Des restrictions préventives pour la photovoltaïque et les batteries ? Partie 1

MRiT achève l’élaboration de règlements envisageant une interdiction « préventive » de l’installation de batteries dans les appartements ainsi que des restrictions pour ces dernières dans les maisons. Le sort de la photovoltaïque sur balcon est également en jeu. Que disent les pompiers et les experts en prévention des incendies ? Comment font les autres pays d’Europe ? Partie 1.

Table des matières

Voir également la deuxième partie de cette analyse : Des restrictions préventives pour la photovoltaïque et les batteries ? Partie 2

« Le développement implique toujours un certain risque, mais aussi un besoin essentiel. Il faut tout peser soigneusement », m’a récemment dit un officier de haut rang de la Direction générale des pompiers d’État. Des paroles similaires sont régulièrement prononcées lors des conférences internationales sur « La sécurité des nouvelles technologies », organisées par le CNBOP (l’institut national des pompiers), auxquelles je participe depuis des années.

La question est de savoir si, lors des travaux sur la révision du règlement relatif aux conditions techniques des bâtiments (WT), il a été possible d’équilibrer les dispositions de manière à ne pas entraver le développement des nouvelles technologies, tout en assurant la sécurité de leur utilisation.

Les opinions sont divisées même parmi les pompiers eux-mêmes. Une partie préconise l’instauration préventive de restrictions partielles et de contraintes plus strictes – ne serait-ce que pour quelques années – tandis que d’autres sont en faveur de l’établissement de exigences de base (détecteurs, distances) et d’une attention portée à la certification des entrepôts eux-mêmes.

Les experts en incendies et en installations électriques ajoutent à cela des exigences relatives à la mise en place par un électricien qualifié et à des contrôles réguliers, car les statistiques mondiales montrent que le risque d’incendie dû à une installation électrique est bien plus élevé que celui provenant des cellules ou panneaux photovoltaïques eux-mêmes.

Aujourd’hui, les installations et appareils électriques sont responsables de 8 % des incendies dans les logements en Pologne. Cependant, pour comparaison, 48 % de ces incendies surviennent à cause du chauffage au charbon, combustible solide principal.

La certification des batteries dissiperait de nombreuses inquiétudes chez les pompiers

C’est justement ce risque qui semble être l’axe central autour duquel se concentre l’attention de tous nos interlocuteurs – depuis le KG PSP, en passant par le CNBOP, l’AP, le SITP, les experts, les organisations sectorielles, jusqu’aux fabricants. Selon les pompiers, si nous certifiions les batteries domestiques en Pologne, au lieu de nous fier aux déclarations des importateurs des batteries les moins chères en Chine, leur attitude vis-à-vis des mesures de sécurité requises dans les foyers serait différente. Pourquoi donc recourons-nous à une interdiction préventive de montage imposée par Kowalski, plutôt qu’à une certification obligatoire pour les fabricants de batteries ?

– Depuis longtemps, nous nous efforçons en vain d’obtenir l’obligation d’une telle certification – nous affirme un représentant de l’un des fabricants occidentaux d’onduleurs et de batteries d’énergie. – Or, les règlements WT actuellement proposés, au lieu de contraindre les fabricants à se certifier, visent à transférer les coûts liés à la limitation des risques sur les citoyens, ce qui sera bien plus cher pour les familles polonaises et entravera la transition énergétique – ajoute-t-il.

C’est comme si, au lieu de l’homologation obligatoire et des contrôles périodiques des véhicules, nous voulions améliorer la sécurité de leur stationnement dans les immeubles résidentiels en obligeant l’équipement des emplacements de stationnement de tapis absorbants capables de capturer les fuites d’huile et de carburant, ainsi que de capteurs de CO et de GPL destinés à détecter les fuites dans les systèmes de carburant, et en imposant l’utilisation de couvertures extinctrices et d’aspergeurs pour limiter l’ampleur des incendies.

