MA-RSK Analyse des risques des machines La Norme ISO 12100-1/2

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Bernard Schneider

Haute Ecole d’Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud CH-1400 Yverdon-les-Bains

MA-RSK

Analyse des risques des machines La Norme ISO 12100-1/2

Sécurité des machines Notions fondamentales

Terminologie, méthodologie, principes

Table des matières

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires

informations pour l’utilisation

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Phénomènes dangereux mécaniques

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires informations pour l’utilisation

3 MA-RSK / ISO 12100 Haute École d’Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud

Phénomènes dangereux mécaniques

Dangers écrasement cisaillement

coupure ou sectionnement happement, enroulement

entraînement ou emprisonnement choc

perforation ou piqûre frottement ou abrasion

injection de fluide sous haute pression

phénomènes dangereux d’éjection

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Phénomènes dangereux mécaniques

Prévention intrinsèque

dispositifs d’écartement et d’éloignement limitation de force et d’énergie

protections fixes protections mobiles

portes avec détection d’ouverture etc.

Prévention active détection de présence commande bimanuelle etc.

Phénomènes dangereux électriques

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires

informations pour l’utilisation

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Phénomènes dangereux électriques

Effets de l’électricité dans le corps humain Dépendent du courant et non de la tension

Ce courant dépend :

de la tension appliquée, et

de la résistance du circuit, incluant celle du corps

La résistance du corps humain dépend

de la peau (sèche ou mouillée)

du parcours du courant à travers le corps de la taille, du poids et de l’état physique de la personne

Les effets dépendent

des organes traversés par le courant du temps de passage du courant de la fréquence

Phénomènes dangereux électriques

Évaluation de la résistance électrique du corps humain

Grandeurs Abréviation Formule

Valeur min. Valeur max.

Résistance

Corps humain R_K Env. 500 Ω Env. 1’500 Ω

Passage par la

peau R_H 0 Ω

(peau mouillée)

4’000 Ω (peau sèche)

Vêtements-sol R_B

0 Ω (sol en béton

mouillé)

10’000 Ω (chaussures sèches à

semelles isolantes) Total R_tot=

R_K+ R_H+ R_B 500 Ω 16’000 Ω Courant résultant I = 230 V/R_tot 460 mA 15 mA

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Phénomènes dangereux électriques

Effets directs d’une électrocution

effet tétanisant (dès ~10 mA)

crispation des muscles, « non lâcher » blocage des muscles respiratoires fibrillation ventriculaire (~100 à ~300 mA)

oscillation désordonnée du cœur effet irréversible, même lorsque le courant est interrompu effet thermique

brûlures externes et internes

dégâts aux nerfs et organes internes effet chimique

(électrolyse, surtout en DC)

Phénomènes dangereux électriques

Effets secondaires d’une électrocution mouvement de recul

chute d’une échelle prise dans une machine

le feu

vêtements enflammés

fracture osseuse pendant la tétanisation musculaire

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Phénomènes dangereux électriques

Contact direct par maladresse, imprudence, malchance ou ignorance

toucher simultanément un conducteur sous tension et la terre (cas le plus fréquent) toucher des conducteurs sous tension

utiliser des appareils manifestement défectueux s’approcher de trop près d’une ligne à haute tension (arc) foudre

tension de pas

Phénomènes dangereux électriques Contact indirect avec un conducteur mis accidentellement sous tension

défaut d’isolement contact fortuit par un outil

échelle métallique touchant une ligne à haute tension contact par un liquide arrosage d’un moteur électrique

contact accidentel avec une canalisation électrique utilisation d’une perceuse

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Phénomènes dangereux électriques

Moyens de protection pour les personnes empêcher les courants dangereux de s’établir dévier le courant de défaut

détecter et interrompre immédiatement le courant de défaut

empêcher les contacts fortuits

indice de protection IP 20 ou mieux

Phénomènes dangereux thermiques

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires

informations pour l’utilisation

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Phénomènes dangereux thermiques Brûlure

Source : Université de Paris Faculté de Médecine

Unité d’Ergonomie

Phénomènes dangereux thermiques Gelure

Source : Université de Paris Faculté de Médecine

Unité d’Ergonomie

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Phénomènes dangereux acoustiques

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires informations pour l’utilisation

Phénomènes dangereux acoustiques

Ordres de grandeurs mesures en dB (a)

échelle logarithmique

Réduction du bruit

si 10 machines produisent 90 dB, 1 seule machine produit encore 80 dB ! isolations acoustiques Protection des personnes

casque

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Phénomènes dangereux acoustiques

