Les risques et les mesures de sécurité dans le transport maritime des véhicules électriques à énergie nouvelle
La croissance mondiale des exportations de véhicules électriques à énergie nouvelle (VEEN) a impulsé un développement sans précédent dans le secteur du transport maritime. Sous l’impulsion de la stratégie « double carbone », l’avantage concurrentiel de la Chine dans la production de VEEN a propulsé ses exportations automobiles à de nouveaux sommets. En 2023, les exportations totales de véhicules du pays ont atteint 4,91 millions d’unités, en hausse de 57,9 % par rapport à l’année précédente, se classant pour la première fois au premier rang mondial. Parmi celles-ci, les exportations de VEEN ont atteint 1,203 million d’unités, avec une augmentation de 77,6 %. Le transport maritime, notamment par le biais de navires ro-ro océaniques, est devenu le mode principal pour ces exportations, stimulant un boom sur le marché maritime international associé. Cependant, cette croissance rapide est éclipsée par une série d’incidents d’incendie alarmants impliquant des VEEN pendant leur transport maritime, soulevant des préoccupations majeures sur la sécurité de ces opérations.
Un examen plus attentif de ces incidents révèle un modèle de risques que l’industrie ne peut plus ignorer. En novembre 2010, un navire ro-ro de la compagnie DFDS, identifié comme le H, a été victime d’un incendie. L’équipage avait utilisé une prise d’un conteneur frigorifique pour recharger des véhicules électriques à bord. Après 13 heures de charge, le pack batterie a explosé, provoquant l’incendie de deux remorques. Cet incident précoce a servi de signal d’alarme sur les dangers potentiels associés aux véhicules alimentés par des batteries au lithium-ion en mer.
Passons à juin 2020 : le transporteur de voitures immatriculé en Norvège Y a subi un incendie dévastateur dans les eaux de Jacksonville, aux États-Unis. Le feu est parti d’une batterie au lithium-ion dans un chariot élévateur électrique à bord, qui s’est rapidement propagé aux véhicules environnants. L’incendie a duré huit jours, détruisant complètement le navire et les 2 420 voitures qu’il transportait, avec des pertes s’élevant à 40 millions de dollars. Cet incident a mis en évidence le potentiel destructeur des incendies de batteries au lithium dans un contexte maritime et les défis pour les contenir.
En février 2022, un autre transporteur de voitures, le R de Mitsui O.S.K. Lines, a pris feu pendant son voyage. Les investigations ont suggéré que le feu a été déclenché par une batterie au lithium d’un des véhicules électriques à bord, ou que la batterie a accéléré et intensifié la propagation de l’incendie. La conséquence a été le naufrage du navire, avec la perte totale des 3 965 véhicules qu’il transportait, entraînant des pertes dépassant 400 millions de dollars.
En juillet 2023, le transporteur de voitures immatriculé au Panama F a pris feu en route vers le port de Said, en Égypte. Le feu a commencé depuis un véhicule électrique sur le pont à véhicules, puis s’est rapidement propagé à tout le navire. Au moment de l’incident, le navire transportait 3 783 véhicules, dont 498 étaient électriques, causant un mort et plusieurs blessés. En octobre 2023, le L de Maersk a dû interrompre son voyage en raison d’un incendie dans l’un de ses conteneurs, qui transportait, comme l’a révélé l’examen de la liste de marchandises, un véhicule électrique d’occasion.
Tous ces incidents partagent un point commun : ils se sont produits dans des ponts ro-ro densément emballés. Par ailleurs, les ponts à véhicules sont généralement situés en hauteur dans la structure du navire. L’utilisation de grandes quantités d’eau pour éteindre les incendies dans ces zones peut déstabiliser le navire, menant potentiellement à son renversement. Cela constitue un défi unique et décourageant pour l’industrie maritime, faisant de la prévention des incendies dans les véhicules électriques et des explosions de batteries au lithium un sujet de recherche prioritaire.
Pour faire face à ces risques, il est crucial de comprendre d’abord la nature des dangers. Les véhicules électriques, qui incluent les véhicules hybrides rechargeables, les véhicules électriques à batterie et les véhicules à pile à combustible, dépendent principalement de batteries de puissance, les batteries lithium-nickel-cobalt-manganèse (NCM) et lithium-fer-phosphate (LFP) étant les types les plus courants. Le risque principal vient des batteries au lithium-ion elles-mêmes.
