Maquettes numériques comme outil de prévention et d’aide à la décision en santé et en sécurité du travail

Résumé

Les maquettes numériques favorisent l’observation des situations de travail futures grâce à la représentation géométrique des produits/ouvrages. En phase de conception, elles présentent la possibilité d’être couplées à des technologies de gestion des connaissances pour l’identification des risques de sécurité du travail. Ces risques sont des risques majeurs lors des travaux d’exploitation et de maintenance des ouvrages industriels. Dès lors, le couplage des maquettes numériques aux technologies de gestion des connaissances est une approche qui sied aux besoins de prévention à la source des risques des travaux d’exploitation et de maintenance des ouvrages industriels. Par ailleurs, ces approches permettent de combiner le potentiel de visualisation offert par les maquettes numériques à la rigueur des méthodes formelles et structurées d’identification des risques. Parmi ces méthodes structurées, on peut noter les méthodes des arbres de causes, d’analyse des tâches, HAZOP et les listes de vérifications. Ces dernières permettent de garantir la conformité des produits/ouvrages aux règlements de Santé et de Sécurité du Travail (SST) en vigueur. Au cours de cette étude, nous avons réalisé une analyse comparative des approches de gestion des risques de SST à l’aide des maquettes numériques BIM et PLM. Cette dernière a permis de relever que les outils de vérification automatique des modèles, disponibles à la fois dans les environnements de modélisation BIM et PLM, conviennent à la vérification automatique de la conformité des produits/ouvrages aux règlements de SST. Catia V5 étant le logiciel de modélisation utilisé par les équipes de conception du partenaire industriel, la mise en œuvre des principes de la méthodologie de recherche dite de recherche en conception, nous a permis de tester les outils de vérification automatique disponibles sous Catia V5. Cela nous a permis de proposer une approche d’identification des risques qui consiste à utiliser les codes macro sous Catia V5 pour enregistrer les règles de SST auxquelles les produits/ouvrages doivent se conformer. Cependant ces règles de SST doivent préalablement être : 1) extraites des Guides des Exigences de Maintenabilité et d’Exploitabilité (GEME) < des Ouvrages, 2) convenablement reformulées de manière à être compatibles avec la méthode d’interprétation de textes à l’aide de quatre opérateurs logiques : Requirements, Applicability, Selection et Exception (méthode RASE), 3) l’interprétation en langage machine par la méthode RASE. L’analyse de la faisabilité de l’approche proposée s’est faite sur le cas d’étude d’un évacuateur de crues du partenaire industriel. Les risques liés aux sources d’énergie apparaissant comme le risque prioritaire du partenaire industriel pour la phase d’exploitation et de maintenance de ses ouvrages, l’étude de cas a consisté à tenter d’utiliser la démarche proposée pour l’identification automatique des sources d’énergie sur la maquette numérique. Cette étude de cas a par ailleurs permis d’identifier deux principales difficultés d’opérationnalisation de la démarche proposée. Celles-ci sont liées au besoin : 1) de standardisation de la nomenclature des objets numériques et des procédures de conception et 2) de réserver des couleurs à affecter aux objets numériques en fonction du niveau de risque que ceux-ci présentent pour la sécurité et la santé des travailleurs. Cependant, l’étude de cas a permis de valider la faisabilité de l’approche proposée et, ainsi, la possibilité d’utiliser les maquettes numériques pour éliminer à la source les risques règlementés liés aux travaux d’exploitation et de maintenance des ouvrages industriels. Au demeurant, les limites de l’approche proposée sont triples : 1) la non prise en compte des effets des interactions et des liens de renforcement entre les risques, 2) l’impossibilité d’anticiper les situations accidentelles non prévues dans les GEME et 3) la non-intégration des interactions entre les humains et les produits/ouvrages à entretenir. A cet effet, nous proposons d’étudier, dans de futurs projets, la possibilité de coupler les maquettes numériques aux méthodes émergentes d’identification des risques telles que la Méthode d'analyse de résonance fonctionnelle (méthode FRAM) ou le Modèle théorique et systémique d’accidents et de processus (méthode STAMP/STPA) pour être en mesure d’identifier les risques liés à des situations accidentelles non prévues dans les GEME et ceux liés aux effets de renforcement entre les risques. Nous proposons, enfin, d’étudier la possibilité d’utiliser le module d’analyse ergonomique de Catia V5 pour intégrer le génie des facteurs humains/ergonomie à la conception des ouvrages et ainsi contribuer à la réduction de la fréquence d’occurrence des risques ergonomiques, susceptibles de générer notamment des troubles musculosquelettiques chez les travailleurs de la phase d’exploitation des ouvrages industriels.

Date	12 sept. 2022
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Sylvie Nadeau (Directeur(-trice)), Conrad Boton (Codirecteur(-trice)) & Louis Rivest (Codirecteur(-trice))