Valeur limite d’exposition des travailleurs 87 dB (A) / 200 Pa crête

100% de risque

Gênant,

mais non dangereux

Cote de danger Présomption de danger

Cote d’alarme Danger

Source : APAVE

Autres phénomènes dangereux

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires informations pour l’utilisation

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Autres phénomènes dangereux

Phénomènes vibratoires

Oscillations transmises aux personnes par les solides Phénomènes engendrés par les rayonnements

Rayonnements ionisants

sources radioactives rayons X

Rayonnements non ionisants

champs électromagnétiques (fours à inductions, micro-ondes, ...) rayonnement infrarouge, visible et ultraviolet

rayonnement Laser

Autres phénomènes dangereux

Phénomènes engendrés par les matériaux Matériaux et substances traitées et utilisées Produits dégagés par les machines

Danger résultants

de l’exposition, par ingestion, par inhalation

effets nocif, toxique, corrosif, cancérogène, mutagène, irritant, ...

effets biologiques et microbiologiques d’incendie

d’explosion

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Autres phénomènes dangereux

Phénomènes physiologiques et psychologiques Ergonomie mal adaptée

postures inadéquates efforts excessifs, répétitifs

stress dû à une machine au limites de son utilisation normale

Phénomènes de glissade, trébuchement, chute État des sols, moyens d’accès inadaptés

Enfermement

Risque de rester enfermé dans une machine ou installation, sans pouvoir demander de l’aide

Processus de réduction du risque

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires informations pour l’utilisation

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Processus de réduction du risque Principes de base

Si rien n’est fait, la présence d'un phénomène dangereux sur une machine entraînera tôt ou tard un dommage

Les mesures de prévention sont une combinaison

des mesures prises par le concepteur des mesures prises par l'utilisateur

les mesures qui sont intégrées au stade de la conception sont plus efficaces que celles qui sont mises en œuvre par l'utilisateur

Processus de réduction du risque

Processus à charge du concepteur, selon ISO 12100-1 Appréciation le risque

sur la base des limites et de l’utilisation normale de la machine

Mesures de prévention à charge du concepteur

mesures de prévention intrinsèque exemple : distances de protection

mesures de protection et de prévention complémentaire

exemple : détecteur de personnes déclenchant un arrêt machine informations pour l’utilisation

signalisations, avertisseurs sur la machine manuel d’instructions

Mesures de prévention à charge de l’utilisateur

organisation, méthodes de travail, adéquation des ressources, équipement de protection, respect des consignes, formation

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Processus de réduction du risque

Processus à charge du concepteur, selon ISO 12100-1

Voir aussi BGIA Report page 32, figure 5.3

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MA-RSK / ISO 12100 Haute École d’Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud

Risque résiduel Risque acceptable Risque

initial

Mesures de protection intrinsèque

(ISO 12100-2, chap. 4)

Mesures de prévention et de protection complémentaires

(ISO 12100-2, chap. 5)

Information sur l’utilisation

(ISO 12100-2, chap. 6) client

Prévention intrinsèque

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires informations pour l’utilisation

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Prévention intrinsèque

Définition

(ISO 12100-1, §3.19, et ISO 12100-2, chapitre 4)

Mesure de prévention qui, en modifiant la conception ou des caractéristiques de fonctionnement de la

machine et sans faire appel à des moyens de protection, élimine des phénomènes dangereux ou réduit le risque lié à ces phénomènes

La prévention intrinsèque consiste à éviter les phénomènes dangereux ou à réduire les risques par un choix judicieux des caractéristiques de conceptionde la machine

La prévention intrinsèque constitue la première et la plus importante étape du processus de réduction du risque, car les mesures de prévention qui sont incluses dans les caractéristiques de la machine ont de bonnes chances de rester efficaces en permanence; en revanche, l'expérience prouve qu'une protection, même bien conçue, peut présenter une défaillance ou être contournée, et que

l'information pour l'utilisation peut ne pas être suivie.

Prévention intrinsèque

Facteurs géométriques

Visibilité de l’opérateur dans les zones dangereuses

Concevoir la machine de manière à ce que l’opérateur puisse, depuis le poste de commande, s’assurer que personne ne se trouve dans la zone dangereuse (éviter les angles morts ou prévoir des miroirs)

Forme et position relative des composants mécaniques

Augmenter l’écartement minimal entre les pièces en mouvement pour éviter l’écrasement et le cisaillement

Diminuer cet écartement pour empêcher l’accès entre ces pièces

Pas d’arêtes vives ni de pièces saillantes dans les parties accessibles

Posture de travail adéquate, accessibilité aux organes de

service

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Prévention intrinsèque

Facteurs géométriques

exemple : empêcher l’accès aux zones dangereuses

situation avantamélioration

Source : APAVE

Prévention intrinsèque

Facteurs géométriques

exemple : empêcher l’accès aux zones dangereuses

situation aprèsamélioration

Source : APAVE

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Prévention intrinsèque

Aspects physiques

limitation de l’effort d’entraînement

limitation de l’énergie cinétique (vitesse et/ou masse) limitation des émissions (bruit, matières, rayonnements) réduction des vibrations (modifications des masses) etc.

exemples :

pression de contact sur la peau inférieure à 50 N/cm²

force sur le corps inférieure à 75 N (constant) et 150 N (max.)

