Qu’est-ce qu’un schéma P&ID ?
Un schéma tuyauterie et instrumentation (Piping & Instrumentation diagram, ou P&ID) définit le réseau de tuyauterie et les éléments d’un procédé physique. Ces schémas sont généralement utilisés dans le domaine de l'ingénierie.
Fonction et usage des P&ID
Les schémas tuyauterie et instrumentation (P&ID) sont essentiels à la gestion et à la modification des procédés qu’ils représentent graphiquement. Au stade du design, le schéma constitue également la base pour le développement de systèmes de contrôle tels que l’HAZOP.
Pour les installations de traitement, il s'agit d'une représentation graphique des éléments suivants :
- Détails de tuyauterie et d'instrumentation
- Systèmes de contrôle et d'interruption
- Obligations réglementaires et de sécurité
- Informations de démarrage et d'exploitation de base
Quand utiliser des P&ID et qui les utilise
Les P&ID constituent une illustration schématique des relations fonctionnelles entre un système de tuyauterie, les instruments et les équipements. Ils sont utilisés dans le domaine de l’instrumentation, du contrôle et de l’automatisation. Ils sont généralement établis par des ingénieurs qui conçoivent un procédé de fabrication pour une usine.
Ces installations impliquent souvent des étapes chimiques ou mécaniques complexes qui sont schématisées dans un P&ID pour la construction de l'usine, mais également comme base pour les informations sur la sécurité des procédés, nécessaires dans le cadre de la gestion de la sécurité des procédés. Si un problème survient, la première chose à faire est de consulter le P&ID. Les P&ID sont des documents précieux à garder à disposition, qu'ils soient utilisés pour optimiser un procédé existant, remplacer un élément d'équipement ou piloter la conception et la mise en place d'une nouvelle installation. Grâce au suivi que permet un P&ID, les modifications peuvent être planifiées en toute sécurité et efficacement en utilisant la gestion des changements.
Les P&ID sont utilisés par les techniciens, les ingénieurs et les opérateurs pour mieux comprendre les procédés et la façon dont les instruments sont interconnectés. Ils peuvent aussi être utiles pour la formation des ouvriers et des intervenants.
À quoi servent les P&ID ?
Les P&ID jouent un rôle essentiel dans le domaine de l'ingénierie des procédés pour illustrer l'interconnectivité, mais ils ne comportent pas nécessairement de spécifications. Les spécifications sont généralement fournies dans des documents distincts. Pour autant, les P&ID sont extrêmement utiles dans de nombreux cas, et notamment pour réaliser les actions suivantes :
- Évaluer des procédés de construction
- Servir de base dans la programmation de contrôles
- Mettre en place des recommandations et normes d'exploitation
- Produire des documents expliquant le fonctionnement d'un procédé
- Fournir une base commune pour passer en revue les opérations d'un site
- Créer et mettre en œuvre des politiques de contrôle et de sécurité
- Schématiser le fonctionnement d'une usine chimique ou de fabrication
- Établir des recommandations pour estimer les coûts, et concevoir les équipements et la tuyauterie
Quelle est la différence entre un schéma de procédé (Process Flow Diagram, PFD) et un schéma tuyauterie et instrumentation ?
Le détail de l’instrumentation varie en fonction du degré de complexité du plan. Les plans simplifiés ou conceptuels sont appelés des schémas de procédé (PFD). Un PFD est moins détaillé qu’un P&ID et constitue généralement la première étape dans le processus de conception, une vue globale. Des schémas de tuyauterie et d’instrumentation plus aboutis sont visibles dans un P&ID.
Quelles sont les limites d'un P&ID ?
Les P&ID étant des représentations graphiques de procédés, ils possèdent certaines limites intrinsèques. On ne peut pas s'appuyer dessus comme sur un véritable plan, puisqu'ils ne sont pas nécessairement à l'échelle ni géométriquement exacts. Il n'y a pas non plus de norme universellement acceptée pour les P&ID, par conséquent leur aspect peut varier d'une entreprise à l'autre, ou même à l'intérieur d'une même entreprise, en fonction de normes internes, du logiciel employé ou des préférences de leur créateur. C'est pourquoi il est important de se pencher attentivement sur les documents complémentaires.
Documents complémentaires au P&ID
Les P&ID sont des schémas d'ordre général, des documents complémentaires sont donc nécessaires pour clarifier les détails et spécifications. En voici quelques-uns :
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Schémas de procédé (PFD)
Les P&ID sont créés à partir d'un PFD. Un PFD est une image de la séquence des différentes étapes d'un procédé. Les éléments qui peuvent y figurer sont : une séquence d'actions, les matériels ou services entrant ou sortant du procédé, les décisions à prendre, les personnes impliquées, le temps nécessaire pour chaque étape et/ou les mesures liées au procédé.
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Spécifications du matériel de tuyauterie
Ces documents présentent tous les détails relatifs aux matériaux, joints, boulons et raccords.
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Spécifications sur l’équipement et l’instrumentation
Les normes et les détails trop approfondis pour figurer dans le P&ID sont inclus dans ces documents, notamment le périmètre, les normes, les codes et spécifications, les définitions et la terminologie, les matériaux utilisés, la base de la conception, les aspects mécaniques et de fabrication, les garanties, les tests et inspections, la documentation et le transport.
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Spécifications des exigences fonctionnelles
Ces documents détaillent la façon dont l’usine ou le système opère. Ils comprennent la description fonctionnelle, la communication et la définition du périmètre du procédé.
Que doit inclure un P&ID ?
Il n’existe pas de norme spécifique concernant la façon dont un P&ID doit être dessiné, mais certaines ont toutefois été proposées par le Process Industry Practice (PIP), un consortium de propriétaires de procédés industriels et d’ingénieurs en construction. La norme PIC001: Piping and Instrumentation Diagram Documentation Criteria dresse la liste des éléments qu’un P&ID doit comprendre :
- Équipement mécanique avec noms et numéros
- Toutes les vannes et leur identification
- Tuyauterie des procédés, avec tailles et identifications
- Divers : aérations, canalisations, raccords spéciaux, lignes de prélèvement, raccords de réduction ou d'agrandissement et systèmes d'emboutissage
- Lignes de démarrage et de purge permanentes
- Directions du flux
- Référence des interconnexions
- Entrées et sorties des commandes, et leur enclenchement
- Catégorie sismique
- Interfaces de changement de classe
- Niveau de qualité
- Entrées de signalisation
- Entrée du système de contrôle informatique
- Interfaces fournisseurs et intervenants
- Identification des éléments et sous-systèmes fournis par des tiers
- Séquence physique prévue des équipements
- Classification ou capacité des équipements
Quels éléments un P&ID ne doit-il pas comporter ?
Il est préférable de cantonner les détails les plus précis à la documentation complémentaire. Cela vous permettra de créer des P&ID clairs et peu encombrés. Nous vous conseillons ainsi de ne pas y faire figurer les éléments suivants :
- Vannes principales des instruments
- Relais de commande
- Interrupteurs manuels
- Tuyauterie et vannes principales des instruments
- Informations liées à la pression, à la température et aux flux
- Coudes, pièces en T et autres raccords standards
- Notes explicatives approfondies
