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RÉSUMÉ
La méthode LOPA (layer of protection analysis) est une méthode d’analyse des risques qui permet de valoriser les différentes couches de protection, allant de la conception du procédé jusqu’aux mesures de secours en cas d’accident. Elle est citée dans la norme IEC 61511 comme l’une des méthodes possibles pour estimer les niveaux de SIL requis de fonctions instrumentées de sécurité (SIF). Dans sa version originelle, c’est une méthode semi-quantifiée qui permet d’estimer un ordre de grandeur de la fréquence d’un scénario. Cet article présente la manière dont il est possible de l’appliquer de manière quantifiée et les avantages attendus.
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-
Olivier IDDIR : Ingénieur quantification des risques - Membre du réseau des experts de Technip Energies - Département Expertise & Modélisation – Technip Energies, La Défense, France
INTRODUCTION
La méthode LOPA permet d’estimer de manière simplifiée la fréquence d’occurrence d’un scénario en valorisant l’effet de couches de protection. La fréquence estimée est un ordre de grandeur obtenu par l’intermédiaire de puissances de 10 utilisées pour quantifier les fréquences des événements initiateurs et les probabilités de défaillance des barrières qui répondent à la définition de couches de protection indépendantes (IPL – independent protection layer).
La méthode LOPA peut être considérée comme une méthode semi-quantifiée dans le sens où elle n’utilise pas des valeurs précises spécifiques au cas étudié. Elle s’appuie généralement sur une analyse des risques telle que l’HAZOP dans le but de quantifier les scénarios d’accidents identifiés et de définir les objectifs relatifs aux IPL afin de réduire suffisamment les risques pour les rendre « acceptables » ou « tolérables ».
La méthode LOPA est une approche « séduisante » car de prime abord relativement simple à mettre en œuvre, elle peut être mise en place par des ingénieurs qui ne sont pas nécessairement des spécialistes en analyse des risques industriels.
Dans son concept originel, sous sa relative simplicité, cette méthode peut rapidement conduire à une estimation erronée de la fréquence d’un scénario d’accident. En effet, les valeurs utilisées pour la quantification d’un scénario ayant toutes des ordres de grandeur généralement exprimés en puissance de 10 (par exemple 0,1 ou 0,01), le résultat final (la fréquence du scénario) est nécessairement peu précis. L’effet cumulatif des approximations commises sur les différents paramètres qui entrent dans le calcul (fréquence des initiateurs, probabilité de défaillance des barrières, etc.) peut alors rapidement conduire à un résultat final peu pertinent.
Dans la première section, l’article rappelle les principaux concepts et fondements de la méthode LOPA. La seconde section est dédiée à l’analyse des erreurs les plus fréquemment commises lors de sa mise en œuvre. Enfin, la dernière section de l’article est consacrée aux avantages d’une approche LOPA quantifiée par rapport à une approche traditionnelle (semi-quantifiée). Cette dernière section est illustrée par un exemple d’application qui permet de mettre en lumière l’intérêt de recourir à une approche quantifiée.
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MOTS-CLÉS
Analyse des risques Quantification des risques méthode LOPA couche de protection barrières de sécurité
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4. Méthode LOPA quantifiée
4.1 Principe
L’approche LOPA quantifiée correspond à une déclinaison de la méthode LOPA dans laquelle :
1. les fréquences des événements initiateurs tendent à être plus représentatives de la configuration étudiée (utilisation de bases de données spécifiques à un secteur d’activité et/ou analyse du retour d’expérience) ;
2. les probabilités de défaillance des barrières de sécurité sont estimées par une approche « calculatoire » (lorsque cela est possible, suivant le type de barrière), en prenant en compte :
-
pour les barrières instrumentées : les taux de défaillance des équipements, les architectures, les périodes de test, etc.,
-
pour les barrières humaines : les principaux paramètres qui influent sur la probabilité d’erreur ou d’échec (niveau de formation, niveau de stress, complexité de l’action, etc.) ;
3. les dépendances dans une même barrière ou entre plusieurs barrières sont prises en compte dans le calcul de la fréquence résiduelle du scénario d’accident.
La LOPA quantifiée désigne donc une approche dans laquelle sont prises en compte les problématiques liées :
1. à la qualité des données utilisées pour la quantification. Dans cette déclinaison, le recours à des valeurs spécifiques adaptées au cas d’étude est préféré aux données génériques ;
2. à l’indépendance des barrières valorisées vis-à-vis d’un même scénario. Dans cette déclinaison, les architectures des barrières sont détaillées pour permettre un calcul de probabilité de défaillance. L’analyse des architectures permet alors d’identifier :
-
la présence d’équipements communs à plusieurs barrières,
-
le besoin de prendre en compte des causes communes de défaillance entre les équipements d’une même barrière et/ou entre les équipements de barrières valorisées vis-à-vis du même scénario.
Le tableau 5 reprend les points faibles de la LOPA « originelle » et indique pourquoi la LOPA quantifiée constitue une solution adaptée.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CCPS - Layer of protection analysis : simplified process risk assessment. - American Institute of Chemical Engineers. New York, NY (2001).
-
(2) - CCPS - Guidelines for safe automation of chemical processes. - American Institute of Chemical Engineers. New York, NY (1993).
-
(3) - CCPS - Guidelines for conditional modifiers and enabling events. - American Institute of Chemical Engineers, New York, NY (2013).
-
(4) - CCPS - Guidelines for initiating events and independent protection layers. - American Institute of Chemical Engineers, New York, NY (2015).
-
(5) - REASON (J.) - Human error. - Cambridge University Press (1990).
-
(6) - HEALTH AND SAFETY LABORATORY FOR THE HEALTH AND SAFETY EXECUTIVE - * - . – A review of layer...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables relatifs à la sécurité – Partie 1 : exigences générales. - NF EN 61508-1 :2011 - Janvier 2011
-
Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables relatifs à la sécurité – Partie 2 : exigences pour les systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables relatifs à la sécurité. - NF EN 61508-2 :2011 - Janvier 2011
-
Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables relatifs à la sécurité – Partie 3 : exigences concernant les logiciels. - NF EN 61508-3 :2011 - Janvier 2011
-
Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/ électroniques programmables relatifs à la sécurité – Partie 4 : définitions et abréviations. - NF EN 61508-4 :2011 - Janvier 2011
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Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables relatifs à la sécurité – Partie 5 : exemples de méthodes pour la détermination...
ANNEXES
Progiciel GRIF-Workshop (graphiques interactifs pour la fiabilité)
HAUT DE PAGE2.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Commission électrotechnique internationale CEI (IEC)
Association des exploitants d'équipements de mesure, de régulation et d'automatisme (EXERA)
ISO
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