Sécurité fonctionnelle en MRO : un guide pratique pour les équipes techniques (IEC 61508/62061)

Introduction : L'importance de la sécurité fonctionnelle pour les entreprises industrielles

Dans la production industrielle moderne, assurer la sécurité fait partie intégrante des activités opérationnelles. La sécurité fonctionnelle, réglementée par les normes internationales IEC 61508 et IEC 62061, joue un rôle essentiel dans la prévention des accidents, la protection du personnel et la préservation des actifs de production. Ces normes définissent les exigences relatives aux systèmes électriques, électroniques et électroniques programmables (E/E/PES) qui remplissent des fonctions de sécurité. Pour les entreprises industrielles ukrainiennes qui cherchent à s'intégrer aux marchés mondiaux et à garantir des normes élevées de protection du travail, la compréhension et le respect de ces normes ne sont pas seulement une recommandation, mais une condition obligatoire du développement durable.

En tant qu'ingénieur en chef d'UNITEC-D GmbH, avec plus de 20 ans d'expérience en atelier et 10 ans d'expérience en conception, j'insiste sur le fait que l'intégration efficace des principes de sécurité fonctionnelle dans les processus de maintenance, de réparation et d'exploitation (MRO) est essentielle pour minimiser les risques. Cela comprend tout, de la sélection des composants aux procédures de test et de documentation.

Portée et applicabilité des normes

La norme IEC 61508 « Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables liés à la sécurité » (édition actuelle, par exemple IEC 61508-1 : 2010, -2 : 2010, -3 : 2010) est la norme générale de base en matière de sécurité fonctionnelle. Elle s’applique à toutes les industries et couvre l’ensemble du cycle de vie des systèmes de sécurité. Ses dispositions constituent la base de l'élaboration de normes industrielles.

La norme IEC 62061 "Sécurité des machines. Sécurité fonctionnelle des systèmes de commande électriques, électroniques et programmables liés à la sécurité" (révision actuelle, par exemple IEC 62061 : 2021) est une norme industrielle dérivée de IEC 61508 et directement applicable aux machines. Elle fournit des exigences détaillées pour la conception et la vérification des systèmes de sécurité des machines, y compris la définition des niveaux d'intégrité de sécurité (SIL).

Qui doit s'y conformer ?

• Fabricants de machines et d'équipements : Responsables de la conception et de la fabrication de systèmes de gestion de la sécurité conformément aux exigences SIL.
• Intégrateurs système : Responsables de l'intégration correcte des composants et des systèmes de sécurité.
• Utilisateurs finaux (opérateurs d'entreprise) : Responsable de l'exploitation, de la maintenance, des modifications et du déclassement des systèmes de sécurité conformément aux exigences établies. Cela s’applique directement aux équipes MRO.

Quels équipements sont couverts par les normes ?

Ces normes s'appliquent à tout système électrique, électronique ou électronique programmable qui remplit des fonctions de sécurité. Cela peut être :

• Systèmes d'arrêt d'urgence (ESD).
• Blocage des clôtures de protection.
• Systèmes de contrôle de pression, température, niveau de liquide.
• Capteurs, contrôleurs (automate de sécurité), actionneurs (vannes, freins) utilisés dans les circuits de sécurité.
• Systèmes de protection incendie et de détection de gaz.

Quels secteurs ?

Toutes les industries où il existe un risque pour les personnes, l'environnement ou les biens en raison d'une défaillance des systèmes de contrôle. Cela comprend la chimie, le pétrole et le gaz, la métallurgie, l'alimentation, la pharmacie, l'énergie, l'ingénierie et d'autres secteurs de l'industrie ukrainienne.

Exigences clés des normes

La sécurité fonctionnelle repose sur le concept de cycle de vie de la sécurité, couvrant toutes les étapes depuis l'analyse des dangers jusqu'au déclassement du système. Les principales exigences comprennent :

Impact sur les opérations MRO

La mise en œuvre de normes de sécurité fonctionnelle modifie considérablement l'approche de la maintenance, de la réparation et de l'exploitation. Cela nécessite une systématisation des processus et une amélioration des qualifications du personnel.

