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L’AMDEC est une méthode visant à recenser les modes de défaillance d’un équipement et à en évaluer les effets sur un système. Un mode de défaillance décrit la manière dont un équipement peut cesser de fonctionner ou remplir incorrectement sa fonction (ex. : ouvert, fermé, fuites). Les conséquences sont analysées en fonction de la réponse du système.
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Cette méthode permet d’identifier les défaillances susceptibles de contribuer de façon significative à un accident. Les erreurs humaines sont généralement prises en compte de manière indirecte, à travers leurs effets sur l’équipement.
L’AMDEC est une méthode inductive qui analyse les défaillances de façon progressive, du niveau des composants jusqu’au système global.
| Note : Lorsque l’analyse ne comprend pas l’évaluation de la criticité, elle est appelée AMDE (analyse des modes de défaillance et de leurs effets). |
Objectifs
L’AMDEC vise à améliorer la fiabilité d’un équipement, d’un système ou d’une installation en identifiant et en évaluant les effets des défaillances. Elle constitue un outil important d’un programme de fiabilité et peut être adaptée selon les objectifs.
Applications
L’AMDEC est généralement utilisée lors de la conception et de la mise en œuvre. Elle s’applique à différents types de systèmes (mécaniques, électriques, hydrauliques, etc.), incluant les systèmes combinés. Elle peut également être utilisée pour l’analyse de logiciels et, dans une certaine mesure, des effets d’erreurs humaines sur le système. Elle s’inscrit dans une démarche plus globale de fiabilité et de maintenabilité.En revanche, l’AMDEC est peu adaptée à l’analyse des combinaisons de défaillances multiples pouvant mener à un événement dangereux. Lorsque l’évaluation de telles combinaisons est requise, des méthodes complémentaires, comme l’analyse par arbre de panne, peuvent être plus appropriées.
L’AMDEC permet notamment de :
- analyser les effets de chaque mode de défaillance et les séquences d’événements associés
- évaluer la criticité des défaillances selon leur impact sur la performance, la fiabilité ou la sécurité
- classer les défaillances selon leur détectabilité et les moyens d’intervention
- établir des échelles de signification et de probabilité de défaillance (lorsque les informations sont disponibles)
Voici quelques exemples d’objectifs des applications de l’AMDEC :
- repérer les défaillances ayant des conséquences importantes ou inacceptables, y compris leurs effets secondaires
- identifier les améliorations de conception nécessaires (redondances, simplification, surdimensionnement, changement de matériaux, de pièces ou de composantes)
- mettre en évidence les défaillances critiques justifiant une révision de la conception
- estimer les conditions anormales de fonctionnement et leurs probabilités
- détecter les risques, y compris les enjeux de sécurité et de conformité réglementaire
- vérifier que les essais permettent d’identifier les modes de défaillance potentiels
- définir des stratégies pour prévenir les défaillances (cycles d’utilisation, entretien préventif)
- cibler les éléments critiques à soumettre à des contrôles de qualité et à des inspections
- détecter précocement les faiblesses de conception afin d’éviter des modifications coûteuses
- établir les besoins en collecte de données, en surveillance et en maintenance
- soutenir l’élaboration des méthodes d’essai, de diagnostic et de vérification de la fiabilité
- identifier les éléments nécessitant des analyses complémentaires (ex. : cas défavorables)
- faciliter l’exploitation du système (isolement des pannes, modes de fonctionnement de rechange)
- faciliter les échanges entre les ingénieur.e.s, les concepteurs, les fabricants ou fournisseurs et les utilisateurs
- favoriser une meilleure compréhension du comportement du système
- structurer l’analyse de manière systématique et rigoureuse
Principes et ressources requises
L’AMDEC repose sur les éléments suivants :
- la décomposition du système en éléments
- la représentation graphique de la structure fonctionnelle du système et le recensement des données nécessaires
- l’identification des modes de défaillance
- l’évaluation de la criticité (lorsque requise)
L’analyse débute par le choix du niveau le plus bas pour lequel des informations suffisantes sont disponibles (ex. : composant, circuit, module). Les modes de défaillance, généralement individuels, sont ensuite recensés pour chaque élément, puis leurs effets sont analysés de façon progressive, à tous les niveaux fonctionnels pertinents, du niveau local au système global. Le niveau de décomposition doit être déterminé en fonction des objectifs de l’analyse.
