Analyse de risques et sécurité machine

Par la suite, une autre constatation de la liste des interactions est que l’opérateur doit ajuster et transmettre plusieurs paramètres au système. Ceci implique assurément l’usage d’interfaces utilisateurs, autrement dit des interfaces humain-machine (IHM), supplémen- taires à ceux du concept initial (seulement des stations de boutons). Pour ajouter, plusieurs composants du système doivent se trouver à une position ou un état connus (p. ex. plateau rotatif, axes moteurs du microscope, robot, etc.) et la PC n’a pas la capacité de piloter certains d’entre-eux (contraintes de l’équipement imposé).

Tableau 3.4 Sommaire des interactions utilisateur-machine pour différents stades du processus ou cycle métallographique (pré-, inter-, post-processus)

Stade du processus Interaction utilisateur-machine

Pré Mesurer et fournir l’épaisseur initiale de l’échantillon et de son emplacement de travail (localisation) dans le porte-échantillon

Pré Ajuster et préparer le plan initial de travail de l’échantillon

Pré Prérégler les paramètres de contrôle machine (pressions, coordonnées relatives de l’équipement, etc.)

Pré | Inter Fournir et ajuster les paramètres de recette du processus

Pré | Inter Déplacer manuellement le plateau rotatif de la station de préparation de surface à sa position de référence

Pré Aligner manuellement l’axe Y du microscope pour positionner l’échantillon dans le champ optique du microscope

Pré Mesurer et fournir la position de l’axe Y de la station de caractérisation par rapport à une position de référence

Pré Déterminer et fournir la position relative du sous-système de caractérisation par rapport au bras manipulateur (station découplée de la structure principale) Pré Déterminer la région à caractériser depuis l’échantillon (position relative aux axes

X, Y et Z du microscope)

Pré | Post Mise sous/hors énergie de l’équipement

Pré | Inter | Post Installer, changer et récupérer la matière d’œuvre aux stations de préparation de surface et de nettoyage

Pré | Inter | Post Produire, récupérer et manipuler des données métallographiques (images, me- sures, positions, paramètres, etc.)

Pré | Inter Démarrer et arrêter des séquences Pré | Inter | Post Nettoyer et lubrifier les stations

3.4.2

Modes et états opérationnels

Afin de concevoir un système automatisé, il est essentiel de prévoir dès le début de la conception toutes les situations de marche et d’arrêt de l’équipement. Pour les besoins du projet, seules les situations jugées essentielles au bon fonctionnement du système, fon- dées sur l’analyse des opérations, sont retenues. La recherche des modes opérationnels de l’équipement s’est principalement basée sur l’outil GEMMA (Guide d’étude des modes de marche et d’arrêt) élaboré par l’ADEPA (Agence nationale pour le développement de la

production automatisée). Brièvement, le GEMMA est un document structuré permettant une approche guidée et systématique. Cette méthode permet d’exprimer clairement les besoins en mode de marche et d’arrêt d’un système automatisé. L’annexe B donne un exemplaire de cet outil graphique. Le GEMMA se divise en deux zones distinctes :

– La PC hors énergie, – La PC sous énergie.

À la PC sous énergie, le GEMMA définit trois familles de procédures :

– Les procédures de fonctionnement (F), – Les procédures d’arrêt (A),

– Les procédures en défaillance (D),

ainsi que les zones de production et hors production. Dans le cas du projet, la zone de production est considérée comme étant la phase d’utilisation normale de l’équipement. Après quelques révisions du GEMMA, l’étude conclut que les modes présentés au tableau

3.5 sont indispensables au bon fonctionnement du système.

Tableau 3.5 Liste des procédures de marche et d’arrêt retenues

Repère Désignation Description

F1 Production normale Cet état permet au système de fonctionner normalement : c’est l’état pour lequel il est conçu.

F4 Marche de vérification dans le désordre

Cet état permet la vérification dans le désordre des différents ac- tionneurs du système automatisé sans nécessairement respecter l’ordre de fonctionnement normal. Cet état correspond le plus sou- vent au mode manuel.

