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Prévention des Risques et Gestion de Crise

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Méthodes HAZOP et What if

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Méthode HAZOP (Hazard and Operability Studies)
Et méthode What if


A. HAZOP

1. Historique et domaine d’application

La méthode HAZOP, pour HAZard OPerability, a été développée par la société Imperial Chemical Industries (ICI) au début des années 1970. Elle a depuis été adaptée dans différents secteurs d’activité. L’Union des Industries Chimiques (UIC) a publié en 1980 une version française de cette méthode dans son cahier de sécurité n°2 intitulé « Etude de sécurité sur schéma de circulation des fluides ». Considérant de manière systématique les dérives des paramètres d’une installation en vue d’en identifier les causes et les conséquences, cette méthode est particulièrement utile pour l’examen de systèmes thermo-hydrauliques, pour lesquels des paramètres comme le débit, la température, la pression, le niveau, la concentration... sont particulièrement importants pour la sécurité de l’installation. De par sa nature, cette méthode requiert notamment l’examen de schémas et plans de circulation des fluides ou schémas PID (Piping and Instrumentation Diagram).

2. Principe

La méthode de type HAZOP est dédiée à l’analyse des risques des systèmes thermohydrauliques pour lesquels il est primordial de maîtriser des paramètres comme la pression, la température, le débit... L’HAZOP suit une procédure assez semblable à celle proposée par l’AMDE. L’HAZOP ne considère plus des modes de défaillances mais les dérives potentielles (ou déviations) des principaux paramètres liés à l’exploitation de l’installation. De ce fait, elle est centrée sur l’installation à la différence de l’AMDE qui est centré sur les composants. Pour chaque partie constitutive du système examiné (ligne ou maille), la génération (conceptuelle) des dérives est effectuée de manière systématique par la conjonction :

- de mots clés comme par exemple « Pas de » ; « Plus de » ; « Moins de » ; « Trop de »
- des paramètres associés au système étudié. Des paramètres couramment rencontrés concernent la température, la pression, le débit, la concentration mais également le temps ou des opérations à effectuer


Le groupe de travail doit ainsi s’attacher à déterminer les causes et les conséquences potentielles de chacune de ces dérives et à identifier les moyens existants permettant de détecter cette dérive, d’en prévenir l’occurrence ou d’en limiter les effets. Le cas échéant, le groupe de travail pourra proposer des mesures correctives à engager en vue de tendre vers plus de sécurité. A l’origine, l’HAZOP n’a pas été prévue pour procéder à une estimation de la probabilité d’occurrence des dérives ou de la gravité de leurs conséquences. Cet outil est donc parfois qualifié de qualitatif. Néanmoins, dans le domaine des risques accidentels majeurs, une estimation a priori de la probabilité et de la gravité des conséquences des dérives identifiées s’avère souvent nécessaire. Dans ce contexte, l’HAZOP doit donc être complété par une analyse de la criticité des risques sur les bases d’une technique quantitative simplifiée. Dans une première approche, une démarche semi-quantitative pourra être retenue. Cette adaptation semi-quantitative de l’HAZOP est d’ailleurs mentionnée dans la norme CEI :61882 « Etudes de danger et d’exploitabilité (études HAZOP) - Guide d’application ».

3. Le déroulement

Le déroulement d’une étude HAZOP est sensiblement similaire à celui d’une AMDE. Il convient pour mener l’analyse de suivre les étapes suivantes :

1) Dans un premier temps, choisir une ligne ou de la maille. Elle englobe généralement un équipement et ses connexions, l’ensemble réalisant une fonction dans le procédé identifiée au cours de la description fonctionnelle.
2) Choisir un paramètre de fonctionnement,

3) Retenir un mot-clé et générer une dérive,

4) Vérifier que la dérive est crédible. Si oui, passer au point 5, sinon revenir au point 3,

5) Identifier les causes et les conséquences potentielles de cette dérive,

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

7) Proposer, le cas échéant, des recommandations et améliorations,

8) Retenir un nouveau mot-clé pour le même paramètre et reprendre l’analyse au point 3),

9) Lorsque tous les mots-clé ont été considérés, retenir un nouveau paramètre et reprendre l’analyse au point 2),

10) Lorsque toutes les phases de fonctionnement ont été envisagées, retenir une nouvelle ligne et reprendre l’analyse au point 1). La démarche présentée ici est globalement cohérente avec la démarche présentée dans la norme CEI :61882 « Etudes de danger et d’exploitabilité (études HAZOP) - Guide d’application ». Notons de plus que, dans le domaine des risques accidentels, il est souvent nécessaire de procéder à une estimation de la criticité des dérives identifiées. Enfin, comme le précise la norme CEI :61882, il est également possible de dérouler l’HAZOP, en envisageant en premier lieu un mot-clé puis de lui affecter systématiquement les paramètres identifiés. Tout comme pour l’APR et l’AMDEC présentées dans les paragraphes précédents, un tableau de synthèse se révèle souvent utile pour guider la réflexion et collecter les résultats des discussions menées au sein du groupe de travail. Un exemple de tableau pouvant être utilisé est présenté et commenté dans les paragraphes suivants.

