Bibliographie & annexes
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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 quantification des risques – Service expertise et modélisation – Membre du réseau des experts de TECHNIP - TECHNIP France, Paris-La Défense, France
INTRODUCTION
Afin d'éviter que des phénomènes dangereux tels que des incendies, explosions ou encore des rejets de matières dangereuses, susceptibles d'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.
Parmi ces couches de protection, se trouvent les systèmes instrumentés de[nbsp ]sécurité (SIS) qui permettent la mise en œuvre de fonctions instrumentées de sécurité (SIF).
Différentes couches de protection peuvent être mises en œuvre afin de réduire les risques dans le but de les rendre acceptables. Ces différentes couches sont valorisées lors des analyses quantitatives ou semi-quantitatives menées dans le but de déterminer le niveau de SIL requis des SIF (revue SIL réalisée à l'aide de méthodes telles que la LOPA ou le graphe de risques par exemple).
Une fois le niveau de SIL requis connu, l'analyste doit démontrer que la probabilité de défaillance permet de vérifier le niveau de SIL requis alloué lors de la revue SIL. Pour ce faire, les normes IEC 61508 et IEC 61511 peuvent être utilisées afin :
-
de définir l'architecture de la SIF permettant de répondre à un niveau de SIL visé ;
-
d'estimer la probabilité de défaillance de la SIF.
Il est dès à présent important de souligner que les formules de calcul présentées dans l'annexe B de la norme IEC 61508-6 n'ont qu'un caractère informatif et que d'autres méthodes peuvent être utilisées pour évaluer la probabilité de défaillance d'une SIF.
Après quelques rappels essentiels sur les normes IEC 61508 et 61511, cet article se propose dans un premier temps de dresser un aperçu des méthodes qui permettent d'estimer la probabilité de défaillance d'une SIF, puis dans un second temps de rappeler les contraintes architecturales introduites dans les normes IEC 61508 et 61511.
L'expertise technique et scientifique de référence
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 1 de oct. 2009 par Olivier IDDIR
- Version courante de sept. 2024 par Olivier IDDIR
DOI (Digital Object Identifier)
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8. Conclusion
Il est important de conserver à l'esprit que les probabilités de défaillance sont nécessairement entachées d'une incertitude. En effet, pour réaliser les calculs, l'analyste a besoin de recourir entre autres à des taux de défaillance et de définir le poids des défaillances de cause commune.
Concernant les taux de défaillance, l'utilisation de banques de données constitue la manière la plus répandue d'alimenter les calculs de fiabilité. Néanmoins, en fonction des banques de données consultées, des écarts supérieurs à un facteur 10 peuvent être 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 PFDavg .
Concernant l'estimation du poids des défaillances de cause commune, les méthodes généralement mises en œuvre reposent en partie sur l'avis d'experts.
La PFDavg calculée à l'aide des formules analytiques ou d'autres méthodes (arbre de défaillances, bloc diagramme de fiabilité, etc.) ne doit donc pas être appréhendée comme une valeur « exacte » et il est nécessaire que l'analyste précise les hypothèses des calculs réalisés.
Enfin, le niveau SIL ne doit pas être associé à une caractéristique intrinsèque d'un système et il faut conserver à l'esprit qu'il n'est pas « garanti à vie ». En effet, au cours du temps, les éléments qui le constituent vieillissent irrémédiablement et leurs performances peuvent donc se dégrader si un suivi dans le temps de ces systèmes n'est pas assuré.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Omega 10 : Évaluation des barrières techniques de sécurité. - Rapport INERIS, sept. 2008.
-
(2) - Reliability predicition method for safety instrumented systems, PDS method handbook. - SINTEF (2013).
-
(3) - FLEMING (K.) - A reliability model for common mode failures in redundant systems. - Technical report (1974).
-
(4) - INNAL (F.), DUTUIT (Y.), RAUZY (A.), SIGNORET (J.P.) - An attempt to better understand and to better apply some recommendations of IEC 61508 standard. - Proceedings of the 30th ESReDA Seminar on Reliability of Safety Critical Systems – SINTEF/NTU (Organizers), Trondheim, Norway, 7-8 juin 2006.
-
(5) - INNAL (F.), DUTUIT (Y.), RAUZY (A.), SIGNORET (J.P.) - New insight into PFDavg and PFH. - Communication acceptée pour ESREL 2008 Conference, Valencia, Spain, 22-25 sept. 2008.
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Sûreté de fonctionnement des systèmes industriels complexes.
-
Analyse des risques des systèmes dynamiques : approche markovienne.
-
Analyse des risques des systèmes dynamiques : réseaux de Pétri.
NORMES
-
Techniques d'analyse pour la sûreté de fonctionnement – Bloc diagramme de fiabilité et méthodes booléennes - IEC 61078 -
-
Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables relatifs à la sécurité – chapitre 1 à 7 - IEC 61508 -
-
Sécurité fonctionnelle des systèmes instrumentés de sécurité pour le secteur de l'industrie des procédés continus - IEC 61511 -
-
Techniques d'analyse pour la sûreté de fonctionnement – Bloc diagramme de fiabilité et méthodes booléennes - IEC 61078 -
-
Analyse par arbre de panne - IEC 61025 -
-
Application des techniques de Markov - IEC 61165 -
-
Techniques d'analyse de sûreté de fonctionnement – Techniques des réseaux de Pétri - IEC 62551 -
-
...
ANNEXES
Institut national de l'environnement industriel et des risques (INERIS) http://www.ineris.fr
Instrumentation Society of America (ISA) https://www.isa.org/ http://www.isa-france.org
SINTEF http://www.sintef.no/projectweb/pds-main-page/
Institut pour la maîtrise des risques (IMdR) http://www.imdr.eu/
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