La révolution des batteries
Michael O'Brian Code Savvy Consultants
Chaque jour, les nouvelles parlent de l’accélération du passage à la technologie des batteries au lithium-ion dans de nombreux aspects de notre vie. Alors que la conversion des véhicules à essence en véhicules électriques (VE) a fait l’objet d’une grande attention, la révolution des batteries dépasse largement le secteur des transports. Les batteries transforment la façon dont nous alimentons nos maisons, entretenons nos pelouses et utilisons des outils, comme les tronçonneuses et les appareils portatifs.
De plus en plus, les collectivités s’intéressent au stockage de l’énergie, tant au niveau résidentiel qu’au niveau des services publics, dans le cadre d’une stratégie globale de gestion de la demande d’électricité et d’intégration des énergies renouvelables. Les systèmes de stockage d’énergie (SSE) évoluent rapidement et sont disponibles dans de nombreuses configurations en fonction de leur conception, de leur capacité et de leur composition chimique.
L’International Code Council (ICC) définit les systèmes de stockage d’énergie comme étant « un ou plusieurs dispositifs, assemblés ensemble, qui peuvent stocker de l’énergie afin de fournir de l’énergie électrique plus tard ». Cette définition générale englobe diverses technologies permettant de stocker de l’énergie, et pas seulement les batteries.
Lorsqu’on parle des SSE à batteries, il est important de comprendre que, comme les blocs-batteries des VE, les SSE contiennent souvent des centaines, voire des milliers, de cellules individuelles. Il peut s’agir de cellules cylindriques, de cellules prismatiques ou de cellules poches, selon le fabricant, qui sont disposées selon des configurations qui répondent à des critères spécifiques de conception et d’essais pour assurer la sécurité.
L’évolution rapide du paysage des SSE a entraîné des mises à jour importantes des codes du bâtiment et de prévention des incendies en ce qui concerne la conception et l’installation des systèmes, ainsi que l’homologation par des tiers. Aux États-Unis, il s’agit principalement de la norme NFPA 855 : Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems, initialement publiée en 2020. La norme a été révisée en 2023, et l’édition de 2026 est prévue après la réunion du comité technique de la NFPA en juin 2025.
Le Code canadien de l’électricité (CCE) 2024 comprend de nouvelles dispositions concernant les systèmes de stockage d’énergie, en particulier pour les habitations. Voici quelques-unes des principales exigences :
- espaces de sommeil ou dans des pièces qui donnent directement sur des espaces de sommeil.
- Mesures de sécurité incendie : Un avertisseur ou un détecteur de fumée doit être installé dans la pièce où se trouve le SSE et être interconnecté avec les autres avertisseurs de fumée du logement.
- Limites de capacité : Les SSE résidentiels ne doivent pas dépasser 20 kWh par unité.
- Normes d’installation : Les SSE doivent être approuvés et installés conformément aux instructions du fabricant.
De plus, la norme ANSI/CAN/UL 9540 fournit des lignes directrices relatives à la sécurité pour les SSE, assurant la compatibilité avec les codes nationaux de l’électricité et de prévention des incendies. Si vous souhaitez obtenir des détails spécifiques sur l’installation, vous devrez peut-être consulter les codes provinciaux de l’électricité ou les règlements locaux.
La croissance de la technologie des SSE, stimulée par les innovations en matière de chimie et de facteur de forme, est intéressante, mais elle présente également des défis en ce qui concerne les permis et la conformité pour les autorités compétentes. En nous appuyant sur les codes et les normes les plus récents, nous pouvons nous assurer que la sécurité demeure primordiale dans cet espace qui évolue rapidement.
Les exigences relatives aux SSE de plus de 1 kWh sont couvertes dans le cadre de la norme binationale (Canada et États-Unis) ANSI/CAN/UL 9540, qui évalue la sécurité globale des systèmes. La norme UL 9540A est une méthodologie d’essai de résistance au feu qui est utilisée pour évaluer les risques d’emballement thermique et de propagation de l’incendie.
