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RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITÉ HADJ LAKHDAR BATNA INSTITUT D'HYGIÈNE ET SÉCURITÉ INDUSTRIELLE LABORATOIRE DE RECHERCHE EN PRÉVENTION INDUSTRIELLE (LRPI) MÉMOIRE PRÉSENTÉ POUR L’OBTENTION DU DIPLÔME DE MAGISTER EN HYGIÈNE ET SÉCURITÉ INDUSTRIELLE OPTION : GESTION DES RISQUES PAR Oussama BOUTELIS INGÉNIEUR D’ÉTAT EN HYGIÈNE ET SÉCURITÉ INDUSTRIELLE Etude de l'applicabilité de la méthode BORA (Barrier and Operational Risk Analysis) dans le contexte de l'industrie pétrolière algérienne Soutenu le 10 Mai 2015 devant le jury d’examen M. Rachid SMAIL Maître de Conférences A à l’Université de Batna, Président M. Rachid NAIT-SAID Professeur à l’Université de Batna, Rapporteur M. Mourad KORICHI Maître de Conférences A à l’Université de Ouargla Examinateur Mme. Nouara OUAZRAOUI Maître de Conférences B à l’Université de Batna, Membre invité M. Mouloud BOURARACHE Maître assistant A à l’Université de Batna, Membre invité 2015 It’s good to take risks, if you manage them well! ii Remerciements Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué au sein du Laboratoire de Recherche en Prévention Industrielle (LRPI) de l’Institut d’Hygiène et Sécurité Industrielle - Université de Batna. Je tiens à exprimer mes sincères remerciements et toute ma gratitude à M. Rachid Nait-Said, Professeur à l’Institut d’Hygiène et Sécurité Industrielle de l’Université Hadj Lakhdar de Batna, d’avoir accepté de diriger ce travail, de m’avoir fait découvrir ce sujet, pour son aide inestimable et son soutien permanent, afin de finaliser ce mémoire. Mes remerciements et l’expression de ma profonde gratitude vont aussi à Monsieur Mouloud BOURARACHE, Maitre assistant A à l’Institut d’Hygiène et Sécurité Industrielle, d’avoir accepté de codiriger ce travail et pour l’aide qu’il m’a apporté dans mes travaux et le temps qu'il m'a consacré, tout en me faisant profiter de sa culture et de sa rigueur scientifique. Je tiens à remercier Monsieur Rachid SMAIL, Maitre de conférences A à l’Institut d’Hygiène et Sécurité Industrielle, pour avoir accepté d’être président du jury de ce mémoire. Mes remerciements vont aussi à Madame Nouara OUAZRAOUI, Maitre de conférences B à l’Université de Batna, et à Monsieur Mourad KORICHI, Maître de Conférences A à l’Université de Ouargla, pour avoir accepté d’examiner ce mémoire. Il me reste à remercier toutes les personnes m’ayant - directement ou indirectement, scientifiquement et/ou moralement - aidé et encouragé pendant la réalisation de ce mémoire. iii A mes parents… A toute ma famille … A ceux qui m'aiment… A ceux que j'aime… …Oussama Table des matières Remerciements......................................................................................................................................... I Table des matières................................................................................................................................ IV Liste des figures ................................................................................................................................. .. VI Liste des tableaux ........................................................................................................................... ... VII Introduction générale .......................................................................................................................... IX Chapitre I : Barrières de sécurité : définitions, classifications et critères de performance I.1. Introduction ...................................................................................................................................... 1 I.2. Concepts et définitions ................................................................................................................... 3 I.2.1. Barrière de sécurité ...................................................................................................................... 3 I.2.2. Fonction de barrière et fonction de sécurité ........................................................................... 4 I.2.3. Système de barrière ...................................................................................................................... 5 I.3. Classification des barrières de sécurité ....................................................................................... 5 I.3.1. Classification des fonctions de barrières ................................................................................. 5 I.3.2. Autres classifications ................................................................................................................... 8 I.3.3. Classification des systèmes de barrières ................................................................................. 