Analyse de risques : Identification et estimation : Démarches d'analyse de risques - Méthodes qualitatives d'analyse de risques
CoursOutils transverses

Méthode Nœud Papillon

Objectif

Fondamental :

Il est de visualiser concrètement des scénarios d'accidents qui pourraient survenir en partant des causes initiales de l'accident jusqu'aux conséquences au niveau des cibles identifiées. Le « Nœud Papillon » est une approche de type arborescente largement utilisée dans les pays européens comme les Pays-Bas qui possèdent une approche probabiliste de la gestion des risques. Le Nœud Papillon est utilisé dans différents secteurs industriels par des entreprises comme SHELL qui a été à l'origine du développement de ce type d'outils.

Démarche

Méthode :

Le nœud papillon est un outil qui combine un arbre de défaillance et un arbre d'événement. Il peut être représenté sous la forme suivante.

Figure 39 : Représentation de scénarios d'accident selon le modèle du nœud papillon (Comte, 08)
Figure 39 : Représentation de scénarios d'accident selon le modèle du nœud papillon (Comte, 08)[Zoom...]
Tableau 27 : Légende des évènements figurant sur le modèle du nœud papillon (Comte, 08)
Tableau 27 : Légende des évènements figurant sur le modèle du nœud papillon (Comte, 08)[Zoom...]

Le point central du Nœud Papillon est l'Evénement Redouté Central. La partie gauche du Nœud Papillon s'apparente alors à un arbre des défaillances s'attachant à identifier les causes de cet événement redouté central. La partie droite du Nœud Papillon s'attache quant à elle à déterminer les conséquences de cet événement redouté central tout comme le ferait un arbre d'évènement. Sur ce schéma, les barrières de sécurité sont représentées sous la forme de barres verticales pour symboliser le fait qu'elles s'opposent au développement d'un scénario d'accident. De fait, dans cette représentation, chaque chemin conduisant d'une défaillance d'origine (évènements indésirable ou courant) jusqu'à l'apparition de dommages au niveau des cibles (effets majeurs) désigne un scénario d'accident particulier pour un même événement redouté central.

Le Nœud Papillon s'inspirant directement des arbres des défaillances et d'évènement, il doit être élaboré avec les mêmes précautions. S'agissant d'un outil relativement lourd à mettre en place, son utilisation est généralement réservée à des évènements jugés particulièrement critiques pour lesquels un niveau élevé de démonstration de la maîtrise des risques est indispensable. En règle générale, un Nœud Papillon est construit à la suite d'une première analyse des risques menée à l'aide d'outils plus simples comme l'APR par exemple.

Le nœud papillon se déroule selon onze étapes, schématisées à la figure 40 puis décrites dans les paragraphes suivants.

Figure 40 : Principe du nœud papillon (Couronneau, 04)
Figure 40 : Principe du nœud papillon (Couronneau, 04)[Zoom...]

Etape 1 : Identification et caractérisation des potentiels de danger

L'identification des dangers est le processus permettant de trouver, lister et caractériser les situations, conditions ou pratiques qui comportent en elles-mêmes un potentiel à causer des dommages aux personnes, aux biens et à l'environnement.

Cette étape permet :

  • d'identifier la nature des dangers,

  • de définir la matérialisation de ces dangers,

  • d'identifier les différentes circonstances ou menaces susceptibles de déclencher le danger,

  • d'identifier les évènements redoutés,

  • d'identifier les conséquences possibles suite à la survenance de ces évènements redoutés.

Etape 2 : Réduction des potentiels de danger

Pour les risques identifiés comme présentant un fort potentiel de danger, cette étape consiste à tenter de :

  • supprimer ou substituer aux procédés et aux produits dangereux, à l'origine de ces dangers potentiels, des procédés ou produits présentant des risques moindres,

  • réduire autant que possible la quantité de matières dangereuse en cause.

Etape 3 : Estimation des conséquences potentielles

Cette étape consiste à faire une évaluation des conséquences potentielles de la libération de la totalité du danger présent dans le système étudié. Seuls les scénarios physiquement vraisemblables sont retenus.

Les conséquences sont évaluées en termes de gravité et classées selon leurs effets. Cette évaluation des conséquences sera faite sur les personnes, les biens et l'environnement.

Etape 4 : Evaluation préliminaire des risques

Cette étape consiste à comparer le risque potentiel aux critères de risques définis. Le niveau de risque potentiel est évalué pour chacune des conséquences d'un danger.

Pour cela, on a recours à une matrice de criticité adaptée à l'étude. On peut distinguer trois zones :

  • une première zone correspond à un risque faible jugé acceptable,

  • une deuxième zone correspond à un risque moyen pour lequel il serait nécessaire d'intervenir afin de ramener le risque à un niveau négligeable,

  • une dernière zone correspond à un risque intolérable qui va nécessiter une étude détaillée de chacun des scénarios présents dans cette zone avec pour objectif de rendre ce risque acceptable.

Etape 5 : Sélection des systèmes critiques

A ce stade de l'étude, chacune des conséquences est positionnée dans la grille de criticité. Tous les scénarios dont les conséquences sont situées dans la zone rouge sont considérés comme critiques.

Il faut également inclure les scénarios se trouvant dans la zone jaune mais pour lesquels une dégradation de la gravité ou de la probabillité les placeraient dans la zone intolérable.

