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C’est quoi la méthode hazop Définition ?

La méthode HAZOP est un outil formalisé, systémique et semi-empirique utilisé et développé depuis quarante ans pour analyser les risques potentiels associés à l’exploitation d’une installation industrielle.

Inventée en 1965 en Grande-Bretagne par la société ICI (Imperial chemical industries), elle était conçue comme une technique et s’adressait particulièrement à la phase d’ingénierie de détail de nouvelles installations chimiques ou pétrochimiques.

Elle innovait par rapport aux pratiques des codes de construction et des revues sécurité sur schémas employées à l’époque par les sociétés d’ingénierie, toutes basées sur l’analyse événements passés.

Son originalité résidait dans son approche a priori des dangers et des dysfonctionnements d’une installation par l’étude systématique des déviations des paramètres gouvernant le procédé à analyser.

Cette technique s’est développée hors des limites de la société ICI, au sein de l’industrie chimique et pétrochimique après l’explosion catastrophique, en 1974, d’un nuage de 40 tonnes de cyclohexane à Flixborough en Grande-Bretagne qui fit 28 morts et 89 blessés.

De simple technique, la méthode HAZOP est devenue une pratique d’identification des dangers et des problèmes d’exploitabilité, adoptée par de nombreuses industries « à risques », en particulier, l’industrie pétrolière caractérisée par des dangers similaires à ceux de l’industrie chimique ou pétrochimique, mais aussi dans des industries où les dangers sont d’une autre nature, comme ceux rencontrés dans le nucléaire, l’alimentaire et les transports.

La société Chemetics International Ltd., dans son guide à l’introduction de la méthode HAZOP retient la définition suivante :

Méthode HAZOP : « …application d’un examen critique formel et systématique aux intentions du procédé et de l’ingénierie d’une installation neuve ou existante afin d’évaluer le potentiel de danger lié à la mauvaise utilisation, ou au mauvais fonctionnement, d’éléments d’équipement et leurs effets sur l’installation dans son ensemble… »

Présentation de La méthode HAZOP(Hazard and operability studies)

La gestion des risques est une exigence incontournable dans nos sociétés industrielles modernes pour lesquelles l’accident majeur est devenu inacceptable. En entreprise, l’importance de la sécurité n’est plus à démontrer. Le moyen le mieux adapté pour maîtriser les risques d’accident est la sûreté de fonctionnement (SdF), laquelle est un ensemble de méthodes et de concepts.

La méthode HAZOP(Hazard and operability studies) s’inscrit dans la SdF en proposant une démarche d’amélioration de la sécurité et des procédés d’un système (installation industrielle en projet ou existante).

Elle est traduite en français dans la norme CEI 61882.

C’est un examen structuré, en profondeur, rigoureux, systématique, participatif, de type inductif, d’identification des dangers et des dysfonctionnements d’un système, mais qui ne propose pas de solution. Pour ce faire, le système « siège du danger » est modélisé et analysé pour définir comment son fonctionnement peut conduire à des dérives par rapport à l’intention de son concepteur.

La méthode est particulièrement adaptée aux systèmes complexes de type thermo-hydrauliques, rencontrés sur des sites industriels mettant en jeu des produits ou/et des procédés dangereux, et entraînant des conséquences immédiates graves pour le personnel, la population, les biens et l’environnement.

Son domaine d’application comprend les procédés et les processus dans des secteurs aussi divers que la chimie, la pétrochimie (son application originelle), le pétrole, l’hydraulique, le nucléaire, l’industrie alimentaire et les transports.

Comment réaliser un hazop ?

Sa mise en œuvre nécessite la constitution d’un groupe de travail rassemblant autour d’un animateur, garant de la méthode, une équipe pluridisciplinaire ayant une connaissance approfondie de l’installation décrite sur des plans détaillés.

La méthode consiste à décomposer le système considéré en sous-ensembles, appelés « nœuds », puis à l’aide de mots–clés, ou mots guides, spécifiques à la méthode, faire varier les paramètres du système par rapport à ses points de consignes, appelées « intentions du procédé ».

• On obtient ainsi une déviation dont l’équipe examinera les causes possibles et en déduira leurs conséquences potentielles pour l’ensemble du système, d’où l’emploi fréquent d’« analyse des déviations » pour caractériser la méthode HAZOP.

L’équipe se concentre alors sur les déviations conduisant à des risques potentiels pour la sécurité des personnes, des biens et de l’environnement. Elle examine et définit ensuite les actions recommandées pour éliminer, en priorité, la cause et/ou éliminer ou atténuer les conséquences.

