Chapitre 1 : Introduction à la Sûreté de Fonctionnement

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asma ben chedly
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1 Note de cours : Sûreté de fonctionnement des installations industrielles ENICarthage, M.P CSSA Chapitre 1 : Introduction à la Sûreté de Fonctionnement L une des évolutions essentielles dans la conception des systèmes automatisés, qu ils soient unitaires (moteurs, machines industrielles, ) ou complexes (systèmes de production, de communication, ) concerne la prise en compte, dès les premières phases, des préoccupations relatives à leur sûreté de fonctionnement (SdF). La sûreté de fonctionnement (SdF) caractérise les performances d un système en ceci qu elle rend compte de son aptitude à remplir sa mission. Elle est liée à sa capacité à résister aux défaillances matérielles, logicielles et humaines, et aux agressions de son environnement. Les domaines aéronautique et nucléaire, ont été les premiers à exprimer et à résoudre les besoins en matière de SdF. Toutefois, c est dans un objectif d amélioration de la productivité, de cohérence de ses stratégies de maintenance que le monde industriel se pose ces questions et recherche des méthodologies qu il souhaiterait systématiques. Dans ce cours, nous présentons : les définitions indispensables à la compréhension des concepts de base de la SdF ; les méthodes et outils nécessaires pour entreprendre les analyses prévisionnelles de SdF pour des produits ou systèmes en cours de conception ou de reconception. 1. Définitions de sûreté de fonctionnement Il existe plusieurs définitions de la sûreté de fonctionnement (SdF) : C est l aptitude d une entité à satisfaire à une ou plusieurs fonctions requises dans des conditions données. Elle traduit la confiance qu on peut accorder à un système. C est la propriété qui permet aux utilisateurs du système de placer une confiance justifiée dans le service qu il leur délivre. Au sens large, la SdF est considérée comme la science des défaillances et des pannes. La SdF peut donc désigner plusieurs choses : L aptitude d une entité (organisation, système, produit, moyen,...) d une part, à disposer de ses performances fonctionnelles (fiabilité, maintenabilité, disponibilité) et d autre part, à ne pas engendrer de risques majeurs (humains, environnementaux, financiers,...) (sécurité) ; Les activités d évaluation de cette aptitude (études de SdF) ; L ensemble du personnel chargé de ces activités. 2. Composantes de la sûreté de fonctionnement La SdF englobe principalement la fiabilité, la disponibilité, la maintenabilité et la sécurité (qui forment le sigle FMDS) mais aussi d autres aptitudes telles que la durabilité, la testabilité... ou encore des combinaisons de ces aptitudes.

) ou complexes (systèmes de production, de communication, ) concerne la prise en compte, dès les premières phases, des préoccupations relatives à leur sûreté de fonctionnement (SdF).