D’après ce que nous entendons au CNBOP, l’institution publique chargée de cette certification, aucun fabricant de réservoirs n’a encore acheté ce type de certification. En général, les fabricants se chargent eux-mêmes de cette certification en Allemagne, aux États-Unis ou en Chine. Le CNBOP brûle donc des réservoirs qu’il a lui-même achetés afin d’évaluer non pas tant le risque d’incendie (car un chauffage prolongé au brûleur finira par enflammer n’importe quel réservoir), que le développement et les conséquences de tels incendies.

Les premières informations qui nous sont parvenues de ces essais étaient assez optimistes : l’incendie était difficile à déclencher et il n’y avait pas de propagation entre les modules de la batterie. La composition des gaz n’était pas non plus aussi dangereuse que ce à quoi on pourrait s’attendre d’après la littérature spécialisée. Cependant, au cours des prochaines semaines, le CNBOP publiera un premier article présentant des résultats détaillés, révélant davantage sur les effets de ces incendies.

De quel risque parlons-nous ? Le gaz, la voiture, la cheminée

Il n’est pas étonnant que le scénario et les conséquences d’un incendie soient au cœur des préoccupations du CNBOP. Avec la probabilité d’incendie, ils permettent de définir le profil de risque d’une technologie donnée.

Par exemple, les installations de gaz dans les bâtiments résidentiels peuvent provoquer une explosion rapide et d’énormes conséquences, y compris le risque d’effondrement d’une partie ou de l’ensemble du bâtiment. Cependant, la probabilité qu’un tel accident se produise est faible. En Pologne, on compte « seulement » une vingtaine de catastrophes liées à l’explosion du gaz naturel chaque année, au cours desquelles plusieurs personnes perdent la vie. La méthode de base pour atténuer ce risque de la part des utilisateurs consiste en l’installation obligatoire d’une grille de ventilation, en limitant le stockage à au maximum 2 bouteilles de LPG de 11 kg chacune, ainsi qu’en respectant des règles concernant la connexion des cuisinières au système du bâtiment. Cela reste insuffisant pour éliminer complètement ce risque. Nous ne allons cependant pas plus loin – par exemple avec des plafonds et des murs renforcés dans la cuisine, des armoires de cuisine ininflammables ou des portes en acier. Le risque et le nombre de victimes restent à un niveau acceptable.

Nous avons fait des progrès en ce qui concerne les normes pour les fabricants de cuisinières à gaz. La législation polonaise exige le respect de telles normes, tandis que les normes au niveau des règlements de l’UE imposent l’équipement des cuisinières à gaz de dispositifs de sécurité empêchant un débit incontrôlé de gaz (ce qui explique pourquoi les vannes électriques commandées par thermocouple sont aujourd’hui largement utilisées).

À l’opposé, on constate des incendies très fréquents : de la suie dans les cheminées. C’est un incendie sur deux dans les bâtiments résidentiels dans notre pays (quelques dizaines de milliers d’incidents par an). Cependant, bien que ce phénomène progresse rapidement, ses conséquences restent très limitées – le feu se propage rarement au toit. La fumée ne pénètre généralement pas à travers les parois de la cheminée. Par conséquent, ce risque est également considéré comme acceptable.

On observe des incendies de voitures quelque part au milieu. Le risque est modéré et s’élève à 0,05 % par an (on compte 10 000 incendies de voitures chaque année). Cependant, ils se développent rapidement (3 à 4 minutes suffisent pour que les voitures à moteur ne puissent plus être éteintes avec une simple pompe à eau) et sont associés à une émission massive de chaleur ainsi que de gaz mortels. Les scénarios de ce type d’incendies montrent cependant qu’ils ont souvent lieu en dehors des bâtiments et qu’ils entraînent rarement une explosion des vapeurs d’essence provenant d’un réservoir fondu. Le risque global que représentent de tels incendies n’a jusqu’à présent pas incité le gouvernement à imposer l’installation obligatoire de détecteurs de fumée dans les garages. Ce risque est considéré comme acceptable.