9 I.4. Les critères de performance des barrières de sécurité ........................................................... 11 I.5. Critères de performance recommandée ................................................................................... 12 I.6. Conclusion ...................................................................................................................................... 13 I.7. Références bibliographiques ....................................................................................................... 14 Chapitre II : Description de la méthodologie BORA II.1. Introduction .................................................................................................................................. 18 II.2. Aperçu de la méthodologie BORA ........................................................................................... 18 II.3. Les principales étapes d’une analyse BORA .......................................................................... 20 II.3.1. L’identification du système..................................................................................................... 20 II.3.2. L’identification des évènements initiateurs liés à ses tâches ........................................... 21 II.3.3. Affectation des fréquences génériques pour chaque événement initiateur ................. 21 II.3.4. L’identification des barrières et le développement de diagramme block barrière ..... 23 II.3.5. Modélisation de la performance des barrières de sécurité .............................................. 24 II.3.6. Affectation des probabilités des évènements de bases générique.................................. 25 II.3.7. Calcul de la fréquence de la conséquence indésirable basée sur des probabilités des évènements de bases générique ........................................................................................................ 25 II.3.8. Identification des RIF (Risk Influencing Factors) ............................................................... 26 II.3.9. Affectation des poids et des scores de RIF .......................................................................... 28 II.3.10. Réajustement (correction) des probabilités et des fréquences moyennes................... 30 II.3.11. Recalcule du risque................................................................................................................. 24 II.4. Conclusion et recommandations .............................................................................................. 32 II.5. Références bibliographiques ...................................................................................................... 33 Chapitre III : Application de la méthodologie BORA à un système opérationnel III.1. Introduction ................................................................................................................................ 35 III.2. Application de la méthodologie BORA au four 06-H321A ............................................... 35 III.2.1. Collecte des informations pertinentes ................................................................................. 35 A. Système d’huile chaude ................................................................................................................. 35 B. Données techniques sur le système analysé .............................................................................. 36 C. Description du four ........................................................................................................................ 37 D. Données physico-chimique de l’huile utilisée ......................................................................... 43 III.3. Identification du système .......................................................................................................... 43 III.3.1. Objectifs ..................................................................................................................................... 43 III.3.2. Modèles ...................................................................................................................................... 44 III.4. Identification des évènements initiateurs liés à ses tâches ................................................ 47 III.5. Estimation des fréquences des évènements initiateurs ...................................................... 54 III.6. Identification des barrières et le développement de diagrammes block barrière ........ 54 III.7. Scénario A : Incendie au four 06H321-A………………………………………………… 55 III.7.1. Développement de diagramme block barrière et arbres de défaillance……………. 55 III.7.2. Calcul de probabilités moyennes de défaillance des barrières A1, A2, A3, A4 (Pave)………………………………………………………………………………………………. 59 III.7.3. Calcul de la fréquence moyenne Fave (A) de conséquence du scénario A…………. 