Formation RA 47-1

8/3/2019 Formation RA 47-1

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INERIS

Ce document est la proprit de l INERIS formation. Il ne peut pas tre reproduit ou exploit sans son accord - 2009

Intgration de la probabilit dans les EDD

Formation RA47

Christophe BOLVIN et Clment LENOBLE

Direction des Risques Accidentels


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Objectif de la formation

Introduction et connatre les mthodes de quantification probabiliste.

Savoir dterminer les donnes dentre ncessaires laquantification dun phnomne dangereux et dun accident majeur.


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tre capable d'agrger l'ensemble de ces frquences et probabilitspour dterminer la probabilit doccurrence d'un phnomnedangereux et d'un accident majeur.


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Frquence : Caractre de ce qui arrive plusieurs fois Frquence : nombre dvnements ou deffets par unit de temps donne.

Probabilit : Grandeur par laquelle on mesure le caractre alatoire (possibleet non certain) dun vnement, dun phnomne par lvaluation du nombre

Les dfinitions issues du Petit Robert et de lanorme FD ISO GUIDE 73


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Probabilit : mesure de la possibilit doccurrence exprime par un chiffreentre 0 et 1, 0 indiquant une impossibilit et 1 une certitude absolue.

Dterminisme : principe scientifique suivant lequel les conditions dexistencedun phnomne sont dtermines, fixes absolument de telle faon que, cesconditions tant poses, le phnomne ne peut pas ne pas se produire .


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Intgration de la probabilit dans les EDD - Pointrglementaire

Arrt du 29 septembre 2005 dit arrt PCIG

Circulaire du 10 mai 2010 rcapitulant les rgles mthodologiques

applicables aux tudes de dangers, lapprciation de la


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dmarche de rduction du risque la source et aux plans deprvention des risques technologiques (PPRT) dans les

installations classes en application de la loi du 30 juillet 2003

Arrt ministriel du 10 mai 2000


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Glossaire technique des risques technologiques

Harmonisation du vocabulaire utilis par les servicesd'inspection des installations classes


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ro a occurrence : a pro a occurrence unaccident est assimile sa frquence doccurrence futureestime sur linstallation considre.

Probabilit doccurrence dun phnomne dangereux : Cetteprobabilit est obtenue par agrgation des probabilits desscnarios conduisant un mme phnomne, ce qui correspond la combinaison des probabilits de ces scnarios selon des

rgles logiques (ET/OU)


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Intgration de la probabilit dans les EDD - Point

rglementaireGlossaire technique des risques technologiques (1/3) :

Fonction de scurit : Fonction ayant pour but la rduction de laprobabilit d'occurrence et/ou des effets et consquences d'unvnement non souhait dans un systme = empcher, viter,


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, , .peuvent tre assures partir de barrires techniques descurit, de barrires organisationnelles (activits humaines), ouplus gnralement par la combinaison des deux. Une mmefonction peut tre assure par plusieurs barrires de scurit.

Mesure de scurit (ou barrire de scurit ou mesure dematrise des risques) : Ensemble d'lments techniques et/ouorganisationnels ncessaires et suffisants pour assurer une

fonction de scurit.


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rglementaireGlossaire technique des risques technologiques (2/3) :

Prvention : Mesures visant prvenir un risque en rduisant la

probabilit d'occurrence d'un vnement redout central. Protection : Mesures visant limiter l'tendue ou/et la gravitdes

consquences d'un accident sur les lments vulnrables, sans'


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correspondant. Limitation : Mesures visant limiter les effets d'un phnomne

dangereux, sans en modifier la probabilit d'occurrence.

Efficacit : Capacit remplir la mission/fonction de scurit quilui est confie pendant une dure donne et dans son contexted'utilisation. Cette efficacit est value par rapport aux principesde dimensionnement adapt et de rsistance aux contraintes

spcifiques.


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Glossaire technique des risques technologiques (3/3) :

Temps de rponse : Intervalle de temps requis entre lasollicitation et l'excution de la mission/fonction de scurit. Cetemps de rponse est inclus dans la cintique de mise en uvre

'


rglementaire


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,

adquation [significativement plus courte] avec la cintique duphnomne qu'elle doit matriser.

Niveau de confiance : Le niveau de confiance est l'architecture(redondance ventuelle) et la classe de probabilit, inspirs desnormes NF EN 61-508 et CEI 61-511, pour qu'une barrire, dansson environnement d'utilisation, assure la fonction de scuritpour laquelle elle a t choisie.


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Arrt du 29 septembre 2005 (PCIG) : valuation et la prise en comptede la probabilit d'occurrence, de la cintique de l 'intensit des effets et de la gravitdes consquences des accidents potentiels dans les tudes de dangers des installationsclasses soumises autorisation


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Rgles minimales pour la prise en compte de laprobabilit dans les tudes de dangers.


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rglementaire

Arrt du 29 septembre 2005 (PCIG) : Rgles gnrales sur

lintgration de la probabilit :

Article 2 - La mthode dvaluation de la probabilit utilise des


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lments qualifis et quantifis tenant compte de la spcificit del'installation considre.

Article 3 - Quelle que soit la mthode employe, lexploitant doit

justifier le positionnement des phnomnes dangereux etaccidents potentiels dans lchelle de lannexe 1.


