Contrôle automatisé de la contamination est plus fiable – et peut respirer

(Messe Frankfurt/Sandra Gätke)

Il semble qu'une loi naturelle moderne : tout ce qui peut être numérisé sera numérisé. Même dans des salles de production pures ! La façon dont cela est mis en œuvre dans votre propre entreprise sera expérimentée lors du salon sectoriel Cleanzone les 19 et 20 novembre 2019 à Francfort-sur-le-Main.

Les technologies numériques offrent un potentiel énorme pour améliorer l'efficacité et la qualité de la production. Alors qu'au début, il s'agissait principalement de collecter des données, on va maintenant plus loin : il s'agit de permettre la communication. Cela mène rapidement à l'automatisation, à l'utilisation de robots et à des systèmes auto-optimisants. Alors que le contrôle de la contamination dans le secteur des semi-conducteurs est déjà largement automatisé et que de nombreux processus y sont encapsulés (appelés mini-environnements), cette tendance s'étend désormais à d'autres secteurs — dans l'industrie automobile, dans la pharmacie et la biotechnologie.

« Plus la exigence en matière de salles blanches est élevée, plus les avantages de l'automatisation et de l'utilisation de robots sont importants », explique Egon Buchta, bureau d'ingénierie & service de salles blanches Egon Buchta GmbH, Wannweil. « Car la « composante humaine » représente, puisqu'elle est la principale source de particules et de germes, en fin de compte le plus grand risque de perturbations et de pannes. » Et bien sûr, l'automatisation aide également à faire face à la pénurie de main-d'œuvre dans le secteur.

C'est pourquoi des robots évoluent déjà aujourd'hui dans des salles blanches. Pas de versions humanoïdes avec une tête, des bras et des jambes, mais divers préhenseurs à un ou plusieurs bras — ou des véhicules autonomes de désinfection comme par exemple le UVD Robot, présenté par la société LabTec Labortechnik lors de Cleanzone 2018. Après un nettoyage manuel effectué par les employés, ils réalisent un nettoyage final supplémentaire en projetant une lumière UV-C concentrée sur des « hotspots » infectieux dans des sites de production pharmaceutique, des laboratoires ou dans une chambre d'hôpital. Un tel robot de désinfection peut être lancé via une application et se déplace ensuite de manière autonome vers le lieu concerné. Après avoir terminé sa tâche, il signale « Bactéries éliminées aux hotspots », crée un protocole et quitte la pièce.

Automatisation et robotisation nécessitent un dialogue

L'automatisation et la robotisation dans des secteurs fortement réglementés posent des défis particuliers à la production. Voici quelques exemples des problèmes qui peuvent survenir : une entreprise familiale de l'industrie pharmaceutique souhaite rapatrier sa production de l'étranger vers l'Europe. Les aspects qualité et coûts militent en faveur d'une automatisation poussée dans ce processus. Ce n'est qu'alors que le retour dans la patrie en vaut vraiment la peine. Pour un processus de mélange complexe, différents mélangeurs automatiques adaptés aux salles blanches sont envisageables. Mais ceux-ci ne supporteraient pas les forces centrifuges du processus en question. En alternative, il existe des systèmes robotiques mécaniquement robustes, mais qui ne sont pas adaptés aux salles blanches. Que faire ?

Un autre exemple : dans le contrôle d'une production pharmaceutique, dix employés prélèvent manuellement des échantillons du processus en cours. Cette étape souhaite être automatisée, et une expérience prometteuse a été menée sur une installation de référence en laboratoire. Mais voici maintenant des questions supplémentaires : comment désinfecter la mécanique des robots ? Comment gérer les déchets chimiques ?

Dans tous ces exemples, une chose est demandée : l'exploitant et, le cas échéant, ses fournisseurs doivent se réunir avec des experts en salles blanches spécialisés dans la microbiologie pour la pharmacie. Ensemble, ils élaborent des solutions pratiques. En fin de compte, il est possible, par exemple, de rendre mécaniquement convaincants des robots par des revêtements et des encapsulations adaptés aux salles blanches. Ou un robot adapté aux salles blanches peut être mécaniquement renforcé. Et pour l’élimination des déchets, un robot supplémentaire pourrait être nécessaire.

La salle blanche respirante

« Les systèmes automatisés sont plus fiables que l'humain », constate Josef Ortner, Ortner Reinraumtechnik GmbH, Villach. « C'est un moteur d'innovation. Dans l'industrie pharmaceutique, j'ai récemment vu démarrer un projet intéressant sous le slogan « Automatisation dans l'environnement pharmaceutique, y compris les étapes en amont et en aval comme le remplissage et le mélange ». Beaucoup de choses ont vraiment changé dans ce domaine ces dernières années. »

De nouvelles opportunités dans l'interaction entre la technologie numérique et la commande automatique peuvent surgir de l'utilisation de données de contrôle d'accès pour affiner le réglage des échanges d'air. En effet, si un système intelligent sait combien d'employés se trouvent dans la salle blanche, il peut augmenter le taux d'échange d'air lorsqu'il y en a vingt, contre seulement quatre. La salle blanche respire.

Des possibilités illimitées ? — Pour un contrôle encore plus précis, les experts attendent une technologie de mesure à un tout autre niveau. Car, alors que de nombreuses optimisations ont été réalisées au cours des quinze dernières années, une salle blanche ou une usine entière ne pourra probablement respirer librement que si les mesures ponctuelles selon ISO 14644 sont complétées par un dépistage de surfaces plus vastes ou d'espaces tridimensionnels. Les données recueillies peuvent ensuite être centralisées dans une station de surveillance et analysées de manière numérique. En fin de compte, on obtient une carte dynamique de contamination pour toute la salle blanche, où les variations temporelles de contamination peuvent être utilisées comme informations supplémentaires pour le contrôle précis des échanges d'air. Cela concerne à la fois la charge particulaire et les germes.

Pompes produites en salle blanche pour distributeurs de savon et de désinfectant

Même des composants apparemment « simples » nécessitent un contrôle rigoureux de la charge en particules et en germes. Un exemple en sont les pompes fabriquées par injection plastique pour distributeurs de savon et de désinfectant. La production se déroule dans une salle blanche de classe ISO-7, où les employés ne se contentent plus que de remettre des pièces à leur robot collègue. En effet, prendre plusieurs pièces différentes dans des contenants variés et les transmettre en quantité correcte reste une tâche complexe pour le robot. « Ce processus sera également automatisé à long terme », estime Markus Thamm, de cleanroom.de GmbH, Heidelberg. « Dès que le volume de production augmente, il devient rentable de développer une solution d'automatisation spécifique au produit. » Le dialogue sur les opportunités offertes par les technologies numériques, l'automatisation et la robotisation peut commencer idéalement lors du salon sectoriel — comme lors de Cleanzone les 19 et 20 novembre 2019 à Francfort-sur-le-Main.

Avant Cleanzone en novembre à Francfort, la deuxième édition de Cleanzone Middle East se tiendra les 18 et 19 septembre à Abu Dhabi. La conférence avec exposition associée se concentre sur le Moyen-Orient, certaines parties de l'Asie et de l'Afrique, réunissant fabricants de technologies de salles blanches et industries utilisatrices.