Application des méthodes d’approches noeud papillon et AGR

Le point central

Le point central du Noeud Papillon est l’évènement redouté central. Généralement, ce dernier désigne une perte de confinement ou une perte d’intégrité physique (décomposition).
Chaque scénario d’accident est relatif à un évènement redouté central et est représenté à travers un chemin possible allant des évènements indésirables ou courants jusqu’à l’apparition des effets majeurs.

Méthode d’approche Noeud Papillon

Un Noeud Papillon est généralement précédé par une analyse de risque plus générique de type APR (analyse préliminaire des risques) (INERIS-DRA, 2003) (JOLY & VALLEE, 2004).

L’arbre d’évènements

À l’inverse de l’analyse par arbre de défaillance, l’analyse par arbre d’évènements a pour objectif de décrire le scénario d’accidents produit par un enchaînement de défaillances suite à l’occurrence d’un évènement initiateur. L’analyse par arbre d’évènements se déroule en plusieurs étapes préliminaires (MAZOUNI, 2008):
– Considération d’un événement initiateur.
– Identification des barrières de sécurité prévues pour contrôler son évolution.
– Construction de l’arbre.
– Description et exploitation des séquences accidentelles identifiées susceptibles de se réaliser.

Les barrières de sécurité

Les barrières de sécurité sont définies comme étant: une procédure ou un élément matériel destiné à interrompre ou à modifier le scénario d’un accident de manière à en réduire soit la probabilité, soit ses conséquences.
Sur un noeud papillon on peut trouver deux types de barrières de sécurité qui sont (IDDIR, 2015):
– Les barrières qui sont utilisés du côté de l’arbre de défaillance appelés barrières de prévention, leur rôle est de réduire la probabilité d’occurrence des séquences accidentelles.
– Les barrières qui sont utilisés du côté de l’arbre d’évènements appelés barrières de mitigation, leur rôle est de réduire les effets des scénarios d’accidents.
Il existe trois autres types de barrières de sécurité d’après l’INERIS dans son rapport (Oméga10, 2008):

Les barrières techniques

Dans cette catégorie, il peut s’agir de dispositifs de sécurité ou de systèmes instrumentés de sécurité.
Dispositifs de sécurité: un dispositif peut être classé en deux catégories:
– Dispositifs actifs c’est-à-dire de mettre en jeu des dispositifs mécaniques pour remplir leurs fonctions.
– Dispositifs passifs qui ne mettent en jeu aucun système mécanique et qui ne nécessitent ni action humaine (hors intervention de type maintenance), ni action d’une mesure technique ni source d’énergie externe pour remplir leur fonction.
 Les systèmes instrumentés de sécurité sont des combinaisons de capteurs, d’unité de traitement et d’actionneurs (équipements de sécurité) ayant pour objectif de remplir une fonction ou sous-fonction de sécurité. Un S.I.S. nécessite une énergie extérieure pour initier ses composants et mener à bien sa fonction de sécurité.

L’efficacité

La mesure d’efficacité s’exprime en pourcentage d’accomplissement de la fonction de sécurité définie, en considérant un fonctionnement normal de la barrière, le pourcentage d’efficacité peut varier pendant la période de sollicitation de la barrière. Dans beaucoup de situations, l’efficacité est de 100% mais elle peut ne pas l’être, elle sera toujours retenue comme barrière de sécurité mais l’intensité du phénomène dangereux associé à cette barrière est alors évaluée en tenant compte de l’efficacité réelle de la barrière (INERIS Oméga 10, 2008).

Temps de réponse

Le temps de réponse est le temps que prend les barrières de sécurité à répondre du moment où elles sont sollicitées au moment où elles commencent remplir leurs fonctions, en réalité il n’existe pas de temps de réponse idéal mais cela doit être le plus rapide possible car plus il y a de retard plus la gravité du scénario sera importante (INERIS Oméga 10, 2008).

Niveau de confiance

L’évaluation des probabilités d’occurrence des phénomènes dangereux fait intervenir les facteurs de réduction de risques induits par les barrières de sécurité. L’INERIS a retenu pour qualifier le facteur de réduction de risques le niveau de confiance de la barrière. Le niveau de confiance correspond à une réduction de risques telle que: 10?? < RR < 10??+1.
On retient souvent que le niveau de confiance est associé à une réduction de risques de 10?? (INERIS Oméga 10, 2008).