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Arrt du 29 septembre 2005 (PCIG) : Rgles gnrales surlintgration de la probabilit : Lvaluation de la probabilit peut s'appuyer sur la frquence des

vnements initiateurs spcifiques ou gnriques et sur lesniveaux de confiance des mesures de matrise des risquesagissant en prvention ou en limitation des effets .


rglementaire


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A dfaut de donnes fiables, disponibles et statistiquementreprsentatives, il peut tre fait usage de banques de donnesinternationales reconnues, de banques de donnes relatives desinstallations ou quipements similaires mis en uvre dans des

conditions comparables, et d'avis d'experts fonds et justifis . Ces lments sont confronts au retour d'exprience relatif aux

incidents ou accidents survenus sur l'installation considre oudes installations comparables .


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rglementaire Arrt du 29 septembre 2005 (PCIG) : Rgles gnrales sur

lintgration de la probabilitEchelle de

probabilit

E D C B A

Qualitative (sile REX estsuffisant)

vnementpossible mais nonrencontr auniveau mondial :nest pasim ossible au vu

vnement trsimprobable :sest dj produitmais a fait lobjetde mesurescorrectives

vnementimprobable : unvnementsimilaire djrencontr dans lesecteur dactivit

vnementprobable sursite : sestproduit et/ou peutse produirependant la dure

vnementcourant : seproduit sur le siteconsidr et/oupeut se produire plusieurs reprises


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des

connaissancesactuelles

rduisant

significativementla probabilit dece scnario

ou dans ce type

dorganisation auniveau mondial,sans que lesventuellescorrectionsintervenuesdepuis apportentune garantie de

rductionsignificative de saprobabilit

de vie des

installations

pendant la dure

de vie desinstallations,malgrdventuellesmesurescorrectives

Semi-quantitative

Cette chelle est intermdiaire entre les chelles qualitative et quantitative, et permet de tenircompte de la cotation des mesures de matrise des risques mises en place

Quantitative(par unit et

par an)10

-510

-410

-310

-2


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rglementaire Arrt du 29 septembre 2005 (PCIG) : Rgles spcifiques auxmesures de matrise des risques

Article 2 - L'valuation de la probabilit [] peut s'appuyer sur lafrquence des vnements initiateurs [] et sur les niveaux de


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prvention ou en limitation des effets.

Article 4 - Pour tre prises en compte dans lvaluation de la

probabilit, les mesures de matrise des risques doivent treefficaces, avoir une cintique de mise en uvre en adquationavec celle des vnements matriser, tre testes etmaintenues de faon garantir la prennit du positionnement

prcit.


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Cf. circulaire du 10 mai 2010 - 1.2 Rgles (ou prcisions) spcifiques :

Rappel de la Liste des vnements initiateurs externes pouvant nepas tre pris en compte dans ltude de dangers : annexe IV delarrt du 10 mai 2000 (Exemple : chute davion hors des zones de


rglementaire


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prox m t a roport ou a ro rome au e e 2000 m tres .

Liste dvnements initiateurs pour lesquels : La probabilitdoccurrence de lvnement initiateur ne sera pas value et il ne

sera pas tenu compte de cet vnement initiateur dans la probabilitdu phnomne dangereux, [].


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Fiche n7 - MMR fondes sur une intervention humaine : Mesure constitue dau moins une activit humaine (une ou plusieurs

oprations) qui soppose lenchanement dvnements susceptiblesd aboutir un accident. La formation gnrale des agents, leur entranement et les plans de


rglementaire


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part entire. Maintien dans le temps de la formation et des comptences Indpendance : par rapport la conduite du processus industriel et

par rapport aux autres mesures de rduction du risque la source. Niveau de Confiance : NCmax de respectivement 2 ou 1 pour les

mesures de pr-drive fondes sur lintervention respectivement duntiers ou dun seul oprateur et de 1 pour les mesures de rattrapage

de drive.


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Intgration de la probabilit dans les EDD - Apport thorique

Ein 1

EI

EM

SCENARIOS

Ph DET

Mthode retenue pour la quantificationprobabiliste

ETAPE 1


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Arbre dvnements

Ein 3

Ein 4

Ein 5

EC 6

Ein 7

EIn 8

EI

EI

EI

ERC

ERS

ERS

Ph D

Ph D

Ph D

EM

EM

EM

EM

Arbre de dfaillances

Barrires de dfensePrvention Protection

ET

OU

OU

OU

Donnes dentreDonnes dentreDonnes dentreDonnes dentre((((Frquence des EI,Frquence des EI,Frquence des EI,Frquence des EI,PFD des MMR)PFD des MMR)PFD des MMR)PFD des MMR)

Probabilit doccurrenceProbabilit doccurrenceProbabilit doccurrenceProbabilit doccurrencedes phnomnesdes phnomnesdes phnomnesdes phnomnes

dangereuxdangereuxdangereuxdangereux

Donnes dentre delvaluationprobabiliste

Rgles dagrgationpour la quantification

probabiliste

ETAPE 2ETAPE 3


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Choix dune mthode pour mener la quantification

probabiliste (1) Plusieurs mthodologies possibles pour aboutir la quantification

probabiliste des phnomnes dangereux

Mthodes les lus r andues :

ETAPE 1


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Approche dite semi-quantitative ou approche barrire

Approche dite quantitative


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probabiliste (2)

Approche semi-quantitative ou approche barrire

Estimation de la probabilit doccurrence des phnomnesdangereux ou accidents partir : des classes de frquence des

Quelques rappels sur

le nud papillon


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EI, des niveaux de confiance des MMR, des classes deprobabilit des vnements secondaires

