Impact des feux de VE : le retour d’expérience des différents essais réalisés Amandine LECOCQ (INERIS), Stephan LEPOURIEL (DGSCGC), Claire PETIT BOULANGER

Impact des feux de VE :

le retour d’expérience des différents essais réalisés Amandine LECOCQ (INERIS), Stephan LEPOURIEL (DGSCGC) , Claire PETIT BOULANGER (RENAULT), Bruno POUTRAIN (BSPP)

Impact des feux de VE : le retour d’expérience des différents essais réalisés

Automne 2011 : essais feu de VE et VT en milieu confiné à l’INERIS en présence de DGSCGC et DGPR

50 m

30 cm

3m50

ventilation 25 000 m3/h

Analyseurs en continu - O2 - CO2 - CO - température des fumées - débit - pression ambiante

-mesure d’opacité

Analyseurs en continu - CO2 - CO

- NOx - HF, HCl, HBr, HCN

- SO2

Analyseurs en continu - O2 - CO2 - CO - NOx - HCt - température des fumées

9m30

8m10

5 m60

3m50

2 m 20 m

Fluxmètre (8 m) 5 m

Fluxmètre Thermocouples répartis sur le véhicule

3,5 m

50 m

Dispositif d’essai et mesuresDispositif d’essai et mesures Essais réalisésEssais réalisés

•Essais de combustion sur véhicules électriques avec batteries Li-ion chargées à 100% et véhicules thermiques diesel équivalents (réservoirs remplis à 100%)

• Inflammation dans l’habitacle au niveau du siège avant gauche à l’aide d’un brûleur à gaz

•Essais réalisés pour 2 constructeurs français



Comportement général au feu

Pas d’effet de projections ou d’explosion provenant des batteries au cours des essaisComparaison des effets thermiques lors de la combustion des véhicules électriques (VE) et thermiques (VT)

Puissance maximale du feu et énergie totale dégagée proches ou inférieures pour les VE Puissance maximale du feu et énergie totale dégagée proches ou inférieures pour les VE

Constructeur 1Constructeur 1

GrandeurConstructeur 1 Constructeur 2

VE VT VE VT

Puissance max (MW) 4.2 4.8 4.7 6.1

Energie totale (MJ) 6300 6900 8500 10000

Constructeur 2Constructeur 2



Comparaison des effets toxiques lors de la combustion des véhicules électriques (VE) et thermiques (VT)

Constructeur 1Constructeur 1Constructeur 2Constructeur 2

Emissions de CO2, CO, HCl, hydrocarbures, NO, NO2, HCN et HF mesurées au cours des essais d’incendie de VE et de VT

Quantités totales de CO2, CO, HCl, hydrocarbures, NO, NO2, HCN proches ou inférieures pour les VE

HF: -Quantité significative de HF mesurée lors des essais de combustion des VE et VT -1er pic de HF 14 min après le début de l’essai pour VE et VT provient de la combustion de composés fluorés présents dans les 2 types de véhicules -Pics supplémentaires d’émission de HF dans le cas des VE provenant de la combustion du pack batterie quantité totale de HF plus élevée pour les VE

Combustion du pack batterieCombustion du pack batterieCombustion du pack batterieCombustion du pack batterie



Remarques générales

Les résultats obtenus ne sont valables que dans la configuration des essais réalisés : départ de feu dans l’habitacle et non initié par la batterie (provoqué par un court-circuit interne ou une surcharge par exemple)

Les résultats obtenus ne sont pas extrapolables à d’autres types de véhicules influence de nombreux paramètres (technologie de batterie, son design, sa position dans le véhicule, scénario d’incendie, etc.)

L’ensemble des gaz toxiques (CO, HCl, HF, NO, NO2, HCN) émis par les feux de VE mais aussi de VT doit être pris en compte


Juin 2011 : Premiers essais feu/extinction de VE en milieu ouvert menés par Renault sur Fluence ZE sur site SDIS 78.

Découverte de la nécessité d’atteindre le cœur de la batterie 400V pour la noyer et l’éteindre définitivement.

Agent extincteur recommandé : eau


Janvier 2012 : Essais feu/extinction des autres VE de la gamme Renault en milieu ouvert, menés avec la BSPP et le LCPP sur site BSPP.

Sur ZOE, création d’un fireman access – pièce thermofusible destinée aux pompiers _ pour atteindre le cœur de la batterie Lithium Ion en feu, et la noyer en une minute.


Janvier 2012 : Essais feu/extinction des autres VE de la gamme Renault en milieu ouvert, menés avec la BSPP et le LCPP sur site BSPP.

Pas de fireman access sur Kangoo ZE mais emballement thermique de la batterie 400V toujours constaté après 30 mn de brulage si fort potentiel calorifique induit de façon externe. Extinction possible en 30 mn. Essai reproductible lors de chaque mise à feu équivalente réalisée en 2013 et 2014.


• Li-ion• Combustion très typée

gaz: flammes claires et dansantes, peu fumigènes, temp: 1200°

• Extinction très aisée si noyage du cœur, sinon impossible: +1h00

• Vidéo 1030

• LMP• Combustion spectaculaire,

flammes typées métal /hydrocarbure, temp>1500°, projections particules Li et Al

• Extinction IMPOSSIBLE• Combustion courte: 15min• Vidéo 1230 1430

Quelle difference de réaction d'un feu /extinction de VE selon la chimie des batteries?

Feu: combustions et phénomènes radicalements différents; aucun risque de confusion possible. Avantage sécuritaire pour les SP



• Objectifs attendus:

• Déterminer la résistance à l’inflammation d’une batterie mise en surcharge électrique accidentellement

• Évaluer le risque de propagation des gaz toxiques dans l’habitacle/fireman access

• En tirer des conclusions opérationnelles

Janvier 2013 : simulation emballement thermique interne à la batterie sur ZOE par surcharge de cellules. avec la BSPP et le LCPP sur site BSPP.


Janvier 2013 : simulation emballement thermique interne à la batterie sur ZOE par surcharge de cellules. avec la BSPP et le LCPP sur site BSPP.

Départ d’emballement thermique d’une cellule après 1h30 de surcharge ;Fumées à l’extérieur du véhicule

Aucune fumée dans l’habitacle pendant les 50 mn qui suivent l’apparition des fumées extérieures. Décision d’arrêter l ’essai .

Etat du Fireman access coté batterie après avoir été en contact des fumées à 200°C

Etat du Fireman access coté caisseaprès avoir été en contact des fumées à 200°C


Essai inflammation batterie Li-ion par surcharge électrique






• Pas de réaction exponentielle

• Délais d’intervention « confortables »

• Gaz combustibles = intervention en présence d’une fuite de gaz, CAT à adapter:



• IMPACTS OPERATIONNELS:

• Contrôle de la température et de l’explosimétrie permanents

• Tout signe annonciateur d’un emballement thermique (élévation de la température, crépitements, avertisseurs sonores ou feux de détresse*) entraine le dégagement d’urgence des victimes et sauveteurs et la mise en œuvre de moyens hydrauliques.

• *Cas des AUTOLIB


Quels RETEX ?

• Adaptation de la réponse opérationnelle impérative/formation du personnel continue

• Identification des familles de technologies et réactions associées

• Vigilance technique et travail collaboratif indispensables pour aider la filière électrique

• Humilité face aux situations rencontrées

Documents

Impact des feux de VE : le retour d’expérience des différents essais réalisés Amandine LECOCQ (INERIS), Stephan LEPOURIEL (DGSCGC), Claire PETIT BOULANGER