20 % des victimes d’incendies d’appartements sont causées par le canapé

Nous sommes confrontés tous les jours à des milliers de risques de ce type autour de nous. Beaucoup sont insidieux et peuvent avoir des conséquences tragiques. L’un de ces risques est l’incendie du canapé. Selon les statistiques de la NFPA américaine, environ 2 % des incendies d’habitations commencent justement par des meubles rembourrés (principalement des canapés). Généralement, l’origine d’un tel incendie est la chaleur et les cendres de cigarette, un réchauffement accidentel avec une bouilloire, une étincelle provenant de la cheminée, une bougie placée à proximité, ou encore un chargeur d’ordinateur portable/téléphone surchauffé ou une barre d’alimentation.

La probabilité qu’un tel incendie éclate est faible, mais son déroulement et ses conséquences sont souvent tragiques. Comme le rapporte la NFPA, près de 20 % des victimes d’incendies domestiques meurent dans des accidents déclenchés par un canapé en feu. La raison en est le développement rapide de cet incendie, dû à la mousse polyuréthane et au rembourrage – des matériaux synthétiques (généralement fabriqués à partir de pétrole).

Le canapé prend rapidement feu et enflamme rapidement d’autres objets dans l’appartement (il a une grande surface de combustion). De plus, il émet d’énormes quantités de fumée noire et étouffante qui complique l’évacuation des personnes, ainsi que de très grandes quantités de gaz mortels en peu de temps – du CO (monoxyde de carbone) et du HCN (cyanure d’hydrogène). Ce dernier pénètre facilement à travers les vêtements (même les uniformes de protection des pompiers) et provoque la mort en seulement 2 à 3 minutes. C’est pourquoi le profil de risque d’incendie lié au canapé restera notre référence dans un instant.

La situation est encore plus grave au Royaume-Uni — les statistiques incendiaires pour l’Angleterre révèlent une disparité marquée entre la fréquence des départs d’incendie et leurs conséquences. Les meubles rembourrés (lits, matelas, canapés) constituent l’élément le plus souvent enflammé dans environ 12 % des incendies domestiques, mais ils sont responsables de 29 % des décès. De plus, bien qu’ils soient impliqués dans 16 % des cas en tant que principal facteur d’aggravation de l’incendie, ils sont liés à 43 % des décès, ce qui montre que, s’ils déclenchent moins fréquemment des incendies, ils augmentent considérablement leur mortalité.

À quelle fréquence les panneaux photovoltaïques et les batteries prennent-ils feu ?

Comment ces nouveaux risques — les batteries (stationnaires et dans les voitures) ou les panneaux photovoltaïques — se situent-ils par rapport aux risques que nous connaissons bien ? Rappelons que le risque d’incendie dans un logement en Pologne, quel que soit le motif, est de 0,4 % par an (0,3 % en Allemagne).

Le risque d’incendie pour une voiture à combustion interne est dix fois inférieur et s’élève à 0,04 % (et en Pologne, ce chiffre est déjà bien plus élevé qu’en Allemagne ou en Norvège, ce qui est dû par exemple à l’importation de vieux véhicules électriques en provenance de l’Ouest et aux réparations effectuées par des ateliers inexpérimentés).

À titre de comparaison, selon les statistiques du KG PSP, le risque d’incendie de la batterie elle-même dans une voiture électrique en Pologne est encore d’un ordre de grandeur inférieur et s’élève à 0,006 % (seul un septième incendie lié aux véhicules électriques concerne la batterie).

Les batteries domestiques LFP présentent encore moins de risques d’incendie. Des chercheurs de l’université technique d’Aix-la-Chapelle ont étudié ce risque. Leurs recherches sont particulièrement importantes car, alors que la Pologne compte aujourd’hui « seulement » environ 130 000 batteries lithium-ion domestiques, l’Allemagne en possède déjà environ 3 millions dans les maisons et les appartements (y compris plusieurs centaines de milliers de batteries plug-in, installées en grande partie dans les appartements des immeubles résidentiels). Le risque d’incendie lié à une batterie domestique est actuellement de 0,005 %.