Dveloppement des squences accidentelles de lEI jusquauxphnomnes dangereux en passant par l ERC, les mesures dematrise des risques (en prvention & en protection) et lesvnements secondaires : Reprsentation sous forme de nudpapillon


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probabiliste (3) Approche quantitative

Estimation de la probabilit doccurrence des phnomnesdangereux ou accidents partir de donnes quantifies :frquence doccurrence des EI, frquence doccurrence de


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, es en pro ec on, pro a esvnements secondaires

Le dveloppement des squences accidentelles est souvent

restreint : dveloppement de lERC jusquaux phnomnesdangereux en passant les mesures de matrise des risques (enprotection) et les vnements secondaires : Reprsentationsous forme d arbre d vnement


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SynthseEvnements extrmes

Certains vnementsinitiateurs

ERC

Traitementdterministe

Traitementspcifique guid

par larglementation


20/84

Les autres, y comprisles effets dominos

Approche par les EI Approche par les ERC

- Groupe detravail;- Bases dedonnes

Bases dedonnes


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Une fois la mthode destimation retenue et avant de

dbuter la quantification Identifier les vnements initiateurs ne pas retenir dans la

quantification probabiliste : vnements extrmes : sisme, chute davion - approche

qualitative et/ou dterministe; Certains vnements initiateurs - cf 1.2 Rgles (ou prcisions)


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spcifiques.

Sassurer que les effets domino sont pris en compte

Vrifier que les vnements secondaires sont pris en compte (sourcedinflammation, pluie, vent, autre fuite.)


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Exercice

Vous disposez dune analyse de risque


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Sans prendre en considration les dispositifs de matrise des risquesidentifis dans lanalyse de risque : Construire le nud papillonassoci.Ce nud papillon servira de support lestimation probabiliste

Objectif : Savoir construire un nud papillon


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Une fois la mthode destimation retenue et avant de

dbuter la quantification(2)

Attention au choix des barrires de scurit / MMR retenir pourlestimation probabiliste


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Exclusions : Standard et spcification de conception et de ralisation Plan Opration Interne, Plan de Prvention, Habilitations,

Prise en compte des mesures de matrise des risques (1/6)


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, ,

Procdure opratoire, de scurit, Maintenance, Procdure de gestion des modifications,

etc.


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La performance d'une barrire de scuritdoit tre value dans son contexte

d'utilisation. Ce qui est valable dans une configuration peut ne pas ltre dans toutes



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les configurations notamment en ce qui concerne : Lefficacit, Ladquation cintique de mise en uvre / cintique de laccident, Larchitecture de scurit.

Attention ne pas traiter les barrires de scurit de manire gnriquequelque soit le scnario daccident.


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Typologie des barrires de scurit

Barrires de

scurit

Barrires humaines Barrires techniques


Traitement(s)

Capteur(s)


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Systmes Action Manuelle

de Scurit

Dispositifs de

scurit

Systmes

Instruments deScurit

Passifs Actifs

Scurit de pression trs

haute dclenchant via unautomate de scuritl'isolement des installations

Action oprateur sur alertevisuelle

Cuvette de rtention Soupape

Isolement des installationspar dclenchement BAU paroprateur

Actionneur(s)


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Indpendance : vis vis du scnario d'accident, des barrires de scurit entre elles (pour lagrgation).

Cas des BHS : des tches de vrification : elles ont pour but de vrifier que les

conditions de scurit sont effectives, pralablement une



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.

vrification est ralise par une autre personne ou dans unesquence de travail diffrente.

des tches de rattrapage de drives : elles ont pour but dedtecter une drive et den limiter les effets - elles sinscriventdans la cintique de la squence incidentelle ou accidentelle. LaBHS est indpendante si loprateur en charge de la barrire etles lments techniques dont il se sert sont indpendants de lacause du scnario ou du scnario lui-mme.


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Efficacit :[Aptitude remplir la fonction de scurit pour laquelle elle a tchoisie, dans son contexte dutilisation et pendant une dure defonctionnement (en %)]

dimensionnement adapt (notes calculs, standards, REX, tests) aptitude des actions de scurit prvues par rapport la

ralisation de la fonction scurit dans le contexte


BHS/BTSBHS/BTSBHS/BTSBHS/BTS


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aptitudes de loprateur conforme aux aptitudes requises, adaptation des lments techniques lhomme - accessibilit& manuvrabilit des outils, lisibilit et clart des procdures.

rsistance au contraintes spcifiques

protection des oprateurs vis--vis du contexte accidentel -EPI, positionnement des moyens dintervention,

rsistance du matriel aux contraintes environnementales.

Positionnement, accessibilit...

BHSBHSBHSBHS

BHSBHSBHSBHS

BHSBHSBHSBHS

BHS/BTSBHS/BTSBHS/BTSBHS/BTS


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Cintique de mise en uvre des barrires de scuritA comparer avec la cintique du phnomne Temps de rponse : [Intervalle de temps entre le moment ou une

barrire est sollicite et le moment o la fonction est ralisedans son intgralit (dtection + traitement + ralisation action)].Attention : Le temps de rponse n'intgre pas le temps ncessaire pour que leflux de danger atteigne ou sollicite le capteur (technique ou humain). Cas des



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actions ralises une frquence donne (rondes de surveillance) : inclure la

priodicit de la ronde dans le temps de dtection. Temps de rponse obtenu partir des donnes constructeurs,

d'valuation qualitative, du REX, des essais et des exercices.

