Chapitre 4. Evaluation de et pour la sécurité
4.2. Développement d’une approche d’identification et de ventilation des risques selon les
4.2.3. Développement d’une approche d’identification et de ventilation du risque
La ventilation du risque en fonction des phases de la conception demande, dans l’ordre :
d’identifier la source du phénomène dangereux en faisant le lien entre la source des phénomènes dangereux et les conséquences possibles tel que défini dans la norme (par exemple « happement » et « élément en rotation ») ;
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de définir la solution de conception en fonction de la source du phénomène dangereux,
(par exemple la solution de conception « élément en rotation » et « énergie mécanique ») ;
de déterminer le lien entre chaque solution de conception et les phases de conception
liées aux risques de types C2, C4 et C6 (par exemple la solution de conception « énergie mécanique » et la phase de conception conceptuelle P2 est liée à un risque de type C2).
Le mot « origine », utilisé dans la norme [NF EN ISO 12100, 2010] dans l’expression « Origine des phénomènes dangereux », indique soit le mouvement ou les caractéristiques d’un élément (« élément tournant », « chute d’objet », etc.) soit un paramètre physique (« énergie cinétique », « accélération », etc.). Dans la suite de ce document, nous décrirons les origines des phénomènes dangereux par leurs paramètres physiques. Pour cette raison, nous préférons adopter le terme « source » que celui d’« origine ». Nous nous basons également sur la synthèse réalisée ci-dessus afin de développer notre approche d’identification et de ventilation des risques dans les trois phases de la conception.
4.2.3.1. Identification de la source du phénomène dangereux
La première étape de la démarche consiste à identifier les sources des phénomènes dangereux. Celle-ci a déjà été décrite auparavant dans ce manuscrit.
Ainsi, dans le chapitre 3, nous avons proposé une approche d’ingénierie inverse fonctionnelle pour la sécurité (FRES) afin d’extraire des connaissances sur l’accident et des connaissances sur la conception de la partie du système impliquée dans l’accident. Dans le §3.2.3.2, nous proposons d’établir un ADC à partir des informations obtenues sur l’accident.
La lecture des différents niveaux de l’AdC permet de déterminer les conditions dangereuses (événement dangereux, situation dangereux et phénomène dangereux). A ce niveau, la source et la conséquence de l’ensemble des phénomènes dangereux sont identifiées ; la source du phénomène dangereux se trouvant au 3ème niveau.
4.2.3.2. Ventilation du risque
Une fois la source du phénomène dangereux identifiée, le lien entre celle-ci et une des trois phases de conception doit être établi. Dans le chapitre 3, après avoir présenté l’approche systématique développée par [Pahl et Beitz, 2007], nous avons fait une synthèse sur les caractéristiques influant sur la sécurité du système à chaque phase de la conception. Selon cette synthèse :
- La phase de conception conceptuelle est liée au principe de la solution. A cette phase, on s’intéresse en particulier aux caractéristiques énergétiques utilisée dans le principe de la solution retenue ;
- La phase de conception architecturale est liée à la structure de la solution. On s’intéresse donc ici aux caractéristiques spatiale et temporale, dimensionnelles, géométriques;
- La phase de conception détaillée est liée aux détails de la solution. Cette phase s’intéresse aux caractéristiques de forme des composants.
Nous nous basons sur la liste des sources des phénomènes dangereux mécaniques proposés dans la norme [NF EN ISO 12100, 2010] afin de trouver ce lien. Notre proposition est résumée dans le tableau 4.2. Tout d’abord, pour chaque source de phénomènes dangereux (tableau 4.2 - colonne 1), nous identifions le paramètre physique associé (tableau 4.2 - colonne 2). A partir des paramètres physiques identifiés, nous définissons une classification
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plus générale (tableau 4.2 - colonne 3). Enfin, en comparant avec le processus de conception de la méthode IRAD, nous faisons le lien entre cette classification et les phases de conception (tableau 4.2 - colonne 4 et 5). Ainsi chaque source de phénomène dangereux est associée à une phase de la conception.
