Modélisation des machines par les flux d’énergie généralisés
Usine du futur : conception des postes de travail et aspects santé-sécurité

Problématique, contexte

Les études et analyses au niveau français comme européen ont montré l’importance de la prise en compte de l’humain (bien-être, formation, compétences, responsabilité sociale, demande citoyenne …) au sein de l’usine du futur, le champ d’étude se focalise ici sur les aspects santé – sécurité au travail (sécurité : atteinte à l’intégrité physique d’une façon violente, accident) et atteinte à l’intégrité physique d'une façon diffuse (due à l'environnement dangereux, le stress, la fatigue, la répétitivité des gestes, les vibrations, etc.). Ainsi cette analyse se positionne dans le cadre de la prévention intégrée (Design for Safety) qui a pour objectif de permettre aux concepteurs d’équipements, intégrateurs de systèmes et utilisateurs, d’anticiper la prise en compte des problématiques de santé-sécurité le plus tôt possible dans le processus de conception, en effet celle-ci reste très souvent abordée comme une contrainte de correction et non comme une spécification pour la conception.

De plus il est nécessaire au niveau de la conception ou de la reconception de prendre en compte l’évolution potentielle et incertaine de la situation de travail et du système de production : flexibilisation des process de fabrication, reconfiguration des équipements, évolution permanente des usages, organisation de la production en fonction de la demande.

Les tâches peuvent en effet être réalisées soit par l’Homme, soit par un équipement automatisé, soit par plusieurs opérateurs, soit en coopération Homme – robot suivant les besoins de la production. Des technologies de production avancées et d’interfaces homme/machine intelligentes se diffusent au sein des entreprises. Par ailleurs, les profils, connaissances et compétences des opérateurs (expérimenté, novice…) ou personnels (opérateur logistique, personnel de maintenance, personnel de soutien…) qui interviennent lors de différentes situations de vie dans le système de production, sont de plus en plus variés ce qui conduit à des enjeux forts en termes de santé-sécurité.

Cette évolution permanente, la diminution des niveaux hiérarchiques, la révolution numérique, la dilution des prises de décision (management du changement : cf. [J 8 000]), rend de plus difficile la définition des responsabilités techniques et légales entre concepteurs d’équipements, intégrateurs de systèmes et utilisateurs.

Si beaucoup d’espoirs sont placés dans l’offre technologique pour améliorer les conditions de travail, il est indispensable pour les concepteurs de faire une évaluation précise des risques qu’elles présentent, en s’attachant à identifier les risques nouveaux, accentués, ou plus difficilement maîtrisables. Une attention particulière doit notamment être portée aux technologies qui visent à « augmenter » les capacités physiques ou cognitives des opérateurs (exosquelettes, robots d’assistance physique, réalité augmentée, algorithmes). La frontière est en effet imprécise et sujette à discussion entre une utilisation qui permet de préserver la santé-sécurité au travail et celle qui aurait au contraire des effets négatifs car elle viserait en priorité à travailler plus vite, à transporter plus de charges, à standardiser le travail, etc. L’ouverture des systèmes de pilotage des équipements industriels au réseau internet peut, en présence de virus, affecter le fonctionnement des installations et en conséquence être plus ou moins directement une cause d’accidents pour les salariés (cet article ne portera pas sur ce point).

Les concepts présentés dans l’article,

Dans un objectif de prise en compte des aspects santé – sécurité au plus tôt dans le processus de conception d’un produit ou d’un équipement de travail, la prévention intégrée recommande le partage des connaissances entre les différents acteurs (donneur d’ordre définissant les spécifications, concepteur, intégrateur, équipementier, opérateur, maintenance, méthodes-organisation, préventeur, RH…). Les aspects santé-sécurité sont pris en compte la plupart du temps au niveau de la conception détaillée, et constituent ainsi une contrainte de correction. Ils apparaissent d’une façon générale dans les spécifications et leur prise en compte reste marginale dans les démarches de conception. Aussi on constate un manque en termes de formalisation, de méthodologie, de concepts, d’outils permettant d’assurer l’identification des éléments clés et les liens entre usage, conception et prévention. Ainsi cet article se propose d’apporter des éléments de réponse à ces interrogations, en particulier en se basant sur trois hypothèses clés :

• l’accident est lié à un flux d’énergie qui a été généralisé ici ;

• l’accident a lieu dans une zone dans laquelle l’élément dangereux et l’opérateur sont présents simultanément, ce qui conduit à la notion de volume d’action d’influence ;

• une approche structurée de formalisation des usages, basées sur l’identification et la description de l’ensemble des parties prenantes et des interactions prévues ou potentielles avec l’opérateur, suivi de l’exploitation des données au niveau de la conception architecturale. Ceci doit permettre au concepteur de concevoir un système adapté à l’usage, le facilitant tout en assurant la santé-sécurité.

La méthodologie de processus de conception/reconception proposée porte sur l’aide au choix de l’architecture de l’équipement de production en réponse au cahier des charges fonctionnel en contribuant à la sécurité des opérateurs. Les approches et méthodologies présentées dans cet article peuvent être appliquées, non seulement aux industries manufacturières, mais également aux industries de process et à tout équipement de travail dès lors qu’il y a potentiellement une intervention humaine avec des équipements ou dans un espace comportant des éléments dangereux pour une situation de vie (production, réglage, montage, maintenance, démantèlement…).