L’AMDEC nécessite de disposer d’informations sur :
- la structure du système (éléments, fonctions, performances, interconnexions)
- les redondances et l’intégration dans l’installation globale
- les modes de fonctionnement et les exigences de performance (fiabilité, sécurité, disponibilité)
- les conditions d’exploitation (durée des tâches, essais périodiques, délais d’intervention)
- l’environnement, le personnel et les conditions de réparation
- les procédures (mise en service, exploitation, entretien préventif ou correctif, essais périodiques)
Il est nécessaire de définir l’environnement du système, incluant les conditions ambiantes et celles générées par d’autres systèmes ainsi que les limites du système et ses interactions avec les autres systèmes et les interfaces avec les opérateurs. Dans certains cas, l’AMDEC doit aussi tenir compte des éléments logiciels, de leur nature, de leur séquence et de leur synchronisation.
La structure et le fonctionnement du système sont généralement représentés à l’aide de diagrammes fonctionnels qui mettent en évidence les fonctions essentielles.
Un mode de défaillance correspond à la façon dont une défaillance se manifeste sur un élément. L’identification exhaustive des modes de défaillance est essentielle à l’AMDEC. Elle peut s’appuyer sur :
- des données existantes (retours d’expérience, rapports de défaillance, essais)
- la performance de composantes similaires
- une analyse des caractéristiques physiques et fonctionnelles des composantes
- la décomposition des composantes complexes en sous-éléments
La classification des modes de défaillance génériques est couramment utilisée.
| Liste des modes de défaillance génériques |
- Défaillance structurelle (rupture)
- Blocage physique ou coincement
- Vibrations
- Ne reste pas en position
- Ne s’ouvre pas
- Ne se ferme pas
- Défaillance en position ouverte
- Défaillance en position fermée
- Fuite interne
- Fuite externe
- Dépasse la limite supérieure tolérée
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- Est en dessous de la limite inférieure tolérée
- Fonctionnement intempestif
- Fonctionnement intermittent
- Fonctionnement irrégulier
- Indication erronée
- Écoulement réduit
- Mise en marche erronée
- Ne s’arrête pas
- Ne démarre pas
- Ne commute pas
- Fonctionnement prématuré
- Fonctionnement après le délai prévu (retard)
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- Entrée erronée (augmentation)
- Entrée erronée (diminution)
- Sortie erronée (augmentation)
- Sortie erronée (diminution)
- Perte de l’entrée
- Perte de la sortie
- Court-circuit (électrique)
- Circuit ouvert (électrique)
- Fuite (électrique)
- Autres conditions de défaillances exceptionnelles suivant les caractéristiques du système, les conditions de fonctionnement et les contraintes opérationnelles
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Certaines défaillances, appelées défaillances de mode commun (DMC), peuvent affecter simultanément plusieurs composantes du système en raison d’une cause commune (erreur de conception, erreur humaine, de fabrication, environnement, exploitation). L’AMDEC permet d’analyser ces situations de façon qualitative en examinant les cinq principales causes :
- les effets de l’environnement (conditions normales, anormales ou accidentelles)
- les erreurs de conception
- les erreurs de fabrication
- les erreurs de montage
- les erreurs humaines (pendant l’exploitation ou l’entretien)
La conception de systèmes doit prévoir l’occurrence d’erreurs de nature humaine (ex. : dispositifs de protection, accès sécurisés) et évaluer, dans la mesure du possible, les effets d’erreurs logicielles qui pourraient affecter le système ou le fonctionnement global.
La criticité d’une défaillance dépend de sa probabilité d’occurrence, de sa détectabilité et de la gravité de ses conséquences. Ces facteurs permettent d’établir un niveau de priorité du risque (NPR) pour classer les défaillances.
