Page 1 Les méthodes d analyse de risques

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1 Page 1 Les méthodes d analyse de risques

2 Page 2 Risques (dangers) : typologie générale Risques naturels Avalanche Feu de forêt Inondation Mouvement de terrain Cyclone Tempête Séisme et éruption volcanique Épidémies/pandémies Risques technologiques Risque industriel Risque nucléaire Risque biologique Rupture de barrage Risques liés aux conflits Urgences complexes Risques de transports collectifs Personnes Matières dangereuses Risques professionnels Risques de la vie quotidienne Accidents domestiques Accidents de la route... Risques majeurs Risques d origine naturelle Risques d origine humaine

3 Page 3 Méthodologie générale : étapes d une analyse de risques 1. Définition du système étudié limites et contours dus système collecte d informations sur le système 2. Identification des risques du système 3. Modélisation du système décomposition en sous-systèmes, composants, fonctions identification des modes de défaillance, des éléments dangereux, des déviations possibles détermination des conséquences possibles sur le système et son environnement représentation prédictive de la logique de fonctionnement du système et des liaison de causalité entre chaque risque (danger) et ses causes primaires 4. Analyse qualitative et/ou quantitative analyse du système à partir des modèles prédictifs précédents - an. Quali : classement des évènements non désirables selon leur importance relative et leur mode d apparition - an. Quanti : attribution de probabilités d occurrence 5. Synthèse et évaluation

4 Données d entrée Classement des méthodes d analyse des risques (Tixier et al., 2002) Page 4 Plans et diagrammes Produits Politique de management Réglementation Retour d expériences Process et Réactions Probabilités et fréquences Environnement Méthodes Méthodes qualitatives Méthodes quantitatives Déterministes Probabilistes Déterministes et probabilistes Déterministes Probabilistes Déterministes et probabilistes Résultats Proposition Liste Probabilité Hiérarchisation

5 Page 5 Démarches inductives et déductives Axe du déroulement des dysfonctionnements temps Évènements défaillance Combinaisons séquences d évènements Accidents Méthodes directes inductives (des causes vers les effets) Méthodes directes déductives (des effets vers les causes)

6 Page 6 Les différentes méthodes d analyse de risques METHDES DEDUCTIVES Arbre des causes (arbre des défaillances, ou des défauts ou des fautes) INDUCTIVES APR (Analyse Préliminaire des Risques) Arbre des conséquences AMDE/AMDEC (Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets et Criticité) HAZP (HAZard and Perability) Nœud papillon MADS- MSAR (Méthode rganisée Systémique d Analyse des Risques)

7 Page 7 Principes de quelques méthodes d analyse de risques Arbre des défaillances Permet de déterminer les diverses combinaisons d évènements qui génèrent une situation indésirable unique, dont le diagramme logique est réalisé au moyen d une structure arborescente APR (Analyse Préliminaire des Risques) Consiste à identifier les divers éléments dangereux présents dans le système étudié et à examiner pour chacun d eux comment ils pourraient conduire à une situation accidentelle plus ou moins grave, suite à un évènement initiant une situation potentiellement dangereuse Arbre des conséquences Permet d élaborer un diagramme présentant l ensemble de éventualités résultant de diverses combinaisons d évènements. Le développement de l arbre débute par un évènement initiateur et progresse selon une logique binaire : chaque évènement conduit à identifier deux états successifs possibles, l un acceptable et l autre non. Cette démarche fournit ainsi la séquence logique des différents évènements susceptibles de se produire en aval de l évènement primaire e permet donc leur évaluation. AMDE et AMDEC - AMDE : consiste à considérer systématiquement, l un après l autre, chacun des composants du système étudié et à analyser les causes et les effets de leurs défaillances potentielles - AMDEC : équivalent à l AMDE, en y ajoutant la criticité du mode de défaillance, dont l estimation nécessite la connaissance des probabilités d occurrence des défaillances, et les gravités de leurs effets Méthode HAZP (HAZard and Perability study) Étudie l influence de déviations des divers paramètres régissant le procédé analysé par rapport à leurs valeurs nominales de fonctionnement. A l aide de mots-clefs, les dérives imaginées de chaque paramètre sont examinées systématiquement afin de mettre en évidence leurs causes, leurs conséquences, les moyens de détection et les actions correctrices

