Etude du rôle des batteries Lithium-ion sur les départs de feu dans les centres de stockage/tri de DEEE

Créée il y a 175 ans, IMT Mines Alès compte à ce jour 1200 élèves (dont 200 étrangers) et 350 personnels. Elle possède deux campus à Alès et est également implantée à Montpellier et Pau. Ses élèves sont des ingénieurs généralistes, des ingénieurs de spécialité (par apprentissage), des doctorants et des élèves de masters ou mastères spécialisés. Elle accueille de plus 500 stagiaires en formation continue professionnelle. L’école dispose de 3 centres de recherche et d’enseignement de haut niveau scientifique et technologique, qui œuvrent dans les domaines des matériaux et du génie civil (C2MA), de l’environnement et des risques (CREER), de l’intelligence artificielle et du génie industriel et numérique (CERIS). Ces entités regroupent environ 80 enseignants-chercheurs permanents (dont 40 HDR), 20 personnels techniques et 10 personnes administratifs de soutien à la recherche, 80 doctorants et post-doctorants, qui produisent chaque année 90 publications de rang A et 3M€ de contrats de recherche, dont 1M€ de contrats directs avec les entreprises. IMT Mines Alès est accréditée à délivrer le diplôme de docteur dans 4 écoles doctorales. Elle dispose de 12 plateformes technologiques et compte 1600 entreprises partenaires. La créativité est une caractéristique forte qui irrigue toutes ses activités. L’école fut la première à créer un incubateur en 1984 (200 entreprises créées à ce jour, 1000 emplois). L’école offre des parcours professionnels riches et variés : les enseignants-chercheurs ont des possibilités de mobilités professionnelles dans les différentes écoles de l’IMT et peuvent également occuper s’ils le souhaitent des responsabilités au sein des directions fonctionnelles de l’école (direction des études, de la recherche, de l’international, du développement économique…) sur une partie de leur temps.

IMT Mines Alès a noué des partenariats structurants avec le CNRS et les universités de Montpellier, de Nîmes et de Pau. Les centres de l’école ont en particulier développé des collaborations scientifiques solides avec les unités de recherche LMGC, HSM et EUROMOV à Montpellier, CHROME à Nîmes, et IPREM à Pau. Des démarches d’adhésion à ces UMR ou de création de nouvelles UMR sont en cours avec ces partenaires.

Présentation du Centre des Matériaux des Mines d’Alès (C2MA)

Le C2MA est un centre de recherche et d’enseignement qui s’intéresse aux besoins des industriels et de la société dans le domaine des matériaux à travers ses trois équipes de recherche :

- Durabilité des écoMatériaux et Structures (DMS) à Alès

- Polymères, Composites et Hybrides (PCH) à Alès

- Recherche sur les Interactions des Matériaux et leur Environnement (RIME) à Pau

Contexte :
Les départs de feu sont en hausse dans les centres de recyclage et traitement de déchets issus d’équipements électriques et électroniques (DEEE). La particularité de ce type de déchets est la présence de plus en plus courante de batteries Lithium-Ion non complètement déchargées qui ne sont pas systématiquement séparées de l’équipement avant de s’en débarrasser. Les batteries lithium-ion (Li-ion) sont de plus en plus utilisées dans diverses applications, telles que les véhicules électriques, la mobilité urbaine (vélos à assistance électrique, trottinettes électriques…), la communication (smartphones…), mais aussi l’électroménager (aspirateur sans fil…) ou encore le jardinage et l’outillage (tondeuses à batterie, perceuses sans fil…). Cependant, l’endommagement de la batterie (création de défauts internes ou externes) lors de son acheminement, son stockage ou son extraction dans un centre de traitement, peut potentiellement entraîner de graves problèmes de sécurité incendie.
Une des causes principales de risque incendie associée à ce type de batterie est l’emballement thermique. Il s’agit d’une réaction d’échauffement, soit au cours de son utilisation soit lors des étapes d’extraction et / ou de recyclage.
Objectif du stage :
Même si l’emballement thermique des piles / batteries a fait objet de plusieurs études, il existe peu de travaux sur l’interaction entre l’emballement thermique et le développement de feux impliquant l’environnement immédiat des batteries. Ainsi, plusieurs étapes sont prévues dans le cadre de ce stage :
• Etat de l’art sur l’emballement thermique
• Mise en place d’un système permettant de générer l’emballement thermique d’une batterie/pile.
• Mise en place d’un essai de laboratoire simulant un feu de DEEE (banc d’essai)
• Etude des paramètres influençant le développement du feu à l’aide du banc d’essai

Le(la) candidat(e) devra avoir de bonnes connaissances en physico-chimie de polymères. Le(la) candidat(e) devra être capable de prendre des notes, de planifier des essais, de suivre un protocole, de mettre en place des essais de caractérisation et de rédiger un rapport d’expérience. Il/elle doit être capable de mettre en forme ses résultats et les présenter au cours d’une réunion à ses encadrants ou aux autres membres de l’équipe de recherche. Le/la candidat suivra également différentes formations pour pouvoir utiliser en autonomie une partie des appareillages des essais au feu, devra faire preuve d’esprit d’initiative, d’une curiosité naturelle et d’une bonne aptitude à travailler en équipe. Le respect des consignes de sécurité est essentiel.