Le déséquilibre thermique est une préoccupation centrale. Ce phénomène se produit lorsque la température d’une batterie augmente due à un chauffage externe ou à une génération de chaleur interne. À mesure que la température continue de monter, l’électrolyte dans la batterie bout, augmentant la pression interne. Une fois que la pression atteint un point critique, la batterie éclate et libère des gaz inflammables. Ces gaz se mélangent à l’oxygène dans l’air environnant, formant un mélange explosive qui peut s’enflammer au contact d’une étincelle, potentiellement déclenchant une réaction en chaîne à mesure que les batteries adjacentes sont chauffées. Les dommages mécaniques, les dommages électriques et les environnements à haute température sont les principales causes du déséquilibre thermique dans les batteries au lithium-ion.
Un autre facteur de risque important est l’incapacité de vérifier la qualité des batteries au lithium-ion dans certains véhicules électriques d’occasion. Les cas d’incendies de navires en juin 2020 et octobre 2023 ont tous les deux été causés par des véhicules électriques d’occasion transportés. En raison de ces préoccupations en matière de sécurité, un nombre croissant d’opérateurs de transporteurs de voitures refusent de transporter des véhicules électriques d’occasion présentant des risques potentiels.
Éteindre les incendies de batteries au lithium est particulièrement difficile. Ces incendies se propagent extrêmement rapidement, passant d’une combustion initiale à une combustion intense en seulement quelques secondes, avec le taux de propagation du déséquilibre thermique augmentant de manière exponentielle. Les flammes peuvent atteindre des températures supérieures à 2 700 °C et brûler en jet, facilitant la propagation du feu vers les zones environnantes.
Les agents extincteurs traditionnels tels que le dioxyde de carbone, la poudre sèche et la mousse sont inefficaces car ils ne peuvent pas pénétrer à l’intérieur des batteries au lithium-ion pour arrêter les violentes réactions de décomposition en chaîne qui se produisent à l’intérieur. Par conséquent, les batteries restent en état de déséquilibre thermique. De plus, le matériau de l’électrode positive dans les batteries au lithium-ion agit comme un fort oxydant, tandis que le matériau actif de l’électrode négative et l’électrolyte sont des réducteurs, rendant la réincendie très probable.
L’utilisation d’eau pour combattre ce type d’incendies peut dissiper rapidement la chaleur et réduire la température interne de la batterie, mais les grandes quantités d’eau extinctrice pulvérisée sur la coque du navire peuvent créer un effet de surface libre, compromettant la stabilité du navire.
Pour compliquer davantage ces problèmes, il existe un manque de capacités de réponse aux urgences adéquates. Actuellement, il y a un manque de systèmes de surveillance des incendies de haute précision, et la formation en matière de sécurité incendie spécifique aux incendies de véhicules électriques est insuffisante, laissant les membres de l’équipage sans les compétences d’extinction professionnelles nécessaires.
De plus, il manque des mesures unifiées pour contrôler les risques de sécurité dans le transport maritime des véhicules électriques. Le Code international des marchandises dangereuses pour le transport maritime (Code IMDG) et les normes nationales pertinentes ne fournissent que des principes généraux pour le transport en conteneur de véhicules électriques à énergie nouvelle, laissant des aspects cruciaux tels que l’emballage, la fixation et la protection contre les incendies nécessitant une normalisation. Au niveau international, il n’existe pas de procédures d’essai d’incendie établies ni de normes d’approbation pour les incendies de batteries au lithium dans le contexte de la sécurité incendie. Bien que la Chine ait mené des essais préliminaires d’extinction en utilisant un pack batterie de puissance de véhicule à échelle réelle comme source de feu, basés sur le modèle de véhicule à carburant dans les « Directives pour la conception et l’approbation des systèmes de protection incendie fixes à base aqueuse pour espaces ro-ro et espaces de catégorie spéciale », ceux-ci sont insuffisants pour soutenir l’élaboration ou la révision de normes pertinentes.
Pour atténuer ces risques, une approche globale est nécessaire, commençant par le développement de normes techniques et de directives pertinentes.
Tout d’abord, il est urgent de formuler des spécifications techniques de sécurité pour le transport maritime des véhicules électriques. Cela inclut la réalisation de recherches sur l’identification et la prévention des risques, la définition de exigences et de normes claires pour le transport maritime des véhicules électriques, et la guidance des fabricants et des compagnies maritimes dans l’établissement de leurs propres normes de sécurité. Une attention particulière doit être portée aux véhicules électriques d’occasion, avec des évaluations de risques et des mesures préventives ciblées développées. De plus, les normes d’exploitation sécuritaire pour le transport en conteneur de véhicules électriques à énergie nouvelle doivent être accélérées, réglementant davantage le processus d’approbation pour le transport de véhicules électriques, les procédures d’inspection, et les exigences strictes pour les matériaux d’emballage, les sites d’opération, la certification des solutions techniques et les procédures opérationnelles.
