Introduction à l'ingénierie de la fiabilité et aux méthodes prédictives de performance des systèmes (FMDS)

À la fin de ce cours, vous serez en mesure de :

• Quantifier la fiabilité, la maintenabilité, la disponibilité et la sécurité des systèmes à l’aide d’indicateurs reconnus
• Interpréter les comportements de défaillance et appliquer des modèles probabilistes pour analyser la performance dans le temps
• Modéliser la fiabilité des systèmes à l’aide de diagrammes de blocs et évaluer des architectures incluant la redondance
• Appliquer des méthodes analytiques telles que les arbres de défaillance et les arbres d’événements pour évaluer les risques techniques
• Utiliser des approches structurées pour soutenir les décisions liées à la maintenance, à la disponibilité et à la conception des systèmes

Description

La conception et l’exploitation de systèmes performants reposent sur la capacité à anticiper et à gérer les défaillances dans un contexte d’incertitude. Les décisions liées à l’architecture, à la maintenance et à la gestion des risques influencent directement la disponibilité des systèmes, les coûts sur le cycle de vie et les enjeux de sécurité. Sans approche structurée, ces décisions peuvent entraîner des impacts importants sur la performance opérationnelle.

Cette formation propose une base pratique en ingénierie de la fiabilité et en analyse de la performance des systèmes (FMDS). Elle permet de définir et de quantifier les indicateurs clés, de comprendre les mécanismes de défaillance et d’analyser l’influence des choix de conception et d’exploitation. Les notions mathématiques et probabilistes sont présentées dans une perspective appliquée afin de soutenir l’analyse et la prise de décision.

À l’aide d’exercices pratiques, vous appliquerez des méthodes de modélisation et d’analyse telles que les diagrammes de blocs de fiabilité, les ensembles de coupes minimales ainsi que les arbres de défaillance et d’événements. La formation aborde également les différences entre la fiabilité des systèmes matériels et logiciels, ainsi que les liens entre les stratégies de maintenance et la disponibilité des systèmes. L’ensemble vise à développer une compréhension structurée et directement applicable en pratique professionnelle.

Clientèle ciblée :

• Les ingénieur.e.s et technologues en ingénierie travaillant avec des systèmes complexes
• Les professionnel.le.s impliqué.e.s dans la conception, la maintenance ou l’analyse de la performance des systèmes
• Les personnes responsables de l’évaluation des risques techniques ou de la prise de décisions opérationnelles
• Les professionnel.le.s en début ou en milieu de carrière souhaitant renforcer leurs compétences analytiques appliquées

Volet - Notions de la Sûreté de Fonctionnement (SdF).

Ce premier volet du cours a pour objectif de définir la Sûreté de fonctionnement, de préciser les principales grandeurs calculées de la SdF en précisant les principales lois de probabilités utilisées en SdF. Il inclut des exercices de pratique.

• Contexte, Objectif et Définition
  • Histoire
  • But de FMDS (RAMS)
  • Définitions de la FMDS (fiabilité, maintenabilité, disponibilité, sécurité)
• Définitions
  • Taux de défaillance, MTTF, MTTR...
• Mathématiques de la fiabilité et liens avec défaillances
  • Introduction aux aspects mathématiques
  • Évolution du taux de défaillance au cours de la vie d’un système (défaillance de jeunesse / défaillances d’usure, systèmes à taux de défaillance constant)
  • Défaillance en mode continu et à la demande
  • Mode de défaillance
• Cause commune de défaillance
  • Définitions
  • Impacts
• Maintenance, maintenabilité, disponibilité
  • Définitions
  • Liens
• Rappel sur probabilité et statistiques
  • Notions de base, Variables aléatoires discrètes et continues, quantitatives et qualitatives, Probabilités et loi de probabilité

Note : Il y aura des exercices à faire

Volet - Analyse et méthode prédictive

Ce second volet du cours donne un aperçu des différentes techniques de conception de la sûreté de fonctionnement avec les principales méthodes d’analyse et modélisation de la SdF ainsi que les calculs associés pour les architectures systèmes. Il inclut beaucoup d’exercices de pratique.

• Diagrammes de fiabilité
  • Modélisation de la fiabilité d’un système à partir d’un BDF (bloc diagramme de fiabilité)
  • Diagrammes série et parallèle (redondance active et passive) avec leurs équations
  • Diagrammes parallèle/série et série/parallèle avec leurs équations
  • Diagrammes complexes, etc.
  • Applications/exercices à faire
• Calcul de la fiabilité
  • Méthode des coupes minimales et des liens minimaux
  • Méthode de décomposition
  • Algèbre booléenne
  • Allocation de redondance et coûts
  • Applications/exercices à faire
• Analyse par arbre de panne (FTA), Analyse par arbre d’événement (ETA)
  • Définitions
  • Concepts Fussel-Vesely et RAW
  • Application des méthodes
  • Introduction possible à Markov (à déterminer)
  • Normes IEC

Note : dans le contexte qu’il y a un cours consacré à l’Analyse des modes de défaillance et de leurs effets (FMEA et FMECA), je ne l’enseignerai pas dans ce cours.

• Volet logiciel
  • Différences entre fiabilité « hardware » et « software »
  • Méthodes possibles
  • Programme d’assurance qualité