Analyse de Risques Machine : Exemples dans Différentes Industries + Modèles Excel

Modèle Excel AMDEC automatisé / Modèle Excel HAZOP avancé et automatisé⬇️

L’analyse de risques machine est un processus fondamental pour garantir la sécurité des opérateurs, protéger les biens matériels et se conformer aux normes réglementaires (telles que ISO 12100 ou ISO 13849). Elle consiste à identifier les dangers, estimer les risques, évaluer leur acceptabilité et définir des mesures de maîtrise appropriées.

I. Pourquoi l’analyse de risques est-elle essentielle ?

Réduire les accidents et incidents
Assurer la conformité légale
Améliorer la productivité
Renforcer la confiance des utilisateurs et clients

II. Exemples d’Analyse de Risques Machine dans Différentes Industries

1. Industrie Automobile

Machine : Robot de soudage
Risque identifié : Collision avec un opérateur lors de la programmation manuelle.
Mesure corrective : Installation de barrières immatérielles et mode « teach » à vitesse réduite.
Méthode utilisée : AMDEC (Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité).

2. Industrie Agroalimentaire

Machine : Remplisseuse automatique de bouteilles.
Risque identifié : Coupure lors du nettoyage des buses de remplissage.
Mesure corrective : Système de verrouillage pendant la maintenance (LOTO – Lock Out Tag Out).
Méthode utilisée : HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) adapté aux équipements.

3. Industrie du BTP

Machine : Grue mobile.
Risque identifié : Renversement dû à une mauvaise stabilisation.
Mesure corrective : Détecteurs d’inclinaison et alarmes de surcharge.
Méthode utilisée : Check-list ISO 45001 + Analyse quantitative de risques (QRA).

4. Industrie Pharmaceutique

Machine : Ligne de conditionnement sous atmosphère contrôlée.
Risque identifié : Contamination croisée entre produits.
Mesure corrective : Cloisonnements physiques, procédures de nettoyage renforcées.
Méthode utilisée : HAZOP (Hazard and Operability Study).

III. Outils et Méthodes Utilisés pour l’Analyse de Risques Machine

Outil/Méthode	Description	Utilisation principale
AMDEC	Identifier modes de défaillance potentiels et leurs effets.	Fiabilité machine, prévention d’incidents.
HAZOP	Analyse structurée des dangers et déviations.	Procédés chimiques, industries lourdes.
ISO 12100	Norme cadre pour l’évaluation et la réduction des risques.	Toutes industries.
Arbre des causes	Identifier les causes premières d’un incident.	Enquête après incident.
Diagramme bow-tie	Visualiser les causes et conséquences d’un risque.	Gestion proactive des risques.
Checklist ISO 45001	Vérification des risques liés à la santé/sécurité au travail.	Systèmes de management SST.
Logiciels spécialisés	Exemple : Safexpert, RiskAssessmentTool.	Digitalisation de l’analyse de risques.

🟡🟣Bien au-delà d’une simple obligation légale, l’analyse des risques machines s’impose aujourd’hui comme un levier stratégique. Elle permet non seulement de renforcer la sécurité sur les sites industriels, mais aussi de réduire les coûts liés aux accidents et d’optimiser les performances opérationnelles. Si les outils numériques offrent désormais la possibilité d’automatiser et de fiabiliser ces démarches, l’expertise humaine reste, elle, irremplaçable pour interpréter les résultats et proposer des mesures de prévention réellement adaptées aux réalités du terrain.

Rappel : Une analyse de risques doit être dynamique et mise à jour régulièrement, surtout après toute modification machine ou accident !

