Votre organisation est-elle préoccupée par la non-qualification des logiciels pour centrale nucléaire ou petit réacteur modulaire? C’est une préoccupation courante. Chez Alithya, nous travaillons régulièrement avec des propriétaires et des exploitants de centrales nucléaires et de petits réacteurs modulaires, des fournisseurs de services d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction nucléaire, des fournisseurs de services de conception, des intégrateurs de systèmes et des fabricants d’équipements d’origine. Ces clients expriment souvent de l’inquiétude quant à la nécessité de faire valider ou vérifier les composantes numériques matérielles et logicielles qui n’ont pas fait l’objet d’une qualification. Bon nombre d’entre eux nous demandent aussi des conseils sur les services de vérification et validation indépendantes.
Le rôle des logiciels dans l’exploitation de centrales nucléaires et de petits réacteurs modulaires
Les logiciels font partie intégrante de tous les aspects de l’exploitation des centrales nucléaires et des petits réacteurs modulaires. Les composantes numériques matérielles et logicielles sont utilisées du plancher de la centrale à la salle de commande : ils sont intégrés aux systèmes de sûreté nucléaire, aux systèmes d’atténuation, aux systèmes de commande et de régulation des réacteurs, aux systèmes de contrôle des procédés et aux systèmes de surveillance.
De nos jours, les composantes de contrôle-commande jouent un rôle clé dans l’exploitation et l’entretien des centrales nucléaires. Ces outils aident en effet à améliorer l’efficacité opérationnelle et la fiabilité du matériel. Les composantes numériques de contrôle-commande jouent un rôle encore plus grand dans le cas des petits réacteurs modulaires. Les petits réacteurs modulaires sont conçus et bâtis avec des technologies numériques pour exploiter et maintenir la centrale de manière sûre, fiable et rentable, conformément aux exigences réglementaires du secteur nucléaire.
Risques des logiciels n’ayant pas fait l’objet d’une qualification
L’utilisation de composantes numériques matérielles et logicielles pour des systèmes de contrôle-commande essentiels à la sûreté ou liés à la sûreté dans les centrales nucléaires et les petits réacteurs modulaires comporte son lot de difficultés à surmonter. Les logiciels augmentent la complexité des systèmes et amènent plusieurs nouveaux modes de défaillance. Une seule défaillance de logiciel dans un système essentiel à la sûreté ou lié à la sûreté risque d’avoir une incidence sur les activités de la centrale ou de poser des risques pour le personnel ou l’environnement. L’utilisation de logiciels qui n’ont pas fait l’objet d’une qualification augmente aussi le risque d’une non-conformité aux conditions liées au permis d’exploitation, laquelle risque d’occasionner la fermeture de la centrale par les autorités réglementaires.
Nous devons évaluer l’ensemble des composantes numériques matérielles et logicielles comprises dans un système essentiel à la sûreté ou lié à la sûreté pour déterminer s’il est utilisable dans le secteur nucléaire. C’est à ce titre que la qualification logicielle est primordiale pour atténuer les risques et assurer la conformité. e.
En quoi la qualification logicielle des systèmes de sûreté nucléaire consiste-t-elle?
La qualification logicielle est le processus au cours duquel on évalue la sûreté, la fiabilité, la renouvelabilité et la maintenabilité des composantes logicielles pour montrer qu’elles conviennent à l’utilisation prévue dans des centrales nucléaires.
La qualification logicielle procède à l’évaluation des appareils numériques programmables utilisés dans les applications de contrôle des procédés en temps réel qui sont essentielles ou liées à la sûreté. Ces appareils numériques comportent souvent des logiciels, des microprogrammes, ou des composants logiques programmables (p. ex., circuit intégré propre à une application, composants logiques programmables complexes ou matrices prédiffusées programmables par l’utilisateur).
Une qualification doit être effectuée pour différents types et différentes catégories de composantes logicielles :
- Logiciels commerciaux standards : Logiciels déjà développés et prêts à être utilisés avant le processus de conception.
- Logiciels personnalisés : Logiciels conçus et développés en fonction d’une utilisation précise afin de satisfaire aux exigences d’un projet.
- Logiciels standards modifiables : Logiciels configurables (p. ex., contrôleurs logiques développés avec le langage ladder) conçus et développés en fonction d’une utilisation précise afin de satisfaire aux exigences d’un projet.
- Outils de génie logiciel : Logiciels commerciaux standards utilisés hors ligne pour la configuration, la calibration, la maintenance, le diagnostic et le développement de l’application cible.
Conséquences des mauvais logiciels sur la conformité, la sûreté et les coûts
Voici certains des principaux risques découlant du fait de négliger ou d’omettre la qualification logicielle des systèmes de sûreté nucléaire :
- Pannes de systèmes de sûreté : L’utilisation de logiciels de mauvaise qualité ou n’ayant pas fait l’objet d’une qualification dans les systèmes de sûreté risque de mener à la détérioration des systèmes de sûreté spéciaux de la centrale.