Date :

Ligne ou équipement :

1

2

3

4

5

6

7

8

9


Mot clé

Paramètre

Causes

Conséquences

Détection

Sécurités existantes

Propositions d’amélioration

Observation










Tableau 1 : Exemple de tableau pour l’HAZOP

a. Définition des mots-clés

Les mots-clé, accolés aux paramètres importants pour le procédé, permettent de générer de manière systématique les dérives à considérer. La norme CEI : 61882 propose des exemples de mots-clé dont l’usage est particulièrement courant. Ces mots-clé sont repris dans le tableau ci-dessous, inspiré du Tableau 3 de la norme pré-citée.

Type de déviation

Mot-guide

Exemples d’interprétation

Négative
Ne pas faire
Aucune partie de l’intention n’est remplie
Modification quantitative
Plus
Augmentation quantitative
Moins
Diminution quantitative
Modification qualitative
En plus de
Présence d’impuretés – Exécution simultanée d’une autre opération / étape
Partie de
Une partie seulement de l’intention est réalisée
Substitution
Inverse
S’applique à l’inversion de l’écoulement dans les canalisations ou à l’inversion des réactions chimiques
Autre que
Un résultat différent de l’intention originale est obtenu
Temps
Plus tôt
Un événement se produit avant l’heure prévue
Plus tard
Un événement se produit après l’heure prévue
Ordre séquence
Avant
Un événement se produit trop tôt dans une séquence
Après
Un événement se produit trop tard dans une séquence
Tableau 2 : Exemples de mots-clé pour l’HAZOP (norme CEI : 61882)

b. Définition des paramètres

Les paramètres auxquels sont accolés les mots-clé dépendent bien sûr du système considéré. Généralement, l’ensemble des paramètres pouvant avoir une incidence sur la sécurité de l’installation doit être sélectionné. De manière fréquente, les paramètres sur lesquels porte l’analyse sont :

- la température
- la pression
- le débit
- le niveau
- la concentration
- le temps
- des opérations à réaliser
-
La combinaison de ces paramètres avec les mots clé précédemment définis permet donc de générer des dérives de ces paramètres. Par exemple :

- « Plus de » et « Température » = « Température trop haute »,
- « Moins de » et « Pression » = « Pression trop basse »,
- « Inverse » et « Débit » = « Retour de produit »,
- « Pas de » et « Niveau » = « Capacité vide ».

c. Causes et conséquences de la dérive

De la même façon que pour une AMDE, le groupe de travail, une fois la dérive envisagée, doit identifier les causes de cette dérive, puis les conséquences potentielles de cette dérive. En pratique, il peut être difficile d’affecter à chaque mot clé (et dérive) une portion bien délimitée du système et en conséquence, l’examen des causes potentielles peut s’avérer, dans certains cas, complexe. Afin de faciliter cette identification, il est utile de se référer à des listes guides.

d. Moyens de détection, sécurités existantes et propositions

La méthode HAZOP prévoit d’identifier pour chaque dérive les moyens accordés à sa détection et les barrières de sécurité prévues pour en réduire l’occurrence ou les effets. Si les mesures mises en place paraissent insuffisantes au regard du risque encouru, le groupe de travail peut proposer des améliorations en vue de pallier à ces problèmes ou du moins définir des actions à engager pour améliorer la sécurité quant à ces points précis.

4. Limites et avantages

L’HAZOP est un outil particulièrement efficace pour les systèmes thermohydrauliques. Cette méthode présente tout comme l’AMDE un caractère systématique et méthodique. Considérant, de plus, simplement les dérives de paramètres de fonctionnement du système, elle évite entre autres de considérer, à l’instar de l’AMDE, tous les modes de défaillances possibles pour chacun des composants du système. En revanche, l’HAZOP permet difficilement d’analyser les évènements résultant de la combinaison simultanée de plusieurs défaillances. Par ailleurs, il est parfois difficile d’affecter un mot clé à une portion bien délimitée du système à étudier. Cela complique singulièrement l’identification exhaustive des causes potentielles d’une dérive. En effet, les systèmes étudiés sont souvent composés de parties interconnectées si bien qu’une dérive survenant dans une ligne ou maille peut avoir des conséquences ou à l’inverse des causes dans une maille voisine et inversement. Bien entendu, il est possible a priori de reporter les implications d’une dérive d’une partie à une autre du système. Toutefois, cette tâche peut rapidement s’avérer complexe.

B. What if

La méthode dite « What if » est une méthode dérivée de l’HAZOP. Elle suit donc globalement la même procédure et les informations présentées au paragraphe précédent pour l’HAZOP restent donc valables ici. La principale différence concerne la génération des dérives des paramètres de fonctionnement. Ces dérives ne sont plus dans ce cas envisagées en tant que combinaison d’un mot clé et d’un paramètre, mais fondées sur une succession de questions de type de la forme : « QUE (What) se passe-t-il SI (IF) tel paramètre ou tel comportement est différent de celui normalement attendu ? ». Il apparaît ainsi que l’efficacité de la méthode « What if » repose en grande partie sur l’expérience des personnes réunies au sein du groupe de travail. Cette méthode paraît donc moins fastidieuse à mener que l’HAZOP mais est réservée à une équipe expérimentée.

 


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