• L’analyse des déviations fait l’objet d’un enregistrement sous forme de tableaux des déviations, base indispensable pour la mise en place ultérieure des actions recommandées par le groupe de travail.

Dans le cas de risques majeurs, la réglementation des sites industriels classés SEVESO impose une évaluation du risque.

La méthode HAZOP conventionnelle, telle que décrite plus haut, comporte alors une estimation a priori de la probabilité d’apparition des déviations et de la gravité de leurs conséquences.

On obtient une estimation semi-quantitative du risque, se poursuivant par une évaluation permettant de définir l’acceptabilité ou non du risque. On qualifie alors la méthode HAZOP de « probabiliste » par rapport à l’approche originelle qualifiée de « déterministe ».

Amdec ou hazop ?

Cette question à été traitée dans l’article : La méthode AMDEC FMEA processus comment et pourquoi ?

La méthode HAZOP est aujourd’hui, parmi la soixantaine de méthodes d’analyses de risques existantes, l’une des plus pratiquées dans le monde.

Les autres méthodes, parmi les plus utilisées, sont :

Méthode LOPA et HAZOP

La méthode LOPA analyse la réduction du risque obtenue par un ensemble de moyens de maîtrise. Elle peut être considérée comme un cas particulier de l’analyse par arbre d’événement, et est parfois utilisée à la suite de la méthode HAZOP.

Une paire cause-conséquence est choisie dans une liste de risques identifiés et les niveaux de protection indépendants (IPL) sont identifiés. Un IPL est un dispositif, un système ou une action capable d’empêcher un scénario d’évoluer vers sa conséquence non souhaitable. Il convient que chaque IPL soit indépendant de l’événement de causalité ou de tout autre niveau de protection associé au scénario. Il convient également que chaque IPL soit auditable. Les IPL comprennent:

Une paire cause-conséquence est choisie dans une liste de risques identifiés et les niveaux de protection indépendants (IPL) sont identifiés. Un IPL est un dispositif, un système ou une action capable d’empêcher un scénario d’évoluer vers sa conséquence non souhaitable. Il convient que chaque IPL soit indépendant de l’événement de causalité ou de tout autre niveau de protection associé au scénario. Il convient également que chaque IPL soit auditable. Les IPL comprennent:

  • les fonctions de conception;
  • les dispositifs de protection physique;
  • les systèmes de verrouillage et d’arrêt;
  • les alarmes critiques et l’intervention manuelle;
  • la protection physique après l’événement;
  • les systèmes d’intervention d’urgence.

La méthode LOPA peut également être utilisée de manière quantitative pour la spécification des IPL et des niveaux d’intégrité de sécurité (SIL) pour les systèmes instrumentés décrits dans l’IEC 61508 (toutes les parties) et dans l’IEC 61511 (toutes les parties), ainsi que pour démontrer qu’un SIL spécifié a été atteint.

Définition de SIL

Un SIL est un niveau discret (parmi quatre niveaux possibles) permettant de spécifier le degré de fiabilité exigé pour un système lié à la sécurité. Le niveau 4 est associé au plus haut degré d’intégrité et le niveau 1 au degré le plus bas.

Principes de la méthode HAZOP

Description du fonctionnement des différentes phases d’un procédé en le décomposant en opérations élémentaires à l’aide de schémas de l’installation.

Recensement des déviations possibles des paramètres de l’installation à l’aide d’une liste de mots-clés

Identification des causes des déviations des paramètres et examen de leurs conséquences

Réalisation de tableaux indiquant les causes des dérives, leurs conséquences et les actions requises ou les modifications techniques nécessaires pour assurer le bon fonctionnement et/ou la sécurité du système

Hiérarchisation des déviations potentiellement dangereuses pour déterminer les actions à mettre en œuvre.

Quelles sont les étapes d’un process Hazop ?

Choisir une ligne du procédé

Choisir un paramètre de fonctionnement dans cette ligne

Générer une dérive de ce paramètre à l’aide d’une liste de mots-clés

Vérifier que la dérive est crédible

Rechercher les causes possibles et les conséquences éventuelles associées à la dérive étudiée

Examiner les moyens visant à détecter cette dérive ainsi que ceux prévus pour en prévenir l’occurrence ou en limiter les effets

– Proposer, le cas échéant, des recommandations et des améliorations

– Retenir un nouveau mot-clé pour le même paramètre et reprendre l’analyse

– Lorsque tous les mots-clés ont été considérés, retenir un nouveau paramètre et reprendre l’analyse

Lorsque toutes les phases de fonctionnement ont été envisagées, retenir une nouvelle ligne et reprendre l’analyse

hazop
Méthode HAZOP Définition analyse des risques Exemple 1

Quand utiliser l’HAZOP ?

