Analyse de risques des équipements sous pression … 05 04/presentation/4 - AFCEN.pdf · Interface Cahier des charges / AdR 5. ... rédiger un guide inter‐professionnel pour la

Système de Management QualitéCertifié ISO 9001:2008

Analyse de risques des équipements sous pression nucléaire N1 – Générateur de vapeur de remplacement, selon méthode AFCEN

G. DEPOORTEREJM. GARGUELLEAFIAP, le 4 mai 2017

G DEPOORTERE / JM GARGUELLE – Guide AdR ESPN N1 – Le 4 mai 2017 Système de Management Qualité certifié ISO 9001:2008 © 2016 www.afcen.com | 2

Ordre du jour

1. Contexte réglementaire2. Objectif du Guide interprofessionnel AdR3. Processus d’ensemble de conception4. Interface Cahier des charges / AdR5. Ebauche6. Processus général de l’AdR7. Analyse Fonctionnelle du Besoin8. Analyse Fonctionnelle Technique9. Analyse des Modes de Défaillance et leurs

Effets10. Conclusion


• A partir du 19 juillet 2016– Directive 2014/68/UE du Parlement Européen et du Conseil du 15 mai 2014, relative

à l’harmonisation des législations des États membres concernant la mise àdisposition sur le marché des équipements sous pression.

• Le fabricant est tenu d’analyser les dangers et les risques afin de déterminer ceux quis’appliquent à ses équipements du fait de la pression; il conçoit et construit ensuite seséquipements en tenant compte de son analyse.

– Arrêté du 30 décembre 2015 relatif aux équipements sous pression nucléaires, dontl’article Annexe 1, §1.Préliminaire et généralités

• Le fabricant réalise l’analyse de risques prévue à l’alinéa 3 des remarques préliminaires del’annexe I de la directive du 15 mai 2014 susvisée en tenant compte des données fourniespar l’exploitant et du caractère radioactif du fluide qu’il contiendra.

• Avant le 19 juillet 2016– Décret n°99‐1046 du 13 décembre 1999 relatif aux équipements sous pression, Dont

l’article Annexe I, Remarques préliminaires.– Arrêté du 12 décembre 2005 relatif aux équipements sous pression nucléaires, dont

l’article Annexe 1, §1.Préliminaire et généralités.

1. Contexte réglementaire


• Pour répondre à l’ASN, l’AFCEN a demandé aux fabricants du domaine, derédiger un guide inter‐professionnel pour la rédaction des AdR avec les aspectssuivants :

– Une méthodologie de rédaction des AdR des équipements ESPN de niveau N1 qui soitapplicable à des Générateurs de Vapeur de Remplacement (GVR). Le guide doit :

• Comprendre l’identification des fonctions des composants, l’analyse par AMDE et doitdéfinir sur quel objet elle s’applique.

• Définir comment la réglementation (EES / ERP) est prise en compte.• Permettre de fixer le niveau de détail afin que les AdR restent « industrielles ».• Montrer des exemples.

– Articulation entre les spécifications de l’exploitant et l’analyse de risque.– Modélisation du processus de constitution des AdR, en le repositionnant dans le processus

global de conception, fabrication et évaluation de conformité, et en précisant les données desortie de l’AdR.

– Autres aspects• Groupe constitué de l’exploitant, des fabricants, des organismes.• EDF, AREVA, MHI / COMEX Nucléaire, WESTINGHOUSE, APAVE, BV.

• Titre : « GUIDE AdR (Analyse de risques) pour ESPN N1 Cas des GVR »• Référence : PTAN RM.14.309.AASN : Autorité de Sûreté NucléaireAFCEN : Association Française pour les règles de conception, de construction et de surveillance en exploitation des Chaudières Electro‐Nucléaires

2. Objectif du Guide interprofessionnel AdR


3. Processus d’ensemble de conception

CSCT : Cahier des Spécifications et des Clauses Techniques (écrit par l’Exploitant)


• Le guide précise des règles d’écriture du cahier des charges par l’Exploitant, pour une formulation du besoin la plus fonctionnelle possible :

4. Interface cahier des charges / AdR

• Recommandations (pouvant s’appuyer sur le REX de l’exploitant)• Fixe un niveau de qualité minimal à atteindre• Le fabricant est libre de fixer les choix de conception

• A quoi doit servir l’équipement ?

Fonctionsd’usageFonctionsd’usage

• Légitimement imposées par l’exploitant, limitant la liberté de choix de conception • Ne sont pas remises en cause par le fabricant

Fonctions contraintes avec leur typologie

Fonctions contraintes avec leur typologie

Quatre familles : Contraintes de sûreté Contraintes d’installation Contraintes d’exploitation Contraintes réglementaires

Recommandations


Processus d’ensemble de conception

CSCT : Cahier des Spécifications et des Clauses Techniques (écrit par l’Exploitant)


• Ebauche (par le fabricant)– Lecture du CSCT : type d’équipement et ses

interfaces principales– Première représentation graphique globale en

blocs matériels (lié au type d’équipement)– Première identification des fonctions

techniques des blocs

• Exemple sur le bloc « BAE » (Boîte a eau)– Lien avec les autres blocs

• Béquilles (interface externe)• Support Horizontal Inférieur (interface externe)• Branches chaude et froide (interface externe)• Bloc tubes en U• Bloc Enceinte Inférieure

– Fonctions techniques de la BAE• Collecter le fluide primaire en provenance du

CPP pour le faire passer dans le système Echangeur et inversement.

