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Une miniaturisation excessive compte tenu des matériaux utilisés pourrait expliquer ces incendies de smartphones Samsung.
© Shawn L. Minter AP

Smartphones

Pourquoi les batteries du Galaxy Note 7 prennent feu

Dans les téléphones, les ordinateurs ou les voitures… Pour beaucoup, les batteries sont un carburant quotidien. Comment fonctionnent-elles et surtout, pourquoi peuvent-elles prendre feu?

Le vaisseau amiral de la flotte Samsung a coulé. Pas d’un trou dans sa coque, mais d’un incendie. Le conglomérat coréen a annoncé mardi 11 octobre l’arrêt de la production de son smartphone Note 7, à peine deux mois après son lancement. La raison? Un nombre croissant de ces appareils prennent feu, certains spontanément, d’autres durant leur recharge.

Lire aussi: Samsung suspend la production du Galaxy Note 7

Les conséquences de ces incendies violents sont dramatiques. En Floride, un Note 7 a mis le feu à la voiture dans laquelle il se trouvait. Un autre a brûlé le bras d’un enfant de six ans à New York. En Australie, c’est une chambre d’hôtel qui a subi pour 1400 dollars de dégâts après que l’un de ces appareils est parti en flammes.

Certes exceptionnels ces incidents sont loin d’être inédits. Tesla, Sony, Nokia, Boeing figurent parmi les entreprises touchées par le phénomène. Comment les expliquer? Il faut pour cela s’intéresser au mode de fonctionnement des batteries au lithium que l’on trouve dans la majorité des appareils nomades, des téléphones aux smartwatches en passant par les voitures électriques.

Séparateur trop fin

Rapidement résumé, une batterie Li-ion repose sur trois éléments: deux électrodes, l’une positive (la cathode), l’autre négative (l’anode), séparées par une couche liquide ou cristalline appelée l’électrolyte.

Pendant la décharge, les ions lithium contenus dans l’anode, qui sont en quelque sorte le carburant des batteries, migrent vers la cathode à travers l’électrolyte dont le rôle est de faciliter ce transit. Ce faisant, l’anode subit un phénomène d’oxydation, autrement dit une perte d’électrons, dont le flux constitue le courant électrique à proprement parler. Durant la charge, l’inverse se produit: les ions retournent vers l’anode tandis que la cathode subit une réduction, soit un gain d’électrons.

Bien que les ions lithium doivent transiter entre l’anode et la cathode, ces deux composants ne doivent jamais entrer en contact. Ceci aurait pour effet de créer un court-circuit, en détournant le flux d’électrons de son trajet habituel. L’énergie qu’ils contiennent serait alors libérée de manière incontrôlée dans l’appareil sous forme de chaleur intense, y compris dans l’électrolyte, une substance instable et inflammable.

Pour éviter ce type d’incident, les constructeurs glissent dans l’électrolyte un séparateur, une couche de plastique de quelques millièmes de centimètre d’épaisseur censée isoler les électrodes.

La piste des bords incurvés

C’est peut-être à ce niveau qu’il faut chercher la cause des combustions du Galaxy Note 7. Une erreur survenue sur les lignes de production de l’appareil aurait abouti à «une pression excessive sur les couches contenues dans les cellules des batteries. Ceci aurait fait rentrer les électrodes en contact, libérant une chaleur excessive», si l’on en croit un rapport interne de Samsung dévoilé par l’agence Bloomberg.

Cette hypothèse se tient. Déterminé à fabriquer des téléphones toujours plus fins, et disposant d’une meilleure autonomie, Samsung aurait poussé ses batteries aux limites de leur compacité, flirtant dangereusement avec le risque de court-circuit. «Les constructeurs se livrent à une course aux isolants toujours plus fins, il semble que Samsung ait atteint la limite de finesse des matériaux actuellement utilisés», commente Hubert Girault, du Laboratoire d’électrochimie physique et analytique à Sion.

Parmi les autres hypothèses avancées pour expliquer cette débâcle, la fonction de charge rapide, qui implique des courants électriques de plus forte intensité, pourrait avoir mis en danger la structure des batteries. Les écrans aux bords incurvés du Note 7, désormais marques de fabrique du Coréen, pourraient également avoir exercé une pression anormale sur le séparateur, ce qui l’aurait plié et finalement abouti au court-circuit.

Incidents à prévoir

Quelle que soit la ou les raisons exactes de ces incidents, il y a fort à parier qu’ils se reproduiront à l’avenir. C’est même déjà le cas: bien que fabriquées par une entreprise tierce, TDK, certaines batteries de remplacement pour le Note 7, supposément plus fiables, ont également pris feu. Mais la demande des consommateurs, désireux d’avoir des batteries toujours plus performantes et plus légères à la fois, ne va pas arranger les choses.

Que faire? Si vous possédez un smartphone lambda, inutile de s’alarmer pour rien. Les chargeurs des modèles récents se coupent momentanément lorsque la charge atteint les 100%, afin d’éviter toute surchauffe ou surcharge. Inutile aussi de mettre votre smartphone au frigo: leurs batteries fonctionnent très bien pour des températures comprises entre -5 °C et 120 °C et ne s’enflammeront pas. Quant aux possesseurs de Note 7, ils devraient renvoyer leur téléphone à Samsung, qui vient de mettre à disposition de ses clients un colis ignifugé.

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