Batteries marines : trois essais grandeur nature pour sécuriser et accélérer l’électrification

Pour intégrer davantage de batteries à bord, il faut savoir comment elles réagissent en cas de défaillance. C’est l’objectif des essais menés à Neuville-aux-Bois par SERMA, SWITCH et le GICAN, devant plus de 60 acteurs de la filière maritime.

Le scénario étudié est celui de l’emballement thermique : une cellule chauffe de manière incontrôlée, libère chaleur et gaz, puis peut transmettre cette chaleur aux cellules voisines. Cette réaction en chaîne, appelée propagation thermique, est particulièrement critique à bord, où l’évacuation et l’intervention des secours sont contraintes.

Pour l’observer, les équipes ont volontairement chauffé certaines cellules. Température, tension, gaz émis, images thermiques et vidéo : les packs étaient instrumentés pour suivre la réaction en temps réel et comprendre le rôle de chaque choix de conception.

Trois essais, trois comportements

Le premier essai portait sur une batterie NMC – nickel-manganèse-cobalt. Cette chimie offre une forte densité énergétique, mais est plus sensible à la chaleur. L’emballement a été rapide, suivi d’un incendie important.

Le deuxième concernait des cellules LFP – lithium-fer-phosphate, plus stables thermiquement. Elles ont dégazé sans départ de feu. L’absence de flamme ne supprime donc pas le risque : les gaz doivent eux aussi être maîtrisés.

Ce qu’a montré le module SWITCH

Le troisième essai portait sur le BatModul® 8,3 kWh de SWITCH. La première cellule a dégazé après environ 15 minutes, puis les suivantes quelques minutes plus tard, sans propagation aux cellules voisines. L’immersion dans un liquide diélectrique – un fluide qui ne conduit pas l’électricité – a contribué à contenir la chaleur, tandis qu’un collecteur a canalisé les gaz hors du pack.

L’enseignement est clair : la sécurité ne dépend pas seulement de la chimie de la batterie. Elle repose aussi sur la conception du pack, l’isolation entre cellules, le refroidissement, la détection et l’évacuation des gaz.

De la sécurité à la décarbonation

Ces essais répondent à un enjeu plus large. En 2018, l’ensemble du transport maritime représentait 1,056 milliard de tonnes de CO₂, soit 2,89 % des émissions anthropiques mondiales de CO₂, selon l’Organisation maritime internationale (OMI).

Pour le transport maritime international, l’OMI fixe des points de contrôle d’au moins -20 % d’émissions annuelles de GES en 2030 et -70 % en 2040 par rapport à 2008, avec un objectif de zéro émission nette autour de 2050. Organisation maritime internationale En Europe, FuelEU Maritime prévoit pour les navires concernés de plus de 5 000 de jauge brute une baisse de l’intensité GES de l’énergie utilisée à bord, de -2 % en 2025 à -80 % en 2050 par rapport à 2020.

L’électrification et l’hybridation peuvent contribuer à cette trajectoire sur les segments où elles sont pertinentes, à condition que les solutions soient sûres, intégrables et économiquement viables.

Tester pour déployer à plus grande échelle

Cette démarche collective vise à produire des données, confronter les solutions à des situations extrêmes et faire progresser les pratiques, les méthodes d’essai et, à terme, les référentiels. Pour le GICAN et ses adhérents, mieux comprendre et maîtriser la batterie est ainsi une condition essentielle pour faire de l’électrification un levier industriel de décarbonation.