Incendie dans un système de stockage d’énergie sur batteries

Le samedi 11 novembre 2017, à 10 h 43, les pompiers sont informés d’un incendie dans le parc à conteneurs de Forest, commune au sud de la région de Bruxelles-Capitale. Toutefois, cette notification ne serait pas correcte, il s’agit en fait d’un incendie à la centrale électrique d’Engie à Drogenbos. Selon le message d’alerte, il s’agirait d’un conteneur de déchets.

Sur base du signalement, les équipes de première intervention supposent qu’elles se trouveront face à un conteneur ordinaire d’où s’échappe de la fumée. La porte du conteneur a été défoncée par une explosion avant que les premières équipes d’intervention n’arrivent sur les lieux. La force de l’explosion est clairement visible dans la déformation de l’échafaudage devant la porte.

Les premières équipes lancent une attaque à l’eau, mais cette action provoque de violentes réactions. Les pompiers décident d’utiliser de la mousse, qui provoque également des réactions violentes. Un jet de flammes émerge et les intervenants sont ainsi avertis de ne pas pénétrer dans le conteneur. Les températures mesurées à l’intérieur du conteneur avec la caméra thermique sont à ce moment-là de 800 °C.

Il s’agit en fait de batteries lithium-ion chargées dans des armoires avec une tension existante de 750 VDC (750 V). L’installation n’est pas en fonctionnement. En conséquence, les équipes sur place sont informées qu’elles doivent porter des protections respiratoires, ne pas rester dans la fumée, installer des écrans d’eau pour maîtriser le fluorure d’hydrogène libéré, faire attention aux risques liés à l’électricité et à l’accumulation possible d’hydrogène. La personne en charge du projet de batterie d’Engie est réclamée sur place. Les pompiers d’Audi Bruxelles, situés à proximité, sont également contactés pour intervenir sur les lieux, car ils ont beaucoup d’expertise sur les e-batteries et disposent également d’un ventilateur.

Entre-temps, une cinquantaine de signalements ont été reçus via le 112 et les pompiers de Bruxelles : les symptômes d’irritation des yeux et des voies respiratoires se sont étendus sur une large zone. Les équipes de mesure de la Protection civile sont également sollicitées. Via Be-Alert, la population est invitée à garder portes et fenêtres fermées. Le principal danger reste à ce moment-là le fluorure d’hydrogène et la haute tension. L’hydrogène est également pris en considération, étant donné qu’il y a déjà eu une explosion.

L’ordre est donné d’utiliser autant que possible des écrans d’eau pour faire tomber la fumée (le fluorure d’hydrogène se dissout dans l’eau).

Les équipes sur place disposent de 400 kg de poudre ABC pour l’intervention. Les 400 kg sont déployés en deux phases dans le but d’éteindre les incendies secondaires, ce qui donne plus de temps pour recueillir d’autres informations et obtenir des ressources supplémentaires sur place. Au même moment, une autre équipe revêt des combinaisons anti-éclaboussures et place une lance moniteur d’eau à l’entrée du conteneur, avec un débit de 2 000 l/min, avec une évaluation régulière du résultat en utilisant la caméra thermique.

L’identification des fumées provenant du conteneur est particulièrement importante. La fumée a changé de densité et la formation de vapeur a augmenté, surtout pendant les 10 premières minutes. Après 2 heures, l’extinction par le moniteur est interrompue pour voir quel en est l’effet. Après quelques minutes, les boîtiers de batteries se trouvent de nouveau à 300 °C et les flammes sont à nouveau présentes.

Il est décidé de tout maintenir en place et de continuer à refroidir avec 2 000 l/min jusqu’au dimanche matin 7 h, ceci avec une surveillance du feu par une équipe réduite.

Le conteneur n’était pas relié au réseau au moment de l’incendie. Les batteries lithium-ion disponibles étaient complètement chargées. Suite au signal incendie provenant d’un conteneur voisin, la salle de contrôle a appelé les pompiers.

Concernant l’origine présumée de l’incendie, deux scénarios sont possibles :

• le feu s’est déclaré dans le conteneur suite à un défaut électrique et s’est propagé aux supports des batteries ;
• le feu s’est déclaré au niveau d’une cellule dans un des modules, ce qui a conduit à sa propagation et finalement à un incendie total de toutes les batteries lithium-ion présentes dans le conteneur.

