Quel est le danger des voitures électriques en feu ?

Une détonation sèche, puis c'est l'explosion : un module de batterie d'une voiture électrique est en feu dans la galerie d'essai de Hagerbach. Une vidéo de l'essai montre de manière impressionnante l'énergie contenue dans de telles batteries : des flammes instantanées de plusieurs mètres de long sifflent à travers l'espace et produisent d'énormes quantités de suie noire et épaisse. La visibilité dans le tronçon de tunnel auparavant bien éclairé devient rapidement nulle. Après quelques minutes, le module de batterie est brûlé. Les cendres et la suie se sont répandues dans toute la pièce.

Groupe cible : Exploitants de parkings à étages et souterrains

L'essai, financé par l'Office fédéral suisse des routes (Astra) et auquel ont participé plusieurs chercheurs de l'Empa, a déjà eu lieu en décembre 2019. L'évaluation est désormais disponible. "Dans notre expérience, nous avons surtout pensé aux exploitants privés et publics de petits et grands parkings souterrains ou à étages", explique le chef de projet Lars Derek Mellert de l'entreprise Amstein + Walthert Progress AG. "Toutes ces constructions souterraines déjà existantes sont de plus en plus souvent utilisées aussi par des voitures électriques. Et les exploitants se posent la question suivante : que faire si une telle voiture prend feu ? Quels sont les risques pour la santé de mes employés ? Quels sont les effets d'un tel incendie sur le fonctionnement de mon installation" ? Mais jusqu'à présent, il n'existait guère de littérature spécialisée pertinente, et encore moins d'expérience pratique pour un tel cas.

Mellert a développé trois scénarios d'essai avec le soutien du chercheur en batteries Marcel Held et du spécialiste de la corrosion Martin Tuchschmid de l'Empa. Des experts de la galerie d'essai Hagerbach AG et du Centre d'études des tunnels (CETU) français de Bron ont également participé à ce projet. "Nous avons monté des surfaces d'essai dans la chambre de combustion, sur lesquelles la suie s'est déposée", explique Martin Tuchschmid, spécialiste de la corrosion et des dommages dus au feu à l'Empa. "Après l'essai, les surfaces ont été analysées chimiquement et également stockées pendant plusieurs mois dans des locaux spéciaux afin de détecter d'éventuels dommages dus à la corrosion".

Scénario 1 : incendie dans un espace clos

Le premier scénario concerne un incendie dans un parking fermé sans ventilation mécanique. On a supposé une surface de stationnement de 28 x 28 mètres et une hauteur d'étage de 2,5 mètres. Un tel niveau de parking aurait un volume d'air de 2000 mètres cubes. On suppose l'incendie d'une petite voiture avec une batterie entièrement chargée d'une puissance de 32 kWh. Pour des raisons d'économie d'expérimentation, tout a été réduit à 1/8 : On a donc mis le feu à un module de batterie entièrement chargé d'une capacité de 4 kWh dans une pièce avec un volume d'air de 250 mètres cubes. L'étude a porté sur la manière dont la suie se dépose sur les parois du tunnel, les surfaces et les combinaisons de protection des pompiers présents, sur la toxicité des résidus et sur la manière dont le lieu de l'incendie peut être nettoyé après l'événement.

Scénario 2 : incendie dans un local équipé de sprinklers

Le scénario 2 porte sur les résidus chimiques dans l'eau d'extinction utilisée. Le dispositif expérimental était identique à celui du scénario 1, mais cette fois-ci, la fumée de la batterie était dirigée à l'aide d'une tôle sous une douche d'eau qui ressemblait à un système d'arrosage. L'eau de suie qui tombait était recueillie dans un bassin de rétention. La batterie n'a pas été éteinte, mais a également brûlé entièrement.