Principe de la quantification

La quantification sur le noeud papillon, a pour objectif d’estimer les probabilités d’occurrence des situations dangereuses et pour le faire, en premier, il faut évaluer la probabilité de l’événement redouté puis, affecter les probabilités de défaillance aux barrières de mitigation et de protection qui sont dans l’arbre d’événements, pour déduire les probabilités des phénomènes dangereux.
Cette quantification comporte trois étapes principales (IDDIR, 2015):

Evaluation de la fréquence d’occurrence de l’événement redouté

Elle peut se faire soit de manière directe en utilisant les banques de données quantifiées, soit par le calcul, c’est-à-dire à partir des probabilités des événements de l’arbre de défaillances et des règles de calculs associées aux portes logiques.

Estimation des probabilités de défaillance

Estimer les probabilités de défaillances des barrières de mitigation et de protection prévues pour limiter les conséquences en cas de survenance de l’événement redouté.

Evaluation des probabilités des phénomènes dangereux

Elle se fait à partir des deux étapes précédentes (8-1 et 8-2).

Différents types de banques de données

Les banques de données d’accidentologie (non quantifiées)

Ils rapportent pour les accidents leurs natures (incendie, explosion, etc.), leurs causes lorsqu’elles sont identifiées, et leurs conséquences

Les banques de données quantifiées

Ils rapportent des fréquences des événements redoutés de type perte de confinement sur canalisation, perte de confinement sur un réservoir de stockage, etc

Les banques de données de fiabilité

Ils rapportent des taux de défaillance d’équipements nécessaires au contrôle et au fonctionnement de procédé mais aussi des données de fiabilité relatives à des équipements de sécurité.

La sélection des systèmes critiques

Jusqu’à cette étape, on a les évènements critiques qui sont positionnées dans notre matrice de criticité et tous les scénarios situés dans la zone rouge sont considérés comme inacceptables.
On peut inclure aussi les scénarios qui sont dans la zone jaune mais qui à cause de la dégradation de la gravité ou de la probabilité d’occurrence les mettraient dans la zone critique.
Les scénarios qui seront identifiés doivent être tous répertoriés dans un registre des incidents majeurs qui sera un document fondamental pour le retour d’expérience.

L’étude détaillée de réduction des risques

Dans cette étape, on procède à l’identification de toutes les barrières capables d’opposer l’apparition des évènements redoutés et/ou de ces conséquences.
A ce stade, on définit la liste des éléments importants pour la sécurité (EIPS) à partir de l’inventaire des barrières.

La quantification des effets redoutés et calcul des distances à risques

Pour chacun des scénarios identifiés, les effets redoutés sont quantifiés selon la démarche suivante:
– Les phénomènes physiques rencontrés sont identifiés.
– Les seuils des effets rencontrés sont quantifiés.
– Les distances à risques sont calculées.

L’évaluation du niveau de risque Gravité/Probabilité

Le calcul de la gravité porte sur les conséquences potentielles des effets sur les personnes, les biens et l’environnement.
Le calcul de la probabilité est réalisé selon la méthode de l’arbre de défaillantes pour la partie prévention jusqu’à l’évènement redouté et d’un arbre des évènements pour chacune des conséquences.

Acceptabilité du risque

A partir de l’estimation des conséquences en termes de gravité et de probabilité, le niveau de risque est positionné dans une grille où l’acceptabilité du risque est définie. La grille de risque est divisée en trois parties: zone de risque jugé tolérable, zone intermédiaire ou l’on doit montrer que le risque est à niveau acceptable et zone de risque jugé intolérable.

Limites liées à la quantification d’un noeud papillon

Imprécisions liées aux données d’entrée

Il est nécessaire de comprendre que les probabilités des phénomènes dangereux estimées par le calcul ne doivent être considérées comme des valeurs exactes lors de la quantification dans cette méthode, les valeurs obtenues seront arrondies afin de prendre en compte les incertitudes sur les données d’entrée (IDDIR, 2015).

Imprécisions en amont de l’événement redouté

Les événements de base n’ont pas le même poids sur la probabilité d’occurrence de l’événement redouté en fonction de leurs positions dans l’arbre de défaillances et par le jeu des combinaisons de portes logiques, une variation importante des probabilités de certains événements de base peut dans certains cas ne causer qu’une faible variation de la probabilité d’occurrence de l’événement redouté (IDDIR, 2015).

