Que se passe-t-il si une voiture électrique prend feu dans un tunnel routier ou dans un parking souterrain? Dans la galerie d'essai de Hagerbach, les chercheurs de l'Empa, en collaboration avec l'expert en sécurité des tunnels Lars Derek Mellert, ont mis le feu aux éléments de batterie de voitures électriques, analysé la répartition de la suie et des gaz de combustion ainsi que les résidus chimiques dans l'eau d'extinction.
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Une détonation, puis c’est parti: un module de batterie d’une voiture électrique est en feu dans la galerie d’essai de Hagerbach. Une vidéo du test montre de façon impressionnante l’énergie contenue dans ces batteries: des flammes d’un mètre de long sifflent à travers la pièce et produisent d’énormes quantités de suie noire épaisse. La visibilité dans la section du tunnel auparavant très éclairée s’approche rapidement de zéro. Au bout de quelques minutes, le module de la batterie s’épuise. Les cendres et la suie se sont répandues dans la pièce.
Groupe cible: exploitants de parkings à étages et de parkings souterrains
L’essai, qui a été financé par l’Office fédéral des routes (Astra) et auquel plusieurs chercheurs de l’Empa ont participé, a eu lieu en décembre 2019. Le rapport d’évaluation est maintenant disponible. „Dans notre expérience, nous pensions avant tout aux opérateurs privés et publics de petits et grands parkings souterrains ou à étages“, explique le chef de projet Lars Derek Mellert de Amstein + Walthert Progress AG. „Toutes ces structures souterraines existantes sont également de plus en plus utilisées par les voitures électriques. Et les opérateurs se posent la question : 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 ma complexe“? Mais jusqu’à présent, il n’y a guère eu de littérature technique, et encore moins d’expérience pratique pour un tel cas.
Lars Derek Mellert a développé trois scénarios de test 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 de Hagerbach AG et du Centre d’études des tunnels (CETU) français de Bron ont également été impliqués. „Nous avons installé 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 causés par le feu à l’Empa. „Après les tests, les surfaces ont été analysées chimiquement et également stockées dans des pièces spéciales pendant plusieurs mois afin de détecter d’éventuels dommages dus à la corrosion“.
Scénario 1: Incendie dans un espace clos
Le premier scénario implique un incendie dans un parking fermé sans ventilation mécanique. Nous avons imaginé une aire de stationnement de 28 x 28 mètres et une hauteur de plancher de 2,5 mètres. Un tel plancher de parking aurait un volume d’air de 2000 mètres cubes. Nous avons supposé l’incendie d’une petite voiture avec une batterie complètement chargée de 32 kWh. Pour des raisons d’économie lors de l’essai, tout a été réduit à 1/8: Un module de batterie entièrement chargé d’une capacité de 4 kWh dans une pièce avec un volume d’air de 250 mètres cubes a été mis en feu. Les chercheurs ont examiné comment la suie se dépose sur les parois du tunnel, les surfaces et sur les combinaisons de protection portées par les pompiers présents, la toxicité des résidus et la manière dont le site de l’incendie peut être nettoyé après l’événement.
Scénario 2: Incendie dans une pièce équipée d’un système de gicleurs
Le scénario 2 traite des résidus chimiques dans l’eau utilisée pour la lutte contre les incendies. Le dispositif de test était identique au scénario 1, mais cette fois, la fumée de la batterie était dirigée sous une douche d’eau semblable à un système d’arrosage à l’aide d’une plaque métallique. L’eau de suie de pluie a été recueillie dans un bassin de collecte. La batterie n’a pas été éteinte, mais elle a aussi complètement brûlé.
Scénario 3: Incendie dans un tunnel avec ventilation
Dans ce scénario, l’accent a été mis sur l’effet d’un tel incendie sur un système de ventilation. Quelle est la répartition de la suie dans les conduits d’évacuation? Les substances qui causent des dommages par corrosion s’y déposent-elles? Lors de l’expérience, un module de batterie de 4 kWh a de nouveau été mis à feu, mais cette fois, un ventilateur a soufflé la fumée à une vitesse constante (environ 1,5 m/s) dans un tunnel de ventilation de 160 mètres de long. À une distance de 50, 100 et 150 mètres du lieu de l’incendie, les chercheurs avaient installé des tôles dans le tunnel où la suie était déposée. La composition chimique de la suie et les éventuels effets de corrosion ont été analysés dans les laboratoires de l’Empa.
Les résultats de ces tests ont été publiés dans un rapport final au début du mois d’août 2020. Le chef de projet Lars Derek Mellert peut donner le feu vert: Une voiture électrique en feu n’est pas plus dangereuse d’un point de vue thermique qu’une voiture en feu avec une propulsion conventionnelle. „Les émissions polluantes d’un incendie de véhicule ont toujours été dangereuses et éventuellement mortelles“, indique le rapport final. Indépendamment du type d’entraînement ou de système de stockage d’énergie, l’objectif premier doit être de faire en sorte que toutes les personnes puissent quitter la zone dangereuse le plus rapidement possible. L’acide fluorhydrique, très corrosif et toxique, est souvent considéré comme un danger particulier des batteries en feu. Dans les trois essais réalisés dans le tunnel du Hagerbach, les concentrations sont toutefois restées en dessous de la plage critique.
Conclusion: un système de ventilation de tunnel à la pointe de la technologie permet de faire face non seulement aux voitures à essence en feu, mais aussi aux voitures électriques en feu. Il ne faut pas non plus s’attendre à une augmentation des dommages causés par la corrosion au système de ventilation ou aux équipements du tunnel sur la base des résultats maintenant disponibles.
Même les pompiers ne doivent rien apprendre de nouveau sur la base des tests. Les pompiers savent que la batterie d’une voiture électrique ne peut pas être éteinte et ne peut être refroidie qu’avec de grandes quantités d’eau. Ainsi, le feu peut éventuellement se limiter à quelques éléments de la batterie, et ainsi, une partie de la batterie ne brûlera pas. Bien entendu, une telle épave partiellement brûlée doit être stockée dans un bassin d’eau ou un conteneur spécial afin qu’elle ne puisse pas se rallumer. Mais cela est déjà connu des spécialistes et est déjà pratiqué.
L’eau d’extinction est toxique
Un problème, cependant, est l’eau d’extinction et de refroidissement qui est produite lors de la lutte contre un tel incendie et du stockage d’une batterie brûlée dans un bain d’eau. Les analyses ont montré que la charge chimique de l’eau d’extinction dépasse les valeurs limites suisses pour les eaux usées industrielles d’un facteur 70, et l’eau de refroidissement est même jusqu’à 100 fois supérieure à la valeur limite. Il est important que cette eau hautement contaminée ne s’écoule pas dans le réseau d’égouts sans un prétraitement adéquat.
Une décontamination professionnelle est nécessaire
Après les tests, la salle a été décontaminée par des professionnels du nettoyage incendie. Des échantillons prélevés par la suite ont confirmé que les méthodes et le temps nécessaires étaient suffisants pour la décontamination après l’incendie d’une voiture électrique. Mais Lars Derek Mellert met en garde les propriétaires privés de garages souterrains en particulier: „N’essayez pas de nettoyer 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 graves réactions allergiques sur la peau non protégée“. Ainsi, la restauration après un incendie de voiture électrique est définitivement un travail pour les professionnels en combinaison de protection.
Source: Empa