• Conclusion : dans le conteneur, il n’y avait pas de séparation adéquate entre les modules et les racks. Cela a permis au feu de se propager rapidement à toutes les batteries présentes dans le conteneur, entraînant un incendie total du conteneur, qui a nécessité un déploiement difficile et long des services de secours.

• Proposition : la présence de cloisons ignifugées et thermiquement isolantes devrait permettre un meilleur contrôle du feu dès l’origine et limiter sa propagation à l’ensemble des batteries. Il faut cependant veiller à permettre le refroidissement des cellules. Il est nécessaire de poursuivre les recherches sur la meilleure façon de l’appliquer dans la pratique.

• Conclusion : l’absence d’un mode d’informations (signalisation, pictogrammes) et de plans d’intervention uniformisés a coûté beaucoup de temps aux pompiers pour déterminer la stratégie d’intervention la mieux adaptée et la plus sûre.

• Proposition : l’information disponible destinée aux services d’urgence – et notamment l’identification (signalisation, pictogrammes) et les plans d’intervention – devrait être normalisée, comme c’est par exemple le cas pour les véhicules routiers avec les normes de la série ISO 17 840. Une méthode normalisée devrait faciliter et sécuriser l’intervention à des fins de proactivité, d’intervention et de formation (lire l’encadré ci-dessous).

équivalent à 14 Tesla Model S 75 (14*75 kWh = 1 050 kWh).

• Conclusion : il est important de mentionner la capacité maximale d’énergie dans les conteneurs respectifs, et ce sur les panneaux d’information uniformes et les plans d’intervention.

Une cinquantaine d’appels provenant d’un large périmètre sont parvenus via le 112 et les pompiers de Bruxelles pour irritation des yeux et des voies respiratoires.

Les intervenants n’ont reçu les fiches de données de sécurité fournies par Engie Laborelec qu’après un certain temps. Une fois sur place, le personnel d’Engie Laborelec a collaboré pour interpréter les données fournies et éclaircir les informations utiles à prendre en compte.

Cet incendie a libéré un cocktail de produits de combustion toxiques, corrosifs et inflammables. Outre les substances habituelles libérées par les feux de plastiques, d’autres produits ont été générés par la combustion des câblages et des matériaux de construction.

• Conclusion : la fiche de données de sécurité ne concerne qu’un seul élément (produit) de la batterie et ne traite pas des cellules encastrées dans des modules montés dans des racks. Quels sont les risques spécifiques, quels sont les agents extincteurs les plus appropriés et comment appliquer ces agents extincteurs dans une installation de conteneurs BESS ?

• Proposition : les services d’urgence doivent savoir quelles substances, avec leurs dangers respectifs, peuvent être libérées dans un certain BESS afin que les mesures de sécurité adéquates nécessaires puissent être prises selon une stratégie de prévention et d’intervention proactive. Ces données devraient faire partie de la fourniture d’informations uniformes (lire l’encadré ci-dessus).

incendie domestique. Cela n’empêche pas que certaines flammes (arcs électriques) provoquées par un court-circuit peuvent atteindre des températures de l’ordre de 4 000 °C. Les recherches effectuées par un laboratoire forensique spécialisé pour déterminer la cause de l’incendie peuvent fournir d’autres informations concluantes.

L’agent extincteur présent dans le conteneur était un gaz d’extinction. Ce type de gaz est utilisé, entre autres, pour sécuriser les locaux contenant des installations informatiques. L’avantage du gaz d’extinction est qu’il ne provoque pas de dommages collatéraux. Mais, ce type d’agent extincteur est-il adapté pour éteindre un feu de batteries lithium-ion ?

• Conclusion : parfois, on utilise de bonne foi des agents extincteurs (fixes) qui ne sont pas efficaces pour le type d’incendie, tels que les incendies de batteries lithium-ion. Des tests ont montré que l’eau, éventuellement additionnée d’additifs réduisant la tension superficielle, est le meilleur agent extincteur pour tenter de supprimer un emballement thermique dans les feux de batteries lithium-ion. L’eau a le plus grand pouvoir de refroidissement. Toutefois, cette capacité de refroidissement dépendra de la capacité de l’agent extincteur (comprendre agent de refroidissement) à pénétrer au coeur de la cellule.

• Proposition : le concepteur de l’installation BESS doit déterminer le type de système d’extinction à installer pour supprimer tout type d’incendie dès son apparition afin d’éviter une propagation étendue.