« très basses tensions électriques »

< 25 V_ACou 60 V_DC(locaux secs, faibles surfaces)

< 6 V_ACou 15 V_DC(autres cas)

Prévention intrinsèque

Dimensionnement général de la machine

Une machine bien dimensionnée subira moins de défauts inattendus, souvent causes de phénomènes dangereux

limitation des contraintes mécaniques prévention de la fatigue et de l’usure équilibrage statique et dynamique

matériaux adéquats (corrosion, toxicité, inflammabilité, ...)

émissions maîtrisées (bruit, vibrations, substances, rayonnements)

Les composants et ensembles essentiels pour la sécurité doivent être dimensionnés avec des marges suffisantes

câbles de levage de personnes

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Prévention intrinsèque

Choix adéquat des technologies

exemple : systèmes pneumatiques en atmosphère explosible, ou équipements électriques « à sécurité intrinsèque »

Principe de l’action mécanique positive

Si un organe mécanique en mouvement entraîne

inévitablement un autre organe, par contact direct ou par l'intermédiaire d'éléments rigides, on dit que ces organes sont liés suivant le mode positif

exemple : ouverture d’un contact électrique dans un détecteur d’ouverture de porte

contre-exemple : organe mécanique entraîné par gravité ou sous l’effet d’un ressort, lorsqu’un autre organe se déplace et libère le mouvement du premier

Prévention intrinsèque

Stabilité

distribution des masses

efforts dynamiques (mouvements d’organes de la machine) environnement (sol, vent, ...)

etc. (dans toutes les phases de la vie de la machine) Maintenabilité

accessibilité, facilité de manutention

limitation des outils et accessoires spéciaux Ergonomie

réduire la charge physique et mentale de l’opérateur choix, disposition et identification des organes de service choix, conception et disposition des organes de commande

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Prévention intrinsèque

Prévention au niveau de la commande Causes de comportement dangereux

mauvaise conception ou altération du logiciel défaut de composants du système de commande perturbations dues à la fluctuation des alimentations ...

Exemples typiques de comportement dangereux

mise en marche intempestive ou inattendue variation incontrôlée de la vitesse

impossibilité d’arrêter des éléments en mouvement éjection d’un élément mobile de la machine

mouvement résultant de la neutralisation d’une protection ...

Prévention intrinsèque

Mise en marche et arrêt

L’activation d’une source d’énergie (électrique, hydraulique, etc.) ne doit provoquer aucune mise en mouvement

La mise en marche doit résulter d’une commande positive

établissement d’une tension électrique (ex. : par un contact) établissement d’une pression (ex. : par une vanne)

L’arrêt ou le ralentissement doit résulter de l’annulation de la commande positive

logique dite à « courant actif » : un fil coupé entraîne l’arrêt

Interdiction du redémarrage spontané lorsqu’un arrêt et dû

à une coupure d’alimentation, et que celle-ci est rétablie

Fonction d’arrêt garantie même sans alimentations

Autosurveillance des fonctions de sécurité

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Prévention intrinsèque

Fonctions de sécurité assurées par logiciel Les équipements programmables sont autorisés ... mais ils doivent être suffisamment fiables

référence : normes IEC 61508-1 et suivantes

Distinction

logiciel interne (ou logiciel système) logiciel d’application

Recommandation : Le logiciel d’application ne devrait pas être reprogrammable par l’utilisateur

Sinon : Verrouillage à clé ou par mots de passe réservés aux personnes autorisées (et donc ... formées)

voir aussi : ISO 12100-2, § 4.11.9 et IEC 61204-1

Prévention intrinsèque

Limitation de l’exposition aux danger

L'augmentation de la fiabilité de toutes les parties

constitutives d'une machine réduit la fréquence des incidents nécessitant une intervention corrective et, de ce fait, réduit l'exposition aux phénomènes dangereux

L'automatisation des opérations de manutention (chargement/déchargement, etc.) réduit l'exposition des personnes aux phénomènes dangereux qui se produisent dans les zones de travail

