Article

1 - PRÉAMBULE

  • 1.1 - Sûreté
  • 1.2 - Sécurité
  • 1.3 - Relations entre sûreté et sécurité

2 - ENJEUX ET ÉVOLUTION DE LA SÛRETÉ DE FONCTIONNEMENT

  • 2.1 - Enjeux de la sûreté de fonctionnement
  • 2.2 - Évolutions de la discipline sûreté de fonctionnement

3 - MISSIONS, FONCTIONS ET DÉFAILLANCES D’UN SYSTÈME ET DE SES COMPOSANTS

4 - PROCÉDÉS INDUSTRIELS

5 - RAPPELS SUR LES PROBABILITÉS

  • 5.1 - Notion de variable aléatoire
  • 5.2 - Notion de probabilité d’un événement
  • 5.3 - Fonction de répartition d’une variable aléatoire
  • 5.4 - Valeur moyenne, variance et écart-type d’une variable aléatoire continue
  • 5.5 - Adaptation des définitions pour la description du comportement de systèmes physiques
  • 5.6 - Lois de probabilité rencontrées dans les études de fiabilité

6 - CONCEPTS DE BASE ET SÛRETÉ DE FONCTIONNEMENT

7 - FIABILITÉ HUMAINE

8 - COÛT GLOBAL DE POSSESSION

9 - MAINTENABILITÉ INTÉGRÉE À LA CONCEPTION ET SOUTIEN LOGISTIQUE INTÉGRÉ (SLI)

10 - SÉCURITÉ

11 - CONCLUSION

12 - GLOSSAIRE

13 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : S8250 v3

Sûreté de fonctionnement - Principaux concepts

Auteur(s) : Gilles ZWINGELSTEIN

Date de publication : 10 mars 2019

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RÉSUMÉ

L’actualité nous rappelle que le risque zéro n'existe pas pour les activités industrielles, la survenue d’accidents étant le résultat de l’occurrence de défaillances humaines ou matérielles. Des méthodes et outils ont été développés pour évaluer les risques, et tenter de minimiser les conséquences de catastrophe quand elles se produisent. La sûreté de fonctionnement a pour finalité de maîtriser d’un côté les défaillances des systèmes technologiques et de l’autre les défaillances humaines pour éviter des conséquences sur la sécurité des personnes, les biens, la productivité et l'environnement. Cet article énonce les concepts de base qui fondent l’approche de sûreté de fonctionnement.

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Auteur(s)

  • Gilles ZWINGELSTEIN : Ingénieur de l’école nationale supérieure d’électrotechnique, d’électronique, d’informatique et d’hydraulique et des télécommunications de Toulouse (ENSEEIHT) Docteur-ingénieur, Docteur ès sciences, Professeur associé des universités en retraite, Université Paris Est Créteil, France