2 Note de cours : Sûreté de fonctionnement des installations industrielles ENICarthage, M.P CSSA 2.1. Fiabilité La fiabilité est l aptitude d un composant ou d un système à fonctionner pendant un intervalle de temps. Plus précisément, la fiabilité est l aptitude d une entité à accomplir une fonction requise, dans des conditions données, durant un intervalle de temps donné. Le terme fiabilité est également utilisé pour désigner la valeur de la fiabilité et peut être défini comme une probabilité. C'est alors la probabilité pour qu une entité puisse accomplir une fonction requise, dans des conditions données, pendant un intervalle de temps donné. La notion de fiabilité est associée à celle de taux de défaillance Maintenabilité La maintenabilité est l aptitude d un composant ou d un système à être maintenu ou remis en état de fonctionnement. Plus précisément, la maintenabilité est, dans des conditions données d utilisation, l aptitude d une entité à être maintenue ou rétablie dans un état où elle peut accomplir une fonction requise, lorsque la maintenance est accomplie dans des conditions données, en utilisant des procédures et des moyens prescrits (la prise en considération de l'aptitude du système de soutien à maintenir ou à remettre en état l entité est du domaine du soutien logistique intégré). Le terme maintenabilité est également utilisé pour désigner la valeur de la maintenabilité. C'est alors, pour une entité donnée, utilisée dans des conditions données d utilisation, la probabilité pour qu une opération de maintenance active puisse être effectuée pendant un intervalle de temps donné, lorsque la maintenance est assurée dans des conditions données et avec l utilisation de procédures et des moyens prescrits Disponibilité La disponibilité est l aptitude d'un composant ou d un système à être en état de marche à un instant donné. Plus précisément, la disponibilité est l aptitude d une entité à être en état d accomplir une fonction requise dans des conditions données, à un instant donné, en supposant que la fourniture des moyens nécessaires est assurée. Le terme disponibilité est également utilisé pour désigner la valeur de la disponibilité et peut être défini comme une probabilité. C est alors la probabilité pour qu une entité puisse accomplir une fonction requise, dans des conditions données, à un instant donné Sécurité La sécurité est l aptitude d une entité à ne pas conduire à des accidents inacceptables. Plus précisément, la sécurité est l aptitude d un produit à respecter, pendant toutes les phases de vie, un niveau acceptable de risques d accident susceptible de causer une agression du personnel ou une dégradation majeure du produit ou de son environnement Autres composantes La testabilité est l aptitude d une entité à être déclarée défaillante dans des limites de temps spécifiées, selon des procédures prescrites et dans des conditions données. La durabilité est l aptitude d une entité à accomplir une fonction requise dans des conditions données d utilisation et de maintenance, jusqu'à ce qu'un état limite soit atteint.

Plus précisément, la fiabilité est l aptitude d une entité à accomplir une fonction requise, dans des conditions données, durant un intervalle de temps donné.

3 Note de cours : Sûreté de fonctionnement des installations industrielles ENICarthage, M.P CSSA 2.6. Relations entre les composantes La testabilité d un composant contribue à la maintenabilité de l équipement qui le contient. La disponibilité d un produit dépend de sa fiabilité et de sa maintenabilité. En effet, pour qu un produit soit en état de marche à un instant donné, il faut, soit qu il n ait pas arrêté de fonctionner (fiabilité), soit qu'il ait pu être remis en état de marche en cas de défaillance (maintenabilité et mise en place des moyens de maintenance appropriés). Selon les contextes, la disponibilité et la sécurité peuvent être des aptitudes compatibles ou antagonistes. Ainsi, si un produit ne dispose pas d état de repli sûr en cas de panne (cas de l avion en vol par exemple), la sécurité est obtenue par une forte disponibilité. À l inverse, si l état de panne est plus sûr que l état de fonctionnement (cas des transports terrestres, des systèmes ferroviaires par exemple), un haut niveau de sécurité peut entrainer une disponibilité médiocre, un compromis entre sécurité et disponibilité doit alors être trouvé. 3. Études de sûreté de fonctionnement La SdF porte sur l ensemble du cycle de vie d un système. Les études prévisionnelles de SdF regroupent les activités d évaluation de la fiabilité, de la maintenabilité, de la disponibilité et de la sécurité d une organisation, d un système, d un produit ou d un moyen en cours de développement. Ces évaluations permettent, par comparaison aux objectifs ou dans l'absolu, d identifier les actions de construction (ou d amélioration) de la SdF de l entité. Les études de SdF peuvent être utilisées pour le soutien logistique intégré et peuvent contribuer à l évaluation du coût du cycle de vie d un produit. Les études opérationnelles de SdF concernent le suivi des performances d un système en exploitation. Elles permettent de s assurer que les performances annoncées sont tenues pendant l ensemble de la vie opérationnelle du système et de détecter d éventuels phénomènes de vieillissement susceptibles de les dégrader. Les études de SdF utilisent un ensemble d outils et de méthodes qui permettent, dans toutes les phases de vie d une entité, de s assurer que celle-ci va accomplir ou accomplit les missions pour lesquelles elle a été conçue, et ce dans des conditions de fiabilité, de maintenabilité, de disponibilité et de sécurité prédéfinies. Ces études consistent généralement à analyser les effets des pannes, dysfonctionnements, erreurs d utilisation ou agressions de l entité étudiée.

La disponibilité d un produit dépend de sa fiabilité et de sa maintenabilité.

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