Etude HAZOP proprement dite

Utilisée lors de la conception et la réalisation d’un procédé une fois les intentions des concepteurs sont bien définies et les schémas de circulation des fluides et PID sont disponibles.

Etude HAZOP de modification

Utilisée pour tous cas de changement important d’équipement et/ou procédure, ou dans le cas d’opérations importantes de maintenance présentant des risques.

Etude HAZOP d’installations existantes

  • Installation ayant subi de multiples modifications au cours de sa vie sans qu’une étude HAZOP de modification ait été réalisée
  • Installation ayant été reconvertie à un autre usage que celui initialement défini lors de la conception
  • Lors de la réalisation périodique d’audits techniques et de sécurité
  • Lors d’une expertise post-accidentelle
  • Installation pour laquelle aucune étude HAZOP n’a été réalisée

Pourquoi choisir la méthode hazop ?

Atteindre les objectifs fixés par l’HAZOP

Identification, lors de la conception d’un projet, des risques et des problèmes éventuels d’opérabilité des installations ou des procédés associés au projet

Où utiliser l’HAZOP ?

Définition des limites et des frontières du système étudié et de ses sous-systèmes, ainsi que des intersections d’unités interconnectées

Exemple d’interactions potentielles : une perturbation identifiée dans l’unité X a une origine relevant de l’unité Y et les conséquences sont dommageables sur l’unité Z

Ne pas limiter l’HAZOP à la ligne principale de production, les lignes utilitaires (azote, fluide d’inertage, fluide de trempe, …) peuvent être importantes pour la sécurité.

Examiner la localisation des analyseurs, des appareils de mesure, des piquages (azote, air, vapeur, …) sur les lignes du procédé

Étudier également les phases de démarrage, d’arrêt normal et d’arrêt d’urgence

Etudier les conséquences d’une interruption localisée ou générale de l’alimentation en énergie électrique, du fluide de l’instrumentation et des utilités

Organisation et mise en ouvre de la méthode HAZOP

Equipe réalisant l’HAZOP

La Qualité de l’HAZOP : dépend de la qualité de l’équipe la mettant en œuvre et de celle de l’animateur chargé de conduire les sessions de travail de l’équipe

Equipe multidisciplinaire comprenant des membres dont la contribution est technique et des participants dont le rôle est logistique et/ou structurel

Choix de membres ayant une connaissance détaillée du fonctionnement de l’installation – participation de spécialistes et praticiens expérimentés

Membres de l’équipe :

  • Ingénieur de projet ou chef de projet
  • – Spécialiste en instrumentation
  • – Ingénieur ou technicien expérimenté en matière d’exploitation d’installation
  • – Ingénieur ou technicien expérimenté en matière du procédé étudié
  • – Il est souvent utile de faire participer un représentant de service maintenance (expérience des défaillances potentielles des équipements).
  • En cas de besoin, faire appel à des spécialistes en sécurité, toxicologie, chimie, génie civil, …

Documentation

Nécessité d’avoir une documentation complète et à jour relative au projet Documentation Contenu de la documentation :

  • Schémas PID
  • Plans de circulation des fluides, avec bilans de matière et d’énergie
  • Logique des régulations et sécurités
  • Plans d’implantation des équipements
  • Consignes opératoires et de sécurité
  • Procédures de démarrage, d’arrêt normal et d’arrêt d’urgence
  • Fiches de spécifications techniques des équipements, caractéristiques des substances chimiques
  • Spécifications des soupapes de sûreté et disques de rupture
  • Informations relatives aux effluents, à leur transport et à leur traitement

Session de travail

  • Réflexion intense au cours de la session de travail
  • Aucune sollicitation extérieure ne doit perturber le déroulement de la session
  • Limiter la durée de chaque session à 3 ou 4 heures
  • Organiser au maximum trois sessions par semaine

Mise en œuvre de l’HAZOP

Préparation préalable de la session :

Résultats de l’Analyse Préliminaire des Risques

Collecte de la documentation

Présentation et adaptation des données sous la forme convenant à la pratique de l’HAZOP

Installations fonctionnant en continu : progresser d’amont en aval en appliquant les mots-clés aux paramètres des nœuds rencontrés (souvent situés dans les sections de conduite entre 2 équipements)

Installations fonctionnant en discontinu : savoir en plus comment s’organisent les opérations (ex : introduction des réactifs, réaction, nettoyage, …), connaître les étapes et séquences de toutes les opérations

Etapes du déroulement d’une session

Désignation par l’animateur de la ligne ou l’équipement étudié, de sa fonction de base et de son principe de fonctionnement

Proposition du premier paramètre à analyser.

