Stratégies de Lutte Contre les Incendies de Véhicules Électriques en Parkings Souterrains
L’essor incontestable des véhicules électriques (VE) redéfinit non seulement le paysage de la mobilité, mais aussi les défis de sécurité dans les infrastructures urbaines. Alors que ces nouveaux modes de transport s’installent durablement sur nos routes et dans nos parkings, les environnements souterrains, indispensables dans les villes densément peuplées, deviennent des scènes critiques où les risques d’incendie prennent une dimension inédite. Contrairement aux véhicules à moteur thermique, dont les incendies sont principalement liés aux carburants liquides, les véhicules électriques stockent une énergie considérable dans des batteries lithium-ion de haute densité. Lorsque ces batteries dysfonctionnent à cause de leur vieillissement, de dommages physiques ou de défauts électriques, elles peuvent déclencher des réactions thermiques extrêmes, extrêmement difficiles à maîtriser et présentant un risque élevé de ré-ignition. Une étude approfondie menée par Fu Qiu, officier technique du Corps de secours et de lutte contre l’incendie de la ville de Zhuzhou, dans la province du Hunan, et publiée dans la revue Fire Rescue 2024.01, analyse les stratégies et les technologies nécessaires pour faire face efficacement aux incendies de véhicules électriques dans des espaces confinés comme les parkings souterrains. Cette recherche souligne avec une urgence croissante la nécessité d’actualiser les protocoles d’urgence, les équipements et la formation des équipes de secours afin de répondre à ces incidents avec la plus grande efficacité et sécurité.
L’adoption massive des véhicules électriques n’est pas qu’une simple transition technologique ; c’est une transformation structurelle profonde de la gestion des risques urbains. Les politiques gouvernementales dans de nombreux pays, notamment en Chine, poussent activement l’adoption de véhicules à énergie nouvelle grâce à des incitations fiscales, à l’expansion des réseaux de recharge et à des réglementations favorables. Cependant, cette accélération rapide s’accompagne d’une augmentation des rapports d’incendies liés aux batteries. Bien que la fréquence relative de ces incidents reste inférieure à celle des véhicules à combustion interne, la nature des incendies de VE les rend particulièrement dangereux, surtout dans des environnements confinés comme les parkings souterrains, où la ventilation est limitée, l’évacuation de la fumée est complexe et l’accès des équipes de secours peut être entravé par des obstacles structurels.
Fu Qiu identifie deux causes principales des incendies de véhicules électriques : le vieillissement de la batterie et les dommages physiques. Le vieillissement est un processus inévitable qui affecte toutes les batteries lithium-ion. Avec le temps et le nombre de cycles de charge et de décharge, les composants internes de la cellule — comme le séparateur, l’électrolyte et les matériaux des électrodes — perdent progressivement leur intégrité. Ce processus augmente la résistance interne, réduit l’efficacité énergétique et accroît le risque de surchauffe. Dans des conditions de charge rapide ou d’exposition à des températures extrêmes, une batterie vieillissante peut subir une défaillance thermique catastrophique, connue sous le nom de « défaillance thermique » (thermal runaway). Ce phénomène débute lorsqu’une cellule surchauffe, déclenchant une réaction en chaîne qui libère de la chaleur de manière exponentielle, atteignant des températures supérieures à 800 °C et générant des gaz inflammables comme l’hydrogène et le monoxyde de carbone. Une fois initié, ce processus est extrêmement difficile à arrêter et peut se propager rapidement aux cellules adjacentes, même après que les flammes superficielles ont été éteintes.
Les dommages physiques constituent une autre voie critique de défaillance. Dans les environnements des parkings souterrains, les véhicules sont exposés à des chocs, des dénivellations du sol, des objets tombés et des conditions environnementales hostiles, telles que l’humidité, la poussière et les fluctuations thermiques. Un impact contre une poutre ou un dénivelé sur le sol peut déformer le bloc-batterie, compromettant l’enveloppe protectrice et provoquant un court-circuit interne. Même de petits dommages peuvent suffire à percer l’isolation entre les électrodes positive et négative, déclenchant une décharge électrique massive et localisée. De plus, des facteurs externes comme les inondations, les tremblements de terre ou les pannes des systèmes électriques du parking peuvent endommager les câbles de recharge ou les modules de contrôle, augmentant la probabilité d’un arc électrique ou d’un court-circuit qui pourrait initier un incendie. Ces risques sont exacerbés dans des installations mal entretenues, où l’eau stagnante ou la corrosion peuvent encore affaiblir les systèmes électriques.