Décomposition de la méthode AMDEC Machine + Formules de Fiabilité

I. Étapes de la Méthode AMDEC Machine

Sélectionner l’équipement ou le système
Exemple : Machine de découpe laser.
Lister les composants principaux
Exemple : alimentation électrique, tête de découpe, moteurs d’axe X/Y, système de refroidissement.
Identifier les modes de défaillance potentiels pour chaque composant
Exemple :
- Alimentation : surtension
- Moteur X : panne moteur
- Refroidisseur : fuite
Déterminer les effets de chaque défaillance
Exemple :
- Arrêt de la machine
- Détérioration de la découpe
- Surchauffe dangereuse
Évaluer trois critères pour chaque mode de défaillance :
- Gravité (G) : Impact sur la sécurité, la production ou la qualité (note de 1 à 10).
- Occurrence (O) : Probabilité que la défaillance survienne (note de 1 à 10).
- Détectabilité (D) : Capacité à détecter la défaillance avant qu’elle n’impacte (note de 1 à 10).
Calculer l’Indice de Priorisation du Risque (IPR) : Formule : IPR = G × O × D
Prioriser les actions correctives
Plus l’IPR est élevé, plus la défaillance doit être corrigée en priorité.
Mettre en place des mesures préventives ou de détection
Exemple : maintenance préventive, capteurs de fuite, alarmes thermiques.

II. Formules de Fiabilité Machine

Pour aller plus loin et mesurer la fiabilité de la machine, on utilise les formules suivantes :

1. Taux de Défaillance (λ)

Décrit la fréquence des défaillances.

Formule :

λ = Nombre de défaillances / Temps total d'observation

où :

Nombre de défaillances = nombre total de pannes
Temps total d’observation = nombre total d’heures de fonctionnement

2. MTBF (Mean Time Between Failures)

Temps moyen entre deux défaillances.

Formules :

MTBF = 1 / λ

ou directement :

MTBF = Temps total d'observation / Nombre de défaillances

Exemple :

4 défaillances en 2000 heures :

MTBF = 2000 / 4 = 500 heures

3. Fiabilité à un temps donné (R(t))

Probabilité que la machine fonctionne correctement pendant un temps donné.

Formule :

R(t) = e^(-λ × t)

Exemple :

λ = 0,002 défaillances/heure
Temps t = 100 heures

R(100) = e^(-0,002 × 100) = e^(-0,2) ≈ 0,818

Donc, 81,8 % de chances que la machine tienne 100 heures sans panne.

4. Taux de Disponibilité (A)

Mesure de la capacité de la machine à être opérationnelle.

Formule :

A = MTBF / (MTBF + MTTR)

où :

MTTR = Mean Time To Repair (temps moyen de réparation)

Exemple :

MTBF = 500 heures
MTTR = 10 heures

A = 500 / (500 + 10) = 500 / 510 ≈ 0,980

Donc une disponibilité de 98 %.

Résumé Schématique

Élément	Formule	Signification
IPR	G × O × D	Criticité d’une défaillance
MTBF	Temps total / Nombre de défaillances	Fiabilité machine
Fiabilité R(t)	e^(-λ × t)	Probabilité de fonctionnement sans panne
Disponibilité A	MTBF / (MTBF + MTTR)	Capacité opérationnelle de la machine

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De même, nous présentons ci-après une décomposition complète de la méthode HAZOP (Hazard and Operability Study), largement utilisée pour identifier les déviations dangereuses dans des systèmes industriels complexes, notamment dans les procédés chimiques, pharmaceutiques ou pétroliers.

🔍 Décomposition de la Méthode HAZOP

Identifier de façon systématique les écarts (ou déviations) par rapport aux conditions normales d’un procédé ou d’un système, et évaluer leurs conséquences sur la sécurité, l’environnement ou la production.

🧭 Étapes de la Méthode HAZOP

1. Définir le périmètre de l’étude

Sélection du système à analyser : unité de production, ligne de traitement, etc.
Collecte des documents techniques (P&ID, schémas de tuyauterie, procédures).

2. Découper le système en “noeuds”

Un nœud est une section logique du système, souvent autour d’un équipement (pompe, réacteur, vanne…).

3. Appliquer des mots-guides (guide words)

Ces mots déclenchent la recherche de déviations par rapport au fonctionnement attendu :

Mot-guide	Exemple de déviation
NO	Pas de débit
MORE	Température trop élevée
LESS	Moins de pression
AS WELL AS	Contamination, mélange indésirable
REVERSE	Inversion de flux
OTHER THAN	Produit ou matière inattendue

4. Identifier les déviations pertinentes

Pour chaque nœud + paramètre (pression, débit, température…), on teste les mots-guides.

