Cleanzone 2017 : Les solutions de surveillance numérique facilitent une gestion efficace, la traçabilité et la détection des erreurs

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Particule autorisée dépassée ? Humidité relative au-dessus de la limite ? Une température trop élevée menace la stabilité d’un principe actif ? Dans ces cas et plus généralement en cas de situations critiques en salle blanche, l’équipe du personnel peut bénéficier d’une surveillance numérique cohérente : alarme immédiate, aperçu complet de la situation, réaction rapide et contre-mesures en temps utile sont alors possibles. Cependant, il n’est pas toujours facile d’intégrer les procédés modernes dans les structures analogiques existantes d’une entreprise pharmaceutique. Étant donné que les salles blanches sont considérées comme des zones particulièrement sensibles à tous égards, elles pourraient également jouer un rôle de pionnières dans la surveillance numérique. Une visite du salon Cleanzone de cette année, le mardi/mercredi 17-18.10.2017, à Francfort-sur-le-Main, montre les perspectives d’avenir.

Dans de nombreux domaines de la production et de l’analyse pharmaceutiques, les avantages d’un réseau complet de machines, d’appareils de mesure et de systèmes de documentation sont évidents. Dans le cadre du célèbre slogan « Industrie 4.0 », les solutions numériques modernes facilitent une gestion efficace, la traçabilité des lots et la détection d’éventuelles irrégularités et erreurs. Mais tout ce qui fournit des valeurs numériques n’est pas entièrement numérique de A à Z. Il existe des systèmes partiellement numérisés, mais aussi des conditions physiques fondamentales qui nécessitent une transition entre analogique et numérique.

Par exemple, lors de la surveillance d’une production stérile de médicaments, d’un remplissage stérile ou d’un emballage stérile, la plupart des données sont analogiques. La grandeur de mesure essentielle est le nombre de particules en suspension dans un volume prédéfini. Cela se fait en pratique industrielle sous conditions GMP (Bonnes Pratiques de Fabrication) dans les zones de salle blanche A et B en continu, tandis que pour la zone C, les valeurs sont recueillies toutes les heures à tous les mois, et pour la zone D, quotidiennement à annuellement. Étant donné que les particules peuvent être considérées comme des vecteurs potentiels de germes, les données fournies par le compteur de particules entrent également dans l’évaluation des risques de contamination microbienne.

Une surveillance continue concerne également, par exemple, la différence de pression entre différentes zones de salle blanche et, bien sûr, la salle blanche elle-même par rapport à l’environnement non propre qui l’entoure. Une autre grandeur importante sera souvent l’humidité relative. Selon une règle empirique, il convient également de surveiller la température dans les endroits où le médicament ou un autre produit reste plus de 24 heures. Que cette température soit déterminée par une mesure de résistance ou par une autre méthode – les données restent principalement analogiques.

Juste après la mesure : conversion de l’analogique au numérique

Dans les usines traditionnelles, la transmission de ces données se fait également principalement via des câbles analogiques. La solution numérique offre cependant des avantages évidents : alors qu’un câble analogique ne transmet qu’un seul signal, un câble numérique en permet énormément – c’est pourquoi on peut aujourd’hui recevoir autant de chaînes de télévision, voire plus, qu’on ne pouvait en recevoir auparavant. En technique de mesure, ce principe permet de capter de nombreuses données à différents endroits et de les transmettre via un seul câble hors de la salle blanche (par exemple, systèmes Modbus). Par ailleurs, la fonction fiable des appareils eux-mêmes peut également être vérifiée, permettant par exemple de repérer et de remplacer rapidement une cellule de mesure « vacillante ».

La transmission numérique aide également à évaluer la fiabilité des résultats. Comme lors de l’ancienne télévision où l’image pouvait parfois se brouiller, les signaux analogiques peuvent être perturbés par des moteurs, d’autres entraînements ou des écrans. En transmission numérique, on obtient soit une image brillante ou un signal clair, soit rien du tout (= perturbation).

Si la collecte de données se fait toujours de manière analogique et que leur stockage, y compris la représentation des évolutions temporelles, est toujours numérique, la question se pose alors : à quel endroit doit avoir lieu la conversion du signal ? En ce qui concerne les effets perturbateurs possibles, la réponse est : aussi près que possible de la pointe de mesure. Sur des capteurs modernes, tout peut déjà se faire à deux millimètres du capteur : la conversion A/N purement technique ainsi que la transformation en la valeur de mesure pertinente en tenant compte des données de calibration.

Tout en wireless à l’avenir ?

Si l’on prend au sérieux le slogan « Industrie 4.0 », il ne devrait plus seulement être possible de générer la valeur numérique directement dans le capteur de mesure. De plus, il devrait être possible de faire corréler des valeurs provenant de différents points de mesure ou même de différentes grandeurs (charge particulaire, température, humidité). Plusieurs appareils dans la salle blanche communiqueraient alors entre eux pour pouvoir envoyer un signal d’alerte au poste de contrôle avant même que certains seuils ne soient dépassés : « Attention, tout est encore en zone verte, mais l’ensemble des valeurs de mesure évolue dans une direction qui ne correspond plus au fonctionnement normal. » Est-ce réaliste ?

« Il existe déjà la possibilité qu’un système de contrôle s’éteigne automatiquement en cas de concentration de particules trop élevée. Le poste de contrôle sera informé plus tard », explique Thomas Christen, directeur technique chez vali.sys, Wetzikon. « On pourrait bien sûr envisager, au lieu d’une simple comparaison de consigne/mesure, une mise en commun de différentes données de mesure. Cela n’est pas encore largement pratiqué dans la réalité opérationnelle, mais cela offre des opportunités pour l’avenir. »

Parmi les concepts avancés figurent également des systèmes avec capteurs transmettant leurs données par radio vers le cloud. Des alarmes éventuelles y sont déclenchées directement. Pour l’utilisateur, cela signifie : pas de serveur, pas de mises à jour, accès partout – un système entièrement basé sur Internet. « Les producteurs d’aliments ou encore les entrepôts surveillés par climat utilisent déjà cette opportunité », rapporte Philippe Trösch, ingénieur commercial chez Novasina à Lachen. « La solution pour les entreprises qui, pour des raisons réglementaires ou autres, sont plus prudentes ou ne veulent pas renoncer à leur infrastructure serveur existante, consiste en des systèmes extrêmement modulaires. » L’utilisation dans la salle blanche, comme un « monde » à part, pourrait même s’avérer particulièrement adaptée à cette approche.

Ce que le salon Cleanzone propose à ses visiteurs, c’est une multitude d’idées qu’ils peuvent ramener dans leur propre entreprise et peut-être commencer à mettre en œuvre dès le lendemain – que ce soit dans le cadre de concepts avantageux lors d’une nouvelle installation ou dans une intégration progressive de solutions de surveillance numérique dans des salles blanches pharmaceutiques existantes.