Présentation
RÉSUMÉ
Les normes IEC 61508 et 61511 permettent de caractériser la performance d'un équipement de sécurité (61508) et d'une fonction instrumentée de sécurité (61511) en évaluant son niveau de SIL (Safety Integrity Level). Il existe quatre niveaux de SIL, le niveau 4 renvoyant au niveau le plus « élevé », le niveau 1 au niveau le plus « faible ». Un système de SIL « n », a une probabilité de défaillance à la sollicitation comprise entre 10-n et 10-(n+1). Pour déterminer le niveau de SIL d'une fonction instrumentée de sécurité, il est nécessaire de calculer la probabilité de défaillance. L'article explicite la manière dont il est possible d'évaluer la probabilité de défaillances à la sollicitation à l'aide de formules de calcul simplifiées ou à l'aide de la méthode arbre de défaillances.
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Today IEC 61508 and IEC 61511 are the central standards for the specification, design and operation of Safety Instrumented Systems (SIS). There are four levels of risk reduction, ranging from SIL 1, the lowest, to SIL 4, the highest. Safety Integrity Levels are order-of-magnitude bands of risk reduction. IEC 61508 and IEC 61511 contain much useful information and guidance for safety improvement in the use of safety systems. This paper discusses how to assess the probability of failure with simplified formulas or a fault tree.
Auteur(s)
-
Olivier IDDIR : Ingénieur analyse de risques industriels - TECHNIP France - Service expertise et modélisation – Division procédés et technologie
INTRODUCTION
Afin d'éviter que des phénomènes dangereux tels que des incendies, des explosions ou encore des rejets de matières dangereuses, pouvant occasionner des dommages sur les personnes, l'environnement ou les biens, les industriels sont amenés à mettre en place des Mesures de Maîtrise des Risques (MMR) dont le rôle est de prévenir l'apparition de tels phénomènes ou d'en limiter les conséquences.
L'article [SE 4 057] présente les différentes couches de protection pouvant être mises en œuvre afin de réduire les risques dans le but de les rendre acceptables. Parmi ces couches de protection, se trouvent les Systèmes Instrumentés de Sécurité (SIS). L'article [SE 4 057] présente différentes méthodologies qui permettent de définir la probabilité de défaillance maximale admissible pour une MMR. D'une manière générale, ces méthodologies sont basées sur des analyses quantitatives lorsque les risques sont importants et sur des méthodes semi-quantitatives pour les risques moins importants.
Une fois la probabilité de défaillance maximale admissible déterminée, il est nécessaire de définir l'architecture du SIS permettant d'atteindre cette valeur. Pour ce faire, les normes CEI 61508 et CEI 61511 peuvent être utilisées. En revanche, il est important de souligner que les formules de calcul présentées dans ces normes ne sont pas les seuls outils pouvant être utilisés pour évaluer la probabilité de défaillance d'un SIS.
Cet article a pour objectif de rappeler les principales formules de calculs proposées dans ces normes et de les comparer à des formules simplifiées. Il est à noter que les calculs présentés dans cet article ont pour vocation de permettre une première évaluation des probabilités de défaillances. En aucun cas de telles évaluations ne peuvent se substituer aux résultats d'une réelle analyse SIL.
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MOTS-CLÉS
Système instrumenté de sécurité (SIS) Redondance Probabilité de défaillance à la sollicitation (PFD) IEC 61508 IEC 61511 Mode commun de défaillances
KEYWORDS
Safety Instrumented Systems (SIS) | Redundancy | Probability of Failure on Demand (PFD) | IEC 61508 | IEC 61511 | Common cause failure
VERSIONS
- Version archivée 2 de nov. 2015 par Olivier IDDIR
- Version courante de sept. 2024 par Olivier IDDIR
DOI (Digital Object Identifier)
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Systèmes Instrumentés de Sécurité : un type de barrière de sécurité4. Conclusion
Il est important de conserver à l'esprit que les probabilités de défaillances évaluées pour les SIS sont nécessairement entachées d'une incertitude. En effet, pour réaliser les calculs, l'analyste a besoin de recourir entre autre à des taux de défaillances. Pour se faire, l'utilisation de banques de données constitue la manière la plus répandue d'alimenter les calculs de fiabilité. Or, en fonction des banques de données consultées, des écarts pouvant être supérieurs à un facteur 10 sont parfois observés.
Le choix de la banque de données et la bonne interprétation des données qui y sont rapportées constituent donc des étapes prépondérantes dans l'évaluation de la PFD d'un SIS.
De plus en l'absence de données spécifique à un matériel, l'analyste est souvent amené à faire certaines hypothèses sur des paramètres, tels que le pourcentage de mode commun, le temps moyen de réparation, etc. La PFD d'un SIS calculée, par exemple, à l'aide des formules présentées dans cet article, ne saurait donc être une valeur exacte, et il est nécessaire que l'analyste précise les hypothèses et limites des calculs réalisés.
Enfin, le niveau SIL d'un SIS n'est pas une caractéristique intrinsèque à un système et n'est donc pas garanti à vie. En effet, les éléments qui le constituent vieillissent irrémédiablement au cours du temps, et leurs performances viennent donc à se dégrader.
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