À titre de comparaison, les installations photovoltaïques présentent encore moins de probabilité d’incendie (0,001 % en Allemagne et 0,004 % en Pologne, selon les analyses de WysokieNapiecie.pl basées sur des données de la KG PSP et une enquête menée auprès des pompiers).

Selon les scientifiques d’Aix-la-Chapelle, les réfrigérateurs et congélateurs présentent une probabilité d’incendie comparable : 0,001 % par an.

Revenons encore au risque d’incendie domestique déclenché par le canapé. D’après les données de la KG PSP et de l’NFPA américaine, ce risque est de 0,007 %.

Un incendie domestique tous les 250 ans, une batterie tous les…. 5000 ans

Comment interpréter ces pourcentages ? Si la probabilité d’un incendie dans une maison ou un appartement en Pologne est de 0,4 %, cela signifie qu’une maison typique en Pologne subira un incendie tous les 250 ans.

À quelle fréquence une batterie prend-elle feu dans un appartement ? Une probabilité de 0,005 % signifie qu’en moyenne un tel incendie touchera un appartement équipé d’une batterie tous les… 20000 ans (c’est-à-dire une fois tous vingt mille ans). Et si les Allemands se trompaient ? Les incendies liés aux panneaux photovoltaïques (que montent les mêmes installateurs que ceux qui installent les batteries) sont 4 fois plus fréquents en Pologne. Cela signifierait que, en moyenne, une batterie prendrait feu chez son propriétaire tous les 5000 ans.

En d’autres termes, selon le scénario pessimiste basé sur les données disponibles en Allemagne et extrapolées aux normes de construction et d’équipement polonaises (4 fois inférieures), si nous avions 1 million de batteries dans les maisons et les appartements en Pologne, celles-ci provoqueraient 200 incendies par an. Rappelons que le nombre total d’incendies domestiques en Pologne est d’environ 30 000, tandis que celui des incendies de voitures à moteur est presque de 10 000.

La probabilité d’un incendie causé par une batterie est aujourd’hui, pour être direct, extrêmement faible. La collecte de données sur leur fréquence par le KG PSP devrait servir de point de départ pour des discussions concernant des interdictions générales de leur installation ou d’autres restrictions.

Passons donc aux deux éléments suivants du profil de risque : les scénarios de développement d’un tel incendie ainsi que ses conséquences pour les habitants, les sauveteurs et les biens.

Comment évaluer le risque ?

Afin de comprendre si nous devrions adopter une approche plus ou moins libérale concernant l’installation de panneaux photovoltaïques et de batteries dans les maisons ou les appartements, nous devrions analyser les risques qu’elles comportent, les comparer aux autres risques auxquels nous sommes confrontés dans la conception de nos maisons (par exemple, l’incendie des meubles, du système électrique, d’une voiture à combustion interne dans le garage), et nous demander si, en pratique, nous avons ici un ensemble et un niveau de risques différents de ceux que l’on rencontre déjà avec des cuisinières à gaz, des bouteilles de LPG, plusieurs dizaines de onduleurs, du bois, du papier, quelques petites batteries au lithium-ion, ainsi que des centaines de kilogrammes d’équipements à base de produits pétrochimiques, allant des meubles aux appareils électroniques, et dans le garage, en plus, plusieurs dizaines de litres de carburant inflammable et explosif entouré de centaines de kilogrammes de plastiques toxiques.

Passons donc à la manière dont ces incendies se développent et quels en sont les conséquences. Nous devons prendre en compte le rythme et l’émission totale de chaleur dans l’incendie, l’émission et la nocivité des gaz émis par le dispositif, le niveau de fumée en fonction des possibilités d’évacuation des personnes, la capacité du dispositif à maîtriser le feu et à empêcher sa propagation, ainsi que les risques pour les secouristes (niveau de toxicité ou d’inflammabilité de l’atmosphère générée, risque d’électrocution, etc.).