8 Guide de sélection des méthodes d analyse de risques Page 8 Audit Check list APR What-if Check-list + What-if HAZP AMDE / AMDEC Arbre des causes Arbre des conséquences MDCC Fiabilité humaine Recherche-développement Conception procédés Unité pilote Ingénierie Construction-démarrage Exploitation Modification Phase d audit-enquête après accident Arrêt définitif/démontage : méthode couramment utilisée

9 Page 9 Approche systémique Décomposition du système en trois sous-systèmes : sous-système opérant (fabrication) : SS sous-système de pilotage (direction) : SSP sous-système d information (contrôle-commande) : SSI (chaque sous-système peut, à son tour être décomposé en trois sous-systèmes) SSP diriger SSI informer Maîtrise des risques SS faire

10 Page 10 Approche systémique : le modèle MADS (Méthodologie d Analyse de Dysfonctionnement des Systèmes) Environnement Système Entrées Processus = Transformation (dans le temps, l espace, la forme) de : matière, énergie, information Sorties Évènement initiateur Environnement spécifique Champ de dangers Système Source Source de flux de danger Flux de danger (ou «Évènement Non Souhaité») Système Cible Effet du flux de danger

11 Modèle MADS Enchaînement des évènements menant au dysfonctionnement Page 11 Environnement spécifique Champs de dangers Évènement Évènement initiateur renforçateur/atténuateur (externe ou interne) (interne ou externe) Évènement renforçateur/atténuateur Système Source Source de flux de danger Évènement initial Flux de danger Évènement Non Souhaité Système Cible Effet du flux de danger Effets du danger

12 Page 12 Environnement actif interne ou externe dont les fluctuations provoquent des fluctuations de stabilité du système Evènement perturbateur, externe ou interne à l origine du changement d état ou de situation du système Évènement perturbateur, externe ou interne, renforçant l évènement principal Environnement spécifique Evènement perturbateur, externe ou interne, renforçant l évènement principal Eléments touchés par le danger et subissant des dommages (individus, population, écosystème, installation) rigine du danger Système Source Source de flux de danger Évènement initiateur EI Champ de dangers Évènement amplificateur Flux de danger Évènement renforçateur EF (ou «Évènement Non Souhaité») Système Cible Effet du flux de danger Evènement initial = évènement caractérisant le changement d un système Rupture d équilibre : normal défaillant -de la forme - et/ou du comportement - et/ou de l évolution du système source Evènement initiateur + évènement initial + évènement principal + évènement renforçateur + évènement final Échanges non désirés d un système avec son environnement (matière, énergie, information) Rupture d équilibre du système cible (peut lui-même être une source de danger) Évènement généré par l impact de l évènement principal sur le système cible

13 Modèle MADS : exemple d une explosion dans un atelier Environnement spécifique le bâtiment de l atelier et son environnement proche, à l origine de différents champs de dangers conditions atmosphériques (température de l air ) configuration de l atelier (forme, nature des parois) conditions de travail (procédures en place, ) Page 13 Évènement Initiateur dysfonctionnement d un équipement (régulation, soupape) erreur de manipulation Évènement amplificateur grande baie vitrée ou confinement de l atelier Évènement renforçateur/atténuateur stockage d acide à proximité voie passante à proximité Système Source Formation d un mélange explosif dans un atelier Évènement initial Flux de danger Explosion = flux dans : le temps : quelques fractions de sec. l espace: diffusion d énergie dans l espace la forme : énergie chimique énergie cinétique de : matière : gaz formés par l explosion, éclats énergie : ondes de pression et de chaleur, énergie cinétique des éclats information : bruit Système Cible personnels et population externe matériels environnement Effets du danger

14 A partir d une modélisation de l installation Les deux modules et les dix étapes de MSAR (Méthode rganisée Systémique d Analyse des Risques) Identifier les sources de danger Identifier les scénarios de danger Module A : vision macroscopique de l installation Analyse principale de risques ou Analyse des risques principaux Page 14 Identifier les risques de fonctionnement Évaluer les risques en construisant et qualifiant les ADD Évaluer les scénarios de risques Négocier des objectifs et hiérarchiser les scénarios Définir les moyens de prévention et les qualifier ADD : arbre des défaillances Négocier des objectifs précis de prévention Module B : vision microscopique de l installation Analyse des risques de fonctionnement ou Sûreté de fonctionnement Affiner les moyens de prévention Gérer les risques

