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Les systèmes BESS concentrent une quantité importante d’énergie dans un espace réduit. Comme tout équipement utilisant des batteries lithium-ion, ils doivent donc intégrer la sécurité dès leur conception. Le phénomène le plus surveillé est l’emballement thermique, une réaction auto-entretenue pouvant débuter au niveau d’une seule cellule puis, dans certaines conditions, se propager à un module, un rack ou au reste de l’installation. L’objectif n’est pas seulement d’éteindre un éventuel incendie, mais surtout de détecter et limiter la défaillance le plus tôt possible.
Comment un emballement thermique peut-il se déclencher ?
Une cellule lithium-ion doit fonctionner dans une plage définie de température, de tension et de courant. Une surcharge, un court-circuit, une surchauffe, un défaut interne ou certaines défaillances d’équipements peuvent provoquer des réactions exothermiques successives.
L’INERIS indique qu’un emballement thermique peut générer une augmentation rapide de la température et de la pression, accompagnée de fumées et de gaz inflammables, puis éventuellement d’un incendie ou d’une explosion. La chaleur dégagée par une cellule peut également atteindre les cellules voisines par conduction, convection ou rayonnement et provoquer une propagation.
La chimie LFP, très utilisée dans les BESS stationnaires, présente une meilleure stabilité thermique que certaines chimies comme le NMC. Cela ne signifie toutefois pas qu’elle est exempte de risque : l’INERIS rappelle que l’emballement thermique et les dégagements gazeux restent possibles sur les batteries LFP.
Comment un BESS détecte-t-il une anomalie avant l’incendie ?
La première barrière de sécurité repose sur la surveillance permanente du système.
Le BMS contrôle notamment les tensions, les courants et les températures des batteries. Une anomalie peut entraîner une limitation de puissance ou l’isolement d’une partie du système avant qu’une situation critique ne se développe.
D’autres moyens de détection peuvent compléter cette surveillance : fumées, chaleur ou présence de certains gaz. L’objectif est de repérer les premiers signes d’une défaillance suffisamment tôt pour déclencher les procédures de protection prévues par la conception du BESS.
Comment limiter la propagation lorsqu’une cellule est déjà en défaut ?
Une fois l’emballement thermique déclenché, la priorité devient de limiter sa propagation. La conception du système doit notamment prendre en compte l’agencement des cellules et des racks, l’évacuation des gaz, la protection contre les surpressions et l’espacement avec les équipements voisins.
Le refroidissement constitue également un enjeu majeur. Les travaux de l’INERIS montrent que la capacité à retirer efficacement la chaleur est essentielle pour limiter la propagation d’une cellule à l’autre.
La sécurité d’un BESS repose donc sur plusieurs barrières complémentaires : prévenir, surveiller, détecter et contenir. Elle doit être intégrée dès la conception du projet et adaptée à l’architecture retenue.
Pour découvrir l’approche globale de conception et d’intégration des systèmes de stockage, consultez la page BBR BESS du futur site BBR Énergie.
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