Caractérisation de l’incertitude dans les différentes phases d’analyse et évaluation des risques

Notions de base relatives à la méthode Graphe de Risque
Notion de risque

Le risque est défini de nombreuses façons, dans un contexte d’ingénierie, les définitions les plus typiques sont les suivantes :
* Le risque est une mesure d’un danger associant une mesure de l’occurrence d’un événement indésirable et une mesure de ses effets ou conséquences (Vil, 88),
* Un risque est la combinaison de la probabilité et de la (des) conséquence(s) de la survenue, (OHS, 99),
* Le risque peut être défini par l’association des événements causes et conséquences d’une situation donnée (Gou, 03). Les événements-causes peuvent être caractérisés par leur occurrence (P) et les événements-effets par leur impact (I). La corrélation de ces grandeurs permet de construire un indicateur de risque R = f (occurrence, impact).
Qualitativement, le risque se caractérise par :
* L’ampleur des dommages potentiels causés suite à un événement redouté selon un critère de gravité (critique, marginale, mineure, insignifiante, etc.). Ce critère tient compte de l’appréciation des conséquences en termes de pertes humaines (blessures, mort) ou en termes de pertes économiques (coût liés aux dégradations, etc.) ;
* Le caractère incertain lié à l’apparition d’un événement redouté (fréquent, rare, improbable, etc.) provoquant le dommage à partir d’une situation dangereuse donnée.

Réduction du risque

Le risque inhérent aux opérations d’un processus industriel est souvent considéré comme élevé. En effet, la réglementation, les normes, les textes de lois des compagnies d’assurance et l’opinion publique peuvent exiger un niveau bas ou faible du risque. Ceci amène à la notion de « risque tolérable » (IEC, 98) comme illustré par la figure II.1. La réduction du risque consiste à mettre en œuvre les différentes mesures et barrières de sécurité afin de réduire la probabilité et/ou la gravité des dommages associés à un risque particulier (Kir, 99) et atteindre le risque tolérable (IEC, 98), (Smi, 11). Les mesures de réduction du risque doivent être envisagées et mises en œuvre tant que le risque est jugé inacceptable. La détermination du risque tolérable pour un événement dangereux donné a pour but d’indiquer ce qui est jugé comme étant raisonnable par rapport à la fréquence de cet événement et ses conséquences (IEC, 98), (Faé, 00).

