L analyse de risque des ESP dans les études d ingénierie d unités industrielles «Pétrole & Gaz». Bruno LEQUIME, Département HSE Etudes.
Sommaire I. Introduction la DESP et le contexte international. II. III. IV. Méthodologie «HSE études» chez Technip. Revue du Plan d Implantation. HAZID V. Quantification des risques. VI. VII. HAZOP SIL VIII. Conception sûre IX. Conclusion Opérabilité sûre. 2
I. Indroduction 1997 Publication de la DESP 97/23/CE; En annexe 1: introduction de la notion d analyse de risque à charge des fabricants; «.le fabricant est tenu d analyser les risques afin de déterminer ceux qui s appliquent à ses équipements du fait de la pression...». - application aux ensembles (soit potentiellement aux unités industrielles selon «orientation 3/9» ); «La DESP ne prévoit pas de limite à la notion d ensemble qui peut aller d un produit standard simple à une importante unité industrielle complexe». La pratique à l «international» - contexte «Pétrole & Gaz». Qqs textes de référence: Directive N 96/92/CE (SEVESO). API RP 752 Management of Hazards..to process plant Building. Norme CEI 61882, 2001 «études HAZOP». Guide d application. L Analyse des risques: une pratique systématique 3
II. Méthodologie HSE études; l approche Technip. Company experience STEP 0: Plot Plan Review STEP 1: HAZID Hazard Identification TECHNIP Group in house experience, lessons learnt, project specifics Risk Acceptance Matrix (Companies or TECHNIP) STEP 2: Risk Assessment STEP 3: HAZOP Hazard and Operability Analysis ALARP Demonstration STEP 4: SIL Safety Integrity LevelAnalysis Safe Design for Safe Operations 4
III. Step 0: Plot Plan Review.? QUI: revue multi disciplines - ingénierie & exploitant - (safety / process / projet/ piping-installation),? QUAND: dés que possible.? COMMENT: compromis à trouver parmi les contraintes et critères propres à chaque spécialité (safety, process, piping-installation,.). Qqs critères: Distances de sécurité, Potentiel de danger (batiments occupés, unités de process..), Vents dominants, Sources d ignition.. 5
IV. Step 1: HAZID, Hazard Identification. Revue d identification des dangers et d analyse des risques (souvent qualitative).? QUAND: dés que sont disponibles PFDs, Plot Plant, Bilan Matière.? QUI: revue multi disciplines - ingénierie & exploitant - (safety / process / projet.),? COMMENT: Identification des dangers (environnement, activités humaines (int. / ext.), les procédés de production, stockage, etc ). Identification des Causes des conséquences (fuite, feu, explosion ), des mesures de compensation, prévues, et complémentaires. Repose sur une analyse de l accidentologie + Identification de scenarios d accidents potentiels. 6
IV. Step 1: HAZID,«Hasard Identification». Exemple «Table HAZID» 7
V. Step 2: Risk Assessment Une évaluation quantitative des Risques. La démarche Sélection des scénarios accidentels Analyse Probabiliste (P) Gravité (G) Calcul du risque et sommation (P x G) Critères d acceptabilité Risque acceptable? Pour l homme, les biens matériels, la production (perte de), l environnement. 8
V. Step 2: Risk Assessment GRAVITE La fuite GRAVITE Dispersion atmosphérique GRAVITE Jets enflammés GRAVITE Feux de nappe / bac GRAVITE Explosions 9
V. Step 2: Risk Assessment ANALYSE PROBABILISTE (P) Calculer la probabilité d occurrence (en fréquence annuelle) de chaque événement accidentel dans chaque section isolable et pour chaque taille de fuite F dommage = F fuite x P aggravation x P dommages Outil de base: > l arbre d évènements 10
III. Step 0: Plot Plan Review. MATRICE D ACCEPTABILITE DU RISQUE (exemple) Occasionnel 10-2 /an Peu fréquent 10-3 /an Rare 10-4 /an 10-5 /an Extrêmement rare Rarissime Modéré Sérieux Majeur Catastrophique Désastreux Source : l'arrêté "Probabilité- Gravité- Cinétique" du 29 septembre 2005 du MEDD 11
V. Step 2: Risk Assessment Risque au matériel Exemple FPSO 12
