La récupération d'un AUV scientifique s'est transformée en catastrophe lorsque le drone a explosé sur le pont, causant des blessures et des dégâts matériels. Les premières hypothèses pointaient vers une défaillance structurelle, mais l'analyse des débris par photogrammétrie sous-marine et modélisation CFD a révélé une vérité plus subtile : l'accumulation d'hydrogène par dégazage des batteries au lithium, activée par un relais défectueux, a créé un mélange explosif dans le compartiment étanche.
Reconstruction du sinistre : CFD, CAO et photogrammétrie 💥
Pour comprendre la dynamique de l'accident, le compartiment étanche de l'AUV a été modélisé dans SolidWorks, reproduisant la géométrie interne et les joints. Avec Star-CCM+, la libération d'hydrogène pendant le cycle de charge a été simulée, en tenant compte du taux de dégazage typique des cellules Li-ion endommagées par la pression. La simulation CFD a montré que le gaz, plus léger que l'air, s'accumulait dans la partie supérieure du compartiment, exactement là où se trouvait le relais de puissance. La photogrammétrie des débris a confirmé la déformation localisée dans cette zone et la carbonisation du relais, indiquant qu'une étincelle interne, provoquée par un contact sulfuré, a été la source d'inflammation. La concentration d'hydrogène a atteint 6 % en volume, dans la plage explosive.
Leçons pour la conception de véhicules sous-marins autonomes ⚙️
Ce cas démontre que la sécurité des AUV ne peut se limiter à la résistance à la pression. Le dégazage des batteries doit être considéré comme un risque réel, même sur des équipements neufs. Les améliorations proposées incluent : une ventilation passive du compartiment étanche, des capteurs d'hydrogène avec coupure automatique de l'alimentation, et des relais scellés ou avec contacts en atmosphère inerte. La simulation CFD ne reconstruit pas seulement le passé, mais permet de concevoir des systèmes à l'épreuve des défaillances avant que la prochaine catastrophe ne se produise.
Quels protocoles de sécurité et de conception doivent être mis en œuvre dans les AUV utilisant des batteries à hydrogène pour éviter que le risque d'explosion lors des opérations de récupération ne devienne une catastrophe annoncée.
(PS : Simuler des catastrophes est amusant jusqu'à ce que l'ordinateur grille et que vous soyez la catastrophe.)