Les systèmes de stockage d’énergie sont conçus pour être installés et utilisés conformément aux codes et normes en vigueur, selon les exigences du territoire. Le National Electrical Code (NFPA 70), le Fire Code (NFPA 1), le National Electrical Safety Code (IEEE C2), l’International Fire Code (ICC IFC), l’International Residential Code (ICC IRC) et la norme Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems (NFPA 855), aux États-Unis, et au Canada, le Code canadien de l’électricité, Première partie, la Norme de sécurité relative aux installations électriques (CSA C22.1), les codes nationaux du bâtiment et de prévention des incendies (CNPI CNR), en fonction des exigences du territoire concerné.
Les essais de combustion à grande échelle (ECGE) jouent un rôle essentiel dans la validation des risques d’incendie et d’explosion associés aux installations des SSE. Des organisations comme le Groupe CSA ont publié la norme CSA/ANSI C800-2025 : Protocole de test pour le programme de fiabilité et d’assurance qualité du système de stockage d’énergie, permettant d’harmoniser les protocoles d’essai en Amérique du Nord, tandis que la norme UL9540 s’efforcera de fournir ces renseignements dans les prochaines éditions de la norme.
SSE à domicile
Les systèmes de stockage d’énergie résidentiels sont de plus en plus courants, surtout lorsqu’ils sont associés à des systèmes solaires photovoltaïques (PV). Dans d’autres cas, les SSE sont installés comme source d’énergie de secours autonome. Ces installations doivent être conformes aux codes de construction résidentielle adoptés localement et aux sections résidentielles de la norme NFPA 855. La prochaine édition de la norme NFPA 855 regroupe notamment les exigences résidentielles en un seul chapitre pour en faciliter la consultation.
Les installations des SSE résidentiels sont soumises à des exigences de sécurité clés, notamment l’installation dans des espaces non habitables, la protection contre les chocs, l’espacement adéquat et les mesures de protection incendie. Des variables comme la capacité du système, le type de chimie et le statut de l’homologation sont autant d’éléments qui influencent la manière dont les systèmes doivent être installés. Par exemple, les fabricants peuvent utiliser les résultats des ECGE pour justifier une réduction de l’espacement entre les unités de batteries, pourvu que les données démontrent que les émissions provenant d’un gaz et d’un incendie n’entraînent pas de propagation dangereuse.
L’intérêt pour les SSE résidentiels s’accélère, certains développeurs envisageant de les intégrer dans des appareils classiques, notamment les réfrigérateurs et les cuisinières. Toutefois, lorsque la batterie dépasse 1 kWh, elle est considérée comme un SSE et doit respecter les exigences des codes applicables et être homologuée pour une utilisation dans les zones habitables. Malheureusement, de nombreux nouveaux produits qui arrivent sur le marché ne répondent pas encore à ces exigences minimales de sécurité.
SSE commerciaux et à l’échelle des services publics
La taille et l’application des SSE commerciaux et à l’échelle des services publics peuvent varier considérablement, allant d’un petit système installé dans une salle de serveurs à des installations à l’échelle d’un réseau qui desservent des communautés entières. Ces systèmes peuvent être installés dans des bâtiments ou des enceintes préfabriquées (communément appelées conteneurs « Conex »).
Des incidents très médiatisés comme ceux de Moss Landing et de l’installation de stockage d’énergie Gateway à Otay Mesa, en Californie, ont illustré la difficulté liée à l’atténuation des incendies de SSE dans les bâtiments. Ces incidents amènent de nombreuses personnes à s’interroger sur les conceptions de grande envergure en raison de l’ampleur de la défaillance si elle se produit. Par conséquent, de nombreux concepteurs préfèrent maintenant les SSE modulaires, basés sur des enceintes, en raison de leur meilleur confinement et de leur construction contrôlée en usine.
Peu importe le contexte, les paramètres de sécurité critiques, notamment la séparation des unités, le type de chimie et la capacité du système, doivent être conformes aux codes modèles et aux exigences d’homologation. La certification selon les essais UL 9540 et UL 9540A permet de s’assurer de la pertinence de chaque conception et du rendement sur le plan de la sécurité incendie.
Ces systèmes comprennent souvent des fonctions intégrées d’extinction et de détection d’incendies, de surveillance des gaz et de ventilation pour gérer les scénarios d’emballement thermique. L’inclusion de ces caractéristiques est souvent exigée selon les résultats des ECGE soumis lors de la certification.
