gadgets tels que les drones, dans lesquels des batteries à haute densité énergétique sont intégrées, il convient de miser sur des blocs d'alimentation de marque lors de la charge. Il est également judicieux de vérifier visuellement que la batterie n'est pas endommagée. Pour les batteries de vélo, qui peuvent aussi être particulièrement dangereuses en cas d'incendie en raison de leur grande capacité, la boîte ignifuge de Fisacon peut offrir une sécurité supplémentaire.
L'extincteur est utilisé en dernier
L'extincteur pour batteries au lithium n'est alors que la dernière ligne de défense, lorsque toutes les autres précautions ont échoué. Et même si le test a montré que les tentatives d'extinction d'un accumulateur au lithium en feu peuvent être extrêmement dangereuses, l'extincteur approprié en mer fera peut-être la différence.
La seule option en cas d'échec de la tentative d'extinction est de quitter le bateau. Si l'extincteur ne suffit plus à maîtriser l'incendie, la seule solution est de se retirer dans l'annexe ou le radeau de sauvetage.
Cela vaut-il la peine d'acheter un extincteur spécial pour le cas, que l'on espère très improbable, où une batterie au lithium prendrait feu ? Même si la sécurité ne doit pas être liée à l'argent : Les extincteurs spéciaux ne sont pas particulièrement bon marché. Le modèle de Gloria coûte près de 160 euros. De plus, il est plutôt encombrant. Il faut cependant tenir compte du fait que l'extincteur de Gloria répond à la classe d'incendie A, c'est-à-dire qu'il peut éteindre des matières solides enflammées, et que l'extincteur spécial de CW Fire répond même aux classes A et B, c'est-à-dire qu'il peut également éteindre des matières liquides enflammées.
Il serait donc possible d'emporter à bord l'extincteur contre les feux de lithium non pas en plus, mais à la place du grand extincteur à mousse. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir un espace supplémentaire pour le ranger. Et en cas d'urgence, l'appareil peut tout simplement venir à bout d'une cause d'incendie supplémentaire.
Voici ce que le YACHT a testé
Rainer Daniel, directeur de Fisacon, a l'expérience des tests d'inflammation des batteries au lithium et dispose également de l'environnement de test adéquat. En effet, un incendie extrêmement chaud et potentiellement inextinguible, qui produit des gaz toxiques, peut rapidement devenir un risque pour les testeurs. C'est pourquoi les essais ont été réalisés dans un conteneur de fret avec une ventilation spéciale et derrière une vitre blindée par un expert en protection incendie expérimenté. Les batteries proviennent toutes de vélos électriques de la Poste, étaient entièrement chargées et ont une capacité d'environ 800 watts-heure. Elles ont été allumées électriquement par un élément chauffant. La tentative d'extinction n'a commencé que lorsque la batterie était en feu et qu'une dizaine de cellules avaient déjà été traversées. Ainsi, il était certain que l'incendie ne s'éteindrait pas de lui-même et que tous les extincteurs se trouveraient dans des conditions comparables.
Les essais d'extinction avec l'extincteur correspondant ont montré à quel point un accumulateur au lithium en feu est imprévisible : il est impossible de prévoir quand la prochaine cellule ou plusieurs à la fois vont passer. Les cellules peuvent aussi voler à plusieurs mètres comme des projectiles. L'incendie extrêmement chaud (1.500 degrés Celsius) interdit l'extinction avec de l'eau pulvérisée, car la structure moléculaire peut se décomposer à ces températures et il reste alors de l'hydrogène et de l'oxygène - un mélange explosif. C'est pourquoi, s'il faut de l'eau, il faut en utiliser beaucoup.
Voici comment les extincteurs ont été testés
Bavaria (Lithium X6)
- prix :589 euros
- Quantité de remplissage :6 litres
- Poids : 10,8 kilogrammes
- Dimensions :60 x 30 centimètres
- Classes de feu / Moyens d'extinction :A, D, Li-Io / AVD
- Distance de lancer : 1-2 mètres, très faible
- Durée de suppression : 1:02 minutes (puis interruption)
- Performance de suppression :Ne s'éteint pas. L'agent extincteur très finement pulvérisé n'a aucun effet. La batterie continue de brûler et certaines cellules explosent, si bien que la tentative d'extinction est interrompue sans succès.
- Particularités : Après la tentative d'extinction, il reste encore beaucoup d'agent extincteur. Mais les explosions incessantes ont rendu la situation trop dangereuse, même avec des vêtements de protection.
