L’AMDEC (analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité) est une technique spécifique de la sûreté de fonctionnement, mais aussi et surtout une méthode d'analyse de systèmes (systèmes au sens large composé d'éléments fonctionnels ou physiques, matériels, logiciels, humains ...), statique, s'appuyant sur un raisonnement inductif (causes conséquences), pour l'étude organisée des causes, des effets des défaillances et de leur criticité.
Cette technique a été utilisée pour la première fois au milieu des années 60, et son utilisation se limitait au début a des études de fiabilité sur le matériel (notamment dans le domaine de l’aéronautique, pour tenter de limiter la fréquence et la gravité des accidents aériens).
Comme toutes les nouvelles techniques, elle a essuyé à ses débuts de nombreuses critiques : on lui reprochait des coûts d’utilisation trop élevés et une certaine lourdeur d’application. Mais au fil du temps, elle s’est peu à peu imposée comme la technique de référence en matière de qualité, de part son efficacité, et malgré quelques défauts. Elles est désormais extrêmement répandue dans tout ce qui a trait avec la sécurité, la maintenance ou la disponibilité. Jadis cantonnée au « simple » domaine du matériel, elle sert désormais de référence en matière de système, de fonctionnel et de logiciel.
Bien entendu, elle est systématiquement utilisée dans toutes les industries a risque (aussi bien le nucléaire, qui vient en premier lieu a l’esprit, que le spatial ou même la chimie), et permet une analyse préventive de la sûreté de fonctionnement. En effet , dans ces domaines, les enjeux d’un incident sont colossaux (il est bien évident qu’une catastrophe nucléaire a des conséquences si tragiques qu’il ne faut pas hésiter a mettre tous les moyens en œuvre pour l’éviter ou du moins limiter sa portée), et l’utilisation d’une méthode efficace d’évaluation des risques et de leur criticité semble une évidence pour chacun.
Dans le domaine du ferroviaire, l’AMDEC a été expérimentée par la RATP. Une adaptation a donné naissance a une autre méthode plus adaptée au domaine ferroviaire, mais qui lui ressemble beaucoup quand a sa mise en œuvre.
Dans un premier temps, nous allons tenter d’expliquer en quoi consiste cette méthode, et quelles sont les connaissances qu’il faut avoir pour pouvoir l’appliquer, ce qui nous amènera naturellement a parler d’analyse fonctionnelle. Nous verrons ensuite un exemple simple d’application de cette méthode.
L’AMDEC est une méthode d’analyse des risques dysfontionnels (non satisfaction des besoins du client) basée sur l’établissement de relations de cause à effet .Elle s ‘appuie sur l’identification des modes de défaillance des composants d’un système. Les dysfonctionnements identifiés sont tout simplement les effets perçus par le client. Pour une bonne analyse des modes de défaillance, il faut donc identifier les causes d’apparition. Ces premiers éléments constituent les bases de l’analyse qualitative de fonctionnement du système.
Mais le propre de la méthode AMDEC est de pouvoir également quantifier l’importance du risque lié a chaque effet. Trois critères sont ainsi définis :
-La fréquence d’apparition de l’incident (qui sera notée f) : on peut ainsi estimer qu’un certain genre d’incident risque d’arriver une fois par an. Une variante de la fréquence temporelle est de ire (par exemple dans l’industrie ou des machines-outils fabriquent des pièces a la chaîne) qu’une pièce ayant tel défaut sera produite toutes les 10000 pièces. C’est le premier critère auquel on pense, le plus intuitif en matière de sécurité ,de maintenance et de disponibilité.
-La gravité (notée G), qui est calibrée selon les critères de satisfaction du client (toujours au sens large, c’est dire le client de l’entreprise, l’utilisateur, l’entreprise elle même, l’ensemble de la population quand il s’agit de sécurité publique, etc.). De manière générale, on fait apparaître dans l’échelle de la gravité, en parallèle, la notion de danger associé a la défaillance. toute atteinte a la sécurité de l’utilisateur ou du public est ainsi décliné par un niveau élevé de la gravité. Dans le cas d’une entreprise, on réalise en parallèle une étude de la gravité pour l’entreprise, qui se résume en fait souvent par une mesure de l’impacte des défaillance sur les coûts. Ce facteur est en fait le plus difficile a évaluer, et pose des problèmes quand il s’agit de sécurité : En effet, comment chiffrer la mort de vies humaines, comme il faudrait le faire quand on étudie les risques de déraillement d’un train par exemple ?
-La détection (notée D), est un facteur auquel on pense de façon beaucoup moins immédiate. Elle est calibrée en fonction des moyens de mesure de l’apparition des causes de dysfonctionnement mis en œuvre.
Ces trois indicateurs sont ensuite synthétisés par un indicateur appelé criticité, défini comme le produit des trois critères précédents. C= f*G*(1-D).
Ainsi, la criticité sera d’autant plus importante que l’incident se produit souvent (fréquence élevée), qu’il est grave en conséquences (G), et qu’il ne pourra pas être détecté avant apparition. Le but de la démarche AMDEC est ainsi de ramener la criticité a un seuil inférieur a celui convenu au début de l’étude.(par convention, elle varie sur une échelle allant de 1 a 100).
La mise en œuvre de l’AMDEC demande cependant la disponibilité de certains nombre de compétences: le pilote technique (responsable de l’étude jusqu’à l’aboutissement des actions), un animateur (garant de l’application de la méthode), un concepteur (qui maîtrise le système), un responsable de production et de maintenance. Bien entendu, le groupe peut être enrichi par des spécialistes de technologies particulière mise en œuvre dans le système étudié.