• Confiner le(s) fluide(s) dans les différentes situations de fonctionnement (pressions/températures).

5. Ebauche


6. Processus général de l’AdR

AFB

Ebauche

Analyse Fonctionnelle

Cahier des charges

AFT

Analyse Besoin

Exploitant

Analyse de risques

AMDE selon risque pression /

radioactivité

Parades

Risque résiduelnégligeable ?

oui

non

Retour conceptionPermettant de

réduire le risque ?non

STOP

Processus itératif

Informations pour l’exploitant

Surveillance de l’Exploitant au titre de l’arrêté

INB


• L’AFB à pour but d’exprimer ce que doit faire la fourniture prise dans son ensemble. A ce stade la fourniture est une « boîte noire ».

– La traduction des données d’entrée en expression fonctionnelle du besoin pour l’ADR est réalisée par l’Exploitant.

– Dans tous les cas, le Fabricant doit se réapproprier le besoin, ainsi il réalise une AFB de son point de vue.

• Données d’entrée– Cahier des charges de l’Exploitant– REX– Réglementation

• Donnée de sortie– Liste des fonctions d’usage et des

fonctions contraintes de l’équipement,avec caractérisation.

• Méthode d’analyse– S’appuie sur la norme NF X 50‐100(Analyse fonctionnelle du besoin)méthode des interactions avecle milieu extérieur (diagramme « Pieuvre »)

7. Analyse Fonctionnelle du Besoin


• Produit de sortie de l’AFB : Tableau de caractérisation du besoin

7. Analyse Fonctionnelle du Besoin

N°Ligne

Chapitre du Cahier

des charges

Exigence ou données d’entrée du CSCT actuel

Contrainte sur les choix de

conception

Origine de l’exigence Classement Justification Modification

rédactionnelle

…

… §3.1.1

Produire à partir de l'eau du poste d'eau, la vapeur nécessaire au circuit secondaire de la tranche

Oui Fonction du GV FU01

… §4.3.1 Dispositifs nécessaires à fixation capteurs acoustiques Oui REX FC09

Pour être exploité, l'équipement doit être instrumenté parl'exploitant

… §5.1.15 Tirants sont en Z12C13 Oui REX Recommandation

… §… Barres antivibratoires Oui REX Recommandation

GV de référence ‐ REX positif .

Assurer l'intégrité du faisceau par un supportage adapté

… §5.2.3Traitement par fiche d'anomalie des non conformités dimensionnelles

Non Fabrication Sans objet pour l’AdR

Ne contraint pas les choix de conception

…


• L’AFT permet de réaliser la conception du plus général au plus détaillé– Cela consiste à passer des fonctions d’usage et de contraintes définies par l’AFB, à des fonctions

techniques internes de niveau de plus en plus fin, dépendant des principes de fonctionnement, et affectables à des composants de la fourniture (solution technique).

– Une AFT par bloc de l’ébauche.

• Donnée d’entrée– Liste des fonctions d’usage et des fonctions contraintes de l’équipement– Ebauche décomposée en blocs– REX du Fabricant et de l’Exploitant

• Donnée de sortie– Arborescence du matériel

• Fonctions techniques associées à chaque élément• Classement pression• Il s’agit de la donnée d’entrée de l’AMDE

• Méthode d’analyse : deux méthodes proposées– FAST (Function Analysis System Technique)– Bloc Diagramme Fonctionnel

8. Analyse Fonctionnelle Technique


• Schématisation des étapes de réalisation d’une AFT


Revue de conception• Deux méthodes d’AFT: FAST ou BDF



• Produit de sortie de l’AFT : Arborescence du matériel


Processus général de l’AdR

AFB

Ebauche

Analyse Fonctionnelle

CSCT

AFT

Analyse Besoin

Exploitant

Analyse de risques

AMDE selon risque pression /

radioactivité

Parades

Risque résiduelnégligeable ?

oui

non

Retour conceptionPermettant de

réduire le risque ?non

STOP

Processus itératif

Informations pour l’exploitant

Surveillance de l’Exploitant au titre de l’arrêté

INB


• Risques couverts limités aux risques du fait de la pression ou du fait de la radioactivité en phase d’exploitation

– E1 perte de confinement du fluide primaire dans toutes les situations spécifiées,– E2 perte de confinement du fluide secondaire dans toutes les situations spécifiées,– E3 ne pas résister à la pression et aux charges avec des marges de sécurité

suffisantes dans toutes les situations spécifiées,– E4 ne pas permettre les opérations de contrôle, de surveillance et de maintenance

nécessaires à la sécurité de l'équipement.