- Conclusion : Prévu explicitement pour éteindre les batteries en feu, l'extincteur ne remplit malheureusement pas son rôle. L'agent extincteur est trop finement pulvérisé par la buse et n'atteint pas le foyer d'incendie en quantité suffisante. Pas de succès d'extinction
- Disponible sous : www.bavaria-feuerloeschershop.de
Évaluation : *
CW Fire (extincteur spécial TYPE P6.0)
- prix : 172 euros
- Quantité de remplissage : 5 litres
- Poids : 9,7 kilogrammes
- Dimensions : 52 x 15 centimètres
- Classes de feu / Moyens d'extinction : A, B, matières pyrotechniques / eau et trident
- Distance de lancer :5-8 mètres
- Durée de suppression : 4:38 minutes
- Performance de suppression :S'éteint rapidement. L'accumulateur se réenflamme à plusieurs reprises. Effacé définitivement après 4:38 minutes
- Particularités :Durée d'extinction assez longue grâce à un bon dosage. Grande portée
- Conclusion : L'extincteur a été conçu pour les forces d'intervention afin d'éteindre les personnes qui ont été enflammées par des engins pyrotechniques ou incendiaires. Il se porte sur le dos, nous avons essayé la forme de construction pour le marché libre. L'extincteur peut être utilisé de manière très dosée et à une plus grande distance.
- Disponible sous : www.cwfire-support.de
évaluation : ***** (vainqueur du test YACHT)
Gloria (Pro-Line eau lithium)
- prix :158 euros
- Quantité de remplissage : 9 litres
- Poids : 16,7 kilogrammes
- Dimensions : 58 x 20 centimètres
- Classes de feu / Moyens d'extinction : A, spécialisé dans les batteries au lithium / eau et Imprex C
- Distance de lancer :1-3 mètres
- Durée de suppression : 2:53 minutes
- Performance de suppression :Effet d'extinction bon, mais il faut s'approcher très près du foyer d'incendie Particularités Jet d'extinction assez fin, presque du brouillard. Distance de projection assez faible
- Conclusion :L'extincteur tient les promesses du fabricant. Mais c'est aussi l'extincteur le plus grand et le plus lourd du test. En raison de la faible portée, il faut s'approcher très près du foyer d'incendie pour l'éteindre, ce qui peut être dangereux. Un résultat d'extinction convaincant malgré tout
- Disponible sous : www.gloria.de
Évaluation : *****
Jockel (G 6 SDJ Gel)
- prix :128 euros
- Quantité de remplissage : 6 litres
- Poids : 10,1 kilogrammes
- Dimensions : 58 x 13 centimètres
- Classes de feu / Moyens d'extinction :A, Li-Io / Firesorb PM01
- Distance de lancer :1 mètre
- Durée de suppression : 2:05 minutes
- Performance de suppression :D'abord bon succès d'extinction, puis inflammation du dos. Après 5 secondes supplémentaires, l'extincteur est vide, la batterie continue de brûler.
- Particularités : L'agent extincteur est moussant, agit bien au début, mais n'éteint pas de manière fiable
- Conclusion : L'extincteur a une portée très faible, il faut s'approcher très près du foyer d'incendie. L'agent extincteur a d'abord bien fonctionné, mais n'a ensuite pas été suffisant. L'extincteur s'est vidé trop rapidement. Pas de succès d'extinction
- Disponible sous : www.jockel.de
Évaluation:*
Gloria (SB 9 Pro) Extincteur à mousse
- prix : 120 euros
- Quantité de remplissage : 9 litres
- Poids : 15,3 kilogrammes
- Dimensions : 58 x 20 centimètres
- Classes de feu / Moyens d'extinction :A, B / eau et Gloria Light plus
- Distance de lancer :jusqu'à 3 mètres
- Durée de suppression :1:07 minutes (extincteur vide)
- Performance de suppression : Le succès de l'extinction surprend, mais n'est pas convaincant. La batterie continue de fumer pendant 14 minutes, mais ne s'enflamme plus.
- Particularités :L'extincteur à mousse n'est pas prévu pour lutter contre l'incendie des batteries au lithium en feu. Nous l'avons inclus dans le test à titre de comparaison, car les extincteurs à mousse sont très répandus. Il s'est avéré qu'il n'est pas conseillé de lutter contre un incendie avec un extincteur non homologué.
- Conclusion :Après la tentative d'extinction, certaines cellules continuaient à fumer, l'agent extincteur était épuisé. Succès d'extinction limité
- Disponible sous : www.gloria.de
