Les systèmes Bag-in-Bag-out (BIBO) sont des outils de confinement essentiels dans la fabrication de produits pharmaceutiques, les installations nucléaires et les laboratoires à haut niveau de confinement. Lorsque ces systèmes tombent en panne, les opérations s'arrêtent, les calendriers dérapent et des questions réglementaires se posent. Ce guide de dépannage aborde les modes de défaillance les plus fréquents rencontrés lors de la mise en service, de la qualification et de l'exploitation courante des systèmes de filtration BIBO.

Note de cadrage: Ce guide sert de support à la planification technique et ne remplace pas les modes opératoires normalisés spécifiques au site, les évaluations des risques ou les exigences réglementaires. Les paramètres critiques doivent être confirmés par des protocoles de qualification approuvés.

Planification avant l'installation

Exigences en matière d'aménagement et d'accès

La majorité des problèmes de dépannage du BIBO proviennent d'une planification inadéquate lors de la phase de conception. Les dégagements minimaux doivent comprendre un espace de travail frontal ≥ 1,5 m, un espace latéral ≥ 0,6 m et un espace aérien ≥ 0,6 m pour la manipulation des sacs et l'accès aux outils. La largeur de l'allée d'évacuation des déchets doit être ≥ 1,2 m sans franchir les pentes les plus propres.

Note de cas: Dans le cadre d'un projet pharmaceutique en Allemagne pour 2023, une hauteur libre insuffisante a empêché la manipulation correcte des sacs lors de la qualification. Le dégagement de 0,4 m a nécessité des modifications de l'installation, ce qui a retardé la validation de six semaines. La vérification du flux d'air après la modification a confirmé que les paramètres de conception avaient été respectés.

Services publics et qualité de l'énergie

La qualité de l'alimentation électrique a un impact direct sur la fiabilité du système BIBO. La distorsion harmonique peut provoquer un comportement erratique des commandes, en particulier dans les systèmes de ventilation pilotés par VFD. La qualité de l'alimentation doit être vérifiée par des mesures ; si la distorsion harmonique a un impact sur les commandes, il faut spécifier l'isolation ou le filtrage et refaire des tests conformément aux spécifications du fabricant.

Les exigences essentielles en matière de services publics sont les suivantes

• Circuits électriques dédiés avec transformateurs d'isolation lorsque cela est spécifié
• Qualité de l'air comprimé selon les normes ISA-7.0.01 pour les actionneurs pneumatiques
• Sceller les circuits d'alimentation du chauffage avec une protection contre les défauts de mise à la terre
• Connexions d'alimentation de secours pour les systèmes de sécurité des personnes

Traitement des déchets et planification des changements

Les calculs de fréquence de remplacement des filtres doivent tenir compte des conditions de charge réelles, et non des valeurs théoriques de conception. Documenter la classification des déchets, les exigences en matière d'emballage et les filières d'élimination lors de la conception. De nombreuses installations sous-estiment le volume et la classification des déchets de filtres usagés, ce qui entraîne des goulets d'étranglement au niveau du stockage et de l'élimination.

Questions relatives à l'installation et à la mise en service

Soutien structurel et étanchéité

Le support du boîtier du BIBO doit être vérifié avec un facteur de sécurité ≥ 1,5, y compris les charges dynamiques dues au fonctionnement du ventilateur et à la charge du filtre. La continuité du joint doit faire l'objet d'une inspection visuelle et d'un essai fonctionnel avant la mise en service du système.

Les défauts d'étanchéité les plus courants sont les suivants

• Compression insuffisante du joint en raison de surfaces d'étanchéité déformées
• Sélection incorrecte du matériau du joint pour les cycles de température
• Surfaces d'étanchéité endommagées en raison d'une mauvaise manipulation lors de l'installation

Intégration des conduits et ports d'essai

L'étanchéité des raccords de gaine est essentielle pour maintenir la pression négative du logement. La fabrication des conduits et les essais d'étanchéité doivent être conformes aux pratiques SMACNA/ASHRAE, à moins qu'une construction soudée et sans fuite ne soit spécifiée. Des orifices d'essai doivent être installés en amont et en aval pour les essais PAO/DEHS et la mesure de la pression différentielle.

Spécification critique: La pression statique du boîtier du BIBO est généralement comprise entre -250 et -500 Pa afin de garantir l'étanchéité vers l'intérieur. Les points de consigne réels doivent être validés en fonction de la conception spécifique de l'unité et des exigences en matière de débit d'air.