Tous les racks et modules ont été construits de manière à ce que l’eau ne puisse pas pénétrer jusqu’au niveau des cellules pour effectuer une extinction efficace. Les modules étaient une boîte fermée contenant les cellules. Après 2 heures d’extinction avec un débit de 2 000 l/min, l’extinction a été arrêtée pour voir quel était l’effet de refroidissement. Après quelques minutes, les racks étaient de nouveau à 300 °C et les flammes à nouveau présentes. Le refroidissement de l’extérieur des racks/ modules n’a pas eu l’effet escompté.

• Conclusion : les résultats d’essais ont montré que l’activation interne d’un système d’extinction à base d’eau dans un bloc de batteries a un bon potentiel pour avoir un effet de refroidissement durable sur la batterie, réduisant et empêchant ainsi l’emballement thermique. Dans ce cas, l’activation externe de l’eau n’a pas eu d’effet de refroidissement ni d’influence sur la propagation de l’emballement thermique, mais elle a permis d’éteindre les flammes à l’extérieur de la batterie et d’empêcher la propagation de l’incendie de la batterie à l’environnement.

Il a également été démontré que de bons résultats ont été obtenus avec une plus petite quantité d’eau sur une plus longue période, l’excès d’eau s’écoulant hors du bloc-batteries sans avoir d’effet de refroidissement supplémentaire.

• Constatation : un système de sprinkleurs est parfois recommandé pour éteindre le feu en cas d’incendie d’un conteneur BESS. L’efficacité d’un système d’arrosage dépend fortement de la capacité de l’eau à refroidir au niveau de la cellule.

Les modules sont dans la plupart des cas des boîtes complètement fermées pour empêcher l’humidité d’entrer et éviter les problèmes. Ces boîtes fermées empêchent également l’eau d’extinction (liquide de refroidissement) en cas d’incendie de faire son travail efficacement.

Pensez à une installation où, au bas des racks, une cellule d’un module entre en emballement thermique. L’activation d’un système d’arrosage au sommet des rayonnages ne refroidira pas la cellule au coeur. Cela entraînera une nouvelle propagation de l’incendie si le refroidissement au niveau cellulaire n’est pas possible. La propagation rapide du feu par un emballement thermique ne peut pas être facilement stoppée une fois qu’elle a commencé, mais avec un système d’extinction automatique approprié doté d’une grande capacité de refroidissement en combinaison avec une isolation thermique, la propagation du feu aux cellules ou modules voisins peut être ralentie ou même arrêtée.

Il convient de noter que l’agent extincteur du système d’extinction automatique activé doit pouvoir atteindre rapidement les cellules respectives en emballement thermique ainsi que les cellules impactées par l’emballement thermique afin d’effectuer le refroidissement nécessaire.

• Proposition : des recherches supplémentaires sont nécessaires pour trouver la combinaison idéale de cloisons adéquates et de l’application d’un système d’extinction avec un effet de refroidissement au niveau cellulaire dès le début de l’incendie et qui arrête ainsi immédiatement la propagation du feu.

Le refroidissement des cellules respectives doit être assuré pendant le fonctionnement de l’installation afin d’éviter des températures excessives.

Certains fabricants concluent que si un conteneur BESS prend feu, il peut être considéré comme une « perte totale » et on peut le laisser se consumer complètement…

• Conclusion : cette option doit être considérée comme la toute dernière si toutes les autres options ne sont pas possibles, car le scénario où on le laisse se consumer prend beaucoup de temps et, entre-temps, des substances toxiques et corrosives continuent d’être libérées.

Comme nous l’avons mentionné précédemment, lors de cet incendie, une cinquantaine de plaintes sanitaires ont été signalées, concernant principalement des irritations des yeux et des voies respiratoires. Il suffit de penser aux conséquences d’une installation dans une zone résidentielle, lors d’un événement ou à proximité d’écoles ou d’hôpitaux.

« Mieux vaut prévenir que guérir » n’est pas une expression déplacée dans le cas présent^[1].

