Recherche sur le transport des batteries au lithium

De : Transports Canada

Cette page contient les résumés des projets de recherche du programme du transport des marchandises dangereuses sur les batteries au lithium.

Sur cette page

Transport maritime des systèmes de stockage d’énergie (SSE) : Évaluation des risques et analyse réglementaire – Août 2024

Afin d’exploiter pleinement le potentiel des sources d’énergie renouvelables telles que le soleil ou le vent, nous avons besoin de moyens efficaces pour stocker l’énergie provenant de celles-ci. Les systèmes capables de stocker une grande quantité d’énergie sont appelés systèmes de stockage d’énergie (SSE). Ils sont constitués d’un boîtier extérieur qui contient une grande batterie et des systèmes de sécurité qui la protègent physiquement, l’empêchent de surchauffer et la font fonctionner correctement.

Puisque nous utilisons de plus en plus d’appareils électriques alimentés par batteries, nous avons besoin de plus d’énergie électrique pour alimenter des batteries de plus haute capacité et pendant de plus longues périodes. Nous avons donc également besoin de plus de moyens pour stocker cette électricité renouvelable afin de recharger les appareils que nous utilisons. C’est pourquoi les systèmes de stockage d’énergie deviennent de plus en plus importants.

La plupart de ces systèmes arriveront au Canada en tant que cargaison sur des navires. En cas de dysfonctionnement d’un système de stockage d’énergie en mer, il y a moins de personnes et d’outils pour résoudre le problème que dans une situation similaire sur terre. Pour nous préparer à un éventuel problème, nous devons déterminer quels types de systèmes de stockage d’énergie pourraient être transportés afin de vérifier que les lois et réglementations canadiennes en matière de sécurité peuvent protéger l’équipage et le navire.

Nous avons demandé à la Fire Protection Research Foundation d’examiner les différents types de systèmes de stockage d’énergie actuellement sur le marché ou en cours de développement, afin de déterminer comment ils pourraient dysfonctionner et quels dangers chaque dysfonctionnement pourrait entraîner dans les espaces clos des navires où ils sont autorisés à être stockés.

Nous avons également demandé aux chercheurs d’identifier les lacunes dans les connaissances, y compris s’il existait des types de systèmes de stockage d’énergie ou des dangers :

  • pour lesquels les exigences pourraient être améliorées;
  • pour lesquels plus de recherches pourraient être menées pour améliorer la sécurité.

Résultats

Nos recherches nous ont permis de constater que les espaces clos à cargaisons de la plupart des navires et des systèmes de sécurité propres à ces espaces à cargaisons n’ont pas été conçus pour faire face aux dangers particuliers posés par les systèmes de stockage d’énergie, et donc les systèmes de stockage d’énergie devraient être rangés dans les espaces ouverts, tels que sur le pont. Nous avons également constaté que les équipes devraient être formées pour répondre à un incident impliquant un système de stockage d’énergie.

Notre étude a mis en évidence les difficultés spécifiques suivantes liées au transport de systèmes de stockage d’énergie dans des espaces clos sur des navires :

  • il n’existe actuellement aucun moyen précoce de détecter un dysfonctionnement du système de stockage d’énergie;
  • les techniques d’extinction des incendies utilisées à bord des navires sont limitées;
  • la conception actuelle des navires ne permet pas de gérer la quantité d’eau nécessaire pour lutter contre l’incendie d’un système de stockage d’énergie dans un espace clos à cargaisons;
  • en raison du risque élevé pour la sécurité, les exploitants de navires prennent des précautions supplémentaires lorsqu’ils transportent ces systèmes sur des navires, en particulier les systèmes de stockage d’énergie au lithium.

Pour en savoir plus

Numéro de TP : TP 15576F

Numéro de catalogue : T44-3/39-2024E-PDF

ISBN : 978-0-660-69525-9

Évaluation et analyse des batteries au lithium ionique non conformes aux normes selon les tests du manuel UN 38.3 – Mars, 2023

Les batteries au lithium ionique sont des marchandises dangereuses de classe 9 et peuvent déclencher un incendie si elles sont endommagées, mal manipulées ou défectueuses. Pour réduire ce risque, les batteries au lithium ionique expédiées au Canada doivent être soumises aux tests décrits dans le Manuel des épreuves et des critères de l’Organisation des Nations Unies (ONU), partie III, sous-section 38.3 (tests UN 38.3) avant d’être transportées.

On craint que certains vendeurs expédient des batteries au lithium ionique non conformes aux normes (celles qui échouent aux tests UN 38.3). Dans le cadre de cette étude, on a cherché à déterminer si des batteries non conformes aux normes sont transportées, et si elles présentent un risque plus important pour le réseau de transport et la sécurité publique.