Modifications des procédures de maintenance :

• Tests fonctionnels réguliers (tests de preuve) : Au lieu de tests fonctionnels réguliers, les systèmes de sécurité nécessitent des tests fonctionnels complets pour détecter les dysfonctionnements cachés. La fréquence de ces contrôles dépend du SIL et de l'architecture du système donnés. Par exemple, pour SIL 2, cela peut être une fois tous les 2 ans, pour SIL 3, une fois par an.
• Étalonnage : Les capteurs et actionneurs inclus dans les systèmes de sécurité doivent être étalonnés régulièrement selon des calendriers établis pour garantir l'exactitude de leurs lectures.
• Utilisation de pièces de rechange certifiées : Il est extrêmement important d'utiliser des pièces de rechange qui répondent aux exigences de sécurité fonctionnelle et disposent des certificats appropriés (CE, UkrSEPRO). Le remplacement d'un composant par un analogue sans certification appropriée peut invalider le SIL du système.
• Compétence du personnel MRO : Le personnel d'ingénierie et technique impliqué dans la maintenance des systèmes de sécurité doit avoir une formation spécialisée et des qualifications avérées en sécurité fonctionnelle (par exemple, certification d'ingénieur/technicien en sécurité fonctionnelle du TÜV Rheinland).

Modifications des achats :

• Exigences pour les fournisseurs : Les services d'approvisionnement doivent exiger des fournisseurs qu'ils fournissent une documentation complète et des certificats (CE, UkrSEPRO) pour tous les composants utilisés dans les systèmes de sécurité. Cela inclut la validation de SIL, MTTF (Mean Time to Safe Failure), SFF (Safe Failure Fraction) et d'autres mesures de fiabilité.
• Traçabilité des composants : Chaque composant faisant partie d'un système de sécurité doit être clairement identifié et traçable depuis le fabricant jusqu'au moment de l'installation.

Modifications dans la documentation :

• Journal : Documentation détaillée de tous les contrôles fonctionnels, étalonnages, remplacements de composants, modifications et dysfonctionnements détectés.
• Mise à jour de la documentation : Les schémas, manuels, manuels de sécurité et plans MRO doivent être continuellement mis à jour pour refléter tout changement dans le système.
• Reporting : Reporting régulier sur l'état des systèmes de sécurité, les résultats des audits et la mise en œuvre de mesures correctives.

Exigences relatives aux composants et aux pièces de rechange

Il est essentiel de choisir les bons composants pour les systèmes de sécurité fonctionnelle. Tous les composants industriels ne sont pas adaptés à une utilisation dans les circuits de sécurité.

Quelles pièces de rechange et composants nécessitent une certification spéciale ?

• Relais et contrôleurs de sécurité (automates de sécurité) : doivent être certifiés IEC 61508/62061 et conçus pour un SIL spécifique. Par exemple, API Siemens SIMATIC S7-1500F ou Pilz PNOZmulti 2.
• Capteurs de sécurité : Les interrupteurs de fin de course, les barrières lumineuses, les capteurs de pression, de température, de débit et de niveau utilisés pour détecter les conditions dangereuses doivent avoir une fiabilité prouvée (MTTF_D > 100 ans pour la catégorie 3/PL d selon ISO 13849-1) et des certificats appropriés.
• Mécanismes de performance de sécurité : Les vannes d'arrêt d'urgence, les freins et les contacteurs activés par les fonctions de sécurité doivent démontrer un taux de défaillance de sécurité élevé (SFF > 90 % pour SIL 2/3).
• Boutons d'arrêt d'urgence : doivent être conformes à la norme EN ISO 13850 et faire partie d'un système conçu de manière fiable.
• Câbles et câblage : Bien que les câbles eux-mêmes n'aient pas de SIL, ils doivent être correctement sélectionnés, acheminés et protégés pour éviter tout dommage pouvant entraîner des défaillances de la boucle de sécurité.

