En raison des relations d’interdépendance complexes, des configurations redondantes limitées et de la montée rapide des coûts en condition de haute fiabilité, les systèmes de processus industriels ont souvent du mal à atteindre une haute disponibilité. Cette étude combine la modélisation par diagramme de fiabilité (RBD) avec un cadre d’allocation de fiabilité sensible aux coûts, pour effectuer une revue de conception centrée sur la fiabilité du système d’évaporation d’une station d’épuration des eaux usées. Deux configurations alternatives ont été évaluées : série-parallèle (redondance au niveau de l’équipement) et parallèle-série (redondance au niveau de la série). Afin de pallier l’absence de données détaillées sur les coûts aux premières étapes de la conception, un indice de coût exponentiel adimensionnel a été construit pour caractériser la relation de croissance non linéaire des coûts lorsque la fiabilité approche la limite pratique. Cet indice, obtenu par évaluation linguistique floue et défuzzification, a été intégré dans un mécanisme pondéré sévérité-charge-cout pour décomposer progressivement les objectifs de fiabilité au niveau système vers les sous-systèmes et équipements individuels. L’application de cette méthode à un système d’évaporation multi-séries a montré que, comparé à la redondance au niveau de la série, la redondance au niveau de l’équipement a permis d’améliorer la fiabilité globale du système de 11,45 % en trois mois. La solution d’allocation proposée priorise constamment les équipements sujets à défaillance, tout en évitant un investissement excessif dans des unités déjà très fiables, obtenant ainsi des objectifs de fiabilité techniquement et économiquement raisonnables. Le cadre combiné RBD et allocation sensible aux coûts flous offre une méthode pratique pour la conception précoce et la rénovation, pouvant guider la planification des solutions de redondance, se concentrer sur les améliorations apportant le plus grand bénéfice en fiabilité, et renforcer la résilience opérationnelle des systèmes d’ingénierie complexes.

configuration série-parallèle;k/n système;optimisation de la redondance;allocation de fiabilité;sensibilité aux coûts