– E5 relâcher de la matière activable dans le circuit primaire, par corrosion ou par défaut de propreté par exemple,

– E6 défaut d'accessibilité conduisant à une exposition excessive du personnel aux rayonnements ionisants lors des opérations d'inspection, de contrôle, de maintenance, etc,

– E7 présence de points chauds conduisant à une exposition excessive du personnel aux rayonnements ionisants lors des opérations d'inspection, de contrôle, de maintenance, etc,

– E8 défaut d'étanchéité conduisant au relâchement de matière active vers le secondaire ou vers l'extérieur.

9. AMDE – Risques couverts

Evénements redoutés liés à la pression

Evénements redoutés liés à la radioactivité


• L’AMDE permet d’identifier les modes de défaillance en phase d’exploitation et, par phase de vie, les causes associées, des composants ou groupement de composants qui entraînent l’apparition de risques du fait de la pression ou de la radioactivité.– Phases de vie : Conception, Approvisionnement, Fabrication, Transport/Stockage,

Montage et Exploitation

• Donnée d’entrée– Arborescence du matériel : Fonctions techniques associées à chaque composants ou

groupement de composants issues de l’AFT

• Donnée de sortie– Tableau AMDE– Les prescriptions / recommandations à destination de l’Exploitant.

• Méthode d’analyse s’appuie pour la partie AMDE sur la norme EN 60912

9. AMDE – Principes


• Tableau d’analyse de risques ‐ AMDE

9. AMDE – Tableau

2


• Identification des modes de défaillance des composants ou groupements de composants

– Définition d’une liste commune de modes de défaillance mécaniques inter‐fabricant, établit en cohérence avec la norme ISO 16528‐1:2007 « Chaudières et récipients sous pression – Partie 1 : Exigences de performance »

• Exemples : Fluage, Rupture brutale, déformation excessive, instabilité plastique, fatigue, …

• Effets de défaillance– L’effet est décrit du niveau local au niveau le plus élevé, en se rattachant à l’apparition des

événements redoutés qui permettent d’appréhender les risques du fait de la pression ou du fait de la radioactivité (E1 à E8).

– Si pas d’effet, l’analyse de risques est arrêtée pour ce mode de défaillance.

9. AMDE – Modes de défaillance / Effets

…

2


• Identification des causes par phase de vie– Niveau de détail doit être suffisant pour permettre d’identifier les parades– Proposition dans le guide d’une typologie des causes induisant des modes de défaillance

• Permet d’orienter le groupe en charge de l’identification des causes• Causes de niveau 1 classées par famille

– Erreurs dimensionnelles (S1)– Erreurs de propriété matériau (S2)– Défauts métallurgiques issus de la fabrication (S3)– Etat de surface / Propreté inadéquat (S4)– Situation et charge inadéquat (S5)

• Causes de niveau 2 recherchées à partir d’une approche type 5M (Matériau, Matériel, Méthodes, Main d’oeuvre, Milieu)

9. AMDE – Causes

…

2


9. AMDE – Causes• Exemple partiel du tableau de typologie des causes de niveau 2


• Exigences essentielles de sécurité– Identification des exigences réglementaires de l’annexe 1 de l’arrêté, et celles de l’annexe 1 de

la directive pour le risque pression, et les exigences de l’annexe 4 de l’arrêté pour le risque radioactivité.

• Les moyens de réduction du risque (parades) sont de deux types : – Les parades de type prévention qui permettent d’agir sur la cause de risque identifié avec le

but de réduire le risque.– Les parades de type détection qui permettent de détecter la cause ou ses conséquences avant

l’exploitation et donc de réduire le risque.

• Pour chaque parade, le mode de preuve documentaire est identifié.

9. AMDE – Parades

… …

2


• Appréciation du niveau de risque résiduel (négligeable / non négligeable) :– Analyse cause par cause, par le groupe de travail, en fonction de l’efficacité et de l’indépendance

des parades.

• Lien avec la Notice d’Instruction– Si au moins une des causes conduit à un risque résiduel non négligeable, une prescription /

recommandation est donnée par le Fabricant vers l’Exploitant, via la Notice d’Instruction.

9. AMDE – Risque résiduel et lien avec NI

…


• Approche partagée entre Fabricants et Exploitant qui conduit à une structure commune des AdR

• Clarification de l’interface Exploitant / Fabricant• Clarification du point de départ de l’analyse de risque• Description de méthodes d’analyse fonctionnelle• Description de la méthode AMDE et des tableaux d’AdR• Clarification du lien entre le processus de conception et l’AdR• Exemples concrets

• Une révision B du Guide est en cours, pour prendre en compte :– Le REX de son application par les industriels depuis 2015, – Les remarques de l’ASN et des Organismes,– L’évolution de la réglementation.

10. Conclusion

Documents

Analyse de risques des équipements sous pression … 05 04/presentation/4 - AFCEN.pdf · Interface Cahier des charges / AdR 5. ... rédiger un guide inter‐professionnel pour la