ISO Ingénierie
Sécurité Machine · Fonctions de sécurité

Évaluation des fonctions de sécurité selon EN ISO 13849 et EN IEC 62061

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L'essentiel

Dans le cadre de la mise en conformité de vos machines à la Directive 2006/42/CE ou au Règlement (UE) 2023/1230, la phase de réduction des risques peut impliquer la conception de systèmes de commande SRP/CS ou SCS réalisant des fonctions de sécurité. Deux normes harmonisées encadrent leur conception : EN ISO 13849-1 (niveau PL, de a à e) et EN IEC 62061 (niveau SIL, de 1 à 3). Elles fixent un niveau de « qualité » minimum pour ces systèmes.

Forte de son expérience dans l'évaluation des Systèmes Instrumentés de Sécurité (SIS) des industries à risques, du ferroviaire et de la défense, ISO Ingénierie propose des interventions pour la maîtrise et l'amélioration de vos systèmes de commande relatifs à la sécurité conformes aux normes harmonisées EN ISO 13849-1 et EN IEC 62061.

Nos prestations vont de la définition de la fonction de sécurité à la vérification du PL ou SIL requis.

Vue d'ensemble

Notre démarche : un accompagnement continu sur tout le cycle de vie de sécurité

Cinq étapes séquentielles, de la spécification des fonctions jusqu'à leur exploitation, complétées par un axe transversal « Organisation projet, Accompagnement, Audit, Diagnostic, Validation » qui court sur toute la durée du projet. C'est cette double lecture « phases + support transverse » qui distingue nos interventions.

Cycle de vie de sécurité en cinq étapes : Spécifications des fonctions de sécurité, Détermination des objectifs de niveaux de sécurité requis, Conception de l'architecture, Évaluation du niveau de sécurité atteint, Exploitation et maintenance ; un axe vertical à gauche traverse les cinq étapes et porte la mention Organisation projet, Accompagnement, Audit, Diagnostic, Validation
Correspondance avec les phases détaillées ci-dessous
  1. 1 & 2
    Spécifications + objectifs de sécurité · Phase 01
  2. 3
    Conception de l'architecture · Phase 02
  3. 4
    Évaluation du niveau atteint · Phases 03 & 04
  4. 5
    Exploitation / Maintenance · Phase 05
Axe transversal (toutes phases)
Organisation projet Accompagnement Audit Diagnostic Validation
Phase 01

Définition et objectifs

  • Identification des fonctions de sécurité de vos machines
  • Rédaction des spécifications des exigences de sécurité (SRS)
  • Définition des exigences organisationnelles et techniques
  • Détermination des objectifs de niveau de sécurité requis en s'appuyant sur EN ISO 13849-1 et EN IEC 62061
Zoom

Deux normes, deux échelles de sécurité

Les deux normes couvrent le même besoin mais avec une logique et un vocabulaire distincts : PL pour la mécatronique et l'électromécanique, SIL pour les systèmes électroniques programmables.

Norme mécatronique

EN ISO 13849-1

Performance Level (PL) requis
Échelle
a b c d e
Paramètres du PLr
  • S Gravité de la blessure
  • F Fréquence et/ou durée d'exposition au phénomène dangereux
  • P Probabilité d'éviter le phénomène dangereux ou de limiter le dommage
Norme électronique programmable

EN IEC 62061

Safety Integrity Level (SIL) requis
Échelle
SIL1 SIL2 SIL3
Paramètres du SIL requis
  • Se Sévérité du dommage
  • Cl Classe (Cl = Fr + Pr + Av)
Décomposition de la classe Cl
  • Fr Fréquence et durée de l'exposition
  • Pr Probabilité d'apparition
  • Av Probabilité d'évitement
Zoom : EN ISO 13849-1

Le graphe de risques : du triplet S / F / P au PL requis

Un chemin unique dans l'arbre binaire (gravité, fréquence d'exposition, probabilité d'évitement) détermine le Performance Level requis (PLr) entre a (risque le plus faible) et e (risque le plus élevé). C'est ce PLr qui fixe ensuite le niveau de qualité minimal de la fonction de sécurité à concevoir.

Arbre de décision EN ISO 13849-1 : partant d'un point d'entrée, choix successifs S1/S2 (gravité), F1/F2 (fréquence d'exposition) puis P1/P2 (probabilité d'évitement) débouchant sur les cinq niveaux PLr de a à e, avec un triangle orange latéral illustrant le gradient de risque L (faible) vers H (élevé)
S → S1 / S2
Gravité de la blessure : réversible (S1) ou irréversible / mort (S2).
F → F1 / F2
Fréquence et durée d'exposition : rare / brève (F1) ou fréquente / longue (F2).
P → P1 / P2
Probabilité d'évitement : possible sous conditions (P1) ou quasiment impossible (P2).
Source : ISO Ingénierie · d'après l'annexe A de la norme EN ISO 13849-1
Zoom : EN IEC 62061

La matrice SIL : du couple Se × Cl au SIL requis, avec correspondance PLr

Cette matrice croise la sévérité du dommage (Se) avec la classe Cl = Fr + Pr + Av pour délivrer le SIL requis (1 à 3) et, dans la même case, la correspondance PLr côté EN ISO 13849-1. Elle rend explicite le pont entre les deux normes et permet aux équipes projet de parler la même langue.