Tous les scénarios identifiés comme critiques sont répertoriés dans un registre des incidents majeurs et font l'objet de la suite de l'étude.

Etape 6 : Etude détaillée de réduction des risques

A partir des scénarios critiques identifiés, dans l'étape précédente, une étude détaillée de réduction des risques est conduite ; elle porte sur toutes les conditions d'exploitations des installations.

Pour chaque menace (séisme, incendie...), il faut identifier toutes les barrières déjà en place capables de s'opposer à l'apparition de l'évènement redouté ou de ces conséquences. Une barrière est constituée de tout dispositif instrumental, mécanique ou procédural permettant de prévenir ou de réduire la probabilité d'occurrence (barrières de prévention : procédures de sécurité) ou de limiter les conséquences d'un évènement susceptible d'aboutir à un accident (barrières de protection : mesures de détection, choix des matériaux...).

A ce niveau de l'étude on définit également la liste des Eléments Importants Pour la Sécurité (EIPS) à partir de l'inventaire de toutes les barrières.

Etapes 7 et 8 : Quantification des effets redoutés et calcul des distances à risques

Pour chacun des scénarios identifiés, les effets redoutés sont quantifiés selon la démarche suivante :

  • les phénomènes physiques rencontrés sont identifiés,

  • les seuils des effets rencontrés sont quantifiés,

  • les distances à risques sont calculées.

Etape 9 : Evaluation du niveau de risque Gravité/Probabilité

Le calcul de la gravité porte sur les conséquences potentielles des effets sur les personnes, les biens et l'environnement.

Le calcul de la probabilité est réalisé selon la méthode de l'arbre des défaillantes pour la partie prévention jusqu'à l'évènement redouté et d'un arbre des évènements pour chacune des conséquences.

Etape 10 : Acceptabilité du risque

A partir de l'estimation des conséquences en termes de gravité et de probabilité, le niveau de risque est positionné dans une grille où l'acceptabilité du risque est définie. La grille de risque est divisée en trois parties : zone de risque jugé tolérable, zone intermédiaire ou l'on doit montrer que le risque est à niveau acceptable et zone de risque jugé intolérable.

Etape 11 : Etablissement des plans de prévention

Trois plans de prévention peuvent être réalisés :

  • POI : Plan d'Opération Interne réalisé par l'industriel ;

  • PPI : Plan Particulier d'Intervention réalisé par le Préfet ;

  • PPRT : Plan de Prévention des Risques Technologiques élaboré par le Préfet en concertation avec les collectivités territoriales et l'exploitant.

Si les conséquences des accidents identifiés ont des effets à l'extérieur du système, on devra évaluer également les dommages matériels potentiels aux tiers.

Illustration

Exemple :

Nous illustrons la méthode du Nœud Papillon sur un cas d'exploitation de barrage.

Etape 1 : Les dangers potentiels pour le barrage en exploitation sont :

  • Erosion interne,

  • Erosion externe,

  • Surverse.

Etape 2 : La réduction des dangers potentiels peut être assurée par un dimensionnement approprié (hauteur des plus hautes eaux, crues de projet, règles de filtre, drainage, évacuateur de crue, ...).

Etape 3 : Les trois dangers (décrit à l'étape 1) ont pour conséquences potentielles la destruction du barrage et l'augmentation importante du débit à l'aval.

Etape 4 : Les risques de l'étape 3 ont une conséquence « très importante » et une probabilité faible, néanmoins pour illustrer la démarche jusqu'au bout nous considérons qu'il s'agit d'un risque inacceptable.

Etape 5 : Nous sélectionnons uniquement le premier danger, l'érosion interne, pour simplifier l'illustration.

Etape 6 : Les risques associés à l'érosion interne peuvent être diminués en :

  • Surveillant le débit de drainage,

  • Surveillant la piézométrie,

  • Surveillant le niveau d'eau de la retenue.

Etape 7 : Les effets redoutés sont :

  • L'inondation d'un village,

  • La dégradation rendant inexploitable des exploitations céréalières.

Etape 8 : Les seuils permettant de limiter les risques sont par exemple :

  • Le débit de drainage doit être inférieur à 15 l/s,

  • Le niveau de la nappe ne doit pas dépasser les -2 m pour les piézomètre installés en pied aval du barrage,

  • Le niveau de la retenue ne doit pas dépasser le niveau des plus hautes eaux.

Etape 9 : Tant que ces seuils sont respectés, on peut considérer que les conséquences sont maintenant faibles et que la probabilité est également faible ; mais dès qu'il y a dépassement de ces seuils ont revient à une risque inacceptable.

Etape 10 : Dans ces conditions, le risque est maintenant acceptable.

Intérêts et limites

Fondamental :

Le Nœud Papillon offre une visualisation concrète des scénarios d'accidents qui pourraient survenir en partant des causes initiales de l'accident jusqu'aux conséquences au niveau des cibles identifiées. De ce fait, cet outil met clairement en valeur l'action des barrières de sécurité s'opposant à ces scénarios d'accidents et permet d'apporter une démonstration renforcée de la maîtrise des risques. En revanche, il s'agit d'un outil dont la mise en œuvre peut être particulièrement coûteuse en temps. Son utilisation doit donc être décidée pour des cas justifiant effectivement un tel niveau de détail.

Informations complémentaires

(Comte, 08), (Previnfo, 08), (Ineris, 03).

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