Ayant fait leur apparition sur le marché il y a une trentaine d’années, les batteries au lithium-ion sont maintenant présentes dans une vaste gamme de produits de consommation ordinaires, comme les téléphones cellulaires, les ordinateurs portables, les tablettes, les appareils photo numériques, les outils électriques et les voitures électriques et hybrides.
En 2016, la capacité de stockage totale des batteries fabriquées pour des produits de consommation était d’environ 45 gigawattheures (GWh), ce qui correspond à l’énergie produite par environ 200 millions de panneaux photovoltaïques ou de 22 000 éoliennes de taille comparable à celles des réseaux électriques. Le département de l’Énergie des États-Unis prévoit que la production de batteries aura plus que triplé d’ici 2020, pour atteindre environ 164 GWh.
Le stockage de batteries au lithium est de plus en plus fréquent en milieu de travail, étant donné que l’utilisation de ces batteries de forte densité d’énergie et de puissance augmente. Le dépassement des limites de stabilité thermique d’une cellule lithium-ion peut causer un emballement thermique. La défaillance peut produire une chaleur intense, de la fumée et des substances toxiques, y compris du fluorure d’hydrogène. Il s’agit d’un risque pour la santé et la sécurité des employés, qui rend nécessaire l’élaboration de plans de gestion des risques.
Un client de Golder a demandé à notre équipe d’évaluation des risques et de toxicologie d’effectuer une évaluation des risques toxicologiques et pour la santé humaine d’installations d’essai et de stockage de batteries au lithium-ion en Australie afin d’établir l’exposition potentielle des employés au fluorure d’hydrogène en cas d’emballement thermique.
Même si l’on s’attendait à ce qu’un emballement thermique survienne rarement dans les installations d’essai de batteries, il était néanmoins prudent de procéder à l’évaluation des risques pour la santé des travailleurs. Le projet exigeait de prendre en compte la durée de l’exposition aiguë dans un scénario de travail précis. La principale voie d’exposition évaluée était l’inhalation, car le fluorure d’hydrogène est facilement absorbé dans les voies respiratoires supérieures et les poumons, qui sont la cible la plus sensible à la toxicité aiguë de ce gaz.
L’évaluation incluait une estimation des taux d’émission de fluorure d’hydrogène et la conversion subséquente en concentrations dans l’air intérieur. Les taux d’émission de fluorure d’hydrogène étaient fonction du niveau de charge des batteries, que nous avons intégré dans les modèles de scénario, ce qui a accru la fourchette de résultats et la complexité de ceux-ci. Nous avons effectué une évaluation toxicologique de la réaction selon le temps-concentration afin de caractériser les risques pour les travailleurs.
Les résultats ont montré que les concentrations modélisées dans l’air intérieur dépassaient la recommandation retenue et que les conséquences possibles pour la santé devaient faire l’objet d’une analyse plus poussée. En combinant les principes d’évaluation des risques et une compréhension du comportement du fluorure d’hydrogène sur le plan toxicologique, nous avons pu faire une évaluation plus détaillée des risques réels (probables). Nous avons aidé le client en lui recommandant des mesures d’atténuation visant à réduire les risques révélés par l’étude.
Le projet a également mis en lumière les défis et la complexité de l’évaluation de scénarios d’urgence et d’exposition rares, auxquels pourraient ne pas s’appliquer les recommandations et les méthodes couramment utilisées dans les évaluations des risques liés aux contaminants environnementaux. La méthode d’évaluation élaborée pour le projet pourrait être appliquée à l’établissement des risques liés à d’autres cas de stockage et de manutention de lithium-ion, en tenant compte de l’exposition et du contexte de travail particuliers pour chaque évaluation des risques.
De plus amples renseignements sur le projet figurent ici.