Imprécisions en aval de l’événement redouté

La quantification du noeud papillon ne commence réellement que sur la partie arbre d’évènements pour de nombreux événements redoutés. Donc, le meilleur cas c’est d’estimer l’occurrence de l’événement redouté à partir de fréquences qu’on trouve sur les banques de données.
L’estimation des probabilités des événements redoutés secondaires et, celles des phénomènes dangereux, résultent de la combinaison de la fréquence d’occurrence de l’événement redouté et des probabilités de défaillance des mesures de mitigation/protection figurant dans l’arbre d’événements. Alors, il apparaît que les erreurs lors de l’estimation des probabilités de défaillance des barrières se répercuteront directement sur les probabilités des événements redoutés secondaires (IDDIR, 2015).

Limite de la quantification des évènements redoutés à partir de banques de données

L’utilisation de fréquences d’occurrence des évènements redoutés issues de banque de données ne peut se faire qu’en conservant à l’esprit que ces valeurs sont nécessairement entachées d’incertitude pour les quatre raisons suivantes:
– Les banques de données ne rapportent généralement pas d’information concernant le niveau de sécurité (nature et performances des barrières de sécurité) des installations sur lesquelles se sont produits les accidents. Par conséquent, il est difficile de savoir si l’installation étudiée est plus sûre, ou moins sûre, que celles qui constituent l’échantillon statistique.
– Dans le cas d’installations existantes en faible nombre, ou en service depuis peu de temps, la taille de l’échantillon (nombre d’installations × durée d’observation) ne permet généralement pas d’obtenir des fréquences d’accidents représentatives (ou du moins avec un intervalle resserré autour d’une moyenne).
– Le calcul de fréquence d’occurrence basé sur le retour d’expérience ne prend en compte que les scénarios déjà survenus. Or, il est possible que d’autres combinaisons d’événements soient susceptibles d’aboutir à la réalisation de ce même accident. Par conséquent, les fréquences d’occurrence déduites de l’accidentologie peuvent s’avérer optimistes.
– Les fréquences d’accident évaluées à partir des banques de données incluent parfois des accidents anciens dont les industriels ont su tirer des enseignements (modification du procédé, mise en place de nouvelles barrières de sécurité, etc.)

Domaines d’application

La méthode d’approche noeud papillon a été développé par une entreprise du domaine industriel qui est SHELL et son domaine d’application majoritaire est sur l’extraction de pétrole et de gaz, c’est une méthode qui est très connue et qui a son poids sur ce domaine.
Sa mise en oeuvre est complexe, mais c’est une méthode d’approche qui peut être appliquée dans tout type d’industrie.
C’est cette piste, encore vierge, que nous allons prendre en vue de l’appliquer dans un projet de construction.
Cette méthode peut être choisie pour maitriser les risques dans le domaine de construction car son processus est efficace en terme d’identification, évaluation des risques ainsi que d’y faire face grâce aux barrières de sécurité, elle permettra de visualiser grâce à son schéma le scénario d’accident de ses causes jusqu’à ses conséquences. Pour identifier les risques, elle pourrait faire appel à d’autres outils de management qui la complètent, ce qui assure qu’aucun risque ne sera négligé.

Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons vu une méthode de management des risques qui est celle du noeud papillon de type approche probabiliste. Elle permet une identification des risques et les différentes situations dangereuses, évènements redoutés, causes, conséquences; tous ces éléments sont identifiés d’une manière méthodologique et présentés sous forme de schémas.
En vue de son efficacité, et que le domaine de construction nécessite un traitement à l’échelle macroscopique des obstacles, cette méthode pourrait bien y être compatible.
Il existe bien d’autres méthodes différentes qui permettent de maîtriser les risques, et dans le chapitre suivant nous allons présenter une deuxième méthode qui est l’Analyse globale des risques.

Introduction

Le management des risques est un processus intégrant plusieurs activités et employant différentes méthodes et outils.
Dans ce chapitre nous allons définir la méthode analyse globale des risques, voir ses étapes, son objectif, son domaine d’application et déterminer si cette méthode pourrait être appliqué dans le secteur de construction.

