10. mai 2026

Thermal runaway:

Comprendre l’emballement thermique en 5 étapes clés

Vous avez entendu parler de « l’emballement thermique » dans les actualités, à propos d’un smartphone qui a pris feu dans un avion, d’une trottinette qui a explosé dans un couloir, ou d’un véhicule électrique qui a brûlé plusieurs heures dans un parking.
Mais que se passe-t-il exactement à l’intérieur d’une batterie lithium-ion au moment où elle s’emballe ? En 5 étapes, du déclencheur à la propagation en cascade, voici ce que vous devez comprendre et les réflexes qui peuvent faire la différence.

Avant de commencer : qu’est-ce qu’une batterie Li-ion, en 30 secondes ?

Une batterie lithium-ion est un assemblage de cellules cylindriques, prismatiques ou en poches
dans lesquelles des ions lithium se déplacent entre deux électrodes lors de la charge et de la décharge. Ce mouvement produit de l’électricité. Quand tout va bien, c’est un processus stable et contrôlé par le BMS (Battery Management System).

Quand quelque chose déraille, ce système hautement énergétique peut libérer brutalement toute son énergie sous forme de chaleur, de gaz, et de flammes. C’est l’emballement thermique.

⚠  Un seul chiffre à retenir

Une cellule Li-ion standard contient une densité d’énergie de 150 à 250 Wh/kg. En cas d’emballement, cette énergie est libérée en quelques minutes à quelques dizaines de minutes dans un espace souvent confiné, avec production simultanée de gaz toxiques et inflammables.

ÉTAPE   01 : Le déclencheur

Ce qui déclenche tout, les causes initiales

Le thermal runaway ne surgit pas de nulle part. Il est toujours précédé d’un événement déclencheur qui dépasse les seuils de sécurité de la cellule. Ces déclencheurs appartiennent à trois grandes familles :

• Abus électrique : surcharge (charger au-delà de la tension nominale), sur-décharge, court-circuit interne ou externe. C’est la cause la plus fréquente dans les accidents domestiques :  chargeur non homologué, câble endommagé, laisser charger toute la nuit sur une surface isolante.
• Abus thermique : exposition à une chaleur excessive (soleil direct sur le tableau de bord, stockage dans un endroit chaud et confiné). La cellule commence à se dégrader à partir de 60 °C. Au-delà de 90–100 °C, les réactions parasites s’amorcent.
• Abus mécanique : choc, pénétration (un clou, une vis qui perfore la batterie), déformation lors d’un accident. Le séparateur entre les électrodes est alors compromis, créant un court-circuit interne.

Cause sous-estimée : le défaut de fabrication

Des particules métalliques introduites lors de la fabrication des cellules peuvent créer des micro-courts-circuits internes, invisibles à l’œil nu. Ces défauts peuvent rester dormants pendant des mois et se manifester sans avertissement.

ÉTAPE   02 : L’emballement interne

La cellule commence à s’auto-chauffer

Une fois le déclencheur actif, la température interne de la cellule commence à monter. Ce qui rend l’emballement thermique particulièrement traître, c’est que cette phase peut durer plusieurs dizaines de minutes et parfois des heures avant qu’aucun signe extérieur ne soit visible.

Les réactions se succèdent selon une logique implacable :

• Vers 80–100 °C : la couche SEI (Solid Electrolyte Interphase), qui protège l’anode, commence à se décomposer. Cette décomposition est elle-même exothermique, elle produit de la chaleur, qui accélère la dégradation. Le système s’emballe sur lui-même.
• Vers 120–150 °C : le séparateur, une fine membrane polymère entre les deux électrodes, commence à fondre. Si les deux électrodes entrent en contact direct, c’est un court-circuit catastrophique.
• Vers 150–200 °C : l’électrolyte (un solvant organique inflammable) commence à se vaporiser. La pression interne monte.

C’est la phase silencieuse et invisible de l’emballement thermique. La batterie semble normale de l’extérieur. En réalité, elle prépare son emballement. C’est ici que réside la principale difficulté : il n’y a souvent aucun signe visuel d’alarme précoce sans équipement de détection adapté.

Pourquoi le BMS ne suffit pas toujours

Le BMS surveille la tension, le courant et la température globale du pack. Mais en cas de défaut interne localisé dans une cellule, la température peut monter très localement avant que les capteurs du BMS ne le détectent.
Un BMS n’est pas une protection infaillible contre les défauts de cellule.

ÉTAPE   03 : La rupture du confinement

Les gaz s’échappent — le « venting »

La pression interne ne peut pas monter indéfiniment. À un certain seuil, la cellule se fissure ou s’ouvre par ses évents de sécurité. C’est le venting, le dégazage brutal de la cellule.

Ce qui sort de la cellule à ce stade est un cocktail de gaz hautement toxiques et inflammables :

• Fluorure d’hydrogène (HF) : extrêmement corrosif, toxique par inhalation dès quelques ppm. Aucune protection standard ne suffit, il faut un appareil respiratoire isolant.
• Monoxyde de carbone (CO) : inodore, indétectable sans capteur dédié, mortel par asphyxie à concentration élevée.
• Hydrocarbures légers inflammables (éthylène, propène, méthane) : ils forment avec l’air un mélange explosif. Si une source d’ignition est présente, l’inflammation est quasi-instantanée.
• Dioxyde de carbone (CO₂) et vapeur d’eau : ils contribuent à l’asphyxie en milieu confiné.