INTRODUCTION

La sûreté de fonctionnement est une des préoccupations majeures des responsables de l’exploitation de systèmes industriels complexes pour répondre aux exigences opérationnelles et réglementaires. Cet article décrit la terminologie et les principaux concepts pour optimiser la fiabilité, la maintenabilité et la sécurité des installations industrielles complexes. Compte tenu des diverses interprétations et définitions des termes « sûreté » et « sécurité », la première section précise ces notions suivant les secteurs d’activités et les différentes normes pour éviter toute ambiguïté dans le contenu de cet article. La sûreté de fonctionnement est une discipline scientifique multidisciplinaire à part entière et évolue en permanence pour intégrer les nouveaux outils et exigences en matière notamment de maintenance et de maîtrise des risques technologiques. Ces enjeux font l’objet de la deuxième section. Qualifiées souvent de science des défaillances, les études de sûreté de fonctionnement reposent sur des définitions précises des fonctions, missions et défaillances et sont développées dans de la troisième section. En parallèle, les décompositions hiérarchiques fonctionnelles et matérielles des processus industriels qui permettent de préciser les niveaux d’analyse sont précisées dans la quatrième section. L’instant d’occurrence d’une défaillance se produisant de façon aléatoire, des rappels sur les probabilités et les principales lois de défaillance sont détaillées dans la cinquième section. La sixième section est principalement dédiée aux définitions qui constituent les bases de la sûreté de fonctionnement : fiabilité, maintenabilité, disponibilité et sécurité. Le retour d’expérience sur les causes racines des incidents et accidents faisant ressortir que plus de 60 % d’entre elles sont imputables aux erreurs humaines ; la septième section fournit une description des méthodes d’évaluation de la fiabilité humaine. La rentabilité économique d’une installation industrielle pendant la durée de son cycle de vie, de la conception à son démantèlement dépend en partie de la sûreté de fonctionnement. La huitième section précise son rôle dans les évaluations des coûts globaux de possession et de cycle de vie ; ces coûts dépendent très fortement des choix retenus lors de la phase de conception de l’installation industrielle. La neuvième section fournit les bases des méthodes de maintenance intégrée à la conception et du soutien logistique intégré. Actuellement, les conséquences des défaillances sur la santé des personnes, les biens et l’environnement sont les préoccupations majeures des responsables d’exploitation qui sont soumis à des réglementations de plus en plus contraignantes. La dixième section présente les enjeux et les méthodologies pour la maîtrise des risques technologiques en y précisant également la terminologie. Elle précise le rôle des moyens de prévention à mettre en place pour obtenir un niveau de risque acceptable en se basant sur le modèle « swiss cheese » de Reason. Une attention particulière est portée au cas particulier des systèmes instrumentés de sécurité. La conclusion insiste sur la nécessité d’une assimilation parfaite des concepts liés à la fiabilité, la maintenabilité, la disponibilité et la sécurité pour entreprendre avec succès une étude en sûreté de fonctionnement. Les progrès réalisés depuis le début des années 2000 en intelligence artificielle ouvrent de nouvelles perspectives en sûreté de fonctionnement, notamment pour la prédiction des défaillances avec les nouveaux outils développés CBM (condition based monitoring, PHM (prognostics and health management) et RUL (remaining useful life).

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-s8250


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - RASMUSSEN (N.C.) et al -   Reactor safety study. An assessment of accident risks in U.S. commercial nuclear power plants. Executive summary. WASH-1400 (NUREG-75/014).  -  Federal Government of the United States, U.S. Nuclear Regulatory Commission. USA (1975).

  • (2) - ZWINGELSTEIN (G.) -   La maintenance basée sur la fiabilité,  -  Hermès (1996).

  • (3) - LIGERON (J.-C.) -   Le cercle des fiabilistes disparus ou critique de la raison fiabiliste – Une nouvelle école de sûreté de fonctionnement ? Une nécessité.  -  Préventique (2006).

  • (4) - DESROCHES (A.), AGUINI (N.), DADOUN (M.), DELMOTTE (S.) -   Analyse globale des risques : principes et pratiques,  -  Hermès – Lavoisier (2016).

  • (5) - EBELING (C.-E.) -   Maintainability : introduction to reliability and maintainability engineering.  -  Waveland Pr Inc, New York (2005).

  • ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Outils logiciels

HBM PRENSCIA 20016, ReliaSoft Synthesis Master Suite

https://www.hbmprenscia.com/about

ALD 2017 RAM Commander V8.6, Availability Prediction and Analysis

https://aldservice.com/Reliability-Availability-Prediction-and-Analysis-Software.html

PTC 2018, Windchill Quality Solutions

https://www.4cad.fr/plm/ptc-windchill-quality-solutions

APSYS. EADS, s SIMFIA, SIMLOG, DIAGSYS

https://www.apsys-airbus.com/digital-software/

AMDEC Process, HACCP, Directive Machine

https://www.knowllence.com/blog-risk-management/logiciel-haccp-logiciel-directive-machine.html

ITEM QRAS Logiciels (quantitative risk assessment system)

http://www.itemsoft.com/services.html

PHA et HAZOP, RiskSafe, FMEA-Pro, FTA-Pro

https://sphera.com/operational-risk/pha-pro/

...

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