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Table des matières

LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES SYMBOLES ET ABREVIATIONS x
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : ETAT DE L’ART SUR LES INCERTITUDES EN ANALYSE ET EVALUATION DES RISQUES INDUSTRIELS
Introduction
I.1 Incertitudes : Concepts, types et sources
I.1.1 Concept d’incertitude
I.1.2 Types et Sources d’incertitudes
I.1.2.1 Incertitudes paramétriques
I.1.2.2 Incertitudes de modèle
I.1.2.3 Incertitudes de complétude ou d’exhaustivité
I.2 Caractérisation de l’incertitude dans les différentes phases d’analyse et évaluation des risques
I.2.1 Etape d’identification
I.2.2 Etape d’estimation de la fréquence d’occurrence des événement s indésirables
I.2.3 Etape d’estimation des conséquences des événements indésirables
I.2.4 Etape estimation du risque
I.3 Théories de représentation de l’incertitude
I.3.1Théorie des probabilités
I.3.1.1 Notion de variable aléatoire, Notion de probabilité
I.3.1.2 Propriétés de comptabilité et d’incompatibilité d’évènements
I.3.1.3 Limitations de la théorie des probabilités
I.3.2 Théorie des ensembles flous
I.3.2.1 Caractéristiques d’un ensemble flou
I.3.2.2 Fonctions d’appartenance
I.3.2.3 Opérations sur les ensembles flous
I.3.2.4 Nombre et intervalle flous
I.3.2.5 Notion d’-Coupe
I.3.2.6 Opérations arithmétiques sur les nombres flous
I.3.2.7 Principe d’extension
I.3.3 Théorie des possibilités
I.3.3.1 Mesure floue (Valuation)
I.3.3.2 Mesures de possibilité et de nécessité
I.3.3.3 Relation entre mesures de possibilité et de nécessité
Conclusion
CHAPITRE II : GRAPHE DE RISQUE FLOU POUR LA DETERMINATION DU NIVEAU D’INTEGRITE DE SECURITE
Introduction
II.1 Notions de base relatives à la méthode Graphe de Risque
II.1.1 Notion de risque
II.1.2 Réduction du risque
II.1.3Facteur de réduction du risque
II.1.4 Principe ALARP (As Low As Reasonably Practicable)
II.1.5 Systèmes Instrumentés de Sécurité (SIS)
II.1.6 Réduction nécessaire du risque
II.1.7 Niveau d’Intégrité de Sécurité (SIL)
II.2 Méthodes d’allocation du SIL
II.2.1 Méthodes qualitatives
II.2.2 Méthodes semi-quantitatives
II.2.3 Méthodes quantitatives
II.3 Graphe de risque Conventionnel
II.4 Graphe de risque Etalonné
II.5 Limites et alternatives
II.6 Systèmes d’inférence floue
II.6.1Fuzzification
II.6.2 Inférence floue
II.6.3 Défuzzification
II.7 Graphe de Risque Flou : Modèle d’évaluation floue d’intégrité de sécurité
II.7.1 Sélection de variables d’entrée
II.7.2 Développement des échelles floues
II.7.3 Définition des échelles des paramètres C, F, P, W et du SIL
II.7.4 Dérivation des règles de logique floue
II.7.5 Application de la base de règles floues
II.8Validation du modèle Graphe de Risque Flou proposé
Conclusion
CHAPITRE III : APPROCHE FLOUE D’ANALYSE DES COUCHES PROTECTION
Introduction
III.1 Notions de base relatives à la méthode LOPA
III.1.1Couches de protection
III.1.2 Couches de protection indépendantes (IPLs)
III.2 Analyse des Couches de Protection (LOPA) conventionnelle
III.2.1 Principe de la méthode LOPA
III.2.2 Etapes d’élaboration de la méthode LOPA
III.2.2.1 Établissement des critères d’acceptabilité des scénarios d’accidents
III.2.2.2 Développement et sélect ion d’un scénario d’accident
III.2.2.3 Identification de l’événement initiateur du scénario estimation de sa fréquence
III.2.2.4 Identification des IPLs et estimation de leurs PFD
III.2.2.5 Calcul de la fréquence de la conséquence réduite
III.2.2.6Calcul de l’indice du risque
III.2.2.7 Evaluation du risque par rapport aux critères d’acceptabilité
III.3 Formalisme de la méthode LOPA
III.4Avantages, limites de la méthode LOPA conventionnelle
III.5 Apport de la logique floue à l’analyse du risque
III.6 Présentation du modèle LOPA floue proposé
III.6.1 Fuzzification
III.6.2 Calcul de la fréquence floue de la conséquence réduite
III.6.3 Comparaison avec la fréquence du risque maximum tolérable
III.6.4 Prise de décision et réduction du risque
Conclusion
CHAPITRE IV : VALIDATION DES MODELES FLOUS PROPOSES
Introduction
IV.1 Description du processus
IV.2 Analyse fonctionnelle du système four rebouilleur H101
IV.3 Elaboration, sélection des scénarios d’accidents et analyse des barrières de Sécurité
IV.4 Détermination du SIL par la méthode graphe de risque conventionnel
IV.4.1 Données relatives aux paramètres C, F, P, W et au SIL
IV.4.2 Discussion des résultats
IV.5 Détermination du SIL par la méthode graphe de risque flou
IV.5.1 Etablissement des échelles floues
IV.5.2 Établissement des bases de règles floues
IV.5.2.1 Base de règles floues probabilité d’évitement (Prévit -FIS)
IV.5.2.2 Base de règles floues relative au paramètre SIL (SIL-SIF)
IV.5.3 Fuzzification
IV.5.4 Résultats et discussion
IV.6Validation du modèle LOPA floue
IV.6.1 Scénarios d’accidents retenus pour LOPA
IV.6.2 Identification des couches de protection indépendantes (IPL)
IV.6.3 Calcul de la fréquence de la conséquence réduite
IV.6.4 Application du modèle LOPA floue au système « Four Rebouilleur H101»
IV.6.4.1 Fuzzification des données relatives aux paramètres des scénarios d’accident
IV.6.4.2 Evaluation de la fréquence floue de la conséquence réduite
IV.6.4.3 Comparaison des fréquences floues à la fréquence maximale tolérable
IV.6.4.4 Réduction des fréquences des conséquences sous la contrainte de la nécessité
IV.6.4.5 Prise en compte des aspects pratiques
IV.7Comparaison des résultats des deux modèles flous proposés
Conclusion
Conclusion générale
Références Bibliographie
ANNEXES
Annexe 1 :Développement de scénarios d’accident par HAZOP
Annexe 2 :Exemple d’étalonnage du graphe de risque général

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