La Norme ISO 13849-2 et sa Validation des Systèmes de Commande Relatifs à la Sécurité
Introduction
La norme ISO 13849-2 constitue une référence incontournable pour les industries cherchant à valider les systèmes de commande relatifs à la sécurité. Succédant à l’ISO 13849-1 qui couvre la conception et l’évaluation des niveaux de performance (PL), l’ISO 13849-2 est axée sur la validation, s’assurant que les systèmes répondent aux critères de sécurité établis. Cet article détaille les concepts fondamentaux de l’ISO 13849-2, met en lumière les principales étapes de validation et propose des exemples concrets pour son application.
Partie 1 : Comprendre les Bases de l’ISO 13849-2
L’ISO 13849-2 est complémentaire à la partie 1 et se concentre sur la validation par analyse et essais des parties de systèmes de commande relatives à la sécurité. Elle couvre des aspects essentiels, notamment :
• Caractéristiques de sécurité : Vérification des fonctions de sécurité prévues.
• Niveau de performance (PL) : Validation du niveau de performance requis (PLr) pour garantir la sécurité.
• Catégories : Validation des architectures des catégories B, 1, 2, 3 et 4 selon leur résistance aux défaillances.
• Prévention des défaillances : Vérification des mesures pour minimiser les risques.
Documents requis pour la validation
Selon l’ISO 13849-2, il est crucial de rassembler une documentation exhaustive, comprenant :
1. Descriptions fonctionnelles.
2. Résultats des calculs de PL.
3. Rapports d’essais.
4. Plans de validation.
Partie 2 : Processus de Validation – Étapes Clés
Le processus de validation se divise en plusieurs étapes structurées :
1. Planification de la validation
• Identifier les fonctions de sécurité à valider.
• Définir les essais et analyses nécessaires.
2. Analyse des spécifications
• Vérifier que les spécifications des fonctions de sécurité sont en conformité avec l’ISO 13849-1.
3. Essais fonctionnels
• Réaliser des tests sur les composants et sous-systèmes pour confirmer leur fiabilité.
4. Validation des logiciels
• Analyser les logiciels de commande pour garantir qu’ils respectent les exigences de sécurité. L’annexe de l’ISO 13849-2 fournit des méthodes spécifiques pour tester la robustesse logicielle.
5. Rapport de validation
• Compiler tous les résultats dans un rapport final documentant la conformité.
Partie 3 : Cas Pratique et Défis
Exemple d’application :
Un fabricant de presses mécaniques intègre des interrupteurs de sécurité pour protéger les opérateurs. La validation selon l’ISO 13849-2 implique :
• Essais physiques : Tester la réaction des interrupteurs en cas d’anomalies.
• Calculs de fiabilité : Confirmer que le PL atteint répond au PLr spécifié.
• Vérification des redondances : S’assurer que le système résiste aux défaillances mécaniques et électriques.
Défis :
• Complexité des systèmes : Les systèmes de commande avancés, combinant logiciels et matériels, nécessitent des validations poussées.
• Maintenance de la documentation : Maintenir à jour les rapports pour prouver la conformité lors d’audits.
Partie 4 : Différences entre la norme ISO 13849-1 et la norme ISO 13849-2
Les normes ISO 13849-1 et ISO 13849-2 se complètent pour assurer une approche globale de la sécurité des systèmes de commande des machines. Toutefois, elles ont des objectifs distincts et se concentrent sur des aspects différents du cycle de vie des systèmes de commande relatifs à la sécurité. Voici les principales différences entre les deux normes :
Objectifs de chaque norme
• ISO 13849-1 : Conception et évaluation
• Elle se concentre sur la conception des parties des systèmes de commande relatives à la sécurité (SRP/CS).
• Elle fournit des méthodes pour évaluer les niveaux de performance (PL) en fonction des architectures des systèmes, des probabilités de défaillance et des mesures de sécurité mises en œuvre.
• Objectif : S’assurer que la conception des systèmes répond aux besoins fonctionnels de sécurité.
• ISO 13849-2 : Validation
• Elle se focalise sur la validation, soit la vérification que les systèmes conçus selon l’ISO 13849-1 remplissent effectivement les exigences de sécurité spécifiées.
• Objectif : Garantir que les systèmes fonctionnent correctement dans les conditions réelles et que les mesures de prévention des défaillances sont efficaces.
Portée des exigences
• ISO 13849-1 :
• Analyse fonctionnelle des risques.
• Définition des niveaux de performance requis (PLr).
• Calculs de fiabilité des composants et des architectures (MTTFd, DC, etc.).
• Considération des principes de diagnostic et de tolérance aux défauts.
• ISO 13849-2 :
• Validation par analyse et essais.
• Vérification des documents de conception et de réalisation.
• Mise en œuvre de tests physiques et fonctionnels sur les composants et systèmes.
• Validation des logiciels embarqués.
Activités spécifiques à chaque norme
Résultats attendus
• ISO 13849-1 :
• Une architecture bien conçue avec des calculs démontrant que les niveaux de performance requis (PLr) sont atteints.
• Une base pour passer à l’étape de validation.
• ISO 13849-2 :
• Une documentation complète confirmant que la conception, la mise en œuvre et les essais répondent aux exigences définies dans la partie 1.
• Un rapport final de validation comprenant les résultats d’analyse et d’essais.
Relation entre les deux normes
En résumé, l’ISO 13849-1 traite de la théorie et de la conception des systèmes de commande relatifs à la sécurité, tandis que l’ISO 13849-2 s’assure que ces concepts sont bien implémentés dans des systèmes opérationnels. La validation constitue l’étape finale qui garantit que les utilisateurs peuvent faire confiance au système dans des conditions réelles.
Voici un tableau des niveaux de performance (PL) pour les systèmes de commande de sécurité :
| Niveau de Performance (PL) | Probabilité de défaillance dangereuse par heure (PFH_d) | Description |
|---|---|---|
| PL e | 10-8 ≤ PFH_d < 10-7 | Niveau le plus élevé : utilisé pour les risques les plus graves |
| PL d | 10-7 ≤ PFH_d < 10-6 | Niveau élevé : pour des risques importants |
| PL c | 10-6 ≤ PFH_d < 3 x 10-6 | Niveau moyen : utilisé dans de nombreux cas industriels |
| PL b | 3 x 10-6 ≤ PFH_d < 10-5 | Niveau faible : pour des applications avec risques moindres |
| PL a | 10-5 ≤ PFH_d < 10-4 | Niveau le plus bas : pour les risques minimes |
Il est important de noter que ces niveaux de performance ne sont pas définis en termes absolus, mais plutôt en fonction de la probabilité de panne dangereuse par heure. Ainsi, un système de commande de sécurité de niveau PL a peut être considéré comme étant plus fiable qu’un système de niveau PL b dans une application spécifique, selon les risques et les exigences de sécurité associés à cette application.
Conclusion
La norme ISO 13849-2 joue un rôle essentiel pour garantir la sécurité des machines et des systèmes automatisés. Une validation rigoureuse permet de répondre aux exigences réglementaires et de protéger efficacement les utilisateurs. En suivant les étapes décrites, les entreprises peuvent naviguer avec succès dans le processus de validation et renforcer leur position sur le marché grâce à une conformité démontrée.
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