Par Bastien Theron, expert Batterie Cégep de Shawinigan
Les batteries lithium-ion sont aujourd’hui omniprésentes dans de nombreuses technologies : véhicules électriques, systèmes de stockage d’énergie, équipements industriels et appareils électroniques.
Malgré leur utilisation généralisée, elles demeurent des dispositifs énergétiques complexes pouvant présenter des risques importants lorsqu’elles sont mal manipulées. Pour les professionnels techniques, comprendre ces dangers n’est plus une option : c’est une compétence essentielle pour travailler en sécurité et prévenir les accidents.
Un danger invisible : l’énergie électrique stockée
La première particularité des batteries lithium-ion est que le danger est présent en permanence, même lorsque l’appareil qu’elles alimentent est éteint.
Une batterie contient de l’énergie jusqu’à sa décharge complète. Selon son architecture, elle peut présenter un risque sérieux de choc électrique. En courant continu, le seuil considéré dangereux pour l’être humain se situe autour de 60 V DC. Or, les batteries utilisées dans les systèmes de stockage d’énergie ou de propulsion dépassent largement ce seuil et peuvent atteindre aujourd’hui près de 1000 V DC.
Contrairement à d’autres sources d’énergie, l’électricité ne donne aucun signal d’alerte naturel : pas d’odeur, pas de bruit, ni de chaleur visible. Une manipulation apparemment banale peut donc exposer un technicien à un choc électrique grave, particulièrement en présence d’humidité ou lorsqu’un outil métallique ferme accidentellement un circuit.
Le corps humain, composé d’eau et de sels minéraux, possède une faible résistance électrique. Si les mesures de protection ne sont pas respectées, il peut devenir une partie du circuit. Le courant traversant le corps peut alors provoquer des blessures graves, voire un arrêt cardiaque.
L’arc électrique : l’un des risques les plus violents
Au-delà du choc électrique, les batteries lithium-ion de grande capacité présentent aussi un risque majeur d’arc électrique.
Ce phénomène survient lorsque le courant traverse l’air entre deux conducteurs, produisant une décharge d’énergie extrêmement intense. Plus la tension est élevée, plus la distance nécessaire pour amorcer un arc peut être grande.
Un arc électrique peut provoquer :
- une onde de choc violente
- des projections de métal en fusion
- des températures de plusieurs milliers de degrés
- des brûlures graves
- un incendie
Dans un environnement industriel, un simple tournevis mal positionné ou une connexion mal serrée peut suffire à déclencher un arc, particulièrement sur les systèmes haute tension. Le risque est encore plus élevé lorsque les packs de batteries sont ouverts, car plusieurs conducteurs peuvent alors être exposés.
L’emballement thermique : un phénomène critique
L’emballement thermique est l’un des scénarios les plus redoutés avec les batteries lithium-ion.
Il se produit lorsqu’une cellule libère soudainement son énergie interne sous forme de chaleur. Cette chaleur peut ensuite endommager les cellules voisines et déclencher une réaction en chaîne.
Les conséquences possibles incluent :
- des flammes
- une explosion
- l’émission de gaz toxiques
Lors d’un emballement thermique, les températures peuvent dépasser 600 °C, entraînant la fusion des matériaux internes et la rupture de l’enveloppe de la cellule.
Plusieurs facteurs peuvent provoquer ce phénomène :
- surcharge
- défaut de fabrication
- court-circuit interne
- perforation
- exposition à une température excessive
- mauvaise manipulation
De plus, charger ou décharger une cellule en dehors de ses conditions normales d’utilisation peut provoquer une dégradation interne susceptible de mener à un court-circuit.
Certaines chimies de batteries sont plus sensibles que d’autres. Les cellules riches en nickel (NMC, NCA) peuvent libérer davantage de gaz inflammables lors d’un incident, tandis que les batteries LFP sont généralement plus stables, bien qu’elles restent vulnérables à des conditions extrêmes.
Les dangers chimiques : un électrolyte toxique
Les batteries lithium-ion contiennent un électrolyte liquide, souvent basé sur le sel LiPF₆, qui possède plusieurs propriétés dangereuses :
- toxique
- corrosif
- inflammable
- potentiellement cancérogène
Si une cellule est endommagée, cet électrolyte peut s’échapper. Au contact de l’humidité, même sous forme de vapeur d’eau, il peut produire du fluorure d’hydrogène (HF), un gaz extrêmement corrosif capable de pénétrer la peau et d’endommager les tissus profonds.
Les fuites peuvent survenir à la suite :
- d’une perforation
- d’un choc
- d’un stockage inadéquat
- d’un emballement thermique
Une exposition par inhalation ou par contact peut entraîner des conséquences graves pour la santé.
Des impacts environnementaux souvent sous-estimés
Une batterie lithium-ion endommagée ou en combustion peut libérer dans l’environnement :
- des métaux lourds (nickel, cobalt, manganèse, lithium)
- des gaz toxiques (SO₂, HF, NO₂)
- des particules corrosives
Ces substances peuvent contaminer l’air, l’eau et les sols, et nuire aux écosystèmes.
De plus, lorsque des batteries se retrouvent dans des sites d’enfouissement, elles peuvent provoquer des incendies si leurs cellules sont écrasées et libèrent leur énergie sous forme de chaleur.
C’est pourquoi les batteries lithium-ion doivent toujours être recyclées, quelle que soit leur chimie.
Pour aller plus loin
La compréhension des risques associés aux batteries lithium-ion est essentielle pour tout professionnel amené à les manipuler.
Une formation spécialisée permet d’approfondir ces dangers, d’apprendre les comportements sécuritaires à adopter et de maîtriser les bonnes pratiques, depuis le niveau cellule jusqu’aux systèmes haute tension.