L’un des aspects les plus préoccupants des incendies de véhicules électriques est leur forte probabilité de ré-ignition. Contrairement aux incendies traditionnels, qui s’éteignent lorsque le combustible est épuisé, les batteries lithium-ion peuvent continuer à libérer de l’énergie même après que les flammes visibles ont été supprimées. Cela s’explique par le fait que la réaction chimique à l’intérieur des cellules endommagées peut persister, générant de la chaleur résiduelle et des gaz combustibles. Si elles ne sont pas suffisamment refroidies, ces cellules peuvent se rallumer des heures, voire des jours plus tard. Fu Qiu souligne que l’architecture des véhicules électriques rend difficile la déconnexion immédiate de l’énergie en cas d’incendie. Les systèmes de gestion de batterie (BMS) et les relais haute tension peuvent dysfonctionner ou ne pas répondre correctement dans des conditions extrêmes, ce qui signifie que le flux de courant peut continuer à alimenter le feu. Cette caractéristique transforme l’extinction en une opération prolongée qui nécessite non seulement d’éteindre les flammes, mais aussi de refroidir complètement le bloc-batterie pendant de longues périodes.
Dans le contexte d’un parking souterrain, ces risques sont multipliés. L’espace confiné limite sévèrement la dispersion de la fumée, provoquant une accumulation rapide de gaz toxiques, tels que le fluorure d’hydrogène, l’acide chlorhydrique et le cyanure d’hydrogène. Ces composés sont hautement corrosifs et mortels, même à de faibles concentrations. La visibilité est fortement réduite, rendant l’évacuation des occupants et la navigation des équipes de secours extrêmement difficiles. En outre, les hautes températures peuvent affaiblir la structure en béton du parking, augmentant le risque d’effondrement. La proximité d’autres véhicules facilite également la propagation du feu, car la chaleur rayonnante peut enflammer des matériaux combustibles sur des véhicules adjacents, créant un effet domino qui peut transformer un incident isolé en une catastrophe de grande ampleur.
Face à ce scénario, Fu Qiu propose une approche intégrée qui commence par une évaluation rigoureuse des risques avant qu’un incident ne se produise. Cette évaluation doit prendre en compte de multiples facteurs : la disposition architecturale du parking, l’efficacité du système de ventilation et d’extraction de fumée, l’emplacement et l’état des stations de recharge, la densité de véhicules électriques et la disponibilité des itinéraires d’évacuation. Il est fondamental de cartographier les zones à risque élevé, comme les zones proches des bornes de recharge ou les secteurs avec un éclairage de secours insuffisant. En outre, il est nécessaire d’analyser la capacité des points d’incendie, des systèmes de sprinklers automatiques et des extincteurs, en s’assurant qu’ils sont adéquatement répartis et en bon état de fonctionnement. L’évaluation doit également inclure des facteurs humains, tels que le niveau de sensibilisation du personnel d’entretien et la clarté des panneaux d’évacuation.
Un élément essentiel de la prévention est la mise en œuvre de systèmes de détection intelligents. Les parkings modernes doivent être équipés de capteurs multifonctionnels capables de détecter non seulement la fumée et la chaleur, mais aussi des gaz spécifiques émis lors de la décomposition des batteries, comme le monoxyde de carbone ou l’éthylène. Des caméras thermiques peuvent identifier des points chauds sur les véhicules stationnés, et les systèmes de surveillance peuvent être intégrés aux BMS des véhicules pour recevoir des alertes sur des anomalies de température ou de tension de la batterie. Dès qu’une anomalie est détectée, un système automatisé doit activer des alarmes locales et notifier directement les services d’urgence, réduisant ainsi considérablement le temps de réponse.
Une fois un incendie détecté, le contrôle immédiat de la scène est crucial. La priorité absolue est l’évacuation sûre de toutes les personnes présentes. Les alarmes doivent être activées instantanément, avec des messages clairs et multilingues si nécessaire, indiquant les itinéraires d’évacuation les plus proches. Le personnel du parking doit guider les occupants de manière ordonnée, en évitant la panique et les bousculades. Parallèlement, les voies d’accès doivent être dégagées pour permettre l’arrivée rapide des unités de pompiers. Tout obstacle, comme des véhicules mal stationnés ou des barrières effondrées, doit être éliminé immédiatement.
L’isolement de la zone touchée est une autre étape critique. Les systèmes de ventilation doivent être désactivés pour éviter que la fumée ne se propage vers des zones non affectées. Les portes coupe-feu et les clapets anti-fumée doivent se fermer automatiquement pour contenir l’incendie. Pour les véhicules électriques, il est essentiel de couper l’alimentation des stations de recharge et, si possible, de désactiver à distance le système haute tension du véhicule. Cela réduit le risque d’électrocution pour les secouristes et limite l’énergie disponible pour alimenter le feu.