Exemple :

Nœud = pompe P-101
Paramètre = débit
Mot-guide = NO → Déviation = pas de débit

5. Analyser les causes et conséquences

Pour chaque déviation :

Causes possibles (ex. : vanne fermée, filtre bouché…)
Conséquences (ex. : surpression, arrêt de production, explosion…)

6. Évaluer les mesures de protection existantes

Soupapes, alarmes, automates, barrières humaines…

7. Recommander des actions

Si le risque est jugé non acceptable → proposer des mesures complémentaires.

🗂 Structure Typique d’un Tableau HAZOP

Nœud	Paramètre	Mot-guide	Déviation	Cause	Conséquence	Mesure en place	Recommandation	Responsable
P-101	Débit	NO	Pas de débit	Pompe arrêtée	Arrêt production	Alerte DCS	Maintenance préventive	Ing. proc.

⚙ Outils souvent utilisés

Logiciels : PHAWorks, PHA-Pro, HAZOP Manager
Support : schémas P&ID, FDS, plans de sécurité

Avantages de la méthode HAZOP

✅ Très rigoureuse et exhaustive
✅ Identifie les risques liés au design ou à l’exploitation
✅ Met en lumière les faiblesses du système de protection

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Ci-après des exemples d’analyse de risque machine, chacun appliqué séparément en utilisant d’abord la méthode HAZOP, puis la méthode AMDEC, pour bien montrer la différence d’approche :

🔵 Exemple 1 : Analyse de Risque Machine avec la méthode HAZOP

Machine : Mélangeur industriel de poudres (agroalimentaire)

Contexte : L’équipement mélange différents types de farine dans une cuve.

Application HAZOP :

Nœud	Paramètre	Mot-Guide	Déviation	Cause	Conséquence	Mesure en Place	Recommandation
Mélangeur	Vitesse de rotation	NO	Absence de mouvement	Moteur en panne	Mélange incomplet, perte de lot	Capteur de détection arrêt moteur	Ajouter une alarme de vitesse nulle
Mélangeur	Température	MORE	Température trop élevée	Frottement excessif moteur	Dégradation du produit, risque d’incendie	Thermostat, arrêt automatique sur surchauffe	Vérifier régulièrement les roulements
Mélangeur	Ingrédients	OTHER THAN	Produit non conforme	Erreur de chargement manuel	Contamination croisée	Contrôle de lot et étiquetage manuel	Implanter un système de scanner code-barres

🧠 Remarque

La méthode HAZOP explore chaque déviation par rapport à la normale, provoquée par des erreurs, des défaillances, ou des problèmes d’opération.

🟠 Exemple 2 : Analyse de Risque Machine avec la méthode AMDEC

Machine : Presse hydraulique industrielle (automobile)

Contexte : Machine utilisée pour former des pièces métalliques.

Application AMDEC :

Composant	Mode de Défaillance	Effet	Gravité (G)	Occurrence (O)	Détectabilité (D)	IPR	Action Corrective
Vérin hydraulique	Fuite d’huile	Perte de pression, pièce non conforme	8	6	3	144	Maintenance préventive renforcée
Capteur de pression	Lecture erronée	Mauvais cycle de pressage	7	5	4	140	Doubler les capteurs avec redondance
Commande électrique	Coupure intempestive	Arrêt inopiné de la presse	6	3	5	90	Vérifier et remplacer les câblages usés

🧠 Remarque

La méthode AMDEC se concentre sur chaque composant, en quantifiant la gravité, la probabilité d’occurrence, et la capacité de détection pour prioriser les actions.

🔔 Synthèse

Méthode	Focus	Type d’Analyse	Résultat principal
HAZOP	Déviations de fonctionnement	Qualitatif	Identification systématique des écarts dangereux
AMDEC	Modes de défaillance par composant	Quantitatif	Priorisation des risques selon IPR