Par Sergei Mukminov, rédacteur en chef, Refindustry.com
Au fil des années, les installations de froid industriel à l’ammoniac accumulent de nombreux documents de sécurité : P&ID, procédures opératoires standardisées, listes d’alarmes, plans d’urgence et dossiers de maintenance. Le problème n’est pas que l’information n’existe pas, mais qu’elle se trouve dans des systèmes distincts et parvient rarement aux personnes qui prennent les décisions sur le terrain. Kushal Aurangabadkar, responsable de l’ingénierie chez Cargill, fort de près de 14 ans d’expérience dans l’industrie agroalimentaire et la sécurité des procédés, et auteur pour Refindustry de First 90 Days in Ammonia Refrigeration Systems, a constaté cette lacune et conçu un cadre pour la combler.
LOOP-BAR signifie Layered Operations Overlay with PSM Barrier Assurance Register. Ce cadre superpose les couches de protection directement sur les schémas des systèmes frigorifiques, en reliant chaque mesure de protection à un responsable défini, à une norme de performance et à des preuves vérifiables de son fonctionnement. Dans cet entretien écrit accordé à Refindustry, Aurangabadkar explique comment le cadre a été élaboré, en quoi il diffère des outils de sécurité existants et ce que nécessite sa mise en œuvre dans la pratique.
Contexte
Vous comptez près de 14 ans d’expérience dans l’industrie agroalimentaire et le froid industriel à l’ammoniac. Comment cette expérience vous a-t-elle conduit à développer LOOP-BAR ?
Mon parcours couvre la conception de systèmes, l’exploitation d’installations et la gestion de la sécurité des procédés. J’ai donc observé ces systèmes à la fois du point de vue de l’ingénierie et de celui de l’exploitation. Je me suis spécialisé dans le froid à l’ammoniac parce qu’il se situe à l’intersection de la fiabilité, de l’efficacité et de la sécurité. Au fil du temps, je me suis de plus en plus attaché à combler l’écart entre la manière dont ces systèmes sont conçus et la façon dont ils sont réellement exploités et sécurisés sur le terrain.
Quel a été le moment où vous avez estimé que l’approche existante ne suffisait pas ?
Le déclic a été de constater que les équipes comprennent les systèmes frigorifiques comme des circuits d’écoulement, alors que la sécurité est souvent enseignée sous la forme d’un ensemble de listes de contrôle déconnectées. Les installations peuvent disposer de bases d’ingénierie solides, telles que des P&ID, des SOP, des journaux d’alarmes et des programmes de maintenance, mais ces outils sont rarement réunis de manière à offrir aux opérateurs une vue pratique unique des dangers, des mesures de protection, des responsabilités et des vérifications. Par conséquent, les barrières peuvent être présumées efficaces plutôt que confirmées, les systèmes de régulation peuvent être confondus avec des couches de protection, et la responsabilité des mesures de protection critiques peut devenir floue. Dans les environnements de transformation alimentaire, où la fiabilité et la sécurité sont toutes deux essentielles, j’ai estimé que cette approche ne suffisait pas à la prise de décision en première ligne. Je souhaitais créer un outil qui aiderait les équipes, en particulier les nouveaux collaborateurs, à voir le lien direct entre le système frigorifique à l’ammoniac et le programme de gestion de la sécurité des procédés. C’est ce besoin qui a finalement conduit à LOOP-BAR.
Combien de temps le développement a-t-il pris et qui y a participé ?
LOOP-BAR a été développé sur plusieurs mois, au moyen d’un travail itératif portant sur des scénarios réels de froid à l’ammoniac. J’ai dirigé ce développement, depuis le concept jusqu’à l’élaboration d’un cadre opérationnel utilisable. Bien que le cadre ait bénéficié des contributions du personnel d’exploitation et des spécialistes du froid, j’étais responsable de la méthodologie centrale, de l’approche de visualisation et de la structure des barrières.
Le cadre
Quel problème LOOP-BAR résout-il que les outils existants, tels que les P&ID, les SOP et les PHA, ne permettent pas de traiter ?