- Non-respect des exigences réglementaires : Le secteur nucléaire est un des secteurs les plus réglementés dans le monde. Les installations nucléaires doivent détenir un permis d’exploitation valide, une exigence que font respecter des organismes de réglementation indépendants. La qualification logicielle est une condition d’obtention de permis pour les centrales nucléaires et les petits réacteurs modulaires. Le non-respect des exigences réglementaires strictes (Groupe CSA, Nuclear Regulatory Commission [NRC], IEEE, NQA-1, etc.) peut occasionner des amendes, des retards dans les projets ou, pire encore, l’arrêt des activités de la centrale nucléaire.
- Amplification des erreurs humaines : On utilise souvent les logiciels pour améliorer la prise de décisions. Mais si le logiciel d’un réacteur est défectueux, il risque d’amplifier les erreurs humaines, les rendant ainsi bien plus dangereuses dans un milieu critique.
- Coûts accrus : Repérer les problèmes de qualité des logiciels pendant ou après la mise en œuvre coûte beaucoup plus cher que de le faire tôt dans la phase de développement. Les risques liés aux défaillances comprennent des amendes, des règlements judiciaires et des interruptions coûteuses, sans parler du risque de pertes de vie.
Méthode de qualification des logiciels
1. Définition des exigences et de la portée
- Établir les exigences générales pour la qualification logicielle.
- Définir la portée du produit candidat.
- Déterminer les composantes logicielles à examiner.
- Décrire les fonctionnalités applicables (y compris celles liées à la sûreté).
- Décrire les interfaces de système applicables.
- Déterminer les restrictions ou conditions relatives à l’utilisation pour une centrale nucléaire ou un petit réacteur modulaire.
- Établir les exigences de qualité (sûreté, fiabilité, renouvelabilité, maintenabilité).
2. Classement des fonctionnalités et logiciels par catégories
- Classer les fonctions du logiciel par catégories.
- Déterminer la catégorie du logiciel pour permettre une approche progressive de la qualification logicielle.
- Exemples de catégories :
- CSA N290.14:15 → catégorie I (essentiel à la sûreté), catégorie II (lié à la sûreté), catégorie III (important pour la sûreté), catégorie IV (non lié à la sûreté).
- IEC 61508 → SIL 1, SIL 2, SIL 3, SIL 4.
3. Affectation de personnel qualifié
L’équipe doit avoir une expertise dans ce qui suit :
- Génie informatique et assurance qualité des logiciels pour les applications numériques de contrôle-commande pour les centrales nucléaires.
- Normes de contrôle qualité des logiciels, processus et pratiques du secteur nucléaire.
4. Activités de qualification
- Repérer et classer les éléments numériques (logiciels commerciaux standards, logiciels personnalisés, logiciels standards modifiables et outils de génie logiciel).
- Réaliser les activités de qualification pour les éléments numériques (selon leur catégorie et leur complexité).
- Exemples de méthodes pour les logiciels commerciaux standards :
- Certification pour des programmes d’assurance qualité logicielle reconnus (IEC 61508, CE-1002-STD)
- Arguments s’appuyant sur l’efficacité éprouvée
- Mise à l’épreuve au moyen de tests
- Les logiciels personnalisés et les logiciels commerciaux standards doivent être conformes aux programmes d’assurance qualité logicielle reconnus.
5. Évaluation des préoccupations en matière de qualification.
Revoir les problèmes potentiels qui pourraient nuire aux fonctionnalités liées à la sûreté.
6. Analyse des défaillances
Utiliser des techniques conformes aux normes du secteur :
- AMDE (analyse des modes de défaillance et de leurs effets)
- Analyse des risques opérationnels
- Analyse des processus du système selon une approche théorique
7. Production d’un rapport de qualification logicielle
Le rapport doit :
- décrire l’application cible;
- nommer les éléments numériques, classifications et catégories;
- décrire la méthodologie de qualification;
- fournir un résumé des activités, de l’évaluation des préoccupations et de l’analyse des défaillances;
- décrire les résultats, les limites opérationnelles, les conditions et les recommandations relativement au processus de qualification.
8. Maintien de la conformité du logiciel
- Consigner et évaluer tous les changements apportés aux composantes numériques matérielles et logicielles.
- Refaire le processus de qualification lorsque des changements ont une incidence sur la qualification existante.
Pourquoi Alithya est-elle une leader reconnue de la qualification logicielle pour le secteur nucléaire?
La qualification logicielle est un processus exigeant et hautement spécialisé. Ce processus est adapté à des applications précises et doit être aligné sur les exigences uniques de la technologie du réacteur nucléaire et les normes réglementaires du secteur. Réussir la qualification logicielle exige une expertise et une expérience importantes dans plusieurs disciplines du génie et une compréhension approfondie du domaine nucléaire.