Émission de chaleur dans l’incendie : batterie vs armoire

L’un des plus grands dangers lors d’un incendie est la quantité et le rythme d’émission de chaleur provenant de la substance en combustion. C’est de cela que dépendent la vitesse de propagation du feu et les dommages qu’il peut causer à la structure du bâtiment.

La batterie LFP d’une capacité de 10 kWh (standard pour un appartement) contient 150 kWh d’énergie chimique (combustible). C’est la quantité de chaleur que dégagera la batterie lorsqu’elle sera complètement épuisée. Est-ce beaucoup ? Un canapé de même masse (90 kg) contient deux fois plus de combustible (300 kWh). Une étagère à livres ou un placard contiennent encore plus de combustible (1000 kWh). La quantité d’énergie libérée par un tel stockage est donc bien inférieure à celle de n’importe quel meuble plus grand dans notre appartement.

Ainsi – comme nous l’avons déjà montré – le risque d’incendie d’une batterie domestique dans le scénario « polonais » (4 fois pire que celui en Allemagne) est non seulement inférieur à celui d’un incendie causé par un canapé, mais il s’accompagnera également généralement d’une quantité de chaleur dégagée nettement moindre.

Puissance maximale de l’incendie : batterie vs meubles

La quantité d’énergie chimique stockée est un facteur, mais ce qui est généralement bien plus important, c’est le rythme de sa libération, c’est-à-dire l’intensité de l’incendie. Cela peut sembler contre-intuitif, mais si un incendie causé par la même quantité de combustible dure une semaine pour l’objet A ou 10 minutes pour l’objet B, alors l’objet B est bien plus dangereux.

Pourquoi ? Parce que l’objet A brûle lentement et émet peu de chaleur sur une très longue période, tandis que l’objet B brûle violemment (ou même explose), libérant d’énormes quantités de chaleur en peu de temps, ce qui peut rapidement entraîner l’incendie d’autres objets dans la maison et compliquer l’évacuation.

Le canapé déjà mentionné, l’armoire à vêtements ou la étagère à livres brûlent rapidement et dégagent, au pic de l’incendie, une énorme puissance thermique atteignant même 2-3 MW. Pendant ce temps, la batterie domestique brûle beaucoup moins intensément, ne dégageant au maximum que 0,2-0,5 MW de chaleur. Cela laisse plus de temps aux habitants pour réagir et à la brigade des pompiers pour arriver.

Émissions de gaz : batterie vs canapé

Cependant, ce ne sont ni le feu ni la température, mais les gaz toxiques émanant des objets en flammes qui représentent le plus souvent une menace majeure pour la vie et la santé des gens en cas d’incendie. Dans le cas d’une batterie, de tels gaz peuvent commencer à se dégager des minutes avant l’apparition du feu. Il en va de même pour un canapé s’il commence à fumer.

Nous présenterons dans la deuxième partie de l’article les niveaux d’émission de gaz enregistrés lors des essais d’incendie concernant les risques existants, c’est-à-dire l’équipement dominant des logements ainsi que le nouvel équipement sous forme de batteries, accompagnés des données de mesure issues des essais CNBOP.

Dans la deuxième partie de l’article…

Dans la deuxième partie de cet article, nous aborderons également le niveau réel de risque lié à la possibilité de formation d’une atmosphère explosive d’hydrogène dans le cas d’une batterie domestique LFP. En continuant l’article, nous résumerons les niveaux de risque posés par la batterie par rapport aux autres dangers existants, ainsi que les moyens de limiter ces risques – allant de la sécurité des modules batterie et de leur séparation jusqu’aux solutions structurelles possibles. Nous exposerons également les raisons pour lesquelles le gouvernement soutient le développement des systèmes de stockage d’énergie domestiques et pourquoi ils se développent à un rythme fulgurant dans le monde. Nous résumerons enfin sur quels points se concentrent les normes de prévention des incendies étrangères pour les batteries domestiques et présenterons un bref ensemble de recommandations.

La deuxième partie de l’article paraîtra dans les prochains jours.