Deuxièmement, le développement de directives de supervision de la sécurité pour les véhicules électriques à bord est essentiel. Cela inclut la création de directives pour la supervision du transport ro-ro de véhicules électriques, spécifiant les exigences pour les séparations incendie et les dispositions de protection incendie dans les cales à véhicules. Pour le transport en conteneur, étant donné que les méthodes de stowage et de fixation diffèrent de celles pour les marchandises dangereuses ordinaires, et que des facteurs tels que la charge nominale des supports de transport, la résistance des sangles de fixation et les méthodes de fixation des véhicules affectent directement la sécurité du transport maritime, des directives de supervision pertinentes doivent être développées pour décrire les mesures de supervision de la sécurité tout au long du processus, de l’opération d’emballage à l’approbation administrative.
Troisièmement, des normes claires d’essai d’incendie pour les véhicules électriques doivent être établies. Cela implique le développement de procédures d’essai d’approbation de produits pour l’extinction d’incendies dans les véhicules électriques à batterie au lithium, la détermination de modèles et de protocoles d’essai pour les véhicules, la vérification de l’efficacité extinctrice de divers systèmes d’extinction fixes (y compris les systèmes d’extinction à base aqueuse et les systèmes d’extinction à gaz), et l’unification des normes d’inspection et de certification pour les équipements d’extinction d’incendies pour véhicules électriques, garantissant la qualité du produit.
Renforcer la supervision de la sécurité à bord est une autre mesure critique. Pour le transport ro-ro de véhicules électriques, les navires doivent développer des listes de vérification d’inspection à bord, se concentrant sur des composants à haut risque tels que le système de puissance, le système électrique et le réservoir de carburant pour prévenir les fuites de batterie ou de carburant, et les activations ou démarrages accidentels. La recharge de véhicules électriques à bord doit être strictement interdite pour garantir que les performances de la batterie restent contrôlées pendant le transport. Les véhicules électriques doivent être stowés et isolés dans des zones désignées, avec des distances de sécurité suffisantes. Les véhicules doivent être chargés et fixés conformément à des documents techniques tels que le Manuel de fixation des cargaisons, avec des points de fixation de véhicules dédiés positionnés scientifiquement. Des inspections régulières de l’état de fixation des véhicules doivent être effectuées pendant le transport, avec serrage nécessaire des dispositifs de fixation.
Pour le transport en conteneur de véhicules électriques, les agents de chargement doivent améliorer l’examen des informations sur la cargaison fournies par les expéditeurs, examinant attentivement des détails tels que les noms et les propriétés de la cargaison pour garantir l’exactitude et la complétude de documents tels que les Fiches de données de sécurité (FDS) pour les batteries au lithium de véhicules électriques, les rapports d’essai UN38.3 et les spécifications techniques de sécurité, ainsi que pour garantir que la cargaison est adaptée au transport. La collaboration et le partage d’informations entre les autorités maritimes, les douanes et autres unités portuaires doivent être renforcés. Un système de gestion du crédit des marchandises dangereuses doit être établi, utilisant l’analyse des mégadonnées pour améliorer la gestion du crédit. Des sites standardisés d’inspection et de traitement pour les marchandises dangereuses à bord doivent être développés, équipés d’équipements avancés tels que des machines d’inspection par rayons X, et des procédures d’inspection standardisées mises en œuvre pour améliorer l’efficacité de l’inspection.
Améliorer l’équipement d’équipements de prévention et d’extinction des incendies à bord est également vital. Des systèmes améliorés de détection et de surveillance des incendies doivent être mis en œuvre, y compris la zonation claire des véhicules, la séparation entre personnes et véhicules, la séparation incendie et les dispositions de protection incendie dans les cales à véhicules, avec des évaluations exhaustives des risques potentiels. Les espaces ro-ro et les espaces de catégorie spéciale dans les navires de passagers ro-ro doivent être équipés d’instruments de détection haute précision supplémentaires tels que des systèmes de télévision en circuit fermé (CCTV), des détecteurs de gaz, des scanners thermiques et des caméras à imagerie thermique pour permettre la détection précoce des signes d’incendies dans les véhicules électriques et minimiser la propagation des incendies.
