Présentation
Auteur(s)
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Gilles ZWINGELSTEIN : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’électrotechnique, d’électronique, d’informatique et d’hydraulique de Toulouse (ENSEEIHT) - Docteur-ingénieur, Docteur ès sciences - Professeur des universités associé
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les activités industrielles et humaines font presque quotidiennement les grands titres des actualités avec leurs cortèges d’incidents, d’accidents ou d’événements catastrophiques. En effet, le zéro défaut ou le risque zéro n’existe malheureusement pas pour les activités industrielles à cause de l’occurrence de défaillances humaines ou matérielles.
Toutefois, pour tenter de réduire les risques à un niveau le plus faible possible et acceptable par l’opinion publique, des méthodes, des techniques et des outils scientifiques ont été développés dès le début du 20 e siècle pour évaluer les risques potentiels, prévoir l’occurrence des défaillances et tenter de minimiser les conséquences des situations catastrophiques lorsqu’elles se produisent.
L’ensemble de ces développements méthodologiques à caractère scientifique représente, à l’aube du troisième millénaire, la discipline de la Sûreté de fonctionnement. La Sûreté de fonctionnement consiste à connaître, évaluer, prévoir, mesurer et maîtriser les défaillances des systèmes technologiques et les défaillances humaines.
Cet article est structuré pour aborder en détail chacun de ces volets, c’est-à-dire :
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les définitions indispensables à la compréhension des concepts de base de la Sûreté de fonctionnement ;
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toutes les méthodes et outils nécessaires pour entreprendre les analyses prévisionnelles de la Sûreté de fonctionnement pour des produits ou systèmes en cours de conception ou de reconception ;
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les outils permettant d’entreprendre des analyses de la Sûreté opérationnelle de fonctionnement à partir de la collecte des données de retour d’expérience et de son exploitation par des outils statistiques ;
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les recommandations pour la conduite d’un projet de Sûreté de fonctionnement en détaillant les aspects management, assurance qualité et audit.
Deux exemples entièrement détaillés illustrent les applications des méthodes et concernent les calculs des paramètres de Sûreté de fonctionnement d’un système à redondance active et une analyse des défaillances par la technique des arbres de défaillance.
Réservée initialement aux industries à risques (aviation, domaines nucléaire, spatial et pétrochimie), la Sûreté de fonctionnement pénètre progressivement dans les secteurs d’activités où les contraintes relatives à la compétitivité des produits et des services s’évaluent en termes d’économie, de qualité et de fiabilité.
La signification des différents sigles et abréviations utilisés dans cet article peut être trouvée en .
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VERSIONS
- Version archivée 2 de juin 2009 par Gilles ZWINGELSTEIN
- Version courante de mars 2019 par Gilles ZWINGELSTEIN
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Analyses prévisionnelles des dysfonctionnements des systèmes2. Définitions et concepts de base
La Sûreté de fonctionnement se caractérisant par l’analyse des défaillances et de leurs conséquences, ce paragraphe introduit les notions et les concepts indispensables pour étudier les systèmes techniques [1]* [2]* [3]* [4]*.
2.1 Défaillances, missions et fonctions d’un système et de ses composants
2.1.1 Définition de la défaillance fonctionnelle
C’est la cessation de l’aptitude d’un dispositif à accomplir une fonction requise.
Une défaillance est « l’altération ou la cessation de l’aptitude d’un ensemble à accomplir sa ou ses fonction(s) requise(s) avec les performances définies dans les spécifications techniques ». L’ensemble est indisponible suite à la défaillance.
La cessation de l’aptitude conduit l’entité à être dans un état appelé panne.
Un ensemble est défaillant si ses capacités fonctionnelles sont interrompues (panne ou arrêt volontaire par action d’un système interne de protection ou une procédure manuelle équivalente). Dans le cas d’une dégradation sans perte totale de la fonction, on considère qu’il s’agit d’une défaillance si sa performance tombe au-dessous d’un seuil défini, lorsqu’un tel seuil minimal est contenu dans les spécifications fonctionnelles du matériel.
Il s’ensuit qu’un ensemble est défaillant s’il est considéré ou déclaré incapable d’assurer les fonctions requises par l’exploitant utilisant des critères fonctionnels simples. Toute étude de fiabilité implique l’acceptation de deux états totalement exclusifs : le fonctionnement...
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