Pour BHS : Doit inclure toutes les tapes pralables ncessaires laralisation de laction de scurit - revtir les EPI, dployer lesmoyens, temps de communication et de coordination en cas

dactions impliquant plusieurs acteurs,...


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Une fois la mthode d estimation retenue et avant dedbuter la quantification(3) Attention la position des barrires sur larbre (la bonne barrire pour le

bon scnario + attention aux barrires positionnes sur plusieurs

chemins). Vrifier la prise en compte des scnarios engendrs par le

fonctionnement des barrires de scurit.


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gaz =>

isolement

oupapesvacuant latm

Rupturecapacit

Nuagetoxique

Monte enpression

X personnesimpactes

Nuagetoxique

Y personnesimpactes

Nuagetoxique

Z personnesimpactes


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Prise en compte des barrires engendrant un nouveau

scnario

Fuitegazeuse

Dispersion

Fuitegazeuse

Dispersion

Soupape

P,G1P,G1P,G1P,G1

P,G3P,G3P,G3P,G3

P,G1P,G1P,G1P,G1


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SurpressionFuite dunrservoir

dammoniac

Fuite liquideInvasion du

milieu naturel

P,G2P,G2P,G2P,G2

PPPP

P,G2P,G2P,G2P,G2

PPPP


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Exercice (suite)


32/84

Vous disposez dune analyse de risque.Vous avez construit un premier nud papillon sans y intgrer lesMMR.

Mettre jour ce NP en intgrant les MMR.


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33/84



34/79

Donnes dentre pour la quantification ? Frquence doccurrence annuelle des EI : Classe ou valeur

Probabilit de dfaillance la sollicitation des barrires / MMR :Classe ou valeur

ETAPE 2


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Frquence doccurrence annuelle des ERC (si quantification partir de lERC) : Classe ou valeur

Probabilit doccurrence conditionnelle des ES


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SynthseEvnements extrmes

Certains vnementsinitiateurs

ERC

Traitementdterministe

Traitementspcifique guid

par larglementation


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Les autres, y comprisles effets dominos

Approche par les EI Approche par les ERC

- Groupe detravail;- Bases dedonnes

Bases dedonnes


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Donnes dentre : les frquences des EI (1/2) Causes daccidents dorigine externe site

Causes externes lies lactivit humaine

Effets domino : utilisation des donnes de probabilit des


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s es vo s ns

Risques lis des voies de circulation ou des canalisationsde transport proximit du site : utilisation du REX


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Causes dorigine interne : values en absence de barrires de scurit

Constitution dun groupe de travail form dexperts (Production,

Maintenance, Scurit) Attribution de frquences aux EI par le groupe de travail sur la base :

Du retour dexprience du site industriel, du secteur dactivit (syndicats

Donnes dentre : les frquences des EI (2/2)


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pro ess onne s,

De lexprience des experts

De donnes gnriques issues de banques de donnes reconnues.

Plages de frquence retenues : F-2 10+1/an < Frquence < 10+2/an. 10 100 fois/an

F-1 1/an < Frquence < 10+1/an. 1 10 fois/an

F0 10-1/an < Frquence < 1/an. 1 fois tous les 1 10 ans

F1 10-2/an < Frquence < 10-1/an. 1 fois tous les 10 100 ans


Fx 10-(x+1)/an < Frquence < 10-x/an.


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Pourquoi une chelle spcifique pour la frquence ? Dans la plupart des cas utiliser lchelle de probabilit de larrt PCIG ou une chellede frquences spcifique ne modifie pas les rsultats finaux. Il y a nanmoins quelques

exceptions. Lutilisation dune chelle de frquence est conseille pour les raisonssuivantes:

Echelle inadapte pour les vnements frquents : Lchelle de probabilit du ministre

dcrit des vnements dont la probabilit est de 0 1. Un vnement qui se produiraplusieurs fois dans lanne (exemple 10 fois ou 100 fois) aura toujours une probabilit de 1.Cette chelle ne peut donc pas dcrire des vnements trs frquents.

Ajout dune barrire sur un vnement de classe A : La classe la plus probable (A) dcrit-


38/84

.

comprise entre 1 fois par an et 10-1

/an sera dans la classe A.Attention, dans ce cas si une barrire de NC1 est prsente, la probabilit de survenue duscnario nest pas B.

Dfinition qualitative des classes de probabilit : la classe de probabilit des vnementsinitiateurs peut difficilement tre dfinie partir des descriptions qualitatives de larrt PCIG.

Celle-ci sapplique aux accidents: un accident majeur courant est compris diffremmentpar les oprateurs quune dfaillance de pompe courante . Rigueur mathmatique : La grandeur utilise dans les nuds-papillons est gnralement la

frquence. Les rgles de calculs se basent sur cette hypothse.


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Probabilit de dfaillance (facteur de rduction de risque)

Principe de scurit positive (si pertinent) Principe de concept prouv (lment connu, ayant prouv sonefficacit et rgulirement utilis = bon REX)

Donnes d entre : PFD des mesures de matrise desrisques (1/6)


39/84

o rance aux anoma es ma r e es re on ances, wa c og,

Facilit du diagnostic Complexit des tches raliser / Complexit de l'lment technique Formation / Habilitation

Maintenance / Test Entranement (en condition raliste) / Recyclage / Exercices


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Systme Instrument de Scurit Pour chacun des lments : Peut sappuyer sur les tableaux de

la Norme 61508 qui dfinissent une contrainte architecturale dessystmes pour un niveau de SIL (Niveau dintgrit de scurit)donn.

