Aller au contenu
Intemporel Physique et ingénierie 10 min read

Le paradoxe des incendies de batteries lithium-ion : pourquoi les normes de sécurité peinent à suivre la densité énergétique

Depuis 2011, environ 198 000 incendies de batteries lithium-ion se sont produits dans des bâtiments américains. Alors que la densité énergétique est multipliée par quatre et que les chercheurs visent 700 Wh/kg, les normes de sécurité révisées tous les trois ans ne peuvent pas suivre le rythme de la chimie.

This article was automatically translated from English by AI. Read the original English version →
Lithium battery fire safety testing showing thermal runaway hazard
Reading mode

Les batteries qui alimentent nos téléphones, vélos électriques et voitures électriques posent un problème : elles ne cessent de mieux stocker l’énergie, mais les règles censées nous protéger des incendies ne suivent pas le rythme. Depuis 2011, on estime à 198 000 le nombre d’incidents d’incendie liés aux batteries lithium dans des bâtiments américains[s], et les chiffres augmentent à mesure que la technologie des batteries progresse plus vite que les régulateurs ne peuvent répondre.

Pourquoi les batteries deviennent de plus en plus dangereuses

Quand Sony a commercialisé la première batterie lithium-ion en 1991, elle stockait environ 80 wattheures par kilogramme. Les batteries d’aujourd’hui atteignent environ 300 Wh/kg, soit près de quatre fois plus d’énergie pour le même poids[s]. Des chercheurs ont déjà construit des batteries prototype dépassant 700 Wh/kg[s]. D’ici 2030, les prévisions du secteur tablent sur 600 à 800 Wh/kg pour les batteries haut de gamme[s].

Une plus grande densité énergétique signifie une autonomie plus longue pour les téléphones et une plus grande portée pour les véhicules électriques. Elle signifie aussi davantage d’énergie susceptible d’être libérée de façon catastrophique en cas de défaillance. Quand une batterie lithium-ion lâche, elle peut entrer en « emballement thermique », une réaction chimique auto-entretenue où la batterie surchauffe rapidement. Ces incendies brûlent à environ 2 760 °C, soit trois fois plus chaud qu’un incendie à l’essence[s].

Les chiffres parlent d’eux-mêmes

Les brigades de pompiers britanniques interviennent désormais sur au moins trois incendies de batteries lithium-ion par jour, soit une hausse de 93 % entre 2022 et 2024[s]. Les incendies de vélos électriques ont spécifiquement doublé sur cette période, avec des interventions presque quotidiennes[s].

À New York, la sécurité incendie des batteries lithium est devenue une crise mortelle. En 2023, les incendies de batteries de vélos et trottinettes électriques ont tué 18 personnes et en ont blessé plus de 150[s]. La ville a répondu en exigeant que tous les engins de mobilité électrique respectent les normes de sécurité UL. Deux ans plus tard, les décès sont tombés à un seul[s].

L’aviation fait face à ses propres défis. En 2024, deux vols par semaine en moyenne ont connu un incident d’emballement thermique[s]. Les expéditions de fret sont encore plus préoccupantes : les incidents signalés ont augmenté de 40 % entre 2021 et 2025[s].

Les normes de sécurité incendie des batteries lithium ne suivent pas

Les normes de sécurité fonctionnent sur des cycles de révision pluriannuels. La NFPA 855, principale norme américaine pour le stockage d’énergie par batteries, est mise à jour tous les trois ans[s]. La technologie des batteries progresse plus vite. Au moment où une norme aborde la chimie actuelle des batteries, les fabricants sont déjà passés à la génération suivante.

Le problème va au-delà du calendrier. Tester un nouveau modèle de batterie selon la norme UL 9540A, la méthode d’essai d’emballement thermique pour les systèmes de stockage d’énergie, nécessite des installations spécialisées et des ressources importantes[s]. De nombreux produits moins chers, en particulier ceux vendus en ligne depuis l’étranger, ne font jamais l’objet d’une certification de sécurité incendie des batteries lithium digne de ce nom.

Ce qui fonctionne : les leçons de New York

Le succès de New York offre un modèle. Quand la ville a rendu obligatoire la certification UL pour les vélos et trottinettes électriques, les décès ont chuté. La clé a été l’application : la loi a interdit la vente, la location et la distribution d’appareils non certifiés[s]. Des programmes d’échange ont aidé les livreurs à remplacer leurs batteries dangereuses par des batteries certifiées.

Des essais menés par la NFPA, le Fire Safety Research Institute et le FDNY ont révélé un autre résultat important : les sprinklers résidentiels empêchent efficacement l’embrasement éclair lors d’incendies de batteries de trottinettes électriques[s]. Sans sprinklers, ces incendies peuvent atteindre l’embrasement éclair en moins d’une minute, contre trois à cinq minutes pour un incendie typique de meuble rembourré[s].

L’écart entre les normes de sécurité incendie des batteries lithium et la technologie des batteries persistera probablement tant que la densité énergétique continuera d’augmenter. La question est de savoir si les régulateurs peuvent agir assez vite pour prévenir la prochaine génération d’incendies, ou s’ils répondront toujours aux précédents.

La tension fondamentale dans la sécurité incendie des batteries lithium tient à l’électrochimie : les batteries à haute densité énergétique concentrent davantage de potentiel réactif dans un volume moindre, tandis que les normes de sécurité se développent selon des processus de consensus mesurés en années. Depuis 2011, le NIST estime à 198 000 le nombre d’incendies de batteries lithium-ion survenus dans des bâtiments américains[s], avec une croissance annuelle d’environ 45 % pour les incendies de véhicules électriques rechargeables[s].