15 Page 15 Déroulement pas à pas du module A de MSAR 1. Décrire le système (modélisation de l installation) système + sous-systèmes 2. Identifier les sources de danger grille des sources de danger 3. Identifier les ENS (Evènements Non Souhaités) tableau A 4. Représenter sous forme de boîtes noires boîtes noires (scénarios courts) 5. Établir les scénarios d enchaînements d ENS scénarios de défaillance 6. Présenter les scénarios sous forme de pré-arbres logiques arbre des causes 7. Évaluer les risques quantification du risque 8. Hiérarchiser les risques grille de criticité 9. Définir les barrières de prévention et de protection tableau B 10. Qualifier les barrières de prévention / protection tableau C

16 MSAR 1. Décrire le système (modélisation de l installation) Page bserver / représenter le système : en phase de conception ou en phase d exploitation 2. Découper le système en sous-systèmes : découpage géographique (ne pas oublier les opérateurs) ou découpage fonctionnel SS1 SS2 SS3 SSx

17 MSAR 1. Décrire le système Exemple Climatest, une installation destinée au test de matériels de climatisation Page 17

18 MSAR 1. Modélisation de l installation Exemple Climatest Page 18

19 MSAR 2. Identifier les sources de danger à partir d une liste préétablie = Grille 1 Page 19 A Systèmes sources de dangers d origine mécanique C Systèmes sources de dangers d origine électrique A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 B B1 B2 B3 B4 B5 Appareils sous pression gaz vapeur mixte hydraulique Éléments sous contraintes mécaniques Éléments en mouvement solides liquides gaz Éléments nécessitant une manutention manuelle mécanique Systèmes sources d explosion d origine physique autre que A1 Systèmes sources de chute de hauteur Systèmes sources chute de plain-pied Autres systèmes sources de blessures Systèmes sources de bruit et de vibrations Systèmes sources de dangers d origine chimique Systèmes sources de réactions chimiques Systèmes sources d explosions en milieu condensé en phase gazeuse Systèmes sources de toxicité et d agressivité Systèmes sources de pollution de l atmosphère et d odeurs Systèmes sources de manque d oxgène C1 C2 C3 C4 D E E1 E2 E3 E4 E5 F F1 F2 G G1 G2 Électricité à courant continu ou alternatif Électricité statique Condensateurs de puissance Hautes fréquences Systèmes sources de dangers d incendie Systèmes sources de dangers thermiques et de rayonnement Ionisants E1.1: Alpha, Béta, Gamma X E1.2 : Neutrons E1;3 : Contamination E1.4 : Criticité (domaine nucléaire) Sources thermiques E2.1 : conduction thermique E2.2 : rayonnement UV IR visible Lasers Micro-ondes Champs magnétiques Systèmes sources de dangers biologiques Virus bactéries Toxines L homme source de dangers Situation normale Malveillance

20 Page 20 MSAR 2. Identifier les sources de danger (suite) H H1 H2 H3 H4 H5 H6 I Systèmes sources de dangers liés à l environnement actif Inondations Foudre Circulation aérienne, routière Autres industries environnantes Séismes Autres sources de dangers naturels : gel, glissement de terrain, chutes diverses Systèmes sources de dangers d origine économique et sociale Finances Migration Conflits Criminalité violence Grands rassemblements A l aide du tableau des sources de danger, établir, pour chaque soussystème, la liste des sources de danger («Grille 1») SS1 SS2 SS3 SSx Grille des sources de danger de SS1 A1 A2 A3 Grille des sources de danger de SS2 A1 A2 A3

21 MSAR 2. Identifier les sources de danger (suite) Exemple Climatest SS1 Sous-sol Page 21 Grille 1

22 MSAR 3. Identifier les ENS (Evènements Non Souhaités) Page 22 SS3 SS1 SS2 SSx Pour chaque sous-système, préciser, les évènements dont l enchaînement conduit à l ENS («Tableau A») (Attention : ne pas tenir compte des barrières de protection / prévention déjà en place) Grille 1 Sources de danger de SS1 A1 A2 A3 Type de système source de danger A1 A2 chaudière Ex TABLEAU A : processus de danger pour le SS1 Phase de vie* Évènement initial Lié au contenant Rupture Lié au contenu Surpression Surpression Évènement initiateur Externe Choc Corrosion Interne Évènement principal (ENS) Explosion *Phases de vie : C (conception), M (montage), SE (essai), EX (exploitation), FN (fonctionnement normal), M (maintenance), DEP (dépannage), EN (entretien), FD (fonctionnement dégradé), IN (incident), AR (arrêt), TR (transformation), DEM (démantèlement)