Dans le froid à l’ammoniac, ces outils d’ingénierie sont essentiels, mais ils fonctionnent de manière cloisonnée. Ce qui manque, c’est un lien direct et visuel entre le système frigorifique et les mesures de protection qui assurent sa sécurité. LOOP-BAR répond à ce besoin en superposant directement sur le schéma du système frigorifique les couches de protection, ainsi que les dangers critiques identifiés à chaque nœud, et en reliant chaque barrière à sa fonction, à son responsable et aux preuves objectives de son fonctionnement.
LOOP-BAR ne remplace pas les P&ID, les SOP ou les PHA. Il rend leur logique de sécurité visible et vérifiable en un seul endroit. Il transforme la sécurité, qui cesse d’être une simple documentation pour devenir un outil opérationnel. Les équipes peuvent immédiatement voir quels sont les dangers types à chaque nœud, quelles mesures de protection protègent chaque nœud, si ces protections sont réellement indépendantes et comment elles sont vérifiées et testées.
À quoi ressemble concrètement un schéma LOOP-BAR ?
Il s’agit d’un circuit frigorifique simplifié, organisé en nœuds pratiques : compression, condensation, réservoir/stockage, distribution de liquide, évaporation et retour/aspiration. Sur chaque nœud, les couches de protection sont codées par couleur et placées exactement là où elles agissent : barrières techniques, verrouillages et arrêts, alarmes avec intervention de l’opérateur, mesures administratives, et couches d’urgence ou d’atténuation. Chaque couche est étiquetée selon sa fonction : prévenir, détecter, isoler, atténuer ou rétablir.
Derrière cette couche visuelle se trouve le Barrier Assurance Register, ou BAR, un ensemble structuré de données qui définit le déclencheur, l’action, la norme de performance, le responsable désigné et les preuves de vérification de chaque barrière.
Pourquoi la distinction entre une boucle de régulation et une couche de protection est-elle importante ?
Les boucles de régulation sont conçues pour maintenir le procédé en fonctionnement. Les couches de protection sont conçues pour garantir la sécurité du système en cas de problème. Toutes les mesures de protection ne peuvent pas être considérées comme des couches de protection indépendantes, en particulier lorsque plusieurs couches utilisent le même capteur, le même PLC ou la même alimentation électrique. Si vous ne les distinguez pas, vous finissez par surestimer votre niveau de protection.
L’un des problèmes les plus courants que nous observons est la dépendance commune : plusieurs mesures de protection dépendent du même capteur, du même PLC ou de la même alimentation électrique. Lors de la première application de LOOP-BAR, une part importante des mesures de protection présumées échoue au test d’indépendance. Elles sont alors reclassées comme couches de soutien plutôt que comme couches de protection indépendantes. Cette constatation constitue souvent l’un des résultats les plus précieux du cadre.
Dans la pratique
Présentez-nous un scénario concret : un incident de haute pression dans un réservoir. Comment LOOP-BAR modifie-t-il ce que les opérateurs voient et la manière dont ils réagissent ?
Prenons un scénario de haute pression dans un réservoir, dans lequel de l’ammoniac liquide est accidentellement emprisonné lors de l’isolement de vannes. À mesure que ce liquide emprisonné se réchauffe, la dilatation hydrostatique peut provoquer une augmentation rapide de la pression. Traditionnellement, ce danger peut être enfoui dans les SOP ou la documentation des PHA. Avec LOOP-BAR, il devient visible sur le plan opérationnel au niveau du nœud concerné.
Les opérateurs et les ingénieurs peuvent immédiatement voir les barrières qui agissent directement sur ce scénario : configuration correcte des vannes et procédures d’isolement empêchant le blocage du liquide, soupape de décharge hydrostatique ou protection technique contre la dilatation lorsqu’un emprisonnement de liquide est possible, dispositif de décharge de pression du réservoir, ainsi que toute fonction d’alarme ou d’arrêt conçue pour réagir à l’augmentation de pression. LOOP-BAR distingue également ces barrières directes contre la surpression des couches d’atténuation des conséquences, telles que la détection de gaz, la ventilation et l’intervention d’urgence, qui deviennent importantes en cas de rejet.