Nous avons retenu des batteries de remplacement pour trois (3) modèles d’outils électriques et un (1) téléphone intelligent pour les tester. Nous avons choisi ces modèles en examinant les produits contenant des batteries au lithium ionique les plus vendus par l’entremise des principaux sites de vente en ligne.

Pour chaque modèle, nous avons acheté :

  • un (1) ensemble provenant du fabricant d’équipement d’origine;
  • cinq (5) ensembles provenant de tierces parties de batteries.

En tout, nous avons testé 24 ensembles selon les critères des tests UN 38.3.

Tous les emballages et étiquettes ont été documentés et comparés à la réglementation pertinente de transport des marchandises dangereuses. Nous avons procédé ainsi pour déterminer d’éventuelles corrélations entre l’emballage, l’étiquetage et le fait que la batterie soit non conforme.

Nous avons ouvert et examiné les batteries qui se sont révélées non conformes afin d’y déceler les problèmes (c’est-à-dire une analyse en cours de démontage). Nous avons également retiré et examiné séparément les piles à l’intérieur de ces batteries.

Résultats

  • Tous les ensembles de batteries (4 sur 4) provenant du fabricant d’équipement d’origine (FEO) ont réussi aux tests UN 38.3.
  • Les batteries de tierces parties (non FEO) sont plus susceptibles d'être non conformes aux tests UN 38.3 (10 sur 20), et peuvent donc présenter un risque de sécurité plus élevé pendant le transport que celles du FEO :
    • sept (7) ensembles ont échoué au test de vibrations, car leur tension est tombée en dessous de la limite établie pour ce test.
    • cinq (5) ensembles ont échoué aux tests de court-circuit externe et/ou de surcharge, car ils ont provoqué un incendie et une explosion.
    • trois (3) ensembles qui ont échoué ont été transportés par avion, à un état de charge supérieur à 30 % (ce qui n’est pas autorisé).
  • Les BLI tiers ayant une tension élevée (par exemple 20V) sont plus susceptibles d'être non conformes aux tests UN 38.3 que les BLI tiers ayant une tension plus faible.
  • La plupart des fournisseurs n’ont pas pu produire un rapport sommaire des tests UN 38.3 lorsqu’on leur a demandé.
  • Plus de la moitié des colis présentaient des étiquettes manquantes ou incorrectes, y compris de la part de fabricants d’équipement d’origine et de tierces parties.
  • Nous n’avons trouvé aucune corrélation entre les échecs aux tests UN 38.3 et le poids du colis, la manutention, le marché, l’expéditeur, le service de messageries, la conformité de l’emballage et de l’étiquetage ou le mode de transport.
  • Cependant, pour les ensembles qui ont provoqué un incendie ou une explosion, nous avons observé que les batteries non conformes étaient moins chères, plus légères et comportaient des fautes de frappe sur les étiquettes par rapport aux batteries du FEO.
  • Notre analyse en cours de démontage a révélé que les problèmes des piles utilisés dans les batteries de fabricants tiers les rendaient plus susceptibles d’échouer gravement aux tests UN 38.3.

Pour aider à faire face aux risques de sécurité démontrés par cette étude, Transports Canada développe des stratégies visant à augmenter la sensibilisation et la conformité aux exigences de sécurité.

Pour en savoir plus

Lire un résumé du rapport : Évaluation et analyse des batteries au lithium ionique non conformes aux normes selon les tests du manuel UN 38.3

Pour obtenir une copie du rapport, veuillez communiquer avec nous.

Numéro de TP : TP 15550E

ISBN : 978-0-660-46834-1

Catalogue : T44-3/33-2022E-PDF

Évaluation des conditions environnementales pour l’expédition de batteries au lithium – Octobre, 2019

Chaque année, de grandes quantités de piles et de batteries au lithium sont expédiées par transport aérien dans le monde entier. Si elles sont endommagées, mal manipulées ou présentent des défauts de fabrication, elles peuvent s’enflammer et provoquer un incendie. Plusieurs incidents se sont déjà produits lors de l’expédition de batteries aux ions de lithium.

Pour atténuer ces risques, les batteries au lithium doivent réussir les essais de l’article 38.3 du Manuel d’épreuves et de critères des Nations Unies (UN 38.3) avant leur préparation au transport. Le manuel UN 38.3 décrit les essais visant à minimiser les risques qui pourraient se poser pendant le transport par tous les modes, y compris le transport aérien.

Pour mieux comprendre les conditions de transport des batteries au lithium, Transports Canada a expédié plusieurs colis instrumentés. En effet, des colis de batteries au lithium de 5 kg et de 32 kg avec enregistreurs de données ont été envoyés en Asie, en Europe, au Moyen-Orient et en Amérique du Nord. Les colis ont enregistré les conditions environnementales et physiques (température, pression, humidité, chocs et vibrations) pendant leur transport. Cela nous permet de comparer l’expérience en cours de transport des colis selon différentes destinations.

