System safety analysis of a brake press using fuzzy methodology

Résumé

Les presses plieuses sont des machines largement répandues dans l’industrie manufacturière. Elles permettent de plier des feuilles et plaques de métal de multiples manières afin de façonner des pièces variées. Le principe de fonctionnement même de ces machines crée une zone de coincement et d’écrasement pour les opérateurs notamment au niveau des mains et des doigts. Des normes de sécurité se sont développées au cours des années qui prescrivent des moyens techniques de protection de la zone d’opération ainsi que les autres moyens de contrôle des autres risques générés par l’opération de ces machines. Toute machine industrielle telle qu’une presse plieuse doit faire l’objet d’une analyse des risques systématique permettant de tenir compte de tous les éléments physiques et humains qui peuvent interagir menant ainsi à des accidents possibles. Au cours des années, des méthodes ont notamment été élaborées visant à estimer la probabilité d’occurrence d’un accident à partir de l’identification des facteurs de risques contributifs. Dans le cas des machines industrielles telles que les presses plieuses, ces méthodes font rarement appel à des données historiques sur les accidents ayant eu lieu à cause de la relative rareté de ces données. Le jugement des intervenants participant à ces analyses est alors utilisé. Bien que le résultat de ces analyses aide à élaborer les stratégies de contrôle des risques, leur caractère subjectif continue de poser problème. Cette thèse aborde la question de l’estimation de la probabilité d’occurrence d’accident pouvant survenir sur une machine industrielle telle qu’une presse plieuse dans l’optique de rendre cette analyse plus quantitative mais dans un contexte où les données historiques sur les accidents ou techniques sur les facteurs contributifs aux accidents sont limitées. Pour ce faire, cette thèse utilise le concept de logique floue ainsi que la technique structurée de la sollicitation d’expert pour quantifier des jugements sur les probabilités estimées. Dans cette thèse, une presse plieuse est analysée en tenant compte de deux types de défaillances pouvant affecter son fonctionnement soit celles que peut subir les systèmes de protection de la zone dangereuse de la machine ainsi que celles constituées par les gestes accomplis par les opérateurs. Les facteurs contributifs menant aux accidents considérés sont analysés en utilisant les arbres de fautes. Le caractère dynamique, séquentiel de la genèse d’un accident sur une machine est tenu aussi en compte par cette technique dans ce travail. La probabilité d’accident ainsi estimée pour le système industriel est alors utilisé par la suite dans cette thèse pour optimiser le coût associé. Cette thèse est constituée d’analyses de complexité croissante de situations de travail centrées sur une presse plieuse hydraulique. Dans un premier temps, la probabilité d’occurrence d’un accident subi par l’opérateur est estimée en considérant la défaillance du dispositif de protection et la défaillance de l’opérateur. Puis, cette même situation est considérée en incorporant le taux de réparation des modes de défaillance technique et humain. Finalement, des éléments de redondance tant au niveau technique qu’humain sont ajoutés au modèle. Cette thèse démontre que la méthode d’analyse mathématique développée permet une estimation plus quantitative de la probabilité associée au risque étudié et d’optimiser le coût associé à l’atteinte d’un niveau de sécurité visé. Cette thèse présente une méthode qui augmente la validité des jugements de probabilité d’occurrence d’évènements contribuant à des accidents industriels mais ceux-ci demeurent dépendant des jugements exprimés en premier lieu par les intervenants impliqués. Nous envisageons des travaux ultérieurs qui raffineront la méthode de sollicitation d’experts dans un contexte d’analyse de risques de machines industrielles. De plus, les modèles exprimant le coût relié au maintien d’un niveau de sécurité donné devront être également perfectionnés. Les modèles décrivant des situations menant à des accidents reliés à des machines incorporeront dans l’avenir d’autres complexités telles que des taux de défaillance non constants.

Date	30 nov. 2020
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Anh Dung Ngô (Directeur(-trice))