A la demande de la Direction Pompiers de la Direction Générale Sécurité Civile du SPF Intérieur, une enquête sur l’incident (retex) a été demandée, avec pour objectif de tirer des enseignements de cet incident, tant pour les services de secours que pour l’industrie et la réglementation. Les principaux enseignements après la rédaction de ce retex sont les suivants :

1. 1. Il est nécessaire de disposer d’une information de première ligne claire et normalisée sur la manière de reconnaître et de répondre aux incidents impliquant des BESS. Afin d’obtenir une information uniforme, il est préférable de la proposer aux services d’urgence sous la forme de la norme ISO 17840. Cela permet de faciliter, de sécuriser et de gagner du temps à des fins de proactivité, d’intervention et de formation, puisqu’une méthode connue de fourniture d’informations est utilisée.
   2. La formation incendie à tous les niveaux de compétence doit être régulièrement mise à jour pour faire face aux interventions liées aux évolutions technologiques.
   3. Dans le domaine de la prévention également, le personnel consultatif ne dispose pas des connaissances “actualisées” nécessaires. Cela n’est possible que si tous les acteurs ont à leur disposition les informations nécessaires fournies par le propriétaire ou les constructeurs de l’installation respective.
   4. Lors de la conception et de la mise en œuvre d’un BESS de grande puissance avec stockage d’énergie électrochimique ou stockage d’énergie électrique dans des batteries lithium-ion, il convient de tenir compte de certaines considérations importantes afin que :
      • l’apparition d’un incendie soit détectée et signalée à un stade précoce par la détection incendie ;
      • la propagation du feu soit supprimée à un stade précoce ;
      • la structure soit protégée contre une explosion résultant d’une accumulation de gaz ;
      • une intervention en sécurité des services d’urgence soit toujours possible.

Ce retex comprend également une série de “Recommandations informatives” et de “Recommandations interventionnistes” s’adressant plutôt aux équipes d’intervention incendie (voir référence du retex en fin d’article).

Il convient d’élaborer des règlements ou des règles de bonne pratique pour garantir la réalisation de ces recommandations. Les points d’attention suivants sont les enseignements tirés de l’incendie de Drogenbos.

Important : Ces points d’attention ont pour but d’aider les personnes et/ou leurs institutions respectives à élaborer des règles communes et ne peuvent donc pas être considérés comme une législation ou une réglementation en vigueur.

• Il est important de détecter le plus rapidement possible le début d’un incendie et de le signaler également.
• Le local dans lequel le BESS est installé est équipé d’un évent de décharge d’explosion qui empêche les portes ou autres faiblesses structurelles de s’effondrer avant de pouvoir être ouvertes. Cet évent d’explosion est disposé de manière à pouvoir être utilisé en toute sécurité.
• La propagation rapide du feu par un emballement thermique ne peut pas être facilement arrêtée une fois qu’elle a commencé, mais avec un système d’extinction automatique approprié doté d’une grande capacité de refroidissement en combinaison avec une isolation thermique, la propagation du feu aux cellules ou modules voisins peut être ralentie ou même arrêtée. Il convient de noter que l’agent extincteur du système d’extinction automatique activé doit pouvoir atteindre rapidement les cellules respectives en emballement thermique afin de fournir le refroidissement nécessaire.
• Le local où est installé le BESS est équipé de dispositifs de ventilation antidéflagrants adaptés à l’installation, qui peuvent être utilisés en toute sécurité par les services d’urgence.

Si une atmosphère explosive s’est formée dans le local ou des parties de celui-ci, les services d’intervention doivent être informés digitalement de la distance de sécurité à respecter.

À l’heure actuelle, il n’existe pas de réglementation uniforme garantissant le respect de ces objectifs. Il est nécessaire d’établir des règles de sécurité incendie uniformes pour la construction et l’installation de BESS de grande capacité.

Pour soutenir l’élaboration de ces réglementations, des tests et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour obtenir de nouvelles informations.

Dans ce retex, l’incendie de Drogenbos a été décrit dans une configuration composée de conteneurs : il faut également savoir que le stockage de l’énergie électrique dans des batteries lithium-ion va devenir de plus en plus courant. Ceci sous d’autres formes que celles de conteneurs. Pensez aux logements privés sous la forme de batteries domestiques, dans les salles de stockage des grandes unités de logement, dans les hôpitaux sous toutes leurs formes et tailles…

Des règles uniformes de sécurité incendie pour la construction et l’installation sont ici également nécessaires.

[1] Si besoin, nous renvoyons le lecteur vers la source originale de l’article disponible auprès de l’Anpi (Association Nationale pour la protection contre l’incendie et le vol) : [email protected] ; le rapport complet sur l’incendie de Drogenbos, dont est issu cet article, est quant à lui disponible auprès de la direction générale de la Sécurité civile belge : www.civiele-veiligheid.be/en/node/15219.

Cet article est paru dans le magazine Fire & security alert de l’Anpi en avril 2022.