⚠  En milieu confiné (parking souterrain, local technique, van aménagé)

La concentration en HF et CO peut atteindre des seuils mortels en moins de 2 minutes lors d’un venting de batterie de grande capacité. Évacuer immédiatement et ne pas tenter d’intervenir sans équipement respiratoire isolant. Alerter les secours dès les premiers signes, pas après.

ÉTAPE   04 : La combustion

L’inflammation — quand la batterie prend feu

Les gaz inflammables qui s’échappent lors du venting peuvent s’enflammer par auto-ignition (la température interne est suffisamment élevée), ou par une source d’ignition externe (étincelle, surface chaude).

Un feu de batterie Li-ion présente des caractéristiques qui le distinguent radicalement d’un feu classique :

• Températures extrêmes : le cœur du feu peut atteindre 700 à 1 100 °C selon la chimie (NMC, LFP, NCA). Le rayonnement thermique peut enflammer les matériaux environnants à plusieurs mètres.
• Auto-entretien : une batterie en combustion produit son propre oxygène via la décomposition des oxydes métalliques. L’étouffement est donc un moyen d'extinction peu efficace.
• Reprise de feu : même après extinction apparente, les cellules peuvent rester en emballement à l’intérieur du pack. La reprise peut survenir des heures, voire des jours après l’intervention initiale.
• Projection de matières : la pression interne peut éjecter des fragments de cellule et de l’électrolyte enflammé à plusieurs mètres.

Extincteur Li-ion : la classe L n’est pas encore opérationnelle
La norme ISO 3941:2026 a introduit la classe L pour les feux de métaux légers incluant le lithium. Mais à ce jour, aucun extincteur n’a encore reçu d’homologation selon cette classe. En pratique, l’eau en grande quantité reste la seule stratégie d’extinction reconnue.

ÉTAPE   05 : La propagation en cascade

La réaction gagne les cellules voisines — le pire scénario

Une cellule en emballement rayonne une chaleur intense vers ses voisines. Si la dissipation thermique du pack est insuffisante (ce qui est souvent le cas en conditions d’accident) les cellules adjacentes commencent à leur tour à monter en température. C’est la propagation cellule à cellule, puis module à module.

• Un pack de trottinette (30–130 cellules) : combustion en quelques minutes, feu violent mais limité dans le temps.
• Un pack de vélo électrique (30–120 cellules) : feu de 20 à 45 minutes, suffisant pour enflammer les murs d’un couloir d’appartement.
• Un pack de voiture électrique (200 à 8000 cellules) : combustion pouvant durer plusieurs heures, avec reprises de feu. La quantité d’eau nécessaire dépasse parfois les 10 000 litres. C’est le scénario du parking d’Alcorcon.

Ce que le SOC change tout

SOC (State of Charge) = niveau de charge. Stocker une batterie à 100 % pendant longtemps augmente le stress sur les cellules et la vitesse de propagation en cas d’incident. Recommandation pour un stockage longue durée : 30 à 50 % de charge. C’est aussi pourquoi les compagnies maritimes imposent un SOC max de 30 % pour le transport de véhicules électriques.

Récapitulatif : les 5 étapes en un coup d’œil

Ce que vous devez retenir

L’emballement thermique n’est pas une fatalité. Comprendre ses mécanismes, c’est comprendre pourquoi certains comportements sont dangereux et pourquoi certaines précautions ne sont pas des caprices de technicien mais des barrières réelles contre un phénomène physique documenté.

Les bons réflexes se résument à quatre règles simples : ACCUE

• Acheter certifié : Reconnaître une bonne batterie et éviter les pièges
• Charger intelligemment : Utilisez le chargeur d’origine, dans un local ventilé, éloigné des issues de secours, sous surveillance et entre 20 et 80%. 
• Contrôler l'état : Une batterie lithium en bonne santé est froide au toucher en utilisation normale, garde sa forme, et ne sent rien. Tout écart par rapport à ces trois critères mérite une attention immédiate.
• Utiliser avec délicatesse : Éviter les chocs, les vibrations, les températures extrêmes et l'humidité excessive
• Eau : agent extincteur à priviligier et en grande quantité

Connaître les 5 étapes de l’emballement thermique ne fait pas de vous un expert en sécurité incendie. Mais cela fait de vous quelqu’un qui ne sous-estime plus ce risque et qui sait quand appeler les bons professionnels.

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Pour aller plus loin

Si cet article vous a aidé à mieux comprendre le thermal runaway, les articles suivants de la série SecurGies vous intéresseront :

• « Extincteurs Li-ion : pourquoi la classe L n’a pas encore d’extincteur homologué » — ISO 3941:2026
• « Flottes BTP électriques : 5 risques Li-ion que votre responsable HSE ignore » — NF C 18-550, LFP/NMC
• « Copropriétés et parkings souterrains : IRVE et risque Li-ion » — Loi LOM, syndic, détection incendie