Safety and Environment Community: L’INERIS et les véhicules électriques

Nouveaux systèmes de stockage de l'énergie - Véhicules électriques - Electromobilité

L’INERIS et les véhicules électriques

Depuis près de 60 ans, l’INERIS dispose d’une expertise sur l’évaluation et la prévention des risques industriels (phénomènes dangereux accidentels, pollution des milieux, mouvements de terrain…). L’une des missions de l’INERIS consiste à accompagner l’innovation technologique pour veiller à une bonne prise en compte de la sécurité et de l’environnement le plus en amont possible dans les phases de recherche et développement menées par les entreprises. Dans ce cadre, l’Institut a engagé de nombreux travaux sur la prévention des risques liés aux batteries intégrées dans les véhicules électriques.

Hiérarchiser les enjeux liés à la sécurité des véhicules électriques

Le rapport de l’INERIS, réalisé en 2010 à la demande du Ministère chargé de l’Ecologie et rendu public le 22 juin 2011, est une analyse préliminaire de risques (incendie, explosion, effets toxiques) liés à l’ensemble du cycle de vie des véhicules électriques et en particulier à leurs batteries (conception, fabrication, transport, stockage, utilisation, fin de vie et recyclage…). Cette analyse identifie des scénarios de risques à chaque étape du cycle de vie, et les classe par niveau de risque croissant. Cette « cartographie » permet d’identifier d’une part, des scénarios présentant un risque important compte tenu des informations disponibles ; d’autre part, des scénarios pour lesquels les connaissances et informations disponibles ne permettent pas, à ce jour, d’exclure qu’ils présentent des risques significatifs. Ce travail d’analyse préliminaire n’a donc pas eu pour vocation d’évaluer et comparer des technologies de batteries entre elles ; il n’a pas non plus pour objet de quantifier précisément un type de risque. Son objet est de déterminer et hiérarchiser les travaux complémentaires qu’il conviendrait de mener.

Cette étude, qui n’est pas le fruit de travaux expérimentaux de l’Institut, est fondée sur les données disponibles dans la littérature scientifique au mois d’octobre 2010. Trois autres documents préparatoires ont nourri l’élaboration de cette analyse de risques :

Le premier inventorie les différentes technologies de batteries utilisées et susceptibles d’être mises en œuvre dans les prochaines années.
Le deuxième, réalisé par l’UTAC avec l’appui de l’INERIS, fait le point sur le contexte réglementaire et normatif dans lequel s’inscrit la filière véhicules électriques.
Le troisième porte sur l’accidentologie et recense les principaux incidents ou accidents ayant impliqué des batteries électriques jusqu’en 2010.

Dans l’analyse préliminaire de risques, les situations accidentelles dans les lieux confinés, comme les parkings souterrains, constituent un scénario pour lequel les risques ne peuvent être exclus tant que des études approfondies n’ont pas été menées(1). De premières simulations numériques et des notes de calcul préliminaires ont donc été réalisées pour le Ministère chargé de l’Ecologie début 2011, faute d’informations issues de situations réelles. Celui-ci souhaitait pouvoir disposer de premières données dans l’hypothèse où il soit sollicité pour prendre position sur un projet relatif au véhicule électrique, sans pouvoir attendre les résultats de campagne d’essais à échelle réelle. Depuis, des essais incendie à échelle réelle ont été réalisés sur deux véhicules embarquant la technologie lithium-ion, pour le compte de constructeurs automobiles. Certains de ces résultats ont été communiqués par les constructeurs ; l’INERIS en a tiré des éléments de synthèse (cf. document ci-dessous).

Garantir la sécurité des batteries : la certification ELLICERT

Au-delà de l’étude des risques, l’INERIS contribue également à apporter des réponses concrètes aux questions de sécurité des véhicules électriques. L’Institut est ainsi à l’initiative d’un référentiel de certification volontaire(2), ELLICERT, pour les batteries, cellules et packs destinés à ce type d’application. Ce référentiel a été élaboré dans le cadre du plan national pour le développement des véhicules électriques et hybrides rechargeables lancé par le gouvernement français en octobre 2009.

Le référentiel ELLICERT est le fruit d'une démarche collective qui a associé à l'INERIS les fabricants de batteries, les constructeurs automobiles et gestionnaires de flottes, les experts nationaux de la filière et une association de consommateurs. Cette démarche de certification apporte une contribution essentielle pour la prise en compte de la sécurité des batteries. Elle s'adresse non seulement aux utilisateurs, en leur apportant des garanties en amont de l’intégration d’une batterie sur un véhicule, mais aussi aux fabricants désireux d'apporter une preuve indépendante de la qualité de leurs produits.

L’originalité d’ELLICERT est directement liée à la capacité dont dispose l’Institut à proposer des référentiels de certification pour des systèmes complexes, intégrant de l’électronique et du logiciel. Le référentiel vise à évaluer la sécurité globale des cellules ou packs en mesurant par des essais dits « abusifs », que l'on retrouve déjà dans des documents internationaux, le niveau de résistance plus ou moins important à des agressions électriques, mécaniques ou thermiques. En ce qui concerne les packs, cette évaluation tient compte de la présence et de la fiabilité d’un BMS(3). La certification ELLICERT conduit à la délivrance de certificats INERIS pour une classe de sécurité définie (3 classes : A, B et C). Cette démarche de certification volontaire permet de pallier temporairement l’absence de prescriptions réglementaires, dont la mise au point au niveau international demandera encore quelques années. Les connaissances développées à l’occasion de la mise au point du référentiel ELLICERT donnent à la France l’opportunité d’être une force de proposition dans les travaux engagés au niveau international pour mettre au point ces réglementations.

(1) Ces scénarios, présentés comme les plus critiques, sont ceux qui méritent la réflexion la plus urgente en termes d’études de risques, d’acquisition de connaissances et de mesure de réduction des risques pertinentes.
(2) L’INERIS est un organisme certificateur pour la mise en œuvre de réglementations (certification dite « réglementaire »). L’Institut développe également, au sein de comités d’experts indépendants, des démarches de certification que les industriels choisissent de suivre pour se mettre en conformité avec des référentiels prénormatifs (certification dite « volontaire »).
(3) Battery Management System : système électronique de gestion du pack qui commande notamment le dispositif de coupure en cas de dysfonctionnement.

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