Contribution à l’évaluation de la sûreté de fonctionnement des systèmes instrumentés de sécurité (SIS).
Loading...
Date
2023
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Diverses sécurités sont mises en œuvre lorsque les installations industrielles automatisés
présentent des risques pour l’homme, l’environnement ou les biens. Ces types de sécurités utilisent
des moyens contribuant soit à la prévention soit à la protection pour limiter les conséquences d’un
dysfonctionnement. Les systèmes instrumentés de sécurité (SIS) sont souvent utilisés comme moyens
de protection pour réaliser des fonctions instrumentées de sécurité (SIF).
Le présent travail de thèse a pour objectif d’évaluer la sûreté de fonctionnement d’un système
instrumenté de sécurité. Nous considérerons le cas particulier d’un système à haute intégrité contre
les surpressions, (High Integrity Pressure Protection System (HIPPS)), utilisé en industrie pétrole et
gaz pour la protection contre les évènements de surpression qui peuvent causer des dommages à
l’environnement, aux infrastructures et au personnel. Le rôle primordial du HIPPS a attiré notre
attention pour analyser les performances d’un HIPPS existant à la plateforme on-shore Raffinerie de
SKIKDA (RA1K) en présence et en absence des défaillances de cause commune (DCC), pour
quantifier l’effet de ce type de défaillance sur les paramètres fiabilistes du système. Les Blocs
diagrammes de fiabilité (BdF), sont utilisés pour la modélisation de l’aspect fonctionnelle du système,
tandis que les Arbres de Défaillances (AdD) sont utilisés pour la modélisation de l’aspect
dysfonctionnelle. Nous procédons par deux étapes :
-La première étape est consacré à une étude de diagnostic, ou phase d’analyse sans considération des
DCC pour le système considéré par l’usage des deux techniques Bloc de Fiabilité (BdF) et Arbre de
Défaillance (AdD), à travers laquelle nous avons calculé les différents paramètres de la sûreté de
fonctionnement la fiabilité R(t), probabilité de défaillance F(t),l’indisponibilité instantanée U(t) et la
fréquence W(t). Ainsi que les facteurs d’importances suivants :Facteur d’Importance Marginale
(de Birnbaum (MIF)), Facteur d’Importance Critique (de Lambert (CIF)), Facteur
d’Importance de Diagnostic ( de Fussel Vesely (DIF)), facteur d’augmentation de risque (Risk
Achievement Worth (RAW)), facteur de réduction de Risque ( Risk Reduction
Worth (RRW)),et le facteur d’importance de Barlow and Proschan (BP).Ces mesures
d’importances nous permis d’aboutir à un classement pour les composants du HIPPS permettent
l’identification des constituants les plus vulnérables vis-à-vis le fonctionnement du système, et par
conséquent de cibler et orienter les actions de maintenance à préalable.
-La deuxième étape est dédiée pour la modélisation des DCCs par le modèle du facteur Beta et la
démonstration de l’effet négatif de ce type de défaillance sur les performances globales du HIPPS
comme la réduction de la fiabilité du HIPPS ; la dégradation du niveau d’intégrité de sécurité (SIL)
du système considéré ; l’augmentation de la durée moyenne d’indisponibilité après défaillance
(Mean Down Time (MDT) du HIPPS, et la capacité de production. Le modèle du facteur Beta est
utilisé pour la modélisation des DCCs au niveau des sous-systèmes transmetteurs et vannes.
Les résultats de simulation obtenus nous permettent la mise en œuvre d’une politique de
maintenance préventive et corrective pour les différents composants du HIPPS d’un point de vue
quantitatif, en d’autre part ces résultats expliquent la capacité du HIPPS à conserver ses
caractéristiques de fiabilité et de sûreté en présence des DCC. En outre mous prouvons la robustesse,
l’exactitude et la convenance des blocs diagrammes de fiabilité et des arbres de défaillances pour le
traitement et l’évaluation des DCC au niveau du HIPPS.