Analyse Préliminaire des Risques - APR

Présentation et historique But Mettre en évidence des Événements Indésirables (EI) et/ou Redoutés (ER) c’est-à-dire des EI à impact sur la sécurité. Origine de la méthode 1960 Industrie aéronautique  spatial, armement, chimie, transport. Définition APD : Analyse préliminaire des dangers APR : Analyse préliminaire des risques Évaluation de la probabilité d'occurrence

But de l’APR Mettre en évidence et étudier les dysfonctionnements susceptibles d’apparaître du fait de l'existence de fonctions ou/et d'éléments dangereux du système : Identifier les fonctions et éléments potentiellement à risques, et les EI/ER associés (effet système). Caractériser et hiérarchiser ces EI/ER en terme de scénario d’apparition et de gravité. Déterminer les modes de traitement adaptés à chaque EI/ER. L’APR permet également de : Décliner des EI/ER système au niveau sous système. Déterminer les sous systèmes contribuant à l’apparition des EI/ER

Descriptif de l’APR L’APR peut s’effectuer dès la phase exploratoire : Dès que l’on connaît les fonctions à remplir par le système. Dès que l’on connaît les grands choix technologiques. Elle est effectuée en groupe de travail (ne pas hésiter à faire appel à des spécialistes métier, de la réglementation pour mieux identifier et caractériser un risque). Connaissances nécessaires ? Les fonctions à remplir par le système (Analyse Fonctionnelle). Comment le système va vivre, être utilisé (Profil de mission / vie). La description et la délimitation du système (Arborescence Technique, Organisation Industrielle et schéma d’architecture et des interfaces).

Démarche générale

Déroulement de la méthode Principales étapes : Identification des risques du système (Tableaux d’APR Fonctions / APR Éléments). 2) Détermination de la gravité des conséquences (et éventuellement de la probabilité). 3) Synthèse des APR et définition des mesures en réduction de risques.

Processus d’identification des risques

Identification des risques du système et représentation Identification des risques d’après : Retour d'expérience sur des systèmes analogues. Utilisation de check-lists types ou listes guides d'éléments et situations dangereuses. Première analyse de mission. Données techniques du système étudié. Description des environnements (naturel ou induit par le système). Mises en évidence entre les éléments dangereux et les conséquences d’un accident potentiel par des relations dynamiques de cause à effet. Représentation des résultats dans des tableaux à colonnes.

Exemple de relations dynamiques de cause à effet ENTITE DANGEREUSE EVENEMENT PROVOQUANT UNE SITUATION DANGEREUSE Matériaux et équipements combustibles, bagages, vêtements Caoutchouc, huile, graisse Huile, graisse Batterie Pompe, réservoir ou élément sous pression (air, huile) Objet susceptible de tomber, de se déplacer ou d'être catapulté Système de chauffage Système de ventilation Ressorts tendus Ventilateurs, hélices, machines soufflantes, tournantes, ... Vitre, élément en verre Machines, équipements électriques et connectique Agent initiateur entraînant le feu et la combustion des matériaux, équipements, bagages ou vêtements Élévation anormale de la température Rupture d'un système matériel contenant ou conduisant de l'huile. Huile sur piste ou équipement Feu, explosion, projection d'objet, défaillance conduisant à perte d'acide Défaillance conduisant à projection d'objet ou de fluide sur piste ou sur équipement Défaillance interne ou des interfaces entraînant la chute ou la projection d'objets Défaillance mécanique ou électrique entraînant une température anormale, le feu ou l'électrocution Défaillance mécanique ou électrique entraînant un renouvellement insuffisant de l'air, le feu, l'électrocution Défaillance, rupture conduisant à projection de pièces Défaillance entraînant le feu, l'électrocution ou rupture conduisant à projection d'objets Défaillance ou accident conduisant à projection d'objets coupants Défaillance entraînant le feu ou l'électrocution

APR Fonctions / APR Éléments ANALYSE FONCTIONNELLE ARBORESCENCE TECHNIQUE APR - Fonctions APR - Éléments Liste des Événements Indésirables caractérisés

EVENEMENT INDESIRABLE APR Fonctions Pour chaque fonction de chaque phase du cycle de vie, on étudie les modes de défaillances : Pas de fonction ? Perte de fonction ? Fonction intempestive ? Fonction dégradée ? Fonction mal interprétée ? Fp1 Système EVENEMENT INDESIRABLE

Exemple de tableau d’APR Fonctions

EVENEMENT INDESIRABLE APR Éléments 1) Établissement des sous-ensembles et éléments potentiellement à risque ou innovants 2) Identification des phénomènes parasites et des scénarios d’apparition associés à l’aide de listes guides. EVENEMENT INDESIRABLE

Exemple de tableau d’APR Éléments

Liste guide de recherche d’éléments potentiellement à risque Batteries, Charges explosives, Ressorts tendus, Systèmes de suspension, Fluides sous pression, Générateurs électriques, Objets susceptibles de se déplacer, d'être catapultés, Pompes, Ventilateurs, Interrupteurs, dispositifs de mise en route, Énergie sous toutes ses formes, Capacités, Matériaux favorables à l'électricité statique, Catalyseurs chimiques, Combustibles, Conteneurs sous pression, Dispositifs de chauffage, Machines tournantes, Objets susceptibles de tomber, Etc.