L’évolution constante de la chimie et des configurations de la technologie des SSE exige de la souplesse dans les codes et les normes. L’objectif est de prendre des mesures de sécurité minimales cohérentes qui réduisent la probabilité et l’impact des incidents potentiels.
Lorsque des installations de SSE sont fournies, l’emplacement dans une communauté peut varier. Des unités individuelles peuvent être installées pour desservir un seul bâtiment, tandis qu’un autre emplacement pourrait utiliser 100 unités pour desservir le réseau de la région. Dans les deux cas, il est essentiel que le propriétaire travaille en collaboration avec la communauté locale afin d’obtenir les autorisations nécessaires en matière de zonage et d’urbanisme, et de respecter les exigences relatives aux codes de prévention des incendies et du bâtiment.
Pour de nombreux responsables de l’application des codes, ces systèmes peuvent présenter des défis importants lors du processus d’examen des plans; il est donc essentiel que les soumissions contiennent la documentation nécessaire. Ce qui distingue ces systèmes des autres éléments du bâtiment, c’est la complexité des données fournies, qui peuvent inclure les données des essais de combustion à grande échelle, ainsi que de nombreux rapports provenant de différents concepteurs et ingénieurs en protection incendie.
Une question qui revient sans cesse concerne les exigences liées à la détection d’incendie sur les unités préfabriquées. Dans de nombreux cas, le fabricant du système installe en usine les dispositifs de détection d’incendie, les panneaux, le câblage, etc. qui sont nécessaires au fonctionnement du système, mais dans certains cas, l’équipement doit être installé par un entrepreneur agréé localement. Cela peut entraîner certaines complications et doit être établi dès le début du projet.
Toutes les batteries ne sont pas des SSE
Il est important de préciser que ce ne sont pas toutes les installations utilisant des batteries qui sont soumises aux exigences des SSE. Les codes relatifs aux SSE s’appliquent uniquement lorsque les installations répondent à la définition formelle.
De nombreuses communautés constatent des projets liés aux batteries qui n’entrent pas dans la catégorie des SSE, notamment dans les laboratoires, les sites de fabrication et les entrepôts de vente au détail. Par exemple, une université peut exploiter un laboratoire d’essai de batteries pour des applications de VE, ou un fabricant de drones peut assembler des cellules au lithium-ion. Ces types d’installations ne sont pas régis par des dispositions spécifiques aux SSE, mais relèvent plutôt des codes généraux de sécurité incendie.
Aux États-Unis, l’édition 2024 de l’International Fire Code fournit les exigences les plus exhaustives et les plus récentes pour les batteries dans l’environnement bâti, même si elles n’ont pas encore été officiellement adoptées dans tous les États. Il comprend des sections spécialisées consacrées aux dispositifs d’aide à la mobilité et au stockage au lithium-ion, et met l’accent sur la détection des incendies, la protection par gicleurs et la planification des mesures d’urgence pour les opérations à risque élevé impliquant des batteries.
Au Canada, le Code national du bâtiment et le Code national de prévention des incendies ne contiennent pas encore d’exigences spécifiques pour les systèmes de stockage d’énergie à grande échelle. Les responsables provinciaux et locaux du bâtiment et de la sécurité incendie peuvent se reporter aux exigences de l’ICC et de la NFPA, et il appartient à l’autorité compétente de préciser ces exigences.
Conclusion
L’évolution continue des systèmes de stockage d’énergie offre des possibilités prometteuses, tant pour l’innovation que pour la sécurité publique. Alors que les foyers et les communautés dépendent de plus en plus du stockage par batterie, que ce soit pour la résilience du réseau électrique, l’intégration des énergies renouvelables ou l’alimentation de secours, il est clair que le rôle des professionnels de l’alarme incendie et de la sécurité des personnes n’a jamais été aussi important.
L’industrie de l’alarme incendie joue un rôle essentiel dans le déploiement en toute sécurité des SSE dans les secteurs résidentiels et commerciaux, et des services publics. De la détection d’incendie à l’intégration des interventions d’urgence, les systèmes d’alarme constituent une couche de défense essentielle. En restant informée, en adoptant les codes et normes actualisés et en assurant la promotion des technologies éprouvées et certifiées, notre industrie protège non seulement les vies et les biens, mais elle ouvre également la voie à un avenir plus résilient et plus électrifié.
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