Intégration des contrôles et de la GTB

L'intégration des systèmes de contrôle nécessite une vérification complète de l'OI et des essais fonctionnels. Les points de contrôle essentiels sont les suivants

• Pression statique du boîtier avec points de consigne d'alarme
• Pression différentielle HEPA amont/aval
• Pression différentielle de la pièce (typiquement 10-30 Pa entre les zones plus propres et moins propres)
• État des ventilateurs et positions des clapets
• Verrouillage des portes et des orifices et permissivité du mode de changement de sac

Les modifications des systèmes de contrôle sont gérées conformément aux orientations du GAMP en ce qui concerne la catégorie et l'évaluation de l'impact, et les preuves documentées de la QI/QO sont conservées.

Optimisation des performances et diagnostic

Dépannage du contrôle de la pression

L'instabilité de la pression de logement est le problème opérationnel le plus courant du BIBO. Les causes profondes sont généralement les suivantes

• Réglage inadéquat de la boucle de contrôle
• Amortisseurs sous-dimensionnés ou surdimensionnés
• Fuites dans les conduits dépassant les hypothèses de conception
• Interférence entre le contrôle de la pression ambiante et le contrôle du boîtier BIBO

Approche diagnostique: Mesurer les débits d'air réels et les comparer aux valeurs de conception. La pression différentielle des filtres HEPA propres est généralement comprise entre 250 et 450 Pa au débit nominal, le seuil de fin de vie se situant souvent entre 600 et 1000 Pa. Régler la pré-alarme à 80-90% de la valeur de fin de vie.

Vérification et équilibrage du débit d'air

La pression de la pièce et du logement doit rester dans les limites des points de consigne dans des conditions de charge variables. Le débit d'air doit se situer dans les limites de la conception ± 10%, sauf si l'évaluation des risques le justifie. Utiliser des instruments étalonnés avec des certificats d'étalonnage traçables selon la norme ISO 17025.

Performance des filtres et tests d'étanchéité

Les essais d'étanchéité doivent être effectués selon les méthodes de balayage des filtres installés référencées dans les normes ISO 14644-3 et EN 1822 pour la qualité HEPA spécifiée. Les filtres H13 doivent avoir une efficacité ≥ 99,95% au MPPS, tandis que les filtres H14 doivent avoir une efficacité ≥ 99,995%.

Protocole d'essai: Effectuer un test d'aérosol en amont avec un balayage en aval à l'aide de photomètres étalonnés pour l'aérosol d'essai spécifique. Documenter la vitesse de balayage, la distance de la sonde et les critères d'acceptation avant le début des essais.

Défaillances opérationnelles courantes

Dysfonctionnements du système d'étanchéité

Les systèmes de joints en gel et de joints pneumatiques nécessitent des approches de dépannage spécifiques :

Problèmes d'étanchéité du gel:

• Volume de gel insuffisant ou consistance dégradée du gel
• Défaillance de l'élément chauffant empêchant une bonne fluidité du gel
• Dérive du capteur de température affectant la précision du contrôle

Questions relatives aux joints pneumatiques:

• Problèmes de qualité de l'air entraînant un dysfonctionnement de l'actionneur
• Dérive du régulateur de pression affectant la force d'étanchéité
• Dégradation des membranes ou des joints toriques dans les actionneurs

Défaillances du système de verrouillage

Les défaillances du verrouillage de sécurité peuvent empêcher le fonctionnement normal ou créer des conditions dangereuses. Vérifier la logique du verrouillage par des essais en présence d'un témoin :

• Interrupteurs de position de porte et serrures magnétiques
• Alarmes de pression différentielle et séquences d'arrêt du ventilateur
• Intégration de l'alarme incendie et modes de ventilation d'urgence
• Fonctions d'annulation manuelle et interrupteurs à clé

Liste de contrôle des critères d'acceptation

Vérification mécanique

• [Capacité de soutien vérifiée avec un facteur de sécurité ≥ 1,5
• [La continuité du joint est confirmée par des essais visuels et fonctionnels.
• [ ] Raccords de gaine étanches selon la classe spécifiée
• [Les dégagements d'accès sont conformes aux exigences minimales

Électricité et contrôles

• [ ] Contrôle IO complété par une vérification en présence d'un témoin
• [La logique d'alarme a été testée, y compris les fonctions de verrouillage et de réinitialisation.
• [Le fonctionnement de l'état de sécurité est confirmé lors de la simulation de perte de puissance
• [ ] Fonctionnalité de l'enregistrement des événements avec des enregistrements horodatés

