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ACCIDENTOLOGIE DES AUTOMATISMES INDUSTRIELS PARTIE 3/3 : Les actionneurs Minist

ACCIDENTOLOGIE DES AUTOMATISMES INDUSTRIELS PARTIE 3/3 : Les actionneurs Ministère de la transition écologique et solidaire BARPI Janvier 2020 2 Ministère de la transition écologique et solidaire BARPI Janvier 2020 3 Sommaire Introduction .................................................................................................................................................. 4 Méthodologie de l’étude/échantillonnage .................................................................................................. 4 Partie 1 : Contexte de l’étude ..................................................................................................................... 5 1- Définition de la fonction « actionneur » des automatismes industriels .............................................. 5 2- Définition du champ de l’étude .......................................................................................................... 6 Partie 2 : Présentation de l’accidentologie ............................................................................................... 7 1- Données globales de l’accidentologie ............................................................................................... 7 2- Accidentologie détaillée ..................................................................................................................... 7 Partie 3 : Analyse des causes des incidents /accidents ....................................................................... 10 1- La démarche d’analyse des causes du BARPI ............................................................................... 10 2- Analyse des perturbations ............................................................................................................... 10 2-1- Défauts matériels ..................................................................................................................... 11 2-2- Interventions humaines ........................................................................................................... 13 2-3- Agressions externes ................................................................................................................ 16 3- Analyse des causes profondes ........................................................................................................ 18 3-1- Conception et choix des équipements et matériels (43 %) ..................................................... 19 3-2- Organisation des contrôles et de la maintenance (45 %) ....................................................... 20 3-3- Procédures, consignes et formation (45 %) ............................................................................ 21 3-4- Gestion des modifications ....................................................................................................... 21 3-5- Analyse de risques .................................................................................................................. 21 3-6- Organisation du travail, répartition des tâches, communication .............................................. 22 Partie 4 : Recommandations .................................................................................................................... 23 1- Des dispositions techniques ............................................................................................................ 23 2- Des dispositions organisationnelles ................................................................................................ 25 Enseignements tirés (conclusion) ........................................................................................................... 29 Ministère de la transition écologique et solidaire BARPI Janvier 2020 4 Introduction Après les deux premiers volets de l’étude de l’accidentologie des automatismes industriels, voici le 3e volet relatif aux actionneurs. Les deux premiers volets datent de 2012 pour les capteurs et de 2014 pour la fonction traitement. Des exemples récents montrent que les conclusions de ces études sont toujours d’actualité. Néanmoins, pour ce 3e volet, une approche plus concise a été retenue pour mettre en avant, dans un premier temps les perturbations relevées, et, dans un deuxième temps, les causes profondes pour proposer ensuite une série de pistes de recommandations issues d’accidents sélectionnés pour leur pertinence dans la base de données ARIA. Comme dans les deux volets précédents, des exemples d’accidents sont présentés pour illustrer les propos tout au long de la synthèse. Seuls les éléments de l’accident relatifs à l’actionneur sont mis en avant dans la synthèse. Pour avoir les accidents complets, les résumés sont disponibles en ligne sur le site internet du BARPI https://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/. Méthodologie de l’étude/échantillonnage Cette synthèse s’appuie sur un échantillon d’accidents industriels répertoriés dans la base ARIA dont le niveau d’information est suffisant pour avoir une bonne compréhension de l’événement (causes, circonstances, conséquences). Une recherche basée sur un champ spécifique de saisie (actionneur automatique et actionneur manuel) puis avec des mots-clés liés aux actionneurs (synonymes, dérivés), suivie d’une analyse du résumé de chaque accident, a permis d’affiner cet échantillon en ne retenant que les accidents répondant à au moins un des 3 critères suivants :  Un ou plusieurs actionneurs sont à l’origine de l’accident ;  Un ou plusieurs actionneurs ont aggravé l’accident (par leur non-fonctionnement ou, plus rarement, par leur fonctionnement) ;  L’absence du (des) actionneur(s) a provoqué ou aggravé un accident (si cette absence est explicitement citée dans l’analyse de l’accident et son installation prévue dans les suites techniques données à l’accident). Afin de conserver la cohérence avec les deux premiers volets sur les automatismes industriels, les accidents ont été étudiés à partir du 01/01/1992 jusqu’au 31/12/2018. L’échantillon secondaire ainsi obtenu regroupe 326 cas dont 28 étrangers. Les accidents relatifs au barrage, recensés dans la base ARIA depuis 2010 ont été exclus de l’analyse. La base ARIA ne recense pas les accidents et incidents concernant les installations nucléaires (bases ASN/IRSN), ni ceux relatifs aux accidents du travail (base EPICEA). Ces spécificités pourraient sous- représenter certains secteurs d’activités pourtant fortement automatisés (centrales nucléaires, secteur de l’automobile et de l’emballage…), qui n’ont donc pas été retenus dans cette étude. Enfin, la base ARIA étant une base événementielle et non statistique (telles que les bases OREDA, PERD, IEEE, EXIDA), les données collectées et les résumés d’accident ne donnent pas toujours d’informations précises sur la criticité ou la cause technique de la défaillance de l’actionneur, sa technologie, son niveau d’entretien. Il est également possible qu’un biais soit introduit entre les secteurs d’activités étudiés, car la remontée d’informations sur les accidents peut varier fortement d’un secteur à un autre en raison du nombre d’installations en activité, du niveau de relations qui existent entre le BARPI et les représentants des différents secteurs et du classement ICPE du site accidenté (les sites classés Seveso faisant l’objet d’un suivi renforcé par exemple). Ministère de la transition écologique et solidaire BARPI Janvier 2020 5 Partie 1 : Contexte de l’étude 1- Définition de la fonction « actionneur » des automatismes industriels Les automatismes industriels sont composés de 3 fonctions : La première fonction sert à détecter une situation accidentelle ou une déviation dans le fonctionnement d’un procédé. La détection apporte l’information au système automatisé. Plusieurs types de capteurs sont disponibles dans le milieu industriel : - Capteur de paramètres physiques : température, pression, densité, poids… ; - Capteur de paramètres spatiaux : état, position, niveau, profondeur, interface… ; - Capteur de phénomènes anormaux : flamme, fumée, ATEX, substance dangereuse… ; - Capteur de paramètres cinématiques : débit, vitesse, accélération, vibration… ; - Capteur de paramètres physico-chimiques : pH, conductivité, résistivité… L’ensemble de l’accidentologie lié à ces capteurs est disponible dans la synthèse : Accidentologie des automatismes industriels partie 1/3 : Le capteur. La deuxième fonction regroupe l’ensemble des composantes techniques et humaines d’un automate nécessaire à la transmission de l’information du capteur vers l’actionneur : alimentation de l’unité centrale, transmissions, cartes électroniques, programmations, interfaces homme/machine… La flèche entre la fonction détection et la fonction traitement est prise en compte dans cette deuxième fonction. L’ensemble de l’accidentologie lié à la fonction « traitement » est disponible dans la synthèse : Accidentologie des automatismes industriels partie 2/3 : la fonction traitement. Concernant la troisième fonction, « action », objet de la présente synthèse, l’INERIS donne la définition suivante dans son « Guide omega_10 » : La sous-fonction "action" est réalisée par des actionneurs et des éléments terminaux. Les actionneurs transforment un signal (électrique, pneumatique ou hydraulique) en phénomène physique qui permet de commander le démarrage d’une pompe, la fermeture ou l’ouverture d’une vanne… Selon l’énergie motrice, on parle d’actionneur électrique, pneumatique ou hydraulique. Ils sont couplés aux éléments terminaux. Les éléments terminaux sont commandés par des actionneurs. On retrouve notamment sous cette terminologie : les vannes, les machines tournantes (pompe, compresseur …), les alarmes sonores et visuelles. Parmi les actionneurs étudiés, certains ont une finalité de conduite du procédé industriel, alors que d’autres, intégrés dans des systèmes instrumentés de sécurité (voir définition INERIS ci-dessous), constitue des barrières de prévention, d’atténuation ou de protection. Les statistiques présentées et l’analyse effectuée sur les perturbations et causes profondes ne prennent pas en compte cette distinction entre ces deux types d’actionneurs. Des recommandations propres aux systèmes instrumentés de sécurité sont par ailleurs formulées dans cette synthèse. Détection Traitement Action Figure 1 : exemple : un actionneur manuel active une pompe à distance - ©BARPI Ministère de la transition écologique et solidaire BARPI Janvier 2020 6 OMEGA 10 INERIS : Dans les systèmes instrumentés de sécurité (SIS), la finalité de la fonction de sécurité remplie partiellement ou totalement par le SIS réside d’une part dans la détection du phénomène dangereux et d’autre part dans la mise en position finale de sécurité de ces éléments (ouvert/fermé, arrêt/démarrage). Le SIS pourra assurer la fonction totalement (détection, traitement, action finale) ou partiellement (le SIS assure par exemple la fonction de détection et de traitement jusqu'à une alarme, l'action finale peut ensuite être réalisée par une action humaine). Concernant le signal envoyé à l’actionneur, c’est-à-dire le lien entre le « traitement » et l’« action », il est intégré, soit dans la fonction « traitement », comme les interfaces hommes/machine, soit dans la fonction « action » lorsqu’il concerne l’arrivée du signal à l’actionneur (système de commande, fluide vecteur (électricité, air, huile)…). Des exemples sont présentés dans la présente synthèse. L’actionneur peut aussi disposer d’un ou plusieurs capteurs, qui permettent de transmettre l’information de leur état, position ou de la bonne réalisation de l’action (exemple : le signal de fin de course d’une vanne). 2- Définition du champ de l’étude Après les capteurs et la fonction traitement, cette synthèse regroupe les accidents mettant en jeu le 3eme élément qui constitue un automatisme industriel, c’est-à-dire les actionneurs comme définis précédemment. Les actionneurs manuels et automatiques ont été étudiés. Pour cette étude, il a notamment été retenu : - Des équipements à vocation de transfert de fluide (clapet, vanne, pompe, compresseur) ; - Les systèmes de régulation des paramètres physiques (pression, température) d’un procédé (chauffage, refroidissement…) ; - Les dispositifs de conduite, de prévention ou de protection, qui relèvent d’un déclenchement automatique ou manuel sur sollicitation d’un automate (traitement) suite à une détection de paramètres par un ou des capteurs (cf. Définitions au paragraphe précédent). Les systèmes complètement autonomes, ne nécessitant pas de fonction « traitement uploads/Industriel/ synthese-accidentologie-des-automatismes-industriels-partie-3-jfb-v3.pdf