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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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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
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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Évaluation de la probabilité moyenne de défaillance d'un SIS2. Quelques rappels sur les normes CEI 61508 et CEI 61511
2.1 Champ d'application des normes
La norme CEI 61508 s'applique aux systèmes de sécurité électriques, électroniques ou électroniques programmables destinés à exécuter des fonctions de sécurité. Elle concerne les applications pour lesquelles un défaut des systèmes est susceptible d'avoir un impact considérable sur la sécurité des personnes, de l'environnement et des installations. À ce jour, cette norme constitue l'un des principaux textes de référence pour la spécification, la conception et le fonctionnement opérationnel des Systèmes Instrumentés de Sécurité (SIS). En revanche, l'apparition de cette norme n'est pas récente puisque sa déclinaison en norme française date de 1999 (NF EN 61508). Cette norme a donné naissance à plusieurs normes filles dont :
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la CEI 61511, qui est la norme sectorielle « process industriels » ;
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la CEI 62061, qui est la norme sectorielle « machine » ;
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la CEI 61513, qui est la norme sectorielle « nucléaire ».
Un SIS se compose de trois sous fonctions :
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une sous-fonction détection assurée par des capteurs ou détecteurs chargés d'identifier une dérive de paramètre (pression, température, niveau, etc.) par atteinte d'une valeur seuil ;
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une sous-fonction traitement de l'information assurée par un système de traitement logique chargé de recevoir les informations issues des capteurs et de les traiter afin de générer des ordres de commande vers les actionneurs ;
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une sous-fonction actionneurs-éléments finaux chargée de mettre le système dans une position de sécurité.
2.2 Niveau de SIL d'un SIS
Le SIL (Safety Integrity Level) ou niveau d'intégrité de sécurité, permet de spécifier les prescriptions concernant l'intégrité de chaque fonction de sécurité exécutée par les systèmes électriques- électroniques ou électroniques programmables. Quatre niveaux de SIL allant de 1 à 4 permettent de caractériser ces systèmes :
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SIL 4 renvoyant...
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