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RÉSUMÉ
Les normes IEC 61508 et 61511 demandent de justifier par calcul que le niveau de SIL requis (Safety Integrity Level) associé aux fonctions instrumentées de sécurité (SIF) est atteint. Ce niveau de SIL requis est défini à l’aide d’une méthode d’analyse des risques (LOPA, Risk Graph…). Pour estimer la probabilité de défaillance d’une SIF, l’une des méthodes couramment utilisée est celle présentée dans l’IEC 61508-6 qui consiste à appliquer des formules simplifiées. La méthode PDS constitue une alternative car elle est aussi basée sur l’application de formules simplifiées. L’article présente les principes de cette méthode et identifie les différences majeures avec l’approche exposée dans l’IEC 61508-6.
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Olivier IDDIR : Ingénieur quantification des risques – Membre du réseau des experts de TECHNIP - Service Expertise & Modélisation – TECHNIP, La défense, France
INTRODUCTION
Pour prévenir et limiter les risques, les industriels sont amenés à mettre en œuvre des barrières de sécurité. Il existe différents types de barrières de sécurité tels que les fonctions instrumentées de sécurité (SIF) ; réalisées par des systèmes instrumentés de sécurité (SIS), elles ont connu un essor croissant depuis la parution des normes encadrant leurs conception, utilisation, suivi et maintien dans le temps (normes IEC 61508 et 61511). La conception d’un SIS nécessite d’estimer le niveau d’intégrité (SIL) des SIF pour justifier que les risques sont maîtrisés. L’objectif est de démontrer que les architectures proposées pour les SIF permettent bien d’atteindre les niveaux de SIL requis. Pour ce faire, il est nécessaire de calculer la probabilité de défaillance de chaque SIF (PFDavg pour les systèmes en mode sollicitation ou PFH pour les systèmes en mode continu). La méthode PDS, largement utilisée dans l’industrie offshore (et plus particulièrement en Norvège), permet de répondre à ce besoin.
Cet article présente les principes de la méthode PDS et met en lumière les principales différences avec l’approche présentée dans l’IEC 61508-6. Plus précisément :
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il retrace les origines de la méthode ;
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il présente les formules permettant de calculer la probabilité de défaillance à la sollicitation d’une SIF (PFDavg) ;
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il compare les valeurs de PFDavg obtenues par application de la méthode PDS à celles obtenues par application des formules de l’IEC 61508-6.
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4. Conclusion
La méthode PDS proposée par le SINTEF est en phase avec les principes préconisés dans les normes IEC 61508 et 61511. Elle offre une approche efficace et pratique pour mettre en œuvre les aspects quantitatifs introduits dans ces normes. À ce titre, l’approche quantitative proposée pour estimer l’indisponibilité critique de sécurité (CSU) peut être perçue comme une alternative aux formules de calcul rapportées dans l’annexe B de l’IEC 61508-6. Ces méthodes diffèrent cependant sur quelques points clés :
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l’approche retenue pour prendre en compte le facteur de défaillance de causes communes (ß) ;
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la prise en compte des défaillances systématiques dans la méthode PDS ;
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la possibilité de traduire les limites des tests périodiques dans la méthode PDS.
La méthode PDS présente l’intérêt d’introduire explicitement les erreurs systématiques dans le calcul de l’indisponibilité. Pour rappel, celles-ci sont exclues de l’approche quantitative proposée dans l’IEC 61508-6. Le retour d’expérience tend pourtant à montrer que ces erreurs sont souvent prédominantes et que leur non-prise en compte dans les calculs de disponibilité peut conduire à des estimations optimistes. Dès lors, au-delà de la méthode retenue, il est primordial que l’analyste prenne le temps de s’interroger sur la robustesse du résultat et sur les incertitudes associées.
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BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Instrumentation Society of America (ISA)
SINTEF
http://www.sintef.no/projectweb/pds-main-page/
Institut pour la maîtrise des risques (IMdR)
HAUT DE PAGE
IEC 61078, Techniques d’analyse pour la sûreté de fonctionnement – Bloc-diagramme de fiabilité et méthodes booléennes
IEC 61508, Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables relatifs à la sécurité – chapitre 1 à 7 – 2010
IEC 61511, Sécurité fonctionnelle des systèmes instrumentés de sécurité pour le secteur des industries de transformation – 2016
IEC 61078, Techniques d’analyse pour la sûreté de fonctionnement – Bloc-diagramme de fiabilité et méthodes booléennes
IEC 61025, Analyse par arbre de panne
IEC 61165, Application des techniques de Markov
IEC 62551, Techniques d’analyse de sûreté...
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