Matrice de détermination du SIL selon EN IEC 62061 : lignes = 4 niveaux de sévérité Se (Se 4 mort ou perte d'un œil ou d'un bras ; Se 3 blessure irréversible, perte de doigts ; Se 2 blessure réversible, attention médicale ; Se 1 blessure réversible, premiers soins) ; colonnes = classe Cl de 3 à 15 (Cl = Fr + Pr + Av) ; cellules = SIL 1, SIL 2 ou SIL 3 en orange avec correspondance PLr (a, b, c, d, e) en dessous ; les cases claires portent la mention Autres Mesures ou Pas de SIL exigé
Lignes : Se 1 → Se 4
Sévérité du dommage : des premiers soins (Se 1) jusqu'à la mort ou perte d'un membre (Se 4).
Colonnes : Cl 3 → 15
Classe Cl = Fr + Pr + Av : somme des scores fréquence, probabilité d'apparition et probabilité d'évitement.
Cellules
SIL requis (orange) + PLr équivalent. Les cases claires indiquent « Autres mesures » ou « Pas de SIL exigé ».
Source : ISO Ingénierie · d'après l'annexe A de la norme EN IEC 62061
Phase 02

Analyse et architecture

  • Réalisation des matrices de graphes de risques et graphes calibrés
  • Réalisation d'arbres de défaillances et arbres d'événements probabilisés
  • Aide à la détermination de l'architecture fonctionnelle (redondances, autodiagnostic, …)
  • Aide au choix des composants matériels et logiciels
Exemple d'architecture

Une fonction de sécurité type : capteur, traitement logique, actionneurs redondés

Le schéma illustre une fonction d'arrêt d'urgence complète : le bouton coup-de-poing à contacts redondants attaque un traitement logique dédié à la sécurité (SRP/CS ou SCS), qui coupe la puissance du moteur triphasé via deux contacteurs en série. La redondance côté détection et côté actionneur permet d'atteindre les niveaux PL / SIL élevés visés par EN ISO 13849-1 et EN IEC 62061.

Architecture typique d'une fonction de sécurité machine : bouton d'arrêt d'urgence à contacts redondants (rouge, en haut à gauche) relié à un bloc de traitement logique orange (SRP/CS ou SCS) qui commande deux contacteurs de sécurité orange en série, coupant l'alimentation d'un moteur triphasé M 3~
Détection
Bouton d'arrêt d'urgence à double contact : deux canaux indépendants remontés au traitement logique.
Traitement
Unité SRP/CS ou SCS dédiée sécurité : relais de sécurité ou automate de sécurité programmable.
Actionneurs
Deux contacteurs de puissance en série : une défaillance simple ne compromet pas l'ouverture du circuit.
Source : ISO Ingénierie · exemple pédagogique d'architecture conforme EN ISO 13849-1 / EN IEC 62061
Phase 03

Évaluation qualitative et probabiliste

Deux niveaux d'analyse complémentaires pour caractériser le comportement de la fonction de sécurité.

Évaluation qualitative

  • Modélisation de la fonction de sécurité
  • AMDEC des sous-systèmes (Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité)
  • Modes communs de défaillance : CCF
  • Maîtrise / prévention / évitement des défaillances systématiques logicielles

Évaluation probabiliste

Modélisation de la fonction de sécurité et calcul des paramètres suivants :

PFH Fréquence moyenne de défaillance dangereuse par heure
MTTFd Temps moyen avant défaillance dangereuse
DC Couverture de diagnostic
CCF Modes communs de défaillance
SFF Proportion de défaillances en sécurité
Outil de calcul : SISTEMA (Safety Integrity Software Tool)
Phase 04

Vérification des objectifs de sécurité atteints

EN ISO 13849-1
PL atteint
EN IEC 62061
SIL atteint
Phase 05

Accompagnement exploitation et maintenance

  • Accompagnement pour la rédaction des procédures
  • Aide à la gestion des moyens d'exploitation et maintenance en sécurité : bypass, autodiagnostics, surveillance des boucles …
Pour aller plus loin

Prestations complémentaires en Sécurité Machine

Nos références

5 projets d'évaluation de fonctions de sécurité et de marquage CE machines.

Client Site Étude / prestation
RIVA GROUP SAM MONTEREAU Accompagnement en vue du marquage CE relatif à la directive Machines 2006/42/CE d'une machine en sortie de bobine
Dalkia Froid Solutions Accompagnement en vue du marquage CE relatif à la directive Machines 2006/42/CE d'une machine de traitement d'air (CTA)
FIRAC Mise en conformité à la directive Machines 2006/42/CE d'une table de préparation bloc ABS (chaîne de montage usine Renault)
SANOFI PASTEUR Val de Reuil Mise en conformité à la directive Machines 2006/42/CE d'incubateurs à œufs pour la production de vaccins · Animation de l'analyse des risques, revue de la documentation technique obligatoire
L'OREAL Accompagnement de L'Oréal et des entreprises réalisatrices dans une approche de conformité aux directives et normes CE sur des modifications significatives majeures de machine · Animation de l'analyse des risques, évaluation PL des fonctions de sécurité, revue de la documentation technique obligatoire

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