59 III.7.4. Diagrammes d’influence des évènements initiateur et de base du scénario A……. 59 III.7.5. Evaluation des poids W et des scores Q des RIF pour le scenario A……………….. 63 III.7.6. Réajustement de la fréquence moyenne de l’évènement de base A0, et les probabilités moyennes de défaillance des barrières A1, A2, A3, A4……………………….. 69 III.7.7. Calcul de la fréquence révisée de conséquence du scénario………………………… 73 III.7.8. Commentaires sur les résultats obtenus………………………………………………. 73 III.8. Scénario B : Explosion du four……………………………………………………………. 74 III.8.1. Calcul de probabilités moyennes de défaillance des barrières B1, B2, B3, B4 (Pave)…………………………………………………………………………………………... 79 III.8.2. Calcul de la fréquence générique Fave (B) de conséquence du scénario B…………. 79 III.8.3. Diagrammes d’influence des évènements initiateurs et de base du scénario B…… 79 III.8.4. Evaluation des poids W et des scores Q des RIF pour le scénario B………………... 81 III.8.5. Calcul de la fréquence révisée de conséquence du scénario B………………………. 85 III.8.6. Commentaires sur les résultats obtenus………………………………………………. 85 III.9. Scénario C : boule de feu………………………………………………………………….. 86 III.9.1. Calcul de probabilités moyennes de défaillance des barrières C1…………………. 88 III.9.2. Calcul de la fréquence générique Fave (C) de conséquence du scénario C………… 88 III.9.3. Evaluation des poids W et des scores Q des RIF pour le scénario C……………….. 90 III.9.4. Calcul de la fréquence révisée de conséquence du scénario C……………………… 91 III.9.5. Commentaires sur les résultats obtenus………………………………………………. 91 III.10. Interprétation des résultats et recommandations……………………………………... 93 III.11. Conclusion………………………………………………………………………………… 94 III.12. Références bibliographiques…………………………………………………………….. 95 Conclusion générale ................................................................................................................................ Liste des figures Figure I.1− Modèle d’énergie Figure I.2− Modèle de séquence d’accident Figure I.3− Fonctions de sécurité générique liée à un modèle de processus Figure I.4− Classification des systèmes de sécurité Figure II.1− Illustration du modèle de risque générique Figure II.2−Illustration d’un diagramme block barrière Figure II.3− performance du système de barrière par L’AdD Figure II.4− Exemple du diagramme d’influence du risque Figure II.5− Les valeurs de Qi en fonction de différentes valeurs de Plow et Phigh Figure III.1− Four de chauffe d’huile 06-H321-A Figure III.2− P&ID 21406 de Four de chauffer d’huile 06-H321-A (circuit d’huile) Figure III.3− P&ID 0611 de Four de chauffer d’huile 06-H321-A (circuit de gaz) Figure III.4− Actigramme de four 06-H321A Figure III.5− Datagramme de Four 06-H321A Figure III.6− Système de chauffe d’huile Figure III.7− Diagramme Block Barrière relatif au scénario d’accident A. Figure III.8− Arbre de défaillance de la barrière A1 Figure III.9− Arbre de défaillance de la barrière A2 Figure III.10− Arbre de défaillance de la barrière A3 Figure III.11− Arbre de défaillance de la barrière A4 Figure III.12− diagramme d’influence de l’évènement initiateur A0 Figure III.13− Diagramme d’influence de l’évènement de base A11 Figure III.14− Diagramme d’influence de l’évènement de base A12 Figure III.15− Diagramme d’influence de l’évènement de base A13 Figure III.16− Diagramme d’influence des évènements de base A14 et A15 Figure III.1 − Diagramme d’influence de l’évènement de base A21 Figure III.18− Diagramme d’influence de l’évènement de base A22 Figure III.19− Diagramme d’influence de l’évènement de base A23 Figure III.20− Scénario A – Résumé de résultats Figure III.21− Diagramme Block Barrière relatif au scénario d’accident B. Figure III.22− Arbre de défaillance pour la barrière B1 Figure III.23−Arbre de défaillance pour la barrière B2 Figure III.24− Arbre de défaillance pour la barrière B3 Figure III.25− Arbre de défaillance pour la barrière B4 Figure III.26− Diagramme d’influence pour l’évènement initiateur B0 Figure III.27− Diagramme d’influence de l’évènement de base B11 Figure III.28− Diagramme d’influence de l’évènement de base B12 Figure III.29− Diagramme d’influence de l’évènement de base B13 Figure III.30− Scénario B – Résumé des résultats Figure III.31− Diagramme Block Barrière relatif au scénario d’accident C Figure III.32− Arbre de défaillance pour la barrière C1 Figure III.33− Diagramme d’influence de l’évènement initiateur C0 Figure III.34− Diagramme d’influence de l’évènement de base C11 Figure III.35− Diagramme d’influence des évènements de base C12, C13 Figure III.36− Scénario C – Résumé de résultats Figure III.37− Fréquences moyennes et révisées du scénario A Figure III.38− Fréquences moyennes et révisées du scénario B uploads/Industriel/hyg-oussama-boutelis.pdf