Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les normes IEC 61508 et IEC 61511 permettent de caractériser la performance d’un équipement de sécurité (IEC 61508) et d’une fonction instrumentée de sécurité (IEC 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 défaillance 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 standard for specification, design and operation of Safety Instrumented Systems (SIS). There are four levels ranging from SIL 1 the lowest level to SIL 4 the highest level of risk reduction. Safety Integrity Levels are order of magnitude bands of risk reduction. IEC 61508 and IEC 61511 contains a lot of useful information and guidance for safety improvement regarding the use of safety systems. This paper discusses the methodology to assess the probability of failure on demand with simplified formulas or fault tree.
Auteur(s)
-
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 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 IEC 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 IEC 61511.
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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 1 de oct. 2009 par Olivier IDDIR
- Version archivée 2 de nov. 2015 par Olivier IDDIR
DOI (Digital Object Identifier)
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Glossaire
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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
.
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
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) - INERIS - Omega 10 : Évaluation des barrières techniques de sécurité. - Rapport INERIS (2008).
-
(2) - SINTEF - Reliability predicition method for safety instrumented systems. - PDS method handbook (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 (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 (2008).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Techniques d’analyse pour la sûreté de fonctionnement – Bloc diagramme de fiabilité et méthodes booléennes - IEC 61078 - Août 2006
-
Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables relatifs à la sécurité - IEC 61508 - Avril 2010
-
Analyse par arbre de panne - IEC 61025 - Décembre 2006
-
Sécurité fonctionnelle – Systèmes instrumentés de sécurité pour le domaine de la production par processus - IEC 61511-1 - Février 2016
-
Application des techniques de Markov - IEC 61165 - Mars 1991
-
Techniques d’analyse de sûreté de fonctionnement – Techniques des réseaux de Pétri - IEC 62551 - Octobre 2012
-
Techniques d'analyse de sûreté de fonctionnement – Analyse par arbre d’événement - IEC 62502 - Octobre...
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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