Des équipements électriques anti-explosifs doivent être installés dans les espaces fermés de véhicules, les espaces de catégorie spéciale et les espaces ro-ro, y compris des luminaires, des détecteurs d’incendie et des boutons d’alarme manuels, pour prévenir les étincelles provenant du fonctionnement des équipements.
L’équipement de nouveaux équipements de prévention et d’extinction des incendies est également recommandé. Par exemple, une entreprise coréenne a développé un système de réponse aux incendies pour les transporteurs de voitures, qui inclut plus de sprinklers et des couvertures incendie spéciales en fibre de verre à haute silice. De plus, il faut envisager l’installation de systèmes de pulvérisation d’eau à bord conçus par une entreprise allemande, avec des agents extincteurs écologiques multifonctionnels tels que le concentré de mousse F-500 ou le Firesorb, qui peuvent être ajoutés à l’eau extinctrice pour réduire la consommation d’eau et le temps d’extinction.
Enfin, renforcer la gestion de l’équipage, la formation et les exercices d’urgence est primordial. Les membres de l’équipage doivent recevoir une formation complète sur les compétences d’extinction, maîtrisant la structure de la cale de cargaison du navire, les dispositions de protection incendie et de ventilation, et la zonation d’isolation incendie. Ils doivent également avoir une compréhension détaillée des causes possibles des incendies dans les cales des navires ro-ro et les points clés de la prévention des incendies et des opérations d’extinction pendant le chargement, le déchargement et le transport des véhicules.
Les membres de l’équipage doivent également recevoir une formation sur la stabilité des navires, vérifiant attentivement les dimensions, les poids et les positions de stowage spécifiques des véhicules, et tenant compte des ajustements temporaires pendant le chargement pour garantir des calculs précis de stabilité.
Des exercices réguliers d’urgence incendie doivent être effectués, simulant des incendies de véhicules électriques et d’autres urgences pour familiariser l’équipage avec l’utilisation des équipements d’extinction et les itinéraires d’évacuation. Compte tenu de la complexité de la gestion des incendies de véhicules électriques à bord, les navires et leurs compagnies doivent établir des mécanismes de communication d’informations avec les services de réponse d’urgence des ports et les terminaux. En cas d’incendie lié à des batteries au lithium, les véhicules ou conteneurs concernés doivent être signalés immédiatement et traités à terre le plus rapidement possible.
Les perspectives du marché pour l’exportation maritime des véhicules électriques à énergie nouvelle sont prometteuses. Dans le contexte actuel de pénurie de capacité des navires ro-ro, le transport ro-ro et le transport en conteneur avec plusieurs véhicules par conteneur resteront les modes principaux pour les exportations maritimes de véhicules électriques. En tirant les leçons des accidents passés, en identifiant les risques et en mettant en œuvre des mesures préventives dans des domaines tels que les normes techniques et directives, la supervision de la sécurité à bord, l’équipement de prévention et d’extinction des incendies, la formation du personnel et les exercices d’urgence, l’industrie peut progresser vers une plus grande sécurité dans le transport maritime des véhicules électriques à énergie nouvelle.
Cette entreprise implique une longue chaîne logistique, et toute petite faille dans la production, le transport ou la gestion peut entraîner des catastrophes irréparables pendant le transport maritime. Par conséquent, garantir la sécurité des exportations maritimes des véhicules électriques à énergie nouvelle nécessite l’effort collectif des constructeurs de véhicules électriques, des expéditeurs, des transporteurs (y compris les transporteurs non navals), des déclarants, ainsi que du personnel de gestion des navires et des compagnies maritimes, ainsi que la recherche et l’application de diverses nouvelles technologies.
Les constructeurs de véhicules électriques portent une responsabilité particulière dans la minimisation des risques. Ils doivent mettre en œuvre des contrôles de qualité plus stricts pour les batteries au lithium-ion, tant pour les véhicules neufs que d’occasion, garantissant qu’elles répondent aux normes de sécurité les plus élevées. Le développement de batteries avec une stabilité thermique améliorée et des mécanismes de sécurité intégrés, capables de prévenir ou de réduire le déséquilibre thermique, est également d’une importance capitale. De plus, les constructeurs doivent fournir des directives claires pour l’emballage et la préparation des véhicules au transport maritime, garantissant que les risques potentiels sont minimisés dès la production.