VI. Step 3: HAZOP,«Hazard & Operability Analysis». Analyse des effets de déviations des conditions d exploitation sur la sécurité et l opérabilité du projet (souvent qualitative).? QUAND: dés disponibilité des PIDs,? QUI: revue multi disciplines - ingénierie & exploitant - safety / process / projet,? COMMENT: Analyse systématique et exhaustive de déviation des conditions opératoires (ex. surpression, augmentation de débit, de température..), Causes Conséquences Identification des mesures compensatoires, prévues, et complémentaires. Document de référence: CEI 61882:2001, «études HAZOP», Guide d application. 13
VI. Step 3: HAZOP,«Hazard Operability Analysis». Exemple «Table HAZOP» 14
VII. Step 4: Revue SIL,«Safety Integrity Level Analysis». Etude d analyse des risques liés aux défaillances des systèmes de sécurité instrumentés (SSIs - interlocks).? OBJECTIF: spécifier le niveau d intégrité de sécurité des SSIs,? QUAND: après la revue HAZOP,? QUI: revue multi disciplines - ingénierie & exploitant - instrumentation / safety / process / projet,? COMMENT: Analyse des conséquences des défaillances des SSIs et des risques pour l homme, les biens, l environnement, Spécification d un niveau requis d intégrité de sécurité Proposition éventuelle de mesure(s) compensatoire(s). Doct de référence : IEC 61508 // niveau de risque. 15
VII. Step 4: Revue SIL,«Safety Integrity Level Analysis». Exemple «Table SIL» 16
VIII. Safe Design for Safe Operations. 5 étapes d analyses des risques selon des méthodes complémentaires avec pour objectifs:? Démontrer que les risques sont «ALARP»,? Assurer une «conception sûre pour une exploitation sûre», dont la conformité aux Directives. 17
VIII. Safe Design for Safe Operations. extrait table analyse de risque DESP (intégration d une unité) 18
IX. CONCLUSION Parmi les taches d ingénierie, l analyse des risques est une étape systématique et fondamentale, dans la conception de toute nouvelle unité industrielle. Le processus présenté, est appliqué de façon quasi universelle à toutes activités industrielles, mais aussi à d autres secteurs. Il satisfait aux prescriptions de la DESP en adoptant un formalisme spécifique pour les risques liés à la pression. 19
Glossaire ALARP : DAL : ESDV: FPSO : HAZAN : HAZID : HAZOP : HSE : IEC : IR : PFD : PID : QRA : SIL : As Low As Reasonably Practicable / Achievable Design Accidental Loads Emergency Shut-Down Valve Floating Production Storage and Offloading Hazard Analysis Hazard Identification Hazard and Operability study Hygiène Sécurité Environnement International Electrotechnical Comission Individual risk Process Flow Diagram Process and Instrumentation Diagram Quantitative risk assessment Safety Integrity Level 20
Textes de référence (1/2)? AFNOR Norme NF EN ISO 17776 - Petroleum and natural gas industries - Offshore production installations - Guidelines on tools and techniques for hazard identification and risk assessment (06/01/2002).? AIChE (American Institute of Chemical Engineers) Guide lines for Hazard Evaluation Procedures, Wiley-AIChE, 2ème edition (April 15, 1992).? API Recommended Practice 752 Management of Hazards Associated with Location of Process Plant Buildings second edition, November 2003.? CPR 18E, 1999 Purple Book, Guidelines for quantitative risk assessment, CPR 18E, Committee for the prevention of disasters, Den Haag, 1999 QRA.? Directive n 96/82/CE «concernant la maîtrise des dangers liés aux accidents majeurs impliquant des substances dangereuses» - Conseil du 9 décembre 1996. 21
Textes de référence (2/2)? INERIS DRA OMEGA 7 Methodes d analyse des Risques générés par une installation industrielle - 2006-P46055-CL47569.? LEES Loss prevention in the process industries - Hazard Identification, Assessment and control Volumes 1-3 (3rd edition) Mannan 2005 Elsevier.? Norme CEI 61882:2001 (mai 2001) Études de danger et d'exploitabilité (études HAZOP) - Guide d'application - Hazard and Operability Studies (HAZOP Studies) - Application Guide.? Norme IEC 61508 - Functional safety of electrical / electronic / programmable electronic safety-related systems SIL.? Union des Industries Chimiques UIC Les cahiers de la Sécurité N 13 «Sécurité des Installations Méthodologie de l analyse des risques» - Document Technique DT54 Mars 1998. 22