Paramètres

La méthode HAZOP fait appel à des paramètres spécifiques qui s’expriment par de simples mots (noms ou verbes) caractéristiques de l’intention de la conception et que l’on peut définir ainsi : « grandeur physiquement mesurable, action ou opération à réaliser ».

Le tableau suivant regroupe des listes de paramètres parmi les plus fréquemment employés dans l’industrie des procédés.

Exemples de paramètres de la méthode HAZOP
Exemples de paramètres de la méthode HAZOP
Exemples de paramètres :

Débit, pression, température, niveau, concentration, viscosité, vitesse de réaction, contamination, intensité, tension, temps, mélange, addition, séparation, information capteurs, pH, …

Application du premier mot-clé à ce paramètre :

Pas de, plus, moins, plus haut, plus bas, moins, pas assez, trop de, plus long, plus court, plus tôt que, plus tard que, inverse, au contraire, …

Liste des principaux mots-clés ou mots-guides

Parallèlement, la méthode introduit un nombre limité (sept à l’origine) de mots-clés appelés aussi « mots guides » et définis originellement ainsi :

« …simple mot ou courte phrase qualifiant l’intention en vue de guider et de stimuler le processus créatif et ainsi de permettre la découverte de déviations… ».

Liste des sept mots-clés (keywords) :

  • non ou pas de (no ou not) ;
  • plus de (more) ; – moins de (less) ;
  • en plus de (as well as) ;
  • en partie (part of) ;
  • autre que (other than) ;
  • inverse (reverse).

Depuis, se sont ajoutés quatre mots-clés relatifs aux notions de temps et de séquence :

  • plus tôt que (earlier than) ;
  • plus tard que (later than) ;
  • avant (before) ;
  • après (later).

Soit un total aujourd’hui de onze mots-clés. La recherche d’autres mots-clés est ouverte à l’imagination.

Déviations définition

La combinaison de mots-clés et de paramètres va constituer une dérive, ou déviation, de ce paramètre :

MOT-CLÉ + PARAMÈTRE = DÉVIATION

La définition retenue pour la méthode HAZOP est : « …écart par rapport aux intentions du design et de la conduite des opérations… »

Exemple : le paramètre grandeur physique « température » appliqué au mot-clé « plus de » conduit à la déviation « plus de température », sous-entendu par rapport à l’intention du procédé, déviation qui s’exprimera plus clairement par « température haute ».

De la même façon, le paramètre opératoire « agitation » appliqué au mot-clé « pas de » conduit à la déviation « pas d’agitation ».

On notera que l’état de référence du paramètre soumis à déviation dépend notamment de l’état du système considéré : fonctionnement normal ou transitoire (démarrage, arrêt).

Prise en compte du facteur humain dans l’HAZOP par l’introduction de mots-clés en relation avec les erreurs humaines

Mot-clé ou mot-guideInterprétation
Omission (missing)Une étape est omise par l’opérateur dans la procédure à son initiation en l’absence de procédure écrite ou de consigne orale
Ne pas bipasser une partie (skip no part of) Toutes les étapes de la procédure ne sont pas systématiquement enchaînées chronologiquement ou une partie d’une séquence n’est pas réalisée par l’opérateur
Hors de l’enchaînement (out of sequence)La séquence est réalisée soit trop tôt, soit trop tard par l’opérateur
Mais, aussi (as well as)Une action extérieure à la procédure normale est réalisée simultanément par l’opérateur avec la séquence correcte, dont la combinaison entraîne une erreur grave
Plus et moins (more and less)Analogue à la signification classique de ce mot-clé, mais impliquant le rôle de l’opérateur
Autre que (other than)Un élément de conduite ou de contrôle du procédé est malencontreusement manipulé ou lu par l’opérateur en raison des similitudes d’apparence, de fonction ou de position

La combinaison paramètre et mot-clé conduit à identifier une première dérive

Organigramme de la procédure d’application de l’HAZOP

Organigramme de la procédure d’application de l’HAZOP
Méthode HAZOP Définition analyse des risques Exemple 2

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laghouati

Laghouati Mohame El Amine Ingénieur d'état