23 MSAR 3. Identifier les ENS Exemple Climatest Page 23 Grille des systèmes sources de danger de chaque sous-système

24 Page 24 MSAR 4. Représenter sous forme de boîtes noires Pour chaque sous-système, représenter le tableau A sous forme de boîte noire et y faire apparaître les scénarios «courts» TABLEAU A : processus de danger pour le SS1 Type de système source de danger Phase de vie* Évènement initial Lié au contenant Lié au contenu Évènement initiateur Externe Interne Évènement principal (ENS) A1 chaudière Ex Rupture Surpression Surpression Choc Corrosion Explosion A2 Évènements initiateurs (externes ou internes) Évènements non souhaités (effets) Scénario 1 Scénario 2 SS1

25 MSAR 4. Représentation simplifiée sous forme de boîtes noires Exemple Climatest Page 25

26 MSAR 5. Établir les scénarios d enchaînements d ENS Page 26 SS1 SS3 Blessure SS2 SS4

27 MSAR 5. Établir les scénarios d enchaînements d ENS (1/2) Exemple Climatest Page 27

28 MSAR 5. Établir les scénarios d enchaînements d ENS (2/2) Exemple Climatest Page 28

29 Page 29 MSAR 6. Présenter les scénarios sous forme de pré-arbres logiques Exemple : explosion chaudière Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Dysfonctionnement (régulation + sécurité) Maladresse Chute d objet Arrachement Corrosion (rupture fixation) Choc Explosion chaudière Jet vapeur Chute de matériels BLESSURE PERATEURS

30 MSAR 7. Évaluer les risques Page 30 Pour chaque scénario, évaluer l importance des évènements et leur impact sur les cibles Évaluation quantitative (calculs) Évaluation qualitative (jugement par groupe d experts)

31 MSAR 8. Hiérarchiser les risques Page Établir une grille de criticité (probabilité, gravité) 2. Placer les scénarios sur la grille de criticité Gravité Très important 4 Scén. i Important 3 Scén. j Scén. k Risque inacceptable Peu important Mineur Risque assumé Très Improbable improbable Peu probable Possible 2 1 Probabilité de l effet

32 MSAR 9. Définir les barrières de prévention et de protection Page 32 Les barrières peuvent être des barrières d utilisation ou des barrières technologiques (plus fiables) BARRIERES DE PREVENTIN Barrières de neutralisation des évènements initiateurs Environnement spécifique Champs de dangers Barrières de neutralisation des évènements renforçateurs BARRIERES DE PRTECTIN Évènement initiateur Évènement renforçateur/atténuateur Évènement renforçateur/atténuateur Évènement initial Système Source Source de flux de danger Barrières de neutralisation des évènements initiaux Flux de danger Évènement Non Souhaité (ENS) Barrières de neutralisation des ENS Système Cible Effet du flux de danger Barrières de protection des cibles Effets sur la cible

33 Page 33 MSAR 9. Définir les barrières de prévention / protection Tableau B (recherche des solutions pour éliminer les sources de dangers ou en diminuer les risques) 1. Module de conception 2. Module concernant le personnel 3. Module technique et réglementaire Solutions principales concernant la conception de construction (étude protection collective) Climatisation Ventilation (Elément important d une installation en matière de prévention - Recherche de son adéquation aux sources de dangers (diagnostic) ou recherche de conception pour répondre aux sources de dangers) Protection individuelle du personnel Surveillance médicale Formation du personnel - Habilitation Facteur d ambiance Comportement humain Consignes et consignations - Procédures Réglementation applicable Contrôles et vérifications techniques : contrôle Qualité Télésurveillance, télédétection, télémesure, réseaux de communication Maintenance

34 Page 34 MSAR 8. Définir les barrières de prévention / protection Tableau B (suite) 4. Module des postes de travail 5. Module concernant le champ spécifique et l environnement Définition et étude des postes de travail Implantation (choix) Balisage Accès Circulation (interne ou externe) Environnement : influence de l installation sur : eau FN IN (Fonctionnement Normal Incident) air FN - IN déchets FN - IN flore FN IN faune FN - IN population FN IN