Scénario 3 : incendie dans un tunnel avec ventilation

Dans ce scénario, il s'agissait d'étudier l'effet d'un tel incendie sur un système de ventilation. Dans quelle mesure la suie se répand-elle dans les conduits d'évacuation d'air ? Des substances s'y déposent-elles, entraînant des dégâts de corrosion ? Dans l'expérience, un module de batterie de 4 kWh a de nouveau été incendié, mais cette fois, un ventilateur a soufflé la fumée à vitesse constante (environ 1,5 m/s) dans un tunnel d'aération de 160 mètres de long. À des distances de 50, 100 et 150 mètres du lieu de l'incendie, les chercheurs avaient monté des tôles dans le tunnel, sur lesquelles la suie se déposait. La composition chimique de la suie et les éventuels effets de corrosion ont été analysés dans les laboratoires de l'Empa.

Les résultats de l'essai ont été présentés début août 2020 dans un Rapport final a été publié. Le chef de projet Mellert peut d'une part lever l'alerte : D'un point de vue thermique, une voiture électrique en feu n'est pas plus dangereuse qu'une voiture à propulsion conventionnelle en feu. "Les émissions polluantes d'un incendie de véhicule ont toujours été dangereuses et, dans certaines circonstances, mortelles", peut-on lire dans le rapport final. Indépendamment de la forme de propulsion ou de l'accumulateur d'énergie, l'objectif principal doit être que toutes les personnes s'éloignent le plus rapidement possible de la zone de danger. L'acide fluorhydrique, très corrosif et toxique, est souvent considéré comme un danger particulier en cas d'incendie de batteries. Dans les trois essais réalisés dans le tunnel de Hagerbach, les concentrations sont toutefois restées en dessous du seuil critique.

Conclusion : Une ventilation de tunnel qui est à la pointe de la technique ne s'accommode pas seulement des voitures à essence qui brûlent, mais aussi des voitures électriques. De même, il ne faut pas s'attendre à des dommages accrus dus à la corrosion de l'installation de ventilation ou des équipements du tunnel, au vu des résultats désormais disponibles.

Les pompiers ne doivent pas non plus réapprendre quoi que ce soit sur la base des essais. Les pompiers savent que la batterie d'une voiture électrique ne peut pas être éteinte et qu'elle ne peut être refroidie qu'avec de grandes quantités d'eau. Ainsi, le feu peut éventuellement se limiter à quelques cellules de la batterie, une partie de la batterie ne brûlant pas. Bien sûr, une telle épave partiellement brûlée doit être conservée dans un bassin d'eau ou un conteneur spécial pour éviter qu'elle ne se rallume. Mais cela est déjà connu des spécialistes et fait l'objet d'exercices.

L'eau d'extinction est toxique

En revanche, les eaux d'extinction et de refroidissement produites lors de la lutte contre un tel incendie et du stockage d'une batterie brûlée dans un bain d'eau posent problème. Les analyses ont révélé que la charge chimique de l'eau d'extinction est 70 fois supérieure aux valeurs limites suisses pour les eaux usées industrielles, et que l'eau de refroidissement est même jusqu'à 100 fois supérieure à la valeur limite. Il est important que cette eau hautement polluée ne s'écoule pas dans les égouts sans un prétraitement approprié.

Décontamination professionnelle nécessaire

Après les essais, la pièce a été décontaminée par des professionnels de l'assainissement des incendies. Des échantillons prélevés par la suite ont confirmé que les méthodes et le temps consacrés étaient également suffisants pour l'assainissement après l'incendie d'une voiture électrique. Mais Mellert met en garde les propriétaires privés de garages souterrains : "N'essayez pas d'éponger vous-même la suie et la saleté. La suie contient de grandes quantités d'oxyde de cobalt, d'oxyde de nickel et d'oxyde de manganèse. Ces métaux lourds provoquent de fortes réactions allergiques sur une peau non protégée". L'assainissement après un incendie de voiture électrique est donc dans tous les cas un travail pour des professionnels en combinaison de protection.

Et voici la vidéo.