Durabilité en salle blanche

L'efficacité énergétique dans la salle blanche est l'un des trois principaux thèmes de la foire internationale Cleanzone. (Source : Messe Frankfurt Exhibition/Sandra Gätke)

Dans le secteur des salles blanches pharmaceutiques, biotechnologiques et des sciences de la vie, le respect des normes en vigueur est la priorité absolue. Cependant, il existe souvent un potentiel d’économies d’énergie et de réduction de l’empreinte carbone, ce qui pourrait devenir vital pour la survie de nombreuses entreprises dans les conditions de crise actuelles. Le salon international Cleanzone, qui se tiendra les 23 et 24 novembre 2022 à Francfort-sur-le-Main, montre comment il est possible de réaliser des gains d’efficacité et de réduire l’empreinte CO2 tout en respectant les exigences réglementaires et professionnelles.

Conflit en Ukraine, tensions en Asie et en Extrême-Orient, embargos économiques – tout cela contribue à la hausse des coûts et à la raréfaction de l’énergie. Cela concerne particulièrement de nombreuses entreprises et exploitants de salles blanches. En effet, le renouvellement d’air et la régulation thermique consomment beaucoup d’énergie. C’est pourquoi les exigences envers les spécialistes des salles blanches augmentent aujourd’hui : où peut-on réaliser des économies ?

La priorité du moment : investir dans une infrastructure technique de salle blanche

Cette question suscite naturellement de l’inquiétude dans les secteurs sensibles que sont la pharmacie et les sciences de la vie, car la sécurité au travail et la sécurité des processus y sont primordiales. Mais dans toute l’industrie, l’intérêt pour les économies d’énergie et la réduction de l’empreinte CO2 a récemment augmenté, tout comme la volonté d’investir. Les mesures d’optimisation dans ce domaine ne doivent plus aujourd’hui être freinées par des préoccupations fondamentales ou par des considérations de rentabilité. Au contraire : même des propositions non conventionnelles de la part des spécialistes des salles blanches sont les bienvenues. L’industrie investit judicieusement dans l’infrastructure technique et ne s’attend plus à atteindre le retour sur investissement (ROI) souhaité en un peu plus d’un an. Elle prévoit plutôt des délais allant jusqu’à trois ans et demi.

Mais où se trouvent les plus grands potentiels d’économies dans le domaine des « sciences de la vie et de la biotechnologie » ? Les principales conclusions peuvent être formulées ainsi : 90 % de toutes les salles blanches sont ventilées de manière turbulente, et presque toujours le taux de renouvellement d’air est surdimensionné. Un exemple récent illustre cela :

Réduction du renouvellement d’air dans une production stérile

Dans la production stérile d’un fabricant de médicaments, l’air d’une surface de salle blanche de 7600 mètres carrés est filtré, chauffé, refroidi, humidifié et déshumidifié de manière complexe lors du renouvellement turbulent. Un tunnel de stérilisation à air chaud est notamment exploité dans l’une des salles. La majorité du contrôle est assurée par plusieurs systèmes HVAC (chauffage, ventilation, climatisation). La question centrale pour réduire la consommation d’énergie est : le volume d’air renouvelé par heure dans la salle blanche ne pourrait-il pas être réduit sans compromettre le fonctionnement conforme aux normes ?