Densité énergétique contre stabilité thermique

Les cellules lithium-ion commerciales sont passées de 80 Wh/kg à leur lancement en 1991 à environ 300 Wh/kg aujourd’hui[s]. Des chercheurs de l’Académie des sciences de Chine ont démontré des cellules souples atteignant 711,3 Wh/kg en densité énergétique gravimétrique et 1 653,65 Wh/L en densité volumétrique, grâce à des cathodes à base de manganèse riche en lithium (Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2) associées à des anodes en métal lithium ultra-minces[s].

Le RMI prévoit que la densité des cellules haut de gamme atteindra 600 à 800 Wh/kg d’ici 2030, avec des coûts abaissés à 32 à 54 dollars par kWh[s]. Cette trajectoire crée une cible mouvante pour l’ingénierie de sécurité incendie des batteries lithium : chaque génération de batteries présente de nouveaux modes de défaillance que les protocoles d’essai existants ne captent pas nécessairement.

L’emballement thermique dans les cellules à haute densité présente des comportements caractéristiques. La production de chaleur dépasse la capacité de dissipation, déclenchant la décomposition exothermique de l’interphase solide-électrolyte, la vaporisation de l’électrolyte et la libération d’oxygène par la cathode. Les incendies qui en résultent atteignent environ 2 760 °C, soit environ trois fois la température de combustion des hydrocarbures[s]. Dans les logements, l’embrasement éclair lors d’un incendie de batterie de trottinette électrique survient en moins d’une minute, contre trois à cinq minutes pour l’inflammation d’un meuble rembourré[s].

Retard dans l’élaboration des normes

La NFPA 855, principale norme américaine pour l’installation de systèmes de stockage d’énergie stationnaires, fonctionne sur un cycle de révision triennal[s]. L’édition 2026 intègre des changements importants tirés des leçons d’incidents comme l’explosion du système de stockage d’énergie de McMicken en Arizona en 2019, où quatre pompiers ont été blessés quand l’ouverture d’une porte a laissé entrer de l’oxygène dans une enceinte remplie de gaz inflammables issus d’un emballement thermique contenu[s].

L’édition 2026 de la NFPA 855 reconnaît explicitement que la suppression des incendies est rarement efficace avec les batteries lithium-ion, et privilégie la prévention des explosions conformément à la NFPA 69[s]. La norme exige désormais des essais au feu à grande échelle (LSFT) pour vérifier que la combustion complète d’une enceinte ne propagera pas l’emballement thermique aux unités adjacentes selon l’espacement spécifié par le fabricant.

Pour les essais de sécurité incendie des batteries lithium, la norme UL 9540A fournit la méthode d’essai de référence pour évaluer la propagation de l’emballement thermique dans les systèmes de stockage d’énergie par batteries[s]. Les essais s’effectuent selon des niveaux progressifs : cellule, module, unité et installation[s]. Chaque niveau évalue si le confinement de l’emballement thermique est mis en défaut à cette échelle. UL Solutions dispose d’installations d’essai aux États-Unis, en Chine, en Corée, à Taïwan et en Allemagne[s].

Données d’incidents : aviation et transport terrestre

Le programme de surveillance des incidents d’emballement thermique (TRIP) d’UL Standards & Engagement a rapporté une moyenne de deux vols de passagers par semaine avec des incidents d’emballement thermique en 2024[s]. Parmi ceux-ci, 18 % ont entraîné un déroutement, un retour à la porte d’embarquement, une évacuation d’urgence ou un débarquement imprévu[s]. Les incidents de fret ont augmenté de 40 % entre 2021 et 2025[s].

Les services d’incendie britanniques ont enregistré une hausse de 93 % des incendies de batteries lithium-ion entre 2022 et 2024, avec plus de trois interventions quotidiennes en fin d’année[s]. Les incendies de vélos électriques ont spécifiquement doublé, passant de 181 en 2022 à 362 en 2024[s]. Londres a représenté 49 % des incidents nationaux d’incendie de vélos électriques.

Réponse réglementaire : le modèle new-yorkais

L’expérience de New York démontre l’efficacité de la certification obligatoire. À la suite de 18 décès lors d’incendies de véhicules de mobilité électrique en 2023[s], la ville a adopté une législation exigeant que tous les vélos et trottinettes électriques respectent les normes UL 2849 (systèmes électriques de vélos électriques), UL 2272 (systèmes électriques de mobilité électrique personnelle) et UL 2271 (batteries de véhicules électriques légers)[s]. Les décès sont tombés à un seul en 2025.

Les essais collaboratifs NFPA/FSRI/FDNY ont établi que les sprinklers automatiques résidentiels empêchent efficacement l’embrasement éclair lors d’incendies de batteries de micromobilité[s]. Cette conclusion a des implications pour les révisions des codes du bâtiment, en particulier dans les juridictions où l’adoption de la mobilité électrique est élevée et où la couverture en sprinklers dans les immeubles résidentiels est limitée.

Le défi structurel pour la réglementation de sécurité incendie des batteries lithium persiste : la technologie suit des courbes d’amélioration exponentielles tandis que l’élaboration des normes suit des processus linéaires pilotés par consensus. La législation fédérale (S.389/H.R.973) proposant des exigences nationales de certification UL reste en attente[s]. Sans harmonisation proactive entre l’avancement de la densité énergétique et la certification de sécurité, l’écart réglementaire se creusera probablement avant de se résorber.

How was this article?
Share this article

Spot an error? Let us know

Sources