Tableau 4.2. Lien entre sources des phénomènes dangereux mécaniques et phase de la conception. source des phénomènes
dangereux mécaniques, 1er classification [NF EN ISO 12100, 2010] Paramètre physique associé 2ème classification 3ème classification Phase de la conception
énergie cinétique énergie énergies
mécaniques
énergies P2
lié au risque C2
accélération, décélération accélération
éléments en mouvement vitesse
éléments en rotation vitesse
rapprochement d'un élément en mouvement avec une pièce fixe
vitesse
énergie accumulée énergie
éléments élastiques énergie
instabilité énergie
chute d'objets accélération de la gravité
mobilité de la machine vitesse
pression élevée pression énergies
hydraulique et pneumatique
vide pression
rapprochement d'un élément en mouvement avec une pièce fixe
distance caractéristiques dimensionnelles caractéristiques dimensionnelles et géométriques P4 lié au risque C4
hauteur par rapport au sol distance
éléments coupants angle caractéristiques
géométriques et formes
fonctionnelles
pièces de forme aiguë angle
pesanteur poids
surface rugueuse, glissante rugosité textures de
surface caractéristiques de forme P6 lié au risque C6
arêtes vives angle formes non
fonctionnelles
La figure 4.2 ci-dessous illustre les caractéristiques de chaque phase de conception en lien avec les risques afin d’aider à la ventilation du risque (risque C2, C4 ou C6).
90 Figure 4.2. Exemples des caractéristiques liées à chaque phase de conception et types de risque associés.
4.2.3.3. Démarche d’identification et de ventilation du risque
Ventiler le risque selon les trois phases de conception demande de se poser une 1ère question : Est-ce que la source du phénomène dangereux est liée à une énergie ?
- Si la réponse à cette question est Oui, le risque est du type risque d’accident (C2). - Si la réponse est Non, il convient de se poser une 2ème question : Est-ce que la source
du phénomène dangereux est liée à des caractéristiques dimensionnelles et géométriques?
Si la réponse de cette question est Oui, le risque est du type risque anthropométrique ou de non fiabilité technique (C4).
Si la réponse est Non, il faut se poser la 3ème et dernière question : Est-ce que la source du phénomène dangereux est liée à des caractéristiques de forme?
Si la réponse à cette question est Oui, le risque est du type risque d’usage (C6).
Dans le cas contraire, il faut reconsidérer le phénomène dangereux et en ré-identifier la source.
La figure 4.3 décrit l’approche proposée. Son point de départ est les connaissances sur les accidents et sur la conception du système ; connaissances obtenues par la mise en œuvre
Caractéristiques énergétiques - Energie mécanique ; - Energie hydraulique ; - etc. Caractéristiques spatiale et temporale, dimensionnelles, géométriques - Caractéristiques dimensionnelles : angulaire, linéaire, taille, hauteur, largeur, diamètre, espace nécessaire, … ; - Caractéristiques géométriques : emplacement, orientation, formes fonctionnelles, … Caractéristiques de forme des composantes - Textures de surface - Formes : forme non fonctionnelles, … Source du phénomène dangereux
Solutions techniques Principe de la solution P2 Structure de la solution P4 Détail de la solution P6 Risque Risques d'accidents C2 Risques anthropométrique ou de non fiabilité technique
C4
Risques d’usage
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de la démarche FRES développée dans le chapitre précédent (chapitre 3). Les résultats obtenus sont l’identification de la source des phénomènes dangereux, la définition du type de risque associé et donc la phase de conception impactée.
Figure 4.3. Ventilation des risques selon les trois phases de conception.
Dans la section suivante, nous évaluons cette approche par son application au cas de l’Arbre de Transmission à Cardans (ATC).
4.2.4. Application : identification et ventilation des risques liés à l’ATC