Chaque composant critique doit être accompagné d'une déclaration de conformité (CE) et, pour le marché ukrainien, d'un certificat UkrSEPRO confirmant sa conformité aux normes et réglementations techniques nationales (par exemple, DSTU EN 61508, DSTU EN 62061).

Liste de contrôle de conformité pour les responsables MRO

Pour garantir le respect des exigences de sécurité fonctionnelle, les responsables MRO doivent vérifier régulièrement les aspects suivants :

1. Une analyse des dangers et une évaluation des risques ont-elles été réalisées et mises à jour pour tous les systèmes ?
2. Les niveaux SIL sont-ils définis et documentés pour toutes les fonctions de sécurité ?
3. Des procédures de tests de preuve sont-elles développées et mises en œuvre pour chaque système de sécurité ?
4. Les tests de vérification sont-ils effectués conformément au calendrier et leurs résultats sont-ils enregistrés ?
5. Existe-t-il des certificats de conformité (CE, UkrSEPRO) pour tous les composants des systèmes de sécurité ?
6. Les pièces de rechange utilisées pour les systèmes de sécurité répondent-elles aux spécifications d'origine et aux exigences SIL ?
7. Le personnel MRO travaillant avec des systèmes de sécurité est-il correctement qualifié et certifié ?
8. Existe-t-il des formations et des remises à niveau régulières pour les équipes de sécurité fonctionnelle MRO ?
9. Un journal complet de l’historique d’entretien, de réparation et de modification est-il conservé pour chaque système de sécurité ?
10. Toutes les modifications du système de sécurité sont-elles correctement évaluées et vérifiées avant leur mise en œuvre ?
11. Toute la documentation technique (schémas, instructions, manuels de sécurité) est-elle mise à jour après d'éventuelles modifications ?
12. Un système de gestion du changement est-il en place pour les systèmes de sécurité ?
13. Des audits internes réguliers de conformité en matière de sécurité fonctionnelle sont-ils effectués ?
14. Existe-t-il un plan d'action en cas de détection de défauts dans le système de sécurité ?
15. Un stockage adéquat des pièces de rechange critiques pour les systèmes de sécurité est-il assuré ?
16. Les exigences de sécurité fonctionnelle sont-elles prises en compte lors de la planification du budget MRO ?
17. Les exigences de sécurité fonctionnelle sont-elles intégrées dans le système de management de la qualité de l’entreprise ?
18. Existe-t-il des procédures claires pour signaler et enquêter sur les incidents de sécurité ?

Problèmes courants non-conformité aux exigences

Les audits de sécurité fonctionnelle révèlent souvent des défauts typiques qui peuvent mettre en danger la sécurité de la production :

• Analyse des risques inadéquate : Évaluation superficielle des dangers conduisant à une détermination incorrecte du SIL.
• Définition incorrecte de SIL : Sous-estimation du niveau d'exhaustivité de sécurité requis pour une fonction spécifique, ce qui conduit à l'utilisation de composants insuffisamment fiables.
• Tests de preuve inadéquats : Fréquence ou profondeur insuffisante des tests fonctionnels, qui ne permettent pas de détecter les dysfonctionnements cachés avant qu'une situation dangereuse ne se produise. Par exemple, au lieu d'un contrôle complet du circuit de sécurité, seul l'actionnement de l'élément terminal est vérifié.
• Utilisation de pièces de rechange non certifiées : Remplacement de composants d'origine certifiés par des équivalents moins chers sans confirmation appropriée de leur conformité aux exigences de sécurité. Cela peut réduire le SIL global du système.
• Formation du personnel insuffisante : Manque de connaissances spécialisées parmi le personnel MRO dans le diagnostic, la réparation et les tests des systèmes de sécurité.
• Manque de documentation appropriée : Enregistrements incomplets ou obsolètes des modifications, réparations, étalonnages et résultats de tests.
• Modifications incontrôlées : Apporter des modifications aux systèmes de sécurité sans réévaluer les risques et sans documentation appropriée.