En ce qui concerne l’extinction, les tactiques traditionnelles doivent être adaptées. Appliquer un jet d’eau direct sur une batterie lithium-ion peut être contre-productif, car l’eau peut conduire l’électricité et réagir violemment avec les électrolytes, générant des gaz inflammables. Au lieu de cela, Fu Qiu recommande une approche basée sur un refroidissement massif, le confinement et la privation d’oxygène. L’utilisation de grands volumes d’eau sous forme de brouillard fin peut efficacement refroidir la carrosserie du véhicule et les structures environnantes, empêchant la propagation de la chaleur. Une technique innovante mentionnée dans l’étude est l’utilisation de couvertures de refroidissement pour le châssis combinées à de la mousse à haute expansion. En plaçant une couverture ignifuge sous le véhicule en feu, il est possible de sceller la partie inférieure et d’appliquer de la mousse qui agit comme isolant thermique et barrière contre l’oxygène. Cette combinaison a démontré une réduction significative de l’émission de fumée et un retard de la ré-ignition.
Dans des scénarios où aucune personne n’est en danger immédiat, l’utilisation d’azote liquide représente une option avancée. En injectant de l’azote cryogénique dans la zone de l’incendie, on obtient une réduction extrême de la température et on déplace l’oxygène de l’environnement, étouffant le feu dans une atmosphère inerte. Bien que le stockage et le transport d’azote liquide posent des défis logistiques, cette technique offre une solution non conductrice et sans résidus, idéale pour les environnements sensibles.
L’extraction de la fumée et des gaz toxiques est fondamentale dans les parkings souterrains. Les systèmes mécaniques d’extraction doivent être activés tôt pour diriger les gaz vers l’extérieur. Des ventilateurs à pression positive peuvent aider à dégager les itinéraires d’évacuation, tandis que des ventilateurs à pression négative extraient l’air contaminé de la zone centrale de l’incendie. La coordination entre les pompiers et les ingénieurs du bâtiment est essentielle pour s’assurer que les systèmes de CVC ne recyclent pas la fumée.
Pour les incendies de grande ampleur, l’interopérabilité entre les agences est vitale. Un incident de cette nature nécessite une réponse coordonnée entre les pompiers, les services médicaux, les équipes de matières dangereuses et les forces de l’ordre. Fu Qiu souligne la nécessité d’un poste de commandement sur place, équipé de communications en temps réel, de flux de caméras thermiques et de tableaux de situation. Ce centre de commandement centralisé permet une prise de décision stratégique, une allocation efficace des ressources et une coordination fluide entre toutes les parties impliquées.
Enfin, après l’extinction de l’incendie, l’enquête médico-légale est un élément essentiel. Une analyse systématique doit être menée pour déterminer la cause initiale. Cela inclut la sécurisation de la scène, la collecte de preuves physiques telles que des modules de batterie calcinés, des fragments de câblage et du matériel de recharge, et la préservation des enregistrements numériques du BMS et des caméras de surveillance. Des experts indépendants en technologie des batteries, en ingénierie électrique et en dynamique des incendies doivent participer pour garantir une évaluation objective. La détermination de la responsabilité peut impliquer les fabricants de véhicules (pour des défauts de conception), les gestionnaires de propriétés (pour un entretien insuffisant) ou les propriétaires (pour des pratiques de recharge inadéquates). Un rapport formel doit documenter la séquence des événements, les facteurs causaux, les parties responsables et les recommandations pour prévenir de futurs incidents.
En conclusion, l’étude de Fu Qiu souligne la nécessité d’une transformation profonde dans la manière dont les villes et les corps de pompiers abordent la sécurité des véhicules électriques dans les espaces souterrains. Il ne suffit plus d’appliquer des tactiques traditionnelles d’extinction. Une formation spécialisée, un équipement mis à jour et des protocoles opérationnels révisés sont nécessaires pour reconnaître la nature unique des incendies de batteries lithium-ion. La collaboration entre les pompiers, les fabricants d’automobiles, les producteurs de batteries et les urbanistes est essentielle pour harmoniser les normes de sécurité. Les politiques urbaines doivent exiger des matériaux ignifuges, des zones de stationnement dédiées avec des systèmes de suppression améliorés et des exercices d’urgence obligatoires. Seul un approche proactive, scientifique et coordonnée permettra de garantir la sécurité publique à l’ère de la mobilité électrique.
Fu Qiu, Corps de secours et de lutte contre l’incendie de la ville de Zhuzhou, Fire Rescue 2024.01