Pour évaluer le potentiel d’économies, les experts en salles blanches comparent d’abord le taux de renouvellement actuel avec celui requis pour la production stérile, en tenant compte des installations. La surface de la salle blanche étant fixée à 7600 mètres carrés, le volume de la salle blanche peut être réduit, par exemple, de 1,6 m² par l’ajout d’un placard fermé mesurant 1 m x 80 cm x 2 m. Par conséquent, la quantité d’air neuf peut également être diminuée en conséquence. Sont également pris en compte les appareils de recyclage avec filtres à particules en suspension et les zones à turbulence faible par déplacement d’air (TAV) – en résumé : tous les équipements qui soufflent de l’air dans la salle blanche. Attention : ces appareils ne sont en aucun cas eux-mêmes abaissés. Mais leur contribution au renouvellement d’air est intégrée dans le taux global de renouvellement de la salle blanche. Jusqu’ici, seul un potentiel d’économies a été identifié. Dans le cas concret, il s’agit d’une réduction du volume d’air neuf d’environ 104 000 mètres cubes par heure dans les salles de classe D – presque un tiers (31 %). Pour la réduction des coûts, il faut toujours garder à l’esprit que : réduire le renouvellement d’air signifie aussi réduire le flux d’air extérieur. Cela entraîne également des économies supplémentaires d’énergie thermique pour le chauffage, la climatisation, l’humidification et la déshumidification. Dans l’exemple présenté, la réduction théorique du volume d’air neuf pour toutes les installations HVAC considérées s’élève à 99 800 mètres cubes par heure. L’exploitant en a d’abord réalisé 13 000 en changeant deux systèmes HVAC. Le résultat : une économie d’énergie de 24 % (HVAC n°1) et de 31 % (HVAC n°2), une réduction des coûts énergétiques de 60 000 euros par an et une diminution des émissions de CO2 de 24 tonnes par an. En règle générale, pour les salles blanches existantes : lorsque des systèmes à 100 % d’air extérieur sont utilisés, il est souvent possible de les convertir en systèmes de recyclage d’air. Bien entendu, il faut éventuellement exclure d’autres risques comme la contamination croisée. Toute modification de la technologie existante doit être vérifiée quant à ses effets sur les paramètres GMP essentiels. Il s’agit d’un compromis entre risques et avantages, et le responsable doit faire appel à des experts en salles blanches.

Outre la technique de ventilation, c’est souvent la gestion de l’humidité qui entraîne une consommation d’énergie excessive. La contre-stratégie consiste à ne pas se concentrer uniquement sur la salle blanche et ses spécifications, mais à se demander quelles sont les conditions essentielles pour la qualité du produit (par exemple, pour un principe actif pharmaceutique). En effet, le produit peut présenter une tolérance à l’humidité plus grande que ce que laissent supposer les normes et recommandations initiales pour les salles blanches. Cela ouvre de nouvelles possibilités de réduction de la consommation d’énergie. En général, une autre option d’économie d’énergie consiste toujours à récupérer la chaleur.

Une planification correcte dès le départ

Il est possible d’optimiser la taille et la conception des salles blanches existantes pour réduire leur consommation d’énergie et leurs coûts. La question qui en découle : pourquoi ne pas dès le départ prévoir une conception adaptée ?

Les outils disponibles pour cela se sont récemment étoffés. L’un d’eux s’appelle BIM, Building Information Modeling. Il rassemble tous les métiers dans la phase de planification de manière numérique, par exemple dans un cloud. Une communication plus intensive entre tous les acteurs permet une réalisation plus rapide, mais aussi une exploitation plus efficace dès le départ, avec des économies d’énergie et de coûts, ainsi que d’autres effets positifs dans la gestion des installations tout au long de leur cycle de vie. Grâce à un « jumeau numérique » de l’installation de salle blanche créé lors de la phase de planification, il est également possible de réaliser rapidement et à moindre coût des reconversions ou autres modifications ultérieures. Les recommandations de l’Association des Ingénieurs Allemands pour les salles blanches (VDI 2552) garantissent un standard ouvert pour les projets BIM – ouvert dans la démarche, suffisamment standardisé pour des résultats fiables. De plus, selon la devise « La meilleure salle blanche est celle dont je n’ai pas besoin » : il faut toujours d’abord réfléchir si des machines ou appareils plus grands doivent vraiment être intégrés dans la salle blanche pharmaceutique ou biotechnologique. Souvent, il est préférable de déplacer l’essentiel dans de petits environnements, des mini-salles blanches entièrement robotisées, et de regrouper l’approvisionnement, le transport et autres autour de ces espaces.

Une excellente occasion de s’informer sur les opportunités d’un fonctionnement économique et durable des salles blanches est le salon Cleanzone, qui se tiendra les 23 et 24 novembre 2022 à Francfort-sur-le-Main. Des entreprises innovantes de ce secteur présenteront lors de conférences et de tables rondes des concepts tournés vers l’avenir pour l’efficacité des salles blanches pharmaceutiques et biotechnologiques – un rendez-vous à ne pas manquer pour les visiteurs.