Pénalités et responsabilité

Le non-respect des exigences de sécurité fonctionnelle peut avoir de graves conséquences juridiques, financières et de réputation pour l'entreprise et sa direction.

• Amendes administratives : En Ukraine, conformément à la loi ukrainienne « sur la protection du travail » et au Code ukrainien des infractions administratives, la violation des exigences de la législation sur la protection du travail, le non-respect des ordres des fonctionnaires des organismes publics de contrôle de la protection du travail entraînent l'imposition d'amendes aux responsables de l'entreprise. Les amendes peuvent atteindre des dizaines de milliers de hryvnias pour chaque infraction détectée.
• Responsabilité pénale : En cas d'accident du travail ayant entraîné des conséquences graves, des blessures ou la mort, la direction et les ingénieurs et techniciens responsables peuvent être tenus pénalement responsables conformément aux articles du Code pénal de l'Ukraine (par exemple, l'article 271 du Code pénal de l'Ukraine « Violation des exigences de la législation sur la protection du travail »). Cela peut inclure une peine d'emprisonnement pouvant aller jusqu'à 7 ans.
• Annulation de l'assurance : Les compagnies d'assurance peuvent refuser d'indemniser les dommages s'il est prouvé que l'accident est survenu en raison du non-respect des normes de sécurité.
• Perte de production et de réputation : Les accidents causés par la défaillance des systèmes de sécurité entraînent des arrêts de production, des pertes financières importantes, des dommages aux équipements et des dommages à long terme à la réputation de l'entreprise. Le coût d’une journée d’arrêt dans une grande entreprise industrielle peut s’élever à des centaines de milliers d’euros.
• Coûts opérationnels supplémentaires : Les coûts d'enquête sur les incidents, de litiges, d'indemnisation des victimes, ainsi que de correction des déficiences et de mise en œuvre d'actions correctives après un audit peuvent être importants.

Conclusion

Le respect des normes de sécurité fonctionnelle IEC 61508 et IEC 62061 n'est pas seulement une exigence formelle, mais la base du fonctionnement sûr et efficace de toute entreprise industrielle. Il s'agit d'un investissement dans la protection du personnel, la préservation des actifs et la garantie de processus de production ininterrompus. Les équipes MRO sont des acteurs clés pour assurer cette conformité, et la fiabilité des fonctions de sécurité dépend de leur compétence et du respect des procédures.

UNITEC-D GmbH comprend l'importance cruciale des composants certifiés pour les systèmes de sécurité fonctionnelle. Nous proposons une large gamme de pièces détachées et de composants répondant aux normes internationales les plus élevées (CE, EN, ISO) et aux réglementations techniques ukrainiennes (DSTU, UkrSEPRO). Notre expérience et notre expertise nous permettent d'être un partenaire fiable pour l'industrie ukrainienne, contribuant à garantir le respect des exigences de sécurité fonctionnelle.

Pour des informations complémentaires et une sélection de composants certifiés, nous vous invitons à vous familiariser avec notre assortiment :

Catalogue électronique UNITEC-D

Lien

• IEC 61508-1 : 2010. Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables liés à la sécurité – Partie 1 : Exigences générales.
• IEC 61508-2 : 2010. Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables liés à la sécurité – Partie 2 : Exigences pour les systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables liés à la sécurité.
• IEC 61508-3 : 2010. Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables liés à la sécurité – Partie 3 : Exigences logicielles.
• IEC 62061 : 2021. Sécurité des machines – Sécurité fonctionnelle des systèmes de commande liés à la sécurité.
• FR ISO 12100 : 2010. Sécurité des machines – Principes généraux de conception – Évaluation des risques et réduction des risques.
• DSTU EN 61508 (série). Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables liés à la sécurité.
• DSTU FR ISO 12100 : 2017. Sécurité des machines. Principes généraux de conception. Évaluation des risques et atténuation des risques.
• Loi ukrainienne n° 2694-XII du 14 octobre 1992 sur la protection du travail.
• Code de l'Ukraine sur les infractions administratives.
• Code pénal de l'Ukraine.