L’analyse de criticité permet notamment de :
- prioriser les actions de conception et de prévention
- identifier les éléments nécessitant des contrôles renforcés
- définir des exigences de qualité, de surveillance et de sécurité
Les critères de gravité peuvent varier selon les objectifs, notamment :
- la sécurité des personnes
- les impacts environnementaux
- les pertes de fonction du système
- les dommages matériels
La réalisation d’une AMDEC requiert notamment des documents techniques (schémas, P&ID, liste d’équipements) et des informations sur les modes de défaillance et les réponses du système.
L’AMDEC peut être menée par un.e analyste, mais les résultats doivent être revus par d’autres personnes pour vérifier qu’ils sont complets. Les analystes doivent connaître les fonctions de l’équipement et les modes de défaillance.
Le temps requis dépend de la complexité du système.
| TYPE DE SYSTÈME |
PRÉPARATION (animateur.trice) |
ÉVALUATION |
RAPPORT (animateur.trice) |
| Système simple |
2 à 6 heures |
1 à 3 jours |
1 à 3 jours |
| Système complexe |
1 à 3 jours |
1 à 3 semaines |
2 à 3 semaines |
Estimation du temps requis pour effectuer une AMDEC
Avantages et inconvénients
| AVANTAGES |
INCONVÉNIENTS |
- Efficace pour l’étude des défaillances simples entraînant la défaillance du système
- Maille d’étude relativement fine
- Identification des défaillances de mode commun
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- Lourdeur pour les systèmes complexes
- Peu adaptée à l'analyse systématique des combinaisons de défaillances multiples
- Peu adaptée à l’étude des conséquences des erreurs humaines, même si elle permet de déceler les composantes vulnérables à l’erreur humaine
- Nécessite une connaissance approfondie des caractéristiques et des performances des composantes du système lorsque les effets de l’environnement sont importants
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Résultats de l’application
Les résultats de l’AMDEC, généralement présentés sous forme de tableau, consistent en une liste des modes de défaillance des équipements et de leurs effets, ainsi qu’une estimation de leurs conséquences les plus graves. Ils peuvent également inclure des recommandations pour améliorer la sécurité.
L’AMDEC peut être mise à jour facilement en cas de modification du système ou de la conception. Les éléments habituellement rapportés sont les suivants :
- Opération
- Mode de défaillance
- Causes
- Conséquences
- Moyens de détection
- Actions correctrices
- Observations
Procédure
L’AMDEC doit être adaptée à la complexité du système et aux informations disponibles. Elle se déroule généralement selon les 8 étapes suivantes :
- Définir le système : déterminer les fonctions, les exigences de performance et les limites du système
- Représenter le système : élaborer les diagrammes (fonctionnels, de fiabilité, schémas) pour en décrire la structure et le fonctionnement
- Rassembler les informations nécessaires : recueillir les données sur les composants, leur fonctionnement, l’environnement et les conditions d’exploitation
- Recenser les modes de défaillance : identifier, pour chaque élément, les modes de défaillance ainsi que :
- leurs causes
- leurs effets (locaux et sur le système) incluant les effets secondaires
- leur importance relative
- Déterminer les moyens de détection : identifier les méthodes permettant de détecter et d’isoler les défaillances, en tenant compte des situations où plusieurs défaillances produisent des signaux similaires
- Identifier les interventions possibles au niveau de la conception ou de l’exploitation pour prévenir ou corriger les événements indésirables
- Évaluer la criticité des défaillances (AMDEC seulement) : le niveau de priorité du risque (NPR) constitue l'une des approches couramment utilisées pour établir la criticité
- Formuler des recommandations : proposer des mesures pour améliorer la fiabilité et réduire les risques
Exemple d'une AMDEC
 Contexte : Évaluation des dangers pour la sécurité du personnel de l’usine utilisant le système réactionnel (voir schéma ci-contre).
Chaque composante du système est évaluée et les résultats sont enregistrés dans la feuille de travail.
Ressources
LIENS ET RÉFÉRENCES DE L'ORDRE
LIENS ET RÉFÉRENCES EXTERNES
- CEI/IEC 60812, Techniques d’analyse de la fiabilité des systèmes – Procédures des modes de défaillance et de leurs effets (AMDE), Commission électrotechnique internationale, 2018
- Guidelines for Hazard Evaluation Procedures, Third Edition, American Institute of Chemical Engineers, 2008
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