Le placement judicieux des points de maintenance à l’extérieur des zones dangereuses (réglage, graissage, etc.) diminue le besoin d’intervention dans ces zones

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Protections (protecteurs)

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires informations pour l’utilisation

Protections (protecteurs)

Définitions

(ISO 12100-1, §3.25 et §3.26, et ISO 12100-2, chapitre 5)

Un protecteur est une barrière physique empêchant l’accès à une zone dangereuse

un protecteur fixene peut être ouvert qu’avec un outil donc par une personne formée

un protecteur mobilepeut être ouvert sans outil donc par l’opérateur et par n’importe qui, non formés

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Protections (protecteurs)

Définitions

Un protecteur avec dispositif de verrouillage assure, avec la commande, les fonctions suivantes :

les fonctions dangereuses de la machine dans la zone protégée par le protecteur ne peuvent pas s’accomplir s’il n’est pas fermé

l’ouverture du protecteur provoque un ordre d’arrêt

la fermeture du protecteur ne provoque pas le démarrage à elle seule

Un protecteur avec dispositif d’interverrouillage assure, avec la commande, les fonctions suivantes :

les fonctions dangereuses de la machine dans la zone protégée par le protecteur ne peuvent pas s’accomplir s’il n’est pas fermé

le protecteur reste bloqué et fermé tant que le danger existe

la fermeture du protecteur ne provoque pas le démarrage à elle seule

Protections (protecteurs)

Définitions

Un dispositif de protection est un moyen de protection autre qu’une barrière physique

un dispositif de verrouillageempêche certaines fonctions

dangereuses de s’accomplir, par exemple tant qu’un protecteur n’est pas fermé

un dispositif de validationpermet à une machine de fonctionner lorsqu’il est actionné de façon continue par l’opérateur

un dispositif de commande bimanuellen’assure que la protection de la personne qui l’actionne

un équipement de protection sensibledétecte une présence et envoie à la commande un signal destiné à réduire le risque

barrière lumineuse, tapis sensible à la pression, ...

un dispositif de retenue mécaniqueinsère un obstacle mécanique au mouvement dangereux (coin, etc.)

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Mesures de prévention complémentaires

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires informations pour l’utilisation

Mesures de prévention complémentaires

Définitions

(ISO 12100-2, chapitre 5)

Il s’agit de mesures de prévention autres que les protecteurs et dispositifs de protection, par exemple :

Fonction d’arrêt d’urgence

clairement identifiable, bien visible, facilement accessible arrêt aussi rapide que possible du processus dangereux

sinon, il est peut-être inutile

ne peut être réarmé qu’à l’emplacement où il a été activé le réarmement ne doit pas provoquer le redémarrage En cas de risque d’emprisonnement:

issues de secours, refuges

moyens de communication pour appels à l’aide ...

etc.

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Mesures de prévention complémentaires

Contribution du système de commande

Les mesures de prévention peuvent aussi faire appel au système de commande

La part du système de commande peut être plus ou moins importante Voir ISO 13849-1

part faible part élevée

Risque résiduel Risque acceptable

Mécanique, etc. Commande

Méc., etc. Commande

client

Mesures de prévention complémentaires

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Informations pour l’utilisation

Phénomènes dangereux à prendre en compte mécaniques

électriques thermiques acoustiques autres

Processus de réduction du risque principes de base

prévention intrinsèque protections

mesures de prévention complémentaires informations pour l’utilisation

Informations pour l’utilisation

Définitions

(ISO 12100-2, chapitre 6)

Informations destinées aux utilisateurs

professionnels ou non-professionnel Vecteurs de communication :

textes, signaux, symboles, diagrammes, etc.

Instructions pour l’usage normal de la machine

en tenant compte de tous ses modes de fonctionnement

Information de l’utilisateur sur les risques résiduels

besoins de formation équipements de protection

risques résultant d’une mauvaise utilisation de la machine

Information relative à tout le cycle de vie de la machine

transport, installation, utilisation, réglages, nettoyage, maintenance mise hors service, démontage, mise au rebut

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Informations pour l’utilisation

Emplacement et nature des informations sur ou dans la machine

dans la documentation d’accompagnement sur l’emballage

signaux et avertissements disposés hors de la machine

 Expressions normalisées pour les avertissements ! distinguer les instructions destinées à un personnel qualifié de celles destinées aux personnes non qualifiées

en particulier : pour la maintenance

Langue

Les informations pour l’utilisation doivent être fournie dans la langue (ou les langues) officielle du pays où la machine est installée pour la 1

^ère