De part son rôle, une analyse AMDEC doit commencer par une analyse fonctionnelle du système, afin d’identifier les fonctions qu’on attend de lui. Ainsi, parmi les critères caractérisant une fonction, ceux concernant la sûreté de fonctionnement doivent être clairement affichés. D’autre part, les dysfonctionnements étant liés aux solutions techniques mises en œuvre pour réaliser ces fonctions, une description des solutions techniques est une donnée essentielle a l’analyse AMDEC.
La mise en œuvre se décompose en 7 étapes.
-1) initialisation, qui définit le périmètre de l’étude.
-2) préparation (qui consiste en fait a collecter l’ensemble des données nécessaires a l’étude, comme par exemple l’analyse fonctionnelle, l’analyse des solutions etc.).
3) identification des modes de défaillance.
4) évaluation et hiérarchisation des modes de défaillance : c’est une étape déterminante : pour chaque mode de défaillance, on évalue les trois critères f, G et D.
5) recherche d’action préventive : on considère qu’un mode de défaillance est acceptable si sa criticité est inférieure a 100 et G<10. Si tel n’est pas le cas, on détermine des actions destinées a ramener le niveau de risque a des valeurs acceptable. Ensuite, on réévalue la criticité avant de mettre en œuvre ces actions.
6) Mise en œuvre des solutions.
7) contrôle d’efficacité et bouclage. Cela correspond au suivi de l’efficacité immédiate et dans le temps des améliorations apportées au fonctionnement du système. Ensuite, un calendrier est établi pour permettre un suivi dans le temps du contrôle de l’efficacité du système, et afin d’assurer un rebouclage sur la tenue sur la durée des objectifs initiaux.
La clé du succès de la méthode réside dans l’énoncé d’objectifs clairs a atteindre, tant en terme de sûreté de fonctionnement qu’en terme de coûts des solutions mises en œuvre. Le périmètre de l’étude en conditionne la complexité.
C’est une méthode rigoureuse : elle doit être mise en œuvre par un animateur AMDEC la connaissant parfaitement et possédant des qualités d’animateur de groupe.
Il est fréquent de lier une démarche d’analyse AMDEC avec une démarche d’analyse de la valeur, ce qui permet de tenir, outre les objectifs de sûreté de fonctionnement, des objectifs de coûts et de productivité. C’est pourquoi, dans ce cas, l’animateur devra bien entendu maîtriser les méthodes d’analyse de la valeur.
Il va sans dire que l’AMDEC est un processus coûteux, qu’il convient d’utiliser a bon escient:’il semble indispensable lors de la réalisation d’un nouveau système. Cependant, lors de l’élaboration d’un système ne différant d’un autre deja existant que par certains constituants, il convient de se concentrer sur points de divergence entre les deux systèmes.
Nous allons présenter sur un exemple simple comment on procède a une telle analyse.
En premier lieu, il s’agit de se demander quel est la fonction d’une pompe a l’huile.(analyse fonctionnelle) : la réponse est « assurer le débit du fluide lubrifiant ».
Ensuite, on se demande quels sont les modes de défaillance possible : on peut citer par exemple la baisse du débit, son irrégularité ou son arrêt.
Les causes de ces défaillances peuvent être l’usure abrasive des engrenages, la cavitation, la détérioration du joint a lèvres ou la rupture de la clavette.
| Fonction |
Mode de défaillance |
Cause de la défaillance |
effet |
p |
g |
d |
c |
|
| Pompe | Assurer le débit d’huile |
baisse du débit |
l’usure abrasive des engrenages |
Diminution de la durée de vie du système |
2 |
2 |
4 |
16 |
| . |
Irrégularité du débit |
cavitation |
Détérioration des parties frottantes |
1 |
2 |
4 |
8 |
|
| Arrêt du débit |
détérioration du joint a lèvres |
Grippage des coussinets |
3 |
4 |
1 |
12 |
||
| la rupture de la clavette |
Grippage des engrenages. |
1 |
4 |
1 |
4 |
Il ressort de cette étude rapide que la cause de défaillance ayant la plus grosse criticité est l’usure des engrenages. Les actions correctives mises en œuvre peuvent être le nettoyage du réservoir et des canalisations avant remplissage…
Bien que simple, la méthode s'accompagne d'une lourdeur certaine et la réalisation exige un travail souvent important et fastidieux. Une des difficultés est dans l'optimisation de l'effort entre le coût de l'analyse AMDEC (dépendant de la profondeur de l'analyse) et le coût de l'amélioration à apporter. La solution pour surmonter le volume des entités à étudier est de conduire des AMDEC fonctionnelles. Cette approche permet de détecter les fonctions les plus critiques et de limiter ensuite l'AMDEC " physique " aux composants qui réalisent tout ou partie de ces fonctions. La cohérence entre d'une part la gestion des AMDEC et des améliorations préconisées et d'autre part, les différentes versions du système est l'une des autres principales difficultés à résoudre. Aussi, la méthode n'est pas bien adaptée aux projets en temps réel car elle ne permet pas de bien appréhender l'aspect temporel des scénarios. Néanmoins l'AMDEC fournit :-une autre vision du système,- des supports de réflexion, de décision et d'amélioration, des informations à gérer au niveau des études de sûreté de fonctionnement et des actions à entreprendre.
Faucher Bertrand
Rieu Pierre-Olivier