Les expéditeurs et les transporteurs jouent un rôle central dans la coordination et la supervision du processus de transport. Ils doivent s’assurer que tous les documents pertinents sont corrects et complets, en particulier les Fiches de données de sécurité (FDS) pour les batteries au lithium et les rapports d’essai UN38.3. La mise en œuvre de procédures d’inspection rigoureuses lors de l’acceptation des véhicules, en particulier des véhicules électriques d’occasion, peut aider à identifier et à exclure les cargaisons à risque. La collaboration avec les autorités portuaires et les centres d’inspection est également essentielle pour garantir une gestion fluide et sécurisée du transport.
Les autorités portuaires et les organismes réglementaires ont pour mission d’élaborer et d’appliquer des réglementations claires et complètes. Cela inclut non seulement la définition de normes de sécurité pour le transport lui-même, mais aussi le contrôle de leur application par des inspections et des vérifications. La fourniture d’équipements et d’infrastructures dans les ports, tels que des zones de stockage spéciales pour les véhicules électriques et des équipements d’inspection modernes, peut améliorer l’efficacité et la précision des contrôles de sécurité. De plus, les autorités doivent encourager la collaboration entre les organisations nationales et internationales pour harmoniser les normes et les procédures, car le transport maritime des véhicules électriques est une activité mondiale.
Les compagnies maritimes doivent adopter des mesures globales pour garantir la sécurité à bord de leurs navires. Outre l’installation de systèmes avancés de détection et d’extinction des incendies, elles doivent mettre en place des programmes réguliers de maintenance et d’inspection pour s’assurer que tous les systèmes fonctionnent parfaitement. L’élaboration de plans d’urgence détaillés, spécifiquement adaptés aux incendies de batteries au lithium, et leur mise à jour continue sur la base de nouvelles expériences et technologies, est également cruciale.
L’équipage des navires est le dernier maillon de la chaîne de sécurité. Par conséquent, leur formation et leur préparation sont d’une importance capitale. Outre la formation de base en matière de sécurité incendie, ils doivent être spécialisés dans les particularités des incendies de batteries au lithium, y compris l’utilisation d’extincteurs spécialisés et d’équipements. Des exercices d’urgence réguliers, simulant des scénarios réalistes, aident l’équipage à réagir rapidement et correctement dans des situations stressantes. La capacité de communiquer et de collaborer avec les équipes d’urgence portuaires et les unités de secours est également un élément essentiel de la formation, pour garantir une réponse rapide aux crises.
Les nouvelles technologies peuvent contribuer de manière significative à l’amélioration de la sécurité. Le développement de capteurs avancés et de systèmes de surveillance capables de détecter les signes précoces de déséquilibre thermique dans les batteries au lithium peut aider à prévenir les incendies avant qu’ils ne se propagent. L’utilisation de l’intelligence artificielle et de l’analyse des mégadonnées pour l’analyse et la prévision des risques peut aider à identifier les dangers potentiels et à prendre des mesures proactives. De plus, des recherches sur le développement d’extincteurs et de systèmes d’extinction plus efficaces pour les incendies de batteries au lithium sont essentielles pour améliorer la capacité de lutter contre ce type d’incendie.
La collaboration internationale est indispensable pour relever les défis du transport maritime des véhicules électriques. Comme les véhicules électriques sont exportés et transportés à l’échelle mondiale, les normes et les procédures doivent être harmonisées au niveau international pour éviter les lacunes en matière de sécurité. Des organisations telles que l’Organisation maritime internationale (OMI) jouent un rôle clé dans la promotion de cette harmonisation et dans l’élaboration de directives mondiales. Le partage d’expériences et de bonnes pratiques entre les pays et les entreprises peut également aider à améliorer la sécurité globale.
En résumé, garantir la sécurité du transport maritime des véhicules électriques à énergie nouvelle est un défi multifacette qui nécessite la collaboration de nombreux acteurs. Des constructeurs aux autorités, des équipages aux transporteurs, chaque partie a un rôle crucial à jouer pour minimiser les risques et prévenir les catastrophes. Avec des mesures proactives, des investissements dans la recherche et la formation, et une collaboration internationale renforcée, l’industrie peut surmonter ces défis et assurer une croissance durable et sécurisée des exportations de véhicules électriques.
Gong Fuzhong, Zeng Xuan, Gao Peng (Yantian MSA, Yantian, Guangdong 518000, Chine)
Revue de la Marine chinoise
DOI:10.16831/j.cnki.issn1673-2278.2024.07.013