Donnes d entre : PFD des mesures de matrise des

risques (2/6)


40/84Tableau pour des sous-systmes simples

aux e

dfaillancessres (SFF)

Tolrance aux anomalies matrielles

0 1 2

< 60 % SIL 1 SIL 2 SIL 3

60 % < - < 90 % SIL 2 SIL 3 SIL 4

90 % < - < 99% SIL 3 SIL 4 SIL 4

>= 99 % SIL 3 SIL 4 SIL 4


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Taux dedfaillancessres (SFF)

Tolrance aux anomalies matrielles

0 1 2

< 60 % \ SIL 1 SIL 2

60 % < - < 90 % SIL 1 SIL 2 SIL 3

-


risques (3/6)


41/84

Tableau pour des sous-systmes complexes A noter que la norme est beaucoup plus complexe et la dtermination

du SIL dun systme demande des donnes rarement disponibles. On peut prendre un NC gal au SIL cible de ce tableau, si le systme

est de concept prouv et scurit positive.

>= 99 % SIL 3 SIL 4 SIL 4



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Dispositif passif : Peut tre valu partir du REX, dune AMDECou de Bases de donnes [Peu de donnes : LOPA NC = 2].On peut prendre NC=2 condition que la maintenance et la gestion

des modifications soient ralises correctement et que la fonction descurit remplir soit toujours ralise si la barrire est en tat defonctionner.



42/84

,

1 seul systme SIS ( NC=1), ventuellement corrig par le REX. Anoter que les probabilits issues de la littrature sont trs dispersesdo la difficult de les utiliser.

Priodicit tests et maintenance BTS dpend : du REX de lexploitant sur son installation ou des installations

similaires du contexte dutilisation procd (T, P, humidit, vibration...)

des agressions lies lenvironnement naturel,...

D d PFD d d i d


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Barrire humaine de scurit : Un certain nombre de bases de donnes (Lees, US Atomic Energy

Commission) et de mthode (TESEO, THERP) traitent de la fiabilithumaine => Dans le cas dune barrire humaine de rattrapage et sitous les voyants sont verts, la probabilit de dfaillance de lactionhumaine peut aller jusqu 5.10-3 (NC = 2)


risques (5/6)


43/84

Dans le cas de barrire de vrification, il n y a pas de contraintetemporelle forte ni de stress, la probabilit de dfaillance peut treinfrieure et les valeurs dpendent normment de la mthode ou dela base de donne.

Quel que soit le type de barrire humaine, la probabilit dedfaillance est dpendante dun certain nombre de paramtres etpeut rapidement monter 1 (NC = 0)



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NCmax = 2. Mais ce NC peut tre plus faible si les points suivantsne sont pas observs (si pertinents) :

Information identifiable et perceptible

Oprateur disponible pour recevoir ou aller chercher linformation Diagnostic facile avec une faible contrainte temporelle Choix daction facile



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Faible contrainte temporelle pour raliser laction(s) de scurit Simplicit de la tche Dfinition pralable du rle des acteurs, planification des tches,

possibilit de gestion des alas en cours d'activit,

Utilisation de protocole clair de communication, de standardspour la dsignation des quipements, ...

Bonne qualit des outils de communication

Formation, entranement, exercices


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Banques de donnes utilises dans les EDD (1/7)

Deux types de sources de donnes :

Les donnes brutes issues du traitement statistique dun retourdexprience sur site(s)


45/84

Les donnes gnriques : traitement de plusieurs donnes bruteset/ou gnriques pondres par avis d experts

Quelques banques de donnes (2/7)


46/79

Quelques banques de donnes (2/7)Type de sources

de donnes

Perte de

confinement

Fiabilit Accs

Reference manual BEVI riskassessment

Gnrique X http://www.rivm.nl/milieuportaal/images/Reference-Manual-Bevi-Risk-Assessments-version-3-2.pdf

Handbook for failure frequencies Gnrique X http://www.lne.be/themas/veiligheidsrapportage/bestanden/bestanden-richtlijnen/faalfrequenties/vr_hbff2009_english.pdf

DOROTE Gnrique X X /

CHARAD Gnrique X / Loss prevention in the processindustries

Brute/gnrique X X Livre

ARAMIS Brute/gnrique X X http://mahb.jrc.it/index.php?id=416


46/84

dimension probabiliste dans les

analyses des risques - Partie 2:donnes quantifies

. . _ _ _ .

COVO Brute/gnrique X X /

OREDA Brute X Livre

EIREDA Brute/gnrique X Livre

Guideline PERD 1989 Gnrique X Livre

FRED 2 Gnrique X X http://www.hse.gov.uk/landuseplanning/failure-rates.pdf

LAST FIRE Brute X Livre

LOPA Gnrique X X Livre

Groupe de travail de lICSI Gnrique X http://www.icsi-eu.org/download/ICSI-resume-FreqEv.pdf


47/79

Types de donnes utilises dans les EDD (3/7)

Les LOC (Loss Of Containment) ou frquences de pertes de

confinement : utilises pour quantifier les frquences de fuites (exemplefuites de capacits, canalisations...),


47/84

Les donnes de fiabilit sur des quipements ou sur des actionshumaines utilises principalement pour dterminer des niveaux deconfiance ou des frquences d vnements initiateurs, (exemple :

dfaillance d un quipement)


