Les inondations d'eau salée constituent une grave menace d'incendie pour les véhicules électriques et autres appareils équipés de batteries

Inondations causées par les ouragans Hélène et Milton des milliards de dollars de dégâts dans le Sud-Est en septembre et octobre 2024, poussant les bâtiments de leurs fondations et sapant les routes et les ponts.Cela a également causé des dizaines de véhicules électriques et autres objets alimentés par batterie, comme les scooters et les voiturettes de golf, pour prendre feu.

Selon un décompte, 11 voitures électriques et 48 batteries lithium-ion ont pris feu après avoir été exposées à eaux de crue salées d'Hélène.Dans certains cas, ces incendies se propager dans les foyers.

Lorsqu’une batterie lithium-ion prend feu, elle dégage des fumées toxiques, brûle violemment et il est extrêmement difficile à éteindre.Souvent, la seule option des pompiers est de laisser le feu se consumer tout seul.

Particulièrement lorsque ces batteries sont trempées dans l'eau salée, elles peuvent devenir "bombes à retardement», selon les mots du commissaire des pompiers de l'État de Floride, Jimmy Patronis.En effet, l’incendie ne se produit pas toujours immédiatement lorsque la batterie est inondée.Selon la National Highway Traffic Safety Administration, environ 36 véhicules électriques inondés par l'ouragan Ian en Floride en 2022, plusieurs ont pris feu, dont plusieurs étaient remorqués après la tempête sur des remorques à plateau.

De nombreux consommateurs ignorent ce risque et les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans les véhicules électriques et les voitures hybrides, les vélos et scooters électriques, les tondeuses à gazon électriques et les outils électriques sans fil.

je suis un ingénieur en mécanique et je travaille pour aider à résoudre les problèmes de sécurité des batteries dans notre société de plus en plus électrifiée.Voici ce que tous les propriétaires devraient savoir sur l’eau et le risque d’incendie de batterie :

La menace de l'eau salée

Le déclencheur des incendies de batteries lithium-ion est un processus appelé emballement thermique – une séquence en cascade de réactions libérant de la chaleur à l’intérieur de la cellule de la batterie.

Dans des conditions de fonctionnement normales, la probabilité qu'une cellule lithium-ion s'emballe thermiquement est moins de 1 sur 10 millions.Mais elle augmente fortement si la cellule est soumise à des contraintes électriques, thermiques ou mécaniques, comme un court-circuit, une surchauffe ou une perforation.

L'eau salée est un problème particulier pour les batteries car le sel dissous dans l'eau est conducteur, ce qui signifie que le courant électrique le traverse facilement.L'eau pure n'est pas très conductrice, mais la conductivité électrique de l'eau de mer peut être plus de mille fois plus élevé que celle de l'eau douce.

Tous les boîtiers de batteries EV utilisent des joints pour sceller leur espace interne des éléments extérieurs.Généralement, ils ont indice d'étanchéité IP66 ou IP67.Bien que ces valeurs soient élevées, elles ne garantissent pas qu’une batterie sera étanche lorsqu’elle est immergée pendant une longue période, par exemple plus de 30 minutes.

Les blocs-batteries disposent également de divers ports pour égaliser la pression à l’intérieur de la batterie et faire entrer et sortir l’énergie électrique.Il peut s'agir de voies potentielles de fuite d'eau dans l'enceinte du pack.Une étanchéité inadéquate et des défauts de fabrication peuvent également permettre à l'eau de s'infiltrer dans la batterie si elle est immergée.

Comment l'eau mène au feu

Toutes les batteries ont deux bornes :L’un est marqué positif (+) et l’autre est marqué négatif (-).Lorsque les bornes sont connectées à un appareil qui utilise de l'électricité pour effectuer un travail, comme une ampoule, des réactions chimiques se produisent à l'intérieur de la batterie qui font circuler les électrons du négatif vers le positif.Ce crée un courant électrique et libère l'énergie stockée dans la batterie.

Les électrons circulent entre les bornes d’une batterie car les réactions chimiques à l’intérieur de la batterie créent des potentiels électriques différents entre les deux bornes.Cette différence est également connu sous le nom de tension.Lorsque l'eau salée entre en contact avec des bornes métalliques de batterie présentant des potentiels électriques différents, la batterie peut court-circuiter, induisant une corrosion rapide et des arcs électriques, et générant un courant et une chaleur excessifs.Plus le liquide qui pénètre dans la batterie est conducteur, plus le courant de court-circuit et le taux de corrosion sont élevés.

Les réactions de corrosion rapides à l'intérieur de la batterie produisent de l'hydrogène et de l'oxygène, corrodant les matériaux des bornes métalliques du côté positif de la batterie et les déposant sur le côté négatif.Même une fois l'eau évacuée, ces matériaux déposés peuvent former des ponts de court-circuit solides qui restent à l'intérieur de la batterie, provoquant un emballement thermique retardé.Un incendie peut se déclarer jours après que la batterie soit inondée.

Même une batterie complètement déchargée n’est pas nécessairement sûre en cas d’inondation.Une cellule lithium-ion, même à un état de charge de 0 %, présente toujours une différence de potentiel d'environ trois volts entre ses bornes positives et négatives, de sorte qu'un certain courant peut circuler entre elles.Pour une chaîne de batteries comportant de nombreuses cellules en série – une configuration typique dans les voitures électriques – la tension résiduelle peut encore être suffisamment élevée pour provoquer ces réactions.

De nombreux scientifiques, dont moi et mes collègues, travaillons à comprendre la séquence exacte des événements qui peuvent se produire dans une batterie après qu'elle soit exposée à l'eau salée et conduire à un emballement thermique.Nous recherchons également des moyens de contribuer à réduire les risques d’incendie liés aux batteries inondées.

Celles-ci pourraient inclure la recherche de meilleures façons de sceller les blocs-batteries ;utiliser des matériaux alternatifs, plus résistants à la corrosion pour les bornes de la batterie ;et appliquer des revêtements imperméables sur les bornes exposées à l'intérieur du bloc-batterie.

Ce que les propriétaires de véhicules électriques devraient savoir

Les voitures électriques restent très sûres à conduire et à posséder dans la plupart des circonstances.Cependant, lors de situations extrêmes comme les ouragans et les inondations, il est très important d’empêcher les batteries des véhicules électriques de devenir immergées dans l’eau, en particulier dans l’eau salée.Il en va de même pour les autres produits contenant des batteries lithium-ion.

Pour les véhicules électriques, cela signifie évacuer les voitures hors de la zone touchée ou les garer sur des terrains élevés avant que les inondations ne surviennent.Les objets plus petits, comme les vélos électriques et les outils électriques, peuvent être déplacés vers les étages supérieurs des bâtiments ou stockés sur des étagères hautes.

Si vous possédez un véhicule électrique qui a été immergé dans l'eau pendant des heures, voire des jours, en particulier dans l'eau salée, les experts en sécurité publique recommandent le traiter comme un risque d'incendie et en le plaçant sur un terrain découvert, à l'écart d'autres biens de valeur.N'essayez pas de le charger ou de le faire fonctionner.Contactez le fabricant pour une inspection afin d'évaluer les dommages à la batterie.

Souvent, un véhicule électrique inondé devra être remorqué pour une inspection plus approfondie.Cependant, comme l'emballement thermique peut se produire bien après l'immersion, la voiture ne doit pas être déplacée. jusqu'à ce qu'il ait été évalué professionnellement.