La différence essentielle est que chaque barrière n’est pas seulement répertoriée, mais qu’elle est associée à une norme de performance, à un responsable désigné et à une preuve objective de son bon fonctionnement. Ainsi, au lieu de demander « Disposons-nous de mesures de protection ? », la question devient : « Quelles barrières prévues pour ce scénario sont actuellement opérationnelles ? » Si l’inspection d’un dispositif de décharge est en retard, si une alarme est défaillante ou si un détecteur n’est plus étalonné, cette situation est visible et déclenche une action lors de la relève des équipes, de la planification des travaux et des revues opérationnelles.
Qui est responsable du Barrier Assurance Register et comment est-il tenu à jour ?
La responsabilité est répartie, mais clairement définie. Chaque barrière est attribuée à une fonction responsable : la maintenance ou l’ingénierie pour les systèmes mécaniques, l’instrumentation et le contrôle-commande pour les verrouillages, l’exploitation pour la réponse aux alarmes et les procédures, et le service EHS pour les systèmes de détection et d’urgence. Le BAR est tenu à jour en le reliant directement aux systèmes CMMS existants pour les inspections et les essais, aux systèmes d’étalonnage pour l’instrumentation, aux dossiers de formation pour la réponse des opérateurs et à la documentation des exercices pour les couches d’urgence. Si l’essai d’une barrière est en retard, cela devient un indicateur avancé, car le retard est visible, suivi et traité en priorité au lieu de rester dissimulé dans des systèmes distincts.
Dans quels domaines LOOP-BAR apporte-t-il la valeur la plus immédiate ?
La valeur la plus immédiate se manifeste dans la clarté et la rapidité de la prise de décision. Dans la pratique, les installations constatent des améliorations dans l’identification des mesures de protection faibles ou dépendantes avant les incidents, la réduction du temps consacré aux PHA, l’amélioration de la préparation aux audits et de la traçabilité, ainsi que le renforcement des échanges lors des relèves d’équipes. L’un des indicateurs mesurables les plus probants est le taux d’achèvement des contrôles de l’état des barrières, c’est-à-dire le pourcentage de tâches de vérification réalisées dans les délais. Les installations constatent une amélioration notable, car les responsabilités et les exigences sont clairement définies. Le cadre joue également un rôle important dans la formation des nouveaux collaborateurs, en aidant les opérateurs à apprendre le fonctionnement du système frigorifique dans son contexte.
Mise en œuvre et champ d’application
De quoi une installation a-t-elle besoin pour mettre en œuvre LOOP-BAR à partir de zéro, en matière de temps, de ressources et d’expertise ?
LOOP-BAR est délibérément conçu pour utiliser ce dont les installations disposent déjà. La mise en œuvre consiste généralement à élaborer un schéma simplifié du circuit, à identifier les scénarios de danger critiques pour chaque nœud, à superposer les couches de protection existantes et à créer le Barrier Assurance Register. Un système pilote peut être mis en œuvre en quelques semaines si les P&ID et les informations relatives à la sécurité des procédés sont à jour, en faisant appel à une petite équipe pluridisciplinaire réunissant l’ingénierie, l’exploitation et la maintenance, sans nécessiter de nouveau logiciel ni d’investissement majeur. L’exigence essentielle ne concerne pas les outils, mais l’alignement entre les disciplines.
LOOP-BAR peut-il être appliqué aux systèmes au CO2 ou à d’autres fluides frigorigènes ?
Oui. Le cadre repose sur des principes généraux de sécurité des procédés, en particulier l’analyse des couches de protection. La même structure s’applique au CO2 ou à d’autres fluides frigorigènes. Les scénarios de danger, les types de barrières et les normes de performance seraient différents, car les systèmes au CO2 peuvent mettre l’accent sur des plages de pression, des stratégies de détection et des risques propres aux équipements différents, mais le concept consistant à cartographier les couches de protection et à vérifier leur indépendance reste le même.
Merci, Kushal, d’avoir partagé votre expertise avec nous !
Les ingénieurs frigoristes et les responsables de la sécurité qui souhaitent en savoir plus sur LOOP-BAR sont invités à contacter directement Kushal Aurangabadkar sur LinkedIn.