Nous avons également envoyé des colis par plusieurs services de messagerie. Certains colis instrumentés contenaient des batteries au lithium, d’autres non. Les colis qui contenaient des batteries au lithium étaient étiquetés avec les indications appropriées pour les marchandises dangereuses. L’objectif consistait à comparer les différences dans la manipulation de colis ordinaires et de colis ayant des indications de marchandises dangereuses.

Notre étude a révélé ce qui suit :

  • dans le cadre de notre étude, la plupart des emballages de batteries au lithium ont connu des conditions environnementales respectant les limites d’essai du manuel UN 38.3
  • les conditions environnementales et physiques étaient à peu près les mêmes, quels que soient le poids du colis, le marquage (indications de marchandises dangereuses) ou le service de messagerie utilisé
  • un colis ayant des indications de marchandises dangereuses est tombé d’une hauteur supérieure à celle permise par le manuel UN 38.3, ce qui s’est produit dans l’installation de tri du transporteur
  • de nombreux emballages ont été exposés à des environnements humides, devenant moins rigides après avoir été stockés pendant une longue période
  • certains colis ont subi des niveaux de vibrations aléatoires supérieurs à la limite recommandée pour le transport aérien, pendant leur transport par mode ferroviaire ou routier
  • les conditions de manutention n’étaient pas uniformes, de sorte que les profils de choc des colis variaient indépendamment de leur poids et de leur marquage comme marchandises dangereuses

Les recommandations visant à améliorer la sécurité des expéditions de batteries au lithium comprennent les suivantes :

  • tous les services de messagerie devraient se fonder sur les pratiques exemplaires pour s’assurer que seules les batteries au lithium correctement emballées et marquées soient introduites dans le système de transport
  • il faudrait examiner les effets d’une humidité élevée, des vibrations et des grosses gouttes sur les emballages

Rapport complet : Évaluation des conditions environnementales pour l’expédition de batteries au lithium

Étude des conditions environnementales pendant le transport de marchandises – Octobre, 2016

La demande mondiale de batteries au lithium ne cessant d’augmenter, ainsi en va-t-il de la demande pour un transport sûr, principalement par la voie des airs.

Cette étude du CNRC évalue les conditions environnementales, mécaniques et anthropiques auxquelles les batteries au lithium sont exposées durant leur transport. Elle se concentre sur les risques posés par ces batteries et permettra de mieux explorer les stratégies qui atténueront efficacement de tels risques lors du transport aérien des batteries, le long de divers maillons de la chaîne d’approvisionnement.

Durant leur transport, les batteries au lithium sont exposées à de nombreux facteurs de stress environnementaux, notamment une faible pression atmosphérique (attribuable à l’altitude), un taux d’humidité élevé, des températures extrêmes, ou encore une forte fluctuation de la température et de la qualité de l’air. Même si diverses normes applicables aux piles et aux batteries ou à leur expédition et à leur emballage cherchent à réduire une telle exposition, les normes existantes présentent toujours des lacunes, de même pour les essais réalisés sur les facteurs de stress mécaniques comme les chocs, les vibrations, les chutes, les perforations et l’abrasion.

Lorsque l’on évalue les risques liés au transport des batteries au lithium, les paramètres humains ont aussi leur importance. En effet, il faut des procédures uniformes pour manutentionner et transporter les batteries en toute sécurité, et éviter de graves incidents. Cependant, surveiller bon nombre des exigences existantes pour s’assurer qu’on s’y conforme est malaisé.

D’autres études sont nécessaires pour cerner les lacunes au niveau de la certification des batteries et des normes de transport, ainsi que pour établir les incohérences entre les différentes normes.

Rapport complet : Étude des conditions environnementales pendant le transport de marchandises

Données sur le marché des batteries au lithium et rapport final d’analyse – Mai, 2016

Cette étude du CNRC examine la chaîne d’approvisionnement ainsi que le mouvement des batteries au lithium et de l’équipement qui en renferme au Canada pour nous aider à bien comprendre les risques qu’engendre le transport des batteries au lithium, particulièrement par avion, et à les atténuer.

Le rapport analyse les données mondiales et canadiennes sur le marché des batteries au lithium et des articles qui en contiennent. On y trouve aussi des données et des tendances sur le marché mondial des batteries au lithium, de même qu’un sondage industriel sur le transport de ces batteries et les pratiques adoptées par diverses organisations faisant partie de la chaîne d’approvisionnement canadienne.

Rapport complet : Données sur le marché des batteries au lithium et rapport final d’analyse

Contactez-nous

Direction de la recherche et de l’analyse en matière de sécurité,
Direction générale du transport des marchandises dangereuses
Transports Canada
Courriel : TC.TDGScientificResearch-RecherchescientifiqueTMD.TC@tc.gc.ca

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