48/79

Exemple de donnes (4/7)

Exemple de frquences de perte de confinement: PURPLE BOOK, canalisation d un diamtre < 75mm, frquence de

fuite de 10%: 5 10-6 m-1 y-1,


48/84

GUIDELINE PERD 1989, turbo-pompe, moyenne du nombre dedfaillances pour 1000 demandes : 26.2

ICSI, Groupe de travail frquences des vnements initiateursdaccidents et disponibilit des barrires de protection et deprvention : frquence de la perte de la fonction agitation :

de lordre de 1 10-1/an


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Limites des sources de donnes (5/7) Sources de donnes rares : Des donnes issues dun nombre d observations

pas toujours statistiquement significatif

Nature des donnes rarement prcise : REX, Avis dexpert, Essais ?

Origine des donnes rarement identifie : Type dactivit concern?Configuration des sites tudis? Age? Etat de lart en terme de scurit? Profilde maintenance?


49/84

En pratique des carts sur certaines valeurs (facteur 1000 possible) Fourniture de valeurs moyennes

Difficults voire impossibilits de valider ladquation des valeurs au sitetudi - Difficult du recalage de ces valeurs pour une meilleure adquation

au site tudi Indpendance des bases de donnes non assure : la mme source

dinformation peut alimenter diverses bases de donnes sans pour autant quecela soit mentionn

Li i d d d ( / )


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Exemple

Erreur de consigne ou

erreur humaine

Limites des sources de donnes (6/7)

Ouverture

soupape

Surremplissage

Dfaillance

soupape

en P ciel

gazeux


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Donne du Purple Book :

Frquence de lERC Libration au dbit maximal permis par le dispositif demonte en pression : 210-5 an-1

Dfaillance d'un

jaugeur

Niveau trs haut RST

Absence dinformation sur les causes prises en compte pour lestimation decette frquence : Dfaillances des soupapes ? Ouverture de soupape par surremplissage ?


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Le choix dune source de donnes - Principe (7/7) Par ordre de prfrence et selon la disponibilit des donnes:

1: Retour dexprience du site tudi

2: Retour dexprience du secteur dactivit 3: Donnes gnriques


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Autres critres de dcisions ... Age de la source de donnes, Dimension de lchantillon utilis pour fournir la donne...


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Exercice (suite)

Vous reprenez le nud papillon.


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.

1re option : vous partez des EI - reprenez les frquences des EI (cf.tableau APR) et proposez des NC.

2me option : vous partez de lERC voir exercice (travail sur lesbases de donnes).


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Rgles dagrgation pour la quantification probabiliste


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Objectif de la quantification probabiliste : estimer la probabilit

doccurrence dun phnomne dangereux, dun accident,... sur unepriode de temps donne

Rgles d agrgation pour la quantification probabiliste -

Gnralits (1/6) ETAPE 3


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On cherche estimer la Probabilit dOccurrence Annuelle dunphnomne dangereux, dun accident,


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POURQUOI LA PROBABILITE ?

Compte tenu des connaissances, il n est pas possible de prdirede faon exacte l instant d occurrence du phnomne tudi

Rgles dagrgation pour la quantification probabiliste -Gnralits (2/6)


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L occurrence de l vnement est alors traite de faon alatoire La probabilit est le rsultat dun raisonnement dans lequel on

value le nombre de chances d obtenir la ralisation del vnement

Rgles dagrgation pour la quantification probabiliste -


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Confusion entre les notions de frquence et de probabilit

Probabilit doccurrence dun vnement = modlisation de notreconnaissance du processus doccurrence de lvnement tudi.

!

Rgles d agrgation pour la quantification probabiliste

Gnralits (3/6)


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connaissance du processus doccurrence de lvnement tudi(utilisation de donnes de retour dexprience, davis dexpert).

Frquence = donnes dentre la quantification probabiliste au mmetitre que les probabilits de dfaillance des barrires de scurit et que

les probabilits dinflammation.



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Confusion entre les notions de frquence et de probabilit Probabilit :

Plage de variation : entre 0 et 1 Unit : donne adimensionnelle Donne inobserve

!

Echelle deprobabilit

E D C B A

Quantitative(par unit et

par an)10

-510

-410

-310

-2


Gnralits (4/6)

Ce document est la proprit de l INERIS formation. Il ne peut pas tre reproduit ou exploit sans son accord - 200957/84

F-2 10+1/an < Frquence < 10+2/an. 10 100 fois/an

F-1 1/an < Frquence < 10+1/an. 1 10 fois/an

F0 10-1/an < Frquence < 1/an. 1 fois tous les 1 10 ans



Fx 10-(x+1)/an < Frquence < 10-x/an.

r quence :

Donne observe de comptage ou attribue par avis dexpert -Plage de variation : entre 0 et +infini Unit : en temps-1, en opration-1, selon la caractristique tudie



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Passage de la notion de frquence la notion de probabilit :Utilisation dun modle pour prdire le processus doccurrence delvnement tudi

Gnralits (5/6)

tOccurrence Evnement tudi


Temps entre deux occurrences = Modle exponentiel. La probabilitdoccurrence instantane de lvnement est constante(indpendante du temps)

Probabilit doccurrence annuelle de lvnement (POA)= 1-exp( - f 1)

f : Frquence en an-1Priode dobservation, ici : 1 an



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Soit un EI dont la frquence doccurrence est 50 fois par an. La classe

de frquence de cet EI est donc F-2 : Sa frquence est comprise entre101 par an et 102 par an.