Liste guide des phénomènes associés aux éléments à risques DOMAINE MECANIQUE - Fissuration - Déformation élastique - Déformation permanente - Grippage - Criquage - Pitting - Usure - Fluage - Écrouissage - Hystérésis - Fatigue - Labourage - Corrosion sous tension - Oxydation - Précontraintes - Contraintes résiduelles - Concentration de contraintes - Cisaillement DOMAINE CHIMIQUE - Détonation - Déflagration - Absorption - Auto-ignition - Ionisation - Électrolyse - Décomposition - Polymérisation - Affinité - Corrosion - Précipitation - Vieillissement - Stratification - Coalescence DOMAINE “HYDRAULIQUE- PNEUMATIQUE- GAZ” - Cavitation - Pollution - Contamination - Diffusion - Incompatibilité/Corrosion - Perte de charge - Coup de bélier - Onde de choc - Turbulence - Couplage fluide - Structure - Vaporisation - Condensation - Solidification - Sublimation - Liquéfaction - Absorption - Sédimentation - Ébullition - Ballottement - Ingestion - Abrasion - Frottement - Érosion - Vibrations - Flambement - Fragilisation - Vieillissement - Stratification - Écaillage - Fusion - Montage - Couplage - Résonance - Interférences - Stick-slip - Gommage - Adhérence - Réaction - Balourd

Liste guide des phénomènes associés aux éléments à risques DOMAINE ELECTRO- MAGNETIQUE (E.M.) - Claquage - Étincelage / Arc - Effet Joule - Perte Joule - Perte magnétique - Courants de Foucault - Alimentation - Désaimantation - Émissivité E.M. - Sensitivité E.M. - Saturation - Dérive - Effet de peau - Électricité statique DOMAINE THERMIQUE - Convection - Conduction - Rayonnement - Contraintes thermiques - Dilatation (différentielle) - Contradiction (différentielle) - Échauffement - Flash - Choc thermique PHENOMENES MENTAUX - Erreur - Oubli - Mauvaise interprétation - Mauvaise utilisation - Sabotage - etc....

APR Fonctions / APR Éléments L’APR Fonctions est réalisée par le client, l’APR Éléments par le fournisseur.

Définition de la gravité Détermination de la gravité des conséquences Définition de la gravité Mineure Légère dégradation des caractéristiques et fonctions du système mais sans l'endommager ni présenter de risques pour l'environnement ni l'homme. Significative dégradation importante des caractéristiques et fonctions du système qui est peu endommagé mais sans présenter de risque pour l'environnement ni l'homme. Critique perte d'une (des) fonction(s) essentielle(s) du système qui est gravement endommagé ainsi que son environnement en présentant un risque de blessures légères de personnes. Catastrophique perte définitive d'une (des) fonctions(s) essentielle(s) du système qui est gravement endommagé ainsi que son environnement en entraînant pour l'homme la mort ou des blessures importantes.

Détermination de la gravité des conséquences (et éventuellement de la probabilité) Exemple de classe de gravité Exemple de classe de probabilité EXTREMEMENT IMPROBABLE P ≤ 10-9 par heure RARE 10-9 < P ≤ 10-6 par heure PROBABLE 10-6 < P ≤ 10-3 par heure FREQUENT P > 10-3 par heure

Synthèse des APR et définition des mesures en réduction de risques La synthèse permet de : Rassembler tous les EI/ER identifiés dans les APR. Hiérarchiser ces EI/ER. Définir une stratégie de traitement pour chaque EI/ER en utilisant le ou les outils adéquats (AdD, AMDEC,…). Exemple de tableau de synthèse :

Limite de l’APR Simplicité apparente : la clarté de l’analyse et son efficacité reposent sur la cohérence du contenu des colonnes. Couverture insuffisante pour les scénarios d’ordre multiple (difficulté de traitement des effets nominaux). Il est préférable alors d’utiliser des méthodes du type Arbres d’événements.

Conseils pour l’APR Une APR-Éléments peut être plus ou moins détaillée : selon le niveau de décomposition du système où elle est réalisée selon si l’analyse porte sur tout ou une partie des éléments du système Attention à ne pas se “noyer” dans les détails (difficulté pour remonter au niveau de l’effet système et donc à identifier l’EI) Ne pas descendre à un niveau de décomposition du système où la conception n’est pas définie (à moins d’aider dans le choix de la conception de détail) Réaliser l’analyse au minimum sur les éléments innovants ou potentiellement à risques Ne pas hésiter à faire appel aux spécialistes (technologies ou matériaux peu ou non connus par le métier ou dans le domaine)

Domaines d’application Transport Aéronautique Spatial Installations chimiques et pétrochimiques Site industriel (installations)

Logiciels de traitement Utilisation des logiciels tableurs ou spécialisés AMDEC pour réaliser les tableaux d'APR Outils spécialisés : ARP C-MORT FIABEX MOSAR PHA-PC

Bibliographie Sûreté de fonctionnement des systèmes industriels A. Villemeur - Ed. Eyrolles (1988) Maintenance industrielle AFNOR (1988) BNAe RE Aéro 701.11 : Bureau de Normalisation de l’Aéronautique et de l’Espace. Guide des méthodes courantes d’analyse de la sécurité d’un système missile ou spatial. System Safety Engineering and Management H.E. Roland, H. Chesnut Sécurité des systèmes C. Lievens - Cépadues Editions (1976) MIL-STD-882-B - System Safety Program Requirements