Tests de performance

• [Pression du boîtier dans la plage de -250 à -500 Pa (ou selon la conception)
• [Différence de pression dans la pièce 10-30 Pa (ou selon la conception)
• [Débit d'air conforme à la conception ± 10%
• [L'efficacité HEPA est conforme aux spécifications H13/H14

État de préparation opérationnelle

• [La procédure d'introduction et de sortie des bagages a été démontrée avec succès.
• [Les opérateurs démontrent qu'ils maîtrisent les procédures opérationnelles normalisées.
• [Pièces de rechange échelonnées selon le plan d'entretien
• [ ] Dossier de documentation complet pour la qualification

Maintenance et fiabilité

Cadence de la maintenance préventive

Tâches mensuelles:

• Contrôles fonctionnels des réchauffeurs de joints et des actionneurs
• Vérification du système de verrouillage
• Inspection visuelle des joints et des surfaces d'étanchéité

Tâches trimestrielles:

• Changement de sac à sec avec des filtres non contaminés
• Vérification de l'étalonnage du capteur de pression
• Sauvegarde de la logique de contrôle et examen de la documentation

Tâches annuelles:

• Étalonnage complet de l'instrumentation
• Test complet d'interverrouillage
• Évaluation de la charge des filtres et planification de leur remplacement

Stratégie en matière de pièces de rechange

Les pièces de rechange essentielles doivent comprendre les composants du système d'étanchéité, les capteurs de pression et les modules du système de contrôle. Les délais de livraison des composants spécialisés peuvent dépasser 12 semaines, en particulier pour les systèmes configurés sur mesure.

Questions fréquemment posées

Q : Qu'est-ce qui fait fluctuer la pression du boîtier du BIBO en cours de fonctionnement ?
R : Les causes typiques sont l'instabilité de la boucle de régulation, les fuites dans les gaines ou les interférences avec les systèmes de régulation de la pression ambiante. Vérifier les paramètres de réglage de la régulation et mesurer les taux de fuite réels par rapport aux hypothèses de conception.

Q : À quelle fréquence les filtres HEPA doivent-ils être remplacés dans les systèmes BIBO ?
R : Les intervalles de remplacement dépendent des conditions de charge et de l'évolution de la pression différentielle. Surveiller en permanence la pression différentielle ; remplacer à l'approche du seuil de 80-90% fin de vie ou selon les procédures de maintenance validées.

Q : Quelle est la documentation requise pour la qualification pharmaceutique BIBO ?
R : Protocoles QI/QO conformes aux orientations du GAMP 5, y compris les spécifications des équipements, les certificats d'étalonnage, les résultats des tests fonctionnels et les dossiers de formation des opérateurs. Maintenir une documentation de contrôle des changements pour toute modification.

Q : Les systèmes BIBO peuvent-ils fonctionner en cas de coupure de courant ?
R : Des connexions d'alimentation de secours peuvent être nécessaires pour les fonctions de sécurité des personnes. Le fonctionnement à sécurité intégrée doit être validé lors de la mise en service, avec des procédures d'arrêt sûres et documentées en cas de perte d'alimentation prolongée.

Conformité et considérations réglementaires

Les systèmes BIBO utilisés dans la fabrication de produits pharmaceutiques doivent répondre aux exigences des BPF, notamment en ce qui concerne le contrôle de la contamination, la documentation de qualification et les normes d'intégrité des données. L'annexe 1 des BPF de l'UE fournit des conseils spécifiques pour les environnements de fabrication stériles.

Les protocoles de validation doivent démontrer des performances constantes dans les conditions les plus défavorables, y compris les scénarios de charge maximale du filtre et de débit d'air minimal. Les procédures de contrôle des modifications doivent porter à la fois sur les modifications matérielles et sur les mises à jour logicielles des systèmes de contrôle.

La vérification régulière des performances garantit la conformité continue avec les paramètres validés. L'évolution des indicateurs clés de performance permet de prévoir les besoins de maintenance et d'éviter les défaillances inattendues pendant les opérations critiques.

Lorsqu'ils sont correctement planifiés, installés et entretenus, les systèmes BIBO fournissent un confinement fiable pour les processus de fabrication à haut risque. Le succès dépend d'une compréhension approfondie des exigences du système, de pratiques d'installation appropriées et d'une exécution disciplinée de la maintenance. Chaque scénario de dépannage offre des opportunités d'apprentissage qui améliorent la fiabilité globale du système et la confiance opérationnelle.