35 Page 35 MSAR 9. Tableau B : exemple Climatest BT : barrière technologique BU : barrière d utilisation Scénarios (par ordre de criticité) Phases 1.1 Conception 1.2 Ventilation 2.1. Protection individuelle du personnel 2.2. Surveillance médicale 2.3 Formation du personnel 2.3 Habilitation 2.4. Identification des facteurs d ambiance 2.5 Comportement humain Scénario 2 (chute d objet lors de manutention) EX (Exploitation) EN (Entretien) Prévoir un système d accrochage des bouteilles sur le chariot de manutention (BT) A la manutention mécanique et manuelle d objets (BU) Pour entreprises extérieures, intérimaires et stagiaires : rappel des risques et des règles d utilisation du chariot et des autres moyens de manutention utilisés dans cette zone (BU) EX Scénario 3 (chute matériel) Surdimensionner les systèmes de fixation Sensibilisation à ce risque (BU) Corrosivité de l air EX EN Scénario 1 (explosion chaudière) Puissance limitée (BT) Doublage sécurité (disque de rupture (BT) Evacuation vapeur (BT) Sensibilisation aux risques des chaudières (BU) Intervention réservée au personnel autorisé (BU) Pour entreprises extérieures, intérimaires et stagiaires : rappel des risques et consignes relatifs aux chaudières

36 MSAR 9. Tableau B : exemple Climatest (suite) Page 36 Scénarios Scénario 2 Scénario 3 Scénario 1 (par ordre de criticité) (chute d objet lors manutention) (chute matériel) (explosion chaudière) 3.1 Consignes Consigne d utilisation du chariot de manutention (BU) Consigne de fixation du matériel (BU) Consigne de mise en œuvre de la chaudière (BU) 3.1. Consignations Consignation électrique du matériel en cas d intervention (BU) 3.1. Procédures 3.2 Réglementation applicable Manutention NFC DTU 3.3 Contrôles et vérifications techniques Trimestriel (état des fixations) (BU) 3.4. Télésurveillance 3.5. Maintenance Politique de maintenance à définir Politique de maintenance à définir Politique de maintenance à définir 5.1 Implantation 5.1 Balisage, accès, signalisation Marquage des voies de circulation Charge maximale à afficher (BU) 5.2 Influence sur l environnement Rejet vapeur FN (Fonctionnement normal) IN (Incident) ou FD (Fonctionnement dégradé) IN IN FD

37 Page Lister les barrières répertoriées pour chaque rubrique du tableau B MSAR 10. Qualifier les barrières Tableau C 2. et préciser le scénario où elles sont impliquées 3. Puis définir le type de chaque barrière (BT ou BU) 4. et la qualifier à l aide du tableau B Retour d expérience Effet sur environnement Implantation Maintenance Télésurveillance Contrôle technique Réglementation Consignes Consignation Procédures Comportement humain Barrières Facteurs d ambiance Formation Habilitation Surveillance médicale Protection individuelle Conception Type Scénario 1.1 Conception BT 1 barrière a 1.2 Ventilation BT 1 barrière b 2.1. Protection individuelle du personnel BU 2 barrière c 2.2. Surveillance médicale BT 1 barrière d 2.3 Formation du personnel barrière e 2.4

38 MSAR 10. Tableau C : exemple Climatest Page 38 (suite)

39 Bibliographie Page 39 M. FAVAR. Bilan des méthodes d analyse à priori de risques. 2 Principales méthodes de la sécurité des systèmes. Cahier de notes Documentaires INRS, n 139, 1990, A. VILLEMEUR. Sûreté des systèmes industriels Fiabilité Facteurs humains Informatisation. Collection de la Direction des Études et Recherches d Électricité de France, Eyrolles, Paris, A. LAURENT. Sécurité des Procédés Chimiques Connaissances de Base et Méthodes d Analyse des Risques. Lavoisier, Tech & Doc., Techniques de l Ingénieur, dossier «Sécurité et gestion des risques» ( - P. PERILHN. MSAR : Présentation de la méthode. Techniques de l Ingénieur SE 4060, P. PERILHN. MSAR : Cas industriel. Techniques de l Ingénieur SE 4061, 2003 Rezorisque, la plateforme du risque développée par le réseau ARI et l INRS Les modules de formation de Rezorisque, en accès direct et séquentiel : - module 1 : - module 2 :