La probabilit doccurrence de lEI par an scrit :Probabilit doccurrence annuelle de lEI = 1-exp(-501)=1

Gnralits (6/6)


Comparaison entre frquence et probabilit

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 2 4 6 8 10

Frquence par an

Probabilit

d'occurrenc

an

nuelle

Comparaison entre frquence et probabilit

0

1

2

3

4

5

6

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6

Classe de frquence

Classe

de

probabilit

PPPP f pourf pourf pourf pour

f faiblef faiblef faiblef faible

(


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EI

EI

EIEi

EI : vnement initiateur

Ei : vnement intermdiaire


EI

EI

EI

ERC

Ei

PhD 1

PhD 2

ES



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g g g p q p

LA PORTE OU (1/2)

1OUporte =

=n

i i

ff

OUporte 1)exp(1)OUPorte(P = f

Travail sur des frquences et non des classes

fi sont les frquences annuelles des EIn EI sont en amont de la porte OU


EI

EIEi

1-

OUporteOUporte an0.11si1


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Travail sur des classes : Problmatique dagrgation au niveau delERC

Origine de la problmatique Utilisation dune approche semi-quantitative : Travail sur des classes et non sur des valeurs

Cas simple :

LA PORTE OU (2/2)


EI1

EI2Ei

F2F2F2F2

F3F3F3F3

Classe frquence (Ei) = min (Classe frquence (EI1), Classe

frquence (EI2))Classe 2 OU Classe 3 --> Classe 2



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Cas dune barrire sappliquant un EI

Donne dentre de lvnement initiateur : Frquence doccurrence

annuelle ou classe de frquence Donne dentre de la barrire : Probabilit de dfaillance lasollicitation ou Niveau de confiance NC

EI Ei


Si travail sur des valeurs :

Si travail sur des classes :Classe de frquence de Ei = Classe de frquence de EI + NC

Ei = EIff

1

Ei

1.0si

1)exp(1)(P


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Problme dunit :Problme dunit :Problme dunit :Problme dunit :


LA PORTE ET entre les EI (1/4) Portes les plus difficiles traiter (Portes rares)

Porte ET traduit la simultanit des 2 vnementsfA

fB????

EIA

EIA


fA * fB

fA en an-1

fB en an-1

fA*fB : an-2 ???

P(EI A ET EI B) P (EI A) * P (EI B)P(occurrence simultane) P(occurrence la mme anne)

fA

fB

EIA

EIB

=

n

i

iff1

ETporte

Traitement erron



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LA PORTE ET entre les EI (2/4)

P (EI1 ET EI2)


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2me cas : Cas de deux vnements de dure non ngligeable


EI A

fA

fB

EIA

EIBEi ????


vnements temporels qui se caractrisent souvent par unesuccession de phases o EI est prsent et dautres o EI nonprsent.

Traitement complexe de la porte ET

tEI B



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Exemple : probabilit pour que deux racteurs A et B (identiques)soient simultanment en phase critique de raction

Si F est la frquence annuelle de passage en phase critique dunracteur

g g g p q p



o DA et DB sont les dures de temps lanne des phasescritiques.

Gnralisation plusieurs EI : Traitement complexe de la porte ET

)D(DFFF BABA +

La porte ET


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Exemple dune vraie porte ET :Exemple dune vraie porte ET :Exemple dune vraie porte ET :Exemple dune vraie porte ET :

Rservoir deRservoir deRservoir deRservoir de

rcuprationrcuprationrcuprationrcupration


Soupape du racteur ASoupape du racteur ASoupape du racteur ASoupape du racteur ASoupape du racteur BSoupape du racteur BSoupape du racteur BSoupape du racteur B

Eclatement du rservoirEclatement du rservoirEclatement du rservoirEclatement du rservoir

Ouverture de la soupape AOuverture de la soupape AOuverture de la soupape AOuverture de la soupape A

Ouverture de la soupape BOuverture de la soupape BOuverture de la soupape BOuverture de la soupape B

FFFFAAAA = frquence douverture / an= frquence douverture / an= frquence douverture / an= frquence douverture / anDDDDAAAA = dure douverture= dure douverture= dure douverture= dure douverture

FFFFBBBB = frquence douverture / an= frquence douverture / an= frquence douverture / an= frquence douverture / anDDDDBBBB = dure douverture= dure douverture= dure douverture= dure douverture

F = FF = FF = FF = FAAAA * F* F* F* FBBBB (D(D(D(DAAAA + D+ D+ D+ DBBBB))))



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g g g p q p

LA PORTE ET entre un ERC et un ES (1/1)f

p

ERC

ES

PHD ????

=

Donne dentre de lvnement secondaire : Probabilit


ESPHD ERC

1

PHD

1.0si1)(-exp-1=

1)exp(1)(P


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Synthse des rgles d agrgation

EI

EI

EIEi

f1f1f1f1

f2f2f2f2

f3f3f3f3

+ 21 fffEi =

+++ 4321 fffffERC=


EI

EI

EI

ERC

Ei

PhD 1

PhD 2

ES

f4f4f4f4

f5f5f5f5

f6f6f6f60Eif

)p-(1 ES1 = ERCPhD ff

ESERCPhD pff =2

-1

111 an0.1i


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Exercices


- xerc ce n

- Finalisation du NP rupture guillotine du bras dedchargement camion : Quantifier le nud papillon


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Glossaire (1/1)Accident : Evnement non dsir [ ] rsultant de dveloppements incontrls


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Accident : Evnement non dsir [] rsultant de dveloppements incontrls

[] qui entrane des consquences / dommages []. C est laralisation dun PHD, combine la prsence de cibles vulnrablesexposes aux effets de ce PH

Dispositif passif : Barrire technique ayant pour objectif de remplir une fonction descurit sans apport d'nergie extrieure ni mise en uvre de systmemcanique (murs coupe feu, cuvette de rtention,).