Mais vous n’avez pas à vous en faire pour la qualification logicielle. En faisant appel à l’expertise d’Alithya en matière de conformité réglementaire pour le secteur nucléaire et à notre vaste expérience dans ce secteur, les clients obtiennent non seulement une qualification logicielle réussie, mais aussi des renseignements, des conseils objectifs et des recommandations concrètes qui leur donnent la garantie que les systèmes proposés satisfont à leurs exigences de sûreté et de fiabilité.
Depuis 1980, Alithya fournit à ses clients du secteur nucléaire des services de génie électrique, informatique et logiciel, ainsi que des services de conception de systèmes de contrôle-commande, d’ingénierie, de cybersécurité et de qualification de composantes numériques matérielles et logicielles.
Pour qu’une qualification logicielle réponde à vos besoins, il faut avoir les bonnes personnes, les bons processus et la bonne technologie. Grâce à notre positionnement unique, nous pouvons vous aider à débroussailler le paysage complexe de la qualification logicielle pour la sûreté nucléaire.
Les bonnes personnes, les bons processus et la bonne technologie pour une qualification logicielle réussie
Les bonnes personnes
- Expérience en qualification logicielle : Nous avons de solides antécédents. Nous avons réalisé la qualification logicielle pour 600 composantes numériques matérielles et logicielles commerciales standards qui sont utilisées dans des applications essentielles à la sûreté et liées à la sûreté sur le terrain comme dans la salle de commande des centrales.
- Expertise dans les normes en matière de cybersécurité et de logiciels pour le secteur nucléaire : Depuis plus de 40 ans, nous aidons des exploitants et des fournisseurs du secteur nucléaire à respecter les exigences réglementaires en matière de systèmes informatiques, de logiciels et de cybersécurité. Nous connaissons bien différentes normes applicables aux systèmes informatiques et aux logiciels du secteur nucléaire (p. ex., CSA N290.14:15, CE-1001-STD, CE-1002-STD, IEC 61508, IEEE 1012) et dans les normes de cybersécurité (p. ex., CSA N290.7:21). Nos conseillers sont les plus grands experts de la qualification logicielle pour le secteur nucléaire au Canada. Ils ont même contribué à établir les normes de qualification logicielle et ont fait partie des sous-comités techniques de plusieurs groupes associés aux normes de qualification logicielle.
- Expérience dans les systèmes essentiels à la sûreté et liés à la sûreté : Alithya comprend le niveau de difficulté et les exigences réglementaires uniques auxquels doivent s’adapter les systèmes de sûreté nucléaire. Notre expérience est vaste. Elle englobe la conception et le développement de systèmes d’arrêt essentiels à la sûreté (logiciels de catégorie I) et de systèmes de commande des réacteurs liés à la sûreté (logiciels de catégorie II), ainsi que la surveillance liée à la sûreté, les IHM/CDA, et les systèmes auxiliaires (logiciels de catégorie III) pour le secteur nucléaire.
- Services d’ingénierie de bout en bout : Nous avons une vaste expérience à titre de fournisseur de services d’ingénierie et d’intégrateur d’équipements. Nous offrons une option tout-en-un pour les projets d’ingénierie qui exigent l’obtention et l’intégration de technologies ou d’équipements, ce qui se traduit par des économies et une réduction des risques pour nos clients.
Le bon processus
- Méthodologie éprouvée : Le processus de qualification logicielle éprouvé et structuré d’Alithya est conçu pour atténuer les risques dès le début et garantir une conformité totale aux normes réglementaires. Notre équipe connaît bien les principaux cadres de l’industrie pour la qualification logicielle.
- Évaluation indépendante et objective : Même si elle s’engage complètement dans les processus de qualification et de validation, notre équipe reste indépendante de vos activités de conception et de développement. Cette séparation permet d’assurer une évaluation objective, pour que vous ayez confiance dans l’intégrité de votre logiciel et sachiez comment exercer vos activités de manière sécuritaire.
La bonne technologie
Notre laboratoire de technologie du génie dans la région du Grand Toronto, en Ontario, au Canada, est qualifié pour la conception, le développement, la vérification, la validation et la qualification de systèmes numériques de contrôle-commande essentiels à la sûreté et liés à la sûreté. Grâce à nos outils éprouvés, nous réaliserons avec succès la qualification logicielle pour vos produits et systèmes.
Quand il s’agit de réduire les risques dans les systèmes de sûreté nucléaire, nous n’avons pas droit à l’erreur. Alithya s’engage à veiller à ce que votre système informatique et vos logiciels soient non seulement fonctionnels, mais aussi sûrs, fiables et conformes aux normes les plus élevées du secteur.
Communiquez avec nous maintenant pour savoir comment les services de qualification logicielle d’Alithya vous aident à garantir la conformité de votre système informatique et de vos logiciels pour une utilisation dans un contexte de sûreté nucléaire.