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L’analyse de risque des ESP dans les études d’ingénierie d’unités industrielles

L’analyse de risque des ESP dans les études d’ingénierie d’unités industrielles « Pétrole & Gaz ». Bruno LEQUIME, Département HSE Etudes Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008. 2 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 Sommaire I. Introduction – la DESP et le contexte international. II. Méthodologie « HSE études » chez Technip. III. Revue du Plan d’Implantation. IV. HAZID V. Quantification des risques. VI. HAZOP VII. SIL VIII. Conception sûre Opérabilité sûre. IX. Conclusion 3 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 I. Indroduction ¦ 1997 – Publication de la DESP 97/23/CE; • En annexe 1: – introduction de la notion d’analyse de risque à charge des fabricants; « ….le fabricant est tenu d’analyser les risques afin de déterminer ceux qui s’appliquent à ses équipements du fait de la pression ... ». - application aux ensembles (soit potentiellement aux unités industrielles selon « orientation 3/9 » ); « La DESP ne prévoit pas de limite à la notion d’ensemble qui peut aller d’un produit standard simple à une importante unité industrielle complexe ». ¦ La pratique à l’ « international » - contexte « Pétrole & Gaz ». • Qqs textes de référence: – Directive N° 96/92/CE (SEVESO). – API RP 752 ‘’ Management of Hazards …..to process plant Building ’’. – Norme CEI 61882, 2001 – « études HAZOP ». Guide d’application. L’ Analyse des risques: une pratique systématique 4 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 II. Méthodologie HSE études; l’approche Technip. STEP 0: Plot Plan Review STEP 1: HAZID Hazard Identification Risk Acceptance Matrix (Companies or TECHNIP) STEP 2: Risk Assessment STEP 3: HAZOP Hazard and Operability Analysis STEP 4: SIL Safety Integrity Level Analysis Safe Design for Safe Operations ALARP Demonstration Company experience TECHNIP Group in house experience, lessons learnt, project specifics 5 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 III. Step 0: Plot Plan Review. ? QUI: revue multi disciplines - ingénierie & exploitant - (safety / process / projet/ piping-installation), ? QUAND: dés que possible. ? COMMENT: compromis à trouver parmi les contraintes et critères propres à chaque spécialité (safety, process, piping-installation,….). Qqs critères: • Distances de sécurité, • Potentiel de danger (batiments occupés, unités de process…..), • Vents dominants, • Sources d’ ignition • …….. 6 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 IV. Step 1: HAZID,’’Hazard Identification’’. ? QUAND: dés que sont disponibles PFDs, Plot Plant, Bilan Matière. ? QUI: revue multi disciplines - ingénierie & exploitant - (safety / process / projet ….), ? COMMENT: • Identification des dangers (environnement, activités humaines (int. / ext.), les procédés de production, stockage, etc…). • Identification – des Causes – des conséquences (fuite, feu, explosion…), – des mesures de compensation, prévues, et complémentaires. Revue d’ identification des dangers et d’ analyse des risques (souvent qualitative). Repose sur une analyse de l’accidentologie + Identification de scenarios d’accidents potentiels. 7 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 Exemple « Table HAZID » IV. Step 1: HAZID,« Hasard Identification ». 8 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 V. Step 2: Risk Assessment Une évaluation quantitative des Risques. La démarche Pour l’homme, les biens matériels, la production (perte de), l’environnement. Sélection des scénarios accidentels Analyse Probabiliste (P) Gravité (G) Calcul du risque et sommation ∑(P x G) Risque acceptable ? Critères d’acceptabilité 9 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 GRAVITE – La fuite V. Step 2: Risk Assessment GRAVITE – Dispersion atmosphérique GRAVITE – Jets enflammés GRAVITE – Feux de nappe / bac GRAVITE – Explosions 10 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 ANALYSE PROBABILISTE (P) ¢ Calculer la probabilité d’occurrence (en fréquence annuelle) de chaque événement accidentel dans chaque section isolable et pour chaque taille de fuite Fdommage = Ffuite x Paggravation x Pdommages Outil de base: > l’arbre d’évènements V. Step 2: Risk Assessment 11 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 III. Step 0: Plot Plan Review. 10-5/an 10-4/an 10-3/an 10-2/an MATRICE D’ACCEPTABILITE DU RISQUE (exemple) Désastreux Catastrophique Majeur Sérieux Modéré Rarissime Extrêmement rare Rare Peu fréquent Occasionnel Source : l'arrêté "Probabilité- Gravité- Cinétique" du 29 septembre 2005 du MEDD 12 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 Risque au matériel – Exemple FPSO V. Step 2: Risk Assessment 13 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 VI. Step 3: HAZOP,«Hazard & Operability Analysis». ? QUAND: dés disponibilité des PIDs, ? QUI: revue multi disciplines - ingénierie & exploitant - safety / process / projet, ? COMMENT: • Analyse systématique et exhaustive de déviation des conditions opératoires (ex. surpression, augmentation de débit, de température…..), – Causes – Conséquences – Identification des mesures compensatoires, prévues, et complémentaires. • Document de référence: CEI 61882:2001, « études HAZOP », Guide d’application. Analyse des effets de déviations des conditions d’exploitation sur la sécurité et l’opérabilité du projet (souvent qualitative). 