Dispositif actif : Barrire technique ayant pour objectif de remplir une fonction descurit sans apport d'nergie extrieure avec mise en uvre desystme mcanique (soupape, clapet anti-retour,).

Systme Instrument de Scurit : Barrire technique compose d'une combinaison de capteurs, d'units


e ra emen e ac onneursSystme Action Manuelle de Scurit : Barrire constitue d'lments techniques et organisationnels.Mesures de pr-drive : Mesures qui ont pour vocation prvenir un enchanement non

matris dvnements. Elles permettent de vrifier de faonsystmatique que les conditions de scurit sont effectives avant decommencer une activit risques.

Mesures de rattrapage : Mesures qui prennent place au cours ou en aval de l activit ou du

procd susceptible de prsenter de risques daccident majeur et dontla fonction sera de dtecter une drive et de revenir dans une plage defonctionnement en scurit et/ou d agir en vue de limiter les effets duPH.

Watch Dog (Chien de garde) Dispositif ou logiciel servant surveiller un vnement particulier etagissant (par exemple donnant l'alarme) en cas de dysfonctionnement.

Rfrences


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Rfrences

Rapport INERIS n46036 27/03/2006 - Programme EAT-D RA 34 - Opration j - Intgration de la dimensionprobabiliste dans l analyse de risque - Partie 2 : Donnes quantifies

Rapport INERIS n46036 -02996A 20/12/2006 - Program me EAT-DRA 34 - Opration j - Intgration de ladimension probabiliste dans l analyse de risque - Mthode de quantification probabiliste dans l analyse derisques


Rapport INERIS 9 - Etude de dangers d'une installation classe- 2006

Rapport INERIS

10 - Evaluation des dispositifs de prvention et de protection utiliss pour rduire lesrisques d'accidents majeurs : Evaluation des Barrires Techniques de Scurit - 2005 Rapport INERIS 20 - Dmarche dvaluation des Barrires Humaines de Scurit - 2006 Base de donnes relative aux barrires techniques de scurit : BADORIS [http://badoris.ineris.fr] Fiche n7 - EDD : Mesures de matrise des risques f ondes sur une intervention humaine - MEDD, 28/12/06 Fiche n8 - EDD : Traitement spcifique de certains vnements initiateurs - MEDD, 28/12/06


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Approche de type arborescente, largement utilise (approche

probabiliste ou dterministe de la gestion des risques) Combinaison dun arbre des dfaillances et dun arbre

Quelques rappels sur le nud papillon (1)


Permet de dcrire compltement les scnarios daccident autourdun mme vnement redout central

Permet de positionner les barrires de scurit et favorise leur

valorisation

SCENARIO


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EIn 1

EIn 2EI

Ein 3

EI

ERC

ERS

Ph D

EFF

EFFPh DET

OU

OUvnement Indsirable

vnement Initiateur

vnement RedoutCentral

Phnomnes Dangereux


Arbre dvnements

EIn 4

EC 5EI EI ERS Ph D

EFF

EFF

Arbre de

dfaillances

Barrires de scurit

Prvention Protection

OU

vnement Courant

Effets


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78/79

Objectif de lexercice

Mise en application des principes dagrgation probabiliste


Quantification d un nud papillon avec barrires (1/1)

Dtectionincendie

TSH sureau => 10101010----3333/an/an/an/an


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Ruineracteur

Monte enpression

Feu souscapacit

Embaltraction

Tropractif A

Perterefroidisst

Soupapesvacuant latm

enhauteur

incendie=>

sprinkler

eau >

arrtintrod.ractifs

Dimensionnementquelque soit la cause ?

F1F1F1F1

F1F1F1F1 NC 1NC 1NC 1NC 1

F3F3F3F3

NC 1NC 1NC 1NC 1

NC 2NC 2NC 2NC 2

10101010----5555/an/an/an/an

Nuagetoxique

////


Dfautrgul. T

ractif B

Tropcatalyseur

Suivi P etT =>injectioninhibiteur

PSH =>mise enscurit

racteur*

* : sprinklage, arrt introduction ractifs, refroidissement max

Chef dequart

contrlela

quantit+ analyse

labo



F2F2F2F2

F0F0F0F0

FrquenceFrquenceFrquenceFrquenceannuelle desannuelle desannuelle desannuelle des

EiEiEiEi

NC 3NC 3NC 3NC 3(2+1)(2+1)(2+1)(2+1)

F3F3F3F3

NC 2NC 2NC 2NC 2

[err ra B = 0][err ra B = 0][err ra B = 0][err ra B = 0]

NC 1NC 1NC 1NC 1

[trop cata=0][trop cata=0][trop cata=0][trop cata=0]

Sourced'inflammation

Explosion

p=0.1p=0.1p=0.1p=0.1

10101010----6666/an/an/an/an

Documents

Formation RA 47-1