Changement de cap pour l’ISO 13849-1 :2023, tous azimuts vers la méthodologie de conception

L’Organisation internationale de normalisation (International Standardisation Organisation, ISO) met en place des normes dans tous les domaines industriels. La norme ISO 13849-1 Sécurité des machines – Parties des systèmes de commande relative à la sécurité – Partie 1 : Principes généraux de conception, est la référence pour la conception des systèmes de commande. En 2023, ISO a publié une nouvelle version de la norme. Notre équipe se tient toujours à l’avant-garde des dernières progressions en matière de sécurité machine et de sécurité au travail. L’équipe d’Intervention Prévention a analysé et étudié la nouvelle version. Notre verdict est clair, la norme s’est améliorée et devient un outil encore plus performant. Cet article vous présente les changements dans la norme au niveau de la méthodologie et des outils de conception quelle offre, notamment dans ses annexes. 

Lorsqu’on compare les versions 2015 et 2023, les éléments de sécurité et d’évaluation de performance sont les mêmes. Quelques outils d’évaluation ont été améliorés, notamment les outils d’évaluation de la fréquence et de la probabilité d’évitement. Ces changements seront traités plus loin dans l’article. La grande différence entre les versions 2015 et 2023 est au niveau de la méthodologie de conception. ISO vient orienter les étapes de conception pour mettre l’emphase sur la planification et surtout sur l’implantation de la sécurité dès le début de la conception d’un équipement. Depuis plusieurs années, les entreprises les plus performantes ont commencé à utiliser une méthodologie de conception où la phase de planification est plus importante et le design (dessin, calcul, choix de composante) se fait plus loin dans la conception. Lorsque le produit est prêt pour les tests, ces entreprises font des itérations rapides pour améliorer et corriger les dernières lacunes. La nouvelle version tente de pousser les concepteurs à entrer les fonctions de sécurité directement dans le cahier de charge. Cette méthodologie permettra aux entreprises de sauver du temps, de l’énergie et de l’argent. On évite de devoir sélectionner les composantes après la conception et l’on évite les changements. En plus, le niveau de sécurité des composantes et l’architecture pourront être choisis dès les premiers développements, augmentant ainsi la performance globale de la sécurité.  

Dans l’industrie de l’automatisation actuelle, les entreprises se tournent de plus en plus vers les principes de KDM (Kaizen Design Method). Pour concevoir un équipement, les équipes de conception prennent le temps de définir les besoins du client. Selon les besoins, on définit les fonctions que doit accomplir l’équipement. Lorsque les fonctions sont déterminées, on trouve la technologie ou le concept pour accomplir la fonction. ISO 13849-1 : 2023 vient s’immiscer dans cette vision de la conception. En effet, dans la version 2015, l’emphase était mise sur la validation du système de commande relatif à la sécurité. Le concepteur concevait un équipement. Une fois que les fonctions d’opération étaient définies, on évaluait le risque et concevait les systèmes de commande de sécurité en conséquence. Évidemment, la version 2023 explique encore comment valider les systèmes de commande relatifs à la sécurité. On demande maintenant aux concepteurs de définir les fonctions relatives à la sécurité en même temps que les autres fonctions et d’inclure la sécurité dans chacune des fonctions opérationnelles. On vise ainsi d’atteindre plus souvent des fonctions intrinsèquement sécuritaires (limitation de la vitesse, de la force, du couple, etc.) et de diminuer les coûts et le temps de conception. Cela amène le concepteur à produire dès le début un concept sécuritaire au lieu de sécuriser son équipement par la suite.  

Au niveau des outils de la norme dans la version 2023, on vient ajouter des notions quantitatives pour l’évaluation de la fréquence d’exposition (section A.3.2) et de l’évaluation de la possibilité d’évitement (Tableau A.1). On vient ainsi corriger une lacune des anciennes versions où les concepteurs pouvaient justifier certains choix de façon plus qualitative. Voici les listes des nouvelles annexes et leurs outils de conception : 

• Annexe L sur l’immunité aux interférences électromagnétiques (IEM); 
• Annexe M sur la spécification des exigences de sécurité. Vous trouverez dans cette nouvelle annexe les normes et les sections d’ISO 13849-1 qui expliquent comment concevoir les fonctions de sécurités les plus populaires et communes; 
• Annexe N sur l’évitement des défaillances lors de la conception logicielle; 
• Annexe O sur les valeurs relatives à la sécurité de composants ou de partie de système de commande. Dans cette annexe, on donne une valeur « type » aux différentes technologies selon le niveau d’intégration. L’intégrateur ou le concepteur peut ainsi savoir si une composante sera simple et facile à intégrer ou s’il devra chercher les données ou tester les composantes.  
• Type de dispositif 1. Niveau d’intégration le plus élevé, ses modes de défaillance sont connus (ex : barrière immatérielle, composant de sécurité). 
• Type de dispositif 2. Niveau d’intégration intermédiaire. Les modes de défaillances sont inconnus car le composant n’est pas conçu pour de la sécurité, mais peut être utilisé en sécurité. L’intégrateur doit alors trouver les données supplémentaires (DC, structure de circuit, CCF, etc.). (ex. : capteur de pression, interrupteur de proximité, etc.). 
• Type de dispositif 3. Niveau d’intégration faible. Le mode de défaillance dépend des cycles de fonctionnement. Il faut avoir accès aux données d’application (nombre d’heures, d’activation, d’opérations, etc.) pour évaluer la sécurité. (ex. : composant soumis à l’usure, vanne pneumatique, interrupteurs, dispositifs de commande, etc.). 
• Type de dispositif 4. Ce type est un cas spécial du type 1. Il s’agit de composant avec un mode de défaillance qui n’est pas aléatoire. Une défaillance entraînera toujours une condition de sécurité ou il y a une exclusion de défaut conforme à la section 6.1.10.3 de la norme ISO 13849-1 : 2023. 

En conclusion, la version 2023 de la norme ISO 13849-1 a changé d’un point de vue méthodologique et au niveau technique. La méthodologie actuelle demande au concepteur d’inclure les fonctions de sécurité dès l’élaboration des cahiers de charge. Les entreprises gagneront forcément en appliquant ces principes car ils pourront économiser du temps et de l’énergie en fin de projet. De plus, certains éléments de sécurité intrinsèque pourront être conçus et identifiés, sauvant ainsi beaucoup de temps et d’argent aux entreprises. Chez Intervention Prévention, plusieurs clients qui utilisent nos services de PSSR (revue de sécurité prédémarrage) ont commencé à nous inclure dès la conception des équipements et de leurs cellules robotisées. On peut ainsi corriger le design avant la fabrication et l’assemblage.