Présentation de l’Analyse Globale des Risques

L’analyse globale des risques (AGR) a été développée vers la fin des années 1990. Après lui avoir donné initialement le nom d’APR dans la première édition qui se révélait trop restreinte, cette méthode a été renommée AGR en 2013 car elle en est éloignée tant par son champ d’application plus vaste que par son processus. De fait l’AGR est une méthode structurée qui a pour objectif l’identification, la hiérarchisation et la maitrise des risques structurels, fonctionnels et conjoncturels consécutifs à l’exposition d’un système à un ensemble de dangers tout au long de sa mission ou de son cycle de vie. 3. Nature, but et logique de l’Analyse Globale des Risques L’AGR peut être mise en oeuvre à tout instant et toute phase du système étudié. L’AGR a pour but d’identifier, d’analyser et d’évaluer les risques auxquels est exposé le système et de les maitriser que ça soit en les supprimant (le cas idéal) ou en réduisant l’intensité des effets des évènements indésirables. L’AGR peut être mise en oeuvre dans tous les domaines d’activités, la figure suivante nous donne un exemple.

Processus de l’AGR

Le processus de cette méthode consiste à (DESROCHES et Al, 2016): – Identifier les risques et leurs facteurs (cause contact, cause amorce), les évènements redoutés et leurs conséquences. – Décrire les scénarios d’accidents en détail à partir des facteurs des risques. – Evaluer les risques et identifier les actions de réduction de ces derniers, et de même pour les risques résiduels. – Elaboration de plan d’actions en réduction ainsi que le catalogue des paramètres de sécurité.

L’élaboration des cartographies

On a deux types de cartographies qui sont le diagramme de Farmer et le diagramme de Kiviat, que ça soit par élément système ou par nature de danger pour chacun des deux.

Diagramme de Farmer

Les objectifs en termes de risques acceptables et inacceptables peuvent être visualisés sous forme de diagramme appelé diagramme de Farmer où sur un quart de plan sont tracées:
– L’échelle de gravité des conséquence G des évènements redoutés en abscisse.
– La probabilité d’occurrence de chacune des gravités g en ordonnée.
Les courbes visualisés sur la figure 21 sont appelés courbes d’acceptabilité du risque, elles séparent les domaines à risque acceptable et à risque inacceptable (DESROCHES et Al, 2003).

Evaluation des rapports coût-risque

Le coût des efforts couvre à la fois les coûts des actions de réduction des risques initiaux et les coûts des actions de contrôle des risques résiduels:
– Les coûts des actions de réduction définies dans le plan de réduction des risques sont directement associés aux conséquences et à leur criticité initiale.
– Les coûts des actions de contrôle définies dans le catalogue des paramètres de sécurité sont directement associés aux actions de réduction et à leur criticité résiduelle. (Figure 23) (DESROCHES, 2013).

Catalogue de paramètres de sécurité

Les paramètres de sécurité correspondent aux actions définies en sorties des études de risques qui doivent être suivies dans le cadre de l’activité de gestion des risques résiduels.
Le regroupement des fiches de paramètres d’un projet s’appelle catalogue de paramètres de sécurité (tableau 16), ce catalogue est réactualisé en fonction de l’évolution de l’activité et des études de risques associées.

