Les batteries lithium-ion sont omniprésentes dans notre vie quotidienne, des téléphones portables et ordinateurs portables aux vélos et voitures électriques. Elles sont très appréciées pour leur haute densité énergétique. Cependant, une surchauffe ou une détérioration de ces batteries peut déclencher une réaction thermique incontrôlée, entraînant un incendie ou une explosion. En 2023, les pompiers de New York ont répondu à 268 incendies domestiques causés par des batteries de vélos électriques, faisant 150 blessés et 18 morts. Face à ce risque croissant d'incendie, l'équipe de recherche du National Institute of Standards and Technology (NIST) travaille au développement d'une nouvelle technologie de détection des incendies de batteries lithium-ion par le son.
Les chercheurs du NIST ont découvert qu'avant qu'une batterie lithium-ion ne prenne feu, des réactions chimiques internes provoquent une augmentation de la pression et un gonflement du boîtier de la batterie. De nombreuses batteries lithium-ion sont équipées d'une soupape de sécurité qui se rompt et libère du gaz lorsqu'une pression interne excessive est atteinte, produisant un son de "sifflement" similaire à l'ouverture d'une bouteille de boisson gazeuse. Les chercheurs ont remarqué ce son en regardant des vidéos d'explosions de batteries et ont décidé de vérifier sa faisabilité.
Pour entraîner un algorithme d'apprentissage automatique à identifier ce son spécifique, les chercheurs ont collaboré avec un laboratoire de l'Université de technologie de Xi'an pour enregistrer 38 échantillons audio avant l'explosion de batteries, et en ont généré plus de 1000 autres en ajustant la vitesse et le ton. Après entraînement, l'algorithme a atteint un taux de reconnaissance de 94 %. Les chercheurs ont réussi à détecter le son des batteries surchauffées à l'aide d'un microphone installé sur une caméra. Pour vérifier l'efficacité de l'algorithme, des tests d'interférence avec divers bruits ont été réalisés, montrant que très peu de bruits pouvaient induire le détecteur en erreur.
L'équipe de recherche a présenté ses résultats lors du séminaire Asie-Pacifique sur les sciences et technologies du feu et a déposé un brevet. À l'avenir, elle prévoit de tester davantage de types de batteries et de microphones, afin de confirmer le délai d'avertissement de la rupture de la soupape de sécurité, généralement environ deux minutes avant la défaillance de la batterie. Finalement, cette technologie pourrait être développée pour créer de nouveaux détecteurs d'incendie à installer dans les maisons, les bureaux, et même les entrepôts et parkings de véhicules électriques contenant un grand nombre de batteries, afin de fournir une alerte précoce en cas d'incendie.
Points clés :
🔥 L'équipe de recherche du NIST a développé une technologie d'alerte précoce aux incendies de batteries lithium-ion basée sur le son, utilisant un algorithme d'IA pour identifier le son de la rupture de la soupape de sécurité.
🔊 L'algorithme entraîné atteint un taux de reconnaissance de 94 % et reste efficace même en présence de divers bruits.
⏳ Les futurs détecteurs d'incendie pourraient fournir un avertissement d'environ deux minutes, permettant aux gens d'évacuer en toute sécurité.