14 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 Exemple « Table HAZOP » VI. Step 3: HAZOP,«Hazard Operability Analysis». 15 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 VII. Step 4: Revue SIL,«Safety Integrity Level Analysis». ? OBJECTIF: spécifier le niveau d’intégrité de sécurité des SSIs, ? QUAND: après la revue HAZOP, ? QUI: revue multi disciplines - ingénierie & exploitant - instrumentation / safety / process / projet, ? COMMENT: • Analyse des conséquences des défaillances des SSIs et des risques pour l’homme, les biens, l’environnement, • Spécification d’un niveau requis d’intégrité de sécurité // niveau de risque. • Proposition éventuelle de mesure(s) compensatoire(s). • Doct de référence : IEC 61508 Etude d’analyse des risques liés aux défaillances des systèmes de sécurité instrumentés (SSIs - interlocks). 16 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 Exemple « Table SIL » VII. Step 4: Revue SIL,«Safety Integrity Level Analysis». 17 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 ? Démontrer que les risques sont « ALARP », ? Assurer une « conception sûre pour une exploitation sûre », dont la conformité aux Directives. 5 étapes d’analyses des risques selon des méthodes complémentaires avec pour objectifs: VIII. Safe Design for Safe Operations. 18 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 extrait table analyse de risque DESP (intégration d’une unité) VIII. Safe Design for Safe Operations. 19 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 IX. CONCLUSION Parmi les taches d’ingénierie, l’analyse des risques est une étape systématique et fondamentale, dans la conception de toute nouvelle unité industrielle. Le processus présenté, est appliqué de façon quasi universelle à toutes activités industrielles, mais aussi à d’autres secteurs. Il satisfait aux prescriptions de la DESP en adoptant un formalisme spécifique pour les risques liés à la pression. 20 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 Glossaire ALARP : ALARP : As Low As Reasonably Practicable / Achievable As Low As Reasonably Practicable / Achievable DAL : DAL : Design Accidental Loads Design Accidental Loads ESDV: ESDV: Emergency Shut Emergency Shut- -Down Valve Down Valve FPSO : FPSO : Floating Production Storage and Offloading Floating Production Storage and Offloading HAZAN : HAZAN : Hazard Analysis Hazard Analysis HAZID : HAZID : Hazard Identification Hazard Identification HAZOP : Hazard and Operability study HAZOP : Hazard and Operability study HSE : HSE : Hygi Hygiè ène ne S Sé écurit curité é Environnement Environnement IEC IEC : International International Electrotechnical Electrotechnical Comission Comission IR : IR : Individual risk Individual risk PFD : PFD : Process Flow Diagram Process Flow Diagram PID : PID : Process and Instrumentation Diagram Process and Instrumentation Diagram QRA : QRA : Quantitative risk assessment Quantitative risk assessment SIL : SIL : Safety Integrity Level Safety Integrity Level 21 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 Textes de référence (1/2) ? AFNOR – Norme NF EN ISO 17776 - Petroleum and natural gas industries - Offshore production installations - Guidelines on tools and techniques for hazard identification and risk assessment (06/01/2002). ? AIChE (American Institute of Chemical Engineers) – Guide lines for Hazard Evaluation Procedures, Wiley-AIChE, 2ème edition (April 15, 1992). ? API Recommended Practice 752 – Management of Hazards Associated with Location of Process Plant Buildings – second edition, November 2003. ? CPR 18E, 1999 – “Purple Book”, Guidelines for quantitative risk assessment, CPR 18E, Committee for the prevention of disasters, Den Haag, 1999 – QRA. ? Directive n° 96/82/CE «concernant la maîtrise des dangers liés aux accidents majeurs impliquant des substances dangereuses » - Conseil du 9 décembre 1996. 22 Journée Technique AFIAP du 27 Mai 2008 Textes de référence (2/2) ? INERIS – DRA – OMEGA 7 “Methodes d’analyse des Risques générés par une installation industrielle” - 2006-P46055-CL47569. ? LEES’ “Loss prevention in the process industries - Hazard Identification, Assessment and control” – Volumes 1-3 (3rd edition) – Mannan – 2005 Elsevier. ? Norme CEI 61882:2001 (mai 2001) – Études de danger et d'exploitabilité (études HAZOP) - Guide d'application - Hazard and Operability Studies (HAZOP Studies) - Application Guide. ? Norme IEC 61508 - “Functional safety of electrical / electronic / programmable electronic safety-related systems” – SIL. ? Union des Industries Chimiques UIC– Les cahiers de la Sécurité N°13 « Sécurité des Installations – Méthodologie de l’analyse des uploads/Industriel/ analyse-des-risques-technip-documentation.pdf