Table des matières

Remerciments 
Dédicaces 
Résumé
ملخص Abstract
Table des matières
Table des illustrations 
Liste des figures 
Liste des tableaux 
Acronymes
Introduction générale
Chapitre Ⅰ: Terminologie et concepts
1. Introduction
2. Risque
2.1 Définition du risque
2.2 Risque-projet
2.3 Risque résiduel
3. Système
4. Scénario d’accident
5. Danger et menace
6. Evénements indésirés et redoutés
7. Situation dangereuse ou menaçante
8. Accident
9. Conséquences accidentelles
10. Management des risques
11. Processus de management des risques selon la norme l’ISO 31000
11.1 Etablissement du contexte
11.1.1 Analyse des environnements de l’organisme
11.1.2 Référentiel de gestion des risques
11.2 L’appréciation des risques
11.2.1 Identification des risques
11.2.2 Analyse des risques
11.2.3 Evaluation des risques
11.3 Traitement des risques
11.4 Communication et concertation
11.5 Surveillance et revue
12. Classification des méthodes d’analyse de risque
12.1 Approche probabiliste
12.2 Approche déterministe
12.3 Typologie des analyses de risque
12.3.1 Analyses qualitatives
12.3.2 Analyses quantitatives
13. Méthodes d’analyse de risque
13.1 L’Analyse Préliminaire de Risques
13.2 Analyse des Modes de Défaillances, de leurs Effets – AMDE /et de leur Criticité – AMDEC
13.3 Hazard and Operability Study (HAZOP)
13.4 Noeud papillon
13.5 What-If Analysis
13.6 Méthodologie d’Analyse de Dysfonctionnement des Systèmes (MADS)
13.7 Méthode Organisée Systémique d’Analyse des Risques (MOSAR)
13.8 Arbre de causes
14. Comparaison des méthodes d’analyse de risques étudiées
15. Conclusion
Chapitre Ⅱ: Méthode d’approche Noeud papillon
1. Introduction
2. Présentation de la méthode
3. But de la méthode
4. L’arbre de défaillance
5. Le point central
6. L’arbre d’évènements
7. Les barrières de sécurité
7.1 Les barrières techniques
7.2 Les barrières humaines
7.3 Systèmes à action manuelle de sécurité
8. Principe de la quantification
8.1 Evaluation de la fréquence d’occurrence de l’événement redouté
8.2 Estimation des probabilités de défaillance
8.3 Evaluation des probabilités des phénomènes dangereux
9. Différents types de banques de données
9.1 Les banques de données d’accidentologie (non quantifiées)
9.2 Les banques de données quantifiées
9.3 Les banques de données de fiabilité
10. Etapes de la méthode
10.1 L’identification et caractérisation des potentiels de danger
10.2 La réduction des potentiels de danger
10.3 L’estimation des conséquences potentielles
10.4 L’évaluation préliminaire des risques
10.5 La sélection des systèmes critiques
10.6 L’étude détaillée de réduction des risques
10.7 La quantification des effets redoutés et calcul des distances à risques
10.8 L’évaluation du niveau de risque Gravité/Probabilité
10.9 Acceptabilité du risque
10.10 L’établissement des plans de prévention
11. Limites liées à la quantification d’un noeud papillon
11.1 Imprécisions liées aux données d’entrée
11.2 Imprécisions en amont de l’événement redouté
11.3 Imprécisions en aval de l’événement redouté
12. Limite de la quantification des évènements redoutés à partir de banques de données
13. Domaines d’application
14. Conclusion
Chapitre Ⅲ: Méthode d’approche Analyse globale des risques
1. Introduction
2. Présentation de l’Analyse Globale des Risques
3. Nature, but et logique de l’Analyse Globale des Risques
4. Processus de l’AGR
4.1 AGR système
4.1.1 La modélisation du système
4.1.2 Identification des risques
4.1.3 Cartographie des situations dangereuses
4.2 AGR scénarios
4.2.1 L’échelle de gravité
4.2.2 L’échelle de vraisemblance
4.2.3 L’élaboration des cartographies
A. Diagramme de Farmer
B. Diagramme de Kiviat
4.2.4 L’échelle de perte
4.2.5 L’échelle d’efforts
4.2.6 Evaluation des rapports coût-risque
4.3 Gestion des actions
4.3.1 Plan d’action de réduction des risques
4.3.2 Catalogue de paramètres de sécurité
5. Domaines d’application
6. Conclusion
Chapitre Ⅳ: Application des méthodes d’approches noeud papillon et AGR
1. Introduction
2. Présentation du projet
3. Description des viaducs
4. Application de la méthode d’approche Noeud Papillon
4.1 L’identification et caractérisation des potentiels de danger
4.1.1 Construction du noeud papillon
4.2 La réduction des potentiels de danger
4.3 L’estimation des conséquences potentielles
4.4 L’évaluation préliminaire des risques
4.5 La sélection des systèmes critiques
4.6 L’étude détaillée de réduction des risques
4.7 La quantification des effets redoutés
4.8 Calcul des distances à risques
4.9 L’évaluation du niveau de risque Gravité/Probabilité
5. Application de la méthode d’approche Analyse globale des risques
5.1 AGR Système
5.1.1 Modélisation du système
5.1.2 Identification des risques
5.2 AGR scénario
5.2.1 Risques initiaux
A. Nombres de scénarios et répartitions des criticités
B. Evaluation des risques résiduels
C. Evaluation des résultats financiers
5.3 Gestion des risques
6. Comparaison entre les deux méthodes AGR et Noeud papillon
7. Conclusion
Conclusion générale 
BIBLIOGRAPHIE

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