A1 Arrêt dans l’état initial

Cet état indique que le système est arrêté à son état initial ou de repos. C’est à cet état que le système se trouve avant de passer à un mode de production normale ou tout autre mode de marche. A5 Préparation pour remise

en route après défaillance

Cet état permet de rétablir le système après une défaillance dans une position qui lui permettra de remettre en route le système. L’opérateur doit parfois manuellement intervenir pour dégager, net- toyer ou vider le système.

A6 Mise de la PO dans l’état initial

Cet état permet de ramener le système manuellement ou automa- tiquement à une position initiale, soit à un état connu et reconnu par le système.

D1 Arrêt d’urgence Cet état permet de gérer le système lors d’un arrêt d’urgence.

3.4.3

Analyse de risques et sécurité machine

Comme discuté à la section3.4.1, certaines opérations du processus métallographique im- pliquent l’utilisation d’équipement et de matériels comportant un degré de risque à la santé et sécurité de l’utilisateur. C’est pourquoi, il a nécessité la réalisation de deux analyses de risques : 1) une analyse avec l’aide du groupe d’IBM selon leurs standards ; 2) une ana-

lyse selon le modèle du Laboratoire de caractérisation des microsystèmes et de synthèse des matériaux (LCSM) de l’Institut interdisciplinaire d’innovation technologique (3IT) de l’Université de Sherbrooke. Ces analyses ont permis d’identifier les dangers, d’évaluer et caractériser les risques, et de déterminer et valider les moyens de prévention en lien avec l’équipement et de son utilisation. Ces rapports sont donnés sous la forme de documents numériques avec ce mémoire.

Notamment, ces analyses ont contraint certaines fonctionnalités du système en ce qui concerne l’alimentation énergétique de l’équipement opératif. Pour répondre aux exigences de sécurité, l’équipement de métallographie s’est muni de technologies de sécurités et de protections respectant un niveau de sécurité de catégorie 4 tel que défini par la norme inter- nationale ISO-13849-1. De plus, la sélection de composants, le câblage et la réalisation des cabinets électriques suivent plusieurs standards et normes canadiennes en matière de sécu- rité machine tels que ULC (Les Laboratoires des assureurs du Canada), CSA (Association canadienne de normalisation), ISO (Organisation internationale de normalisation) et IEC (Commission électrotechnique internationale). Bref, le tableau 3.6 résume les fonctions primaires de sécurité retenues pour l’équipement de métallographie.

Tableau 3.6 Fonctions de sécurité du système de Métallographie 3D

Fonction de sécurité Solution technique Description

Arrêt d’urgence

Boutons d’arrêt d’urgence et technologie câblée redondants de CAT. 4

Provoque un arrêt momentané en coupant toutes les sources d’énergie et d’opérations dangereuses

Réarmement Bouton de réarmement et tech- nologie câblée de CAT. 4

S’assure que les conditions de sécurité sont conformes pour la mise sous énergie de la PO à la suite d’un arrêt d’urgence ou la mise hors route de celle-ci

Détection de

l’ouverture des portes

Interrupteurs de sécurité et technologie programmée de sé- curité CAT. 4

Surveille l’état des portes du niveau supérieur de l’enceinte donnant accès à la PO au poten- tiel dangereux

Activation de l’énergie opérative

Technologie programmée et câ- blée de sécurité de CAT. 4

Contrôle les préactionneurs distribuant l’éner- gie à l’ensemble de la PO

Sélection de modes Technologie programmée de sé- curité de CAT. 4

Surveille l’état du sélecteur de mode opéra- tionnel de l’équipement (auto. / manu.) Détection de fuite d’eau Détecteur d’eau et technologie

câblée

Surveille la présence d’eau dans la cuve de ré- tention et coupe la ligne principale d’eau en cas de fuite

Détection de trop-plein Interrupteur à flotteur et tech- nologie câblée

Surveille un seuil d’eau dans la cuve de net- toyage et coupe la ligne principale d’eau en cas de trop-plein