Virtual smoke test: Simulation CFD d'un bâtiment de production de vaccins

Contexte et enjeux

Ce client est un groupe leader mondial de l’industrie pharmaceutique, spécialisé dans la production de vaccins.

L’enjeu majeur de cet industriel est de garantir la stérilité des produits fabriqués. Pour y arriver, les environnements de production ainsi que les équipements doivent être extrêmement propres et même stériles. Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire de mettre en place un dispositif très pointu de ventilation / aspiration / filtrage de l’air.

Dans le cadre de la conception d’un nouveau bâtiment modulaire de production, plusieurs options d’ingénierie étaient à l’étude. Les simulations CFD (Computational Fluid Dynamics : dynamique des fluides numériques) statiques ne permettaient pas de se rendre compte des risques réels, car plusieurs éléments en mouvements (opérateurs et AGV – Véhicules Guidés Automatisés) impactaient fortement le schéma aéraulique général et risquaient d’entraîner des contaminations de l’environnement.

Ce client a fait appel à Assystem pour réaliser des études de risques via sa solution « Virtual Smoke Test » afin de visualiser, mesurer et étudier chacune des options en environnement dynamique en temps réel afin de choisir la meilleure option et ainsi être « juste du premier coup ».

Missions

Les simulations Computational Fluid Dynamics (CFD) ou dynamique des fluides numérique, produites via la Solution « Virtual Smoke Test » rendent possible de s’immerger directement à l’intérieur de l’environnement virtuel et d’examiner en temps réel les irrégularité aérauliques, y compris lors des gestes d’un opérateur sous flux laminaire.

Recueil et modélisation des fichiers CAO (conception assistée par ordinateur) 3D concernant la pièce et les équipements de production
Collecte de l’ensemble des informations liées à l’HVAC (Chauffage Ventilation Climatisation : Heating, Ventilation and Air-Conditioning) (tels que l’emplacement des dispositifs, les vitesses, les tailles, etc.)
Reconstitution impliquant la zone dédiée à la production ainsi que le système HVAC global via la Solution Virtual Smoke Tests d’Assystem
Conduite d’une trentaine d’études de fumigation virtuelle : différents points de la pièce, avec des opérateurs et un AGV en mouvement, des relargages produits, etc.
Elaboration de tests supplémentaires sur les situations comportant des risques identifiés : modification des vitesses et volume de la fumée, de l’HVAC, déplacements d’objets, etc.
Support à l’amélioration et réflexion qualité
Fourniture des vidéos de contrôle réalisées pour conserver un historique des études et des hypothèses testées

Bénéfices clients

Gains de temps importants concernant les tests fumigènes grâce à la production immédiate des résultats sans risque qu’un élément ai pu échapper aux experts HVAC, permettant ainsi d’effectuer un nombre important de simulations et de tests dans un délai serré
Bonne anticipation des risques permettant d’être « juste dès le premier coup », grâce aux simulations et tests réalisés très en amont sur la machine réelle
Crédibilité de cette nouvelle méthodologie d’aide à la décision en matière d’ingénierie de conception, grâce aux nombreuses études et hypothèses testées
Diminution des risques à propos des tests fumigènes (et en ce sens, amélioration globale de la qualité) grâce à la capacité d’analyse en temps réel de l’impact de l’écoulement de l’air concernant différentes gestuelles pour garder la moins risquée
Amélioration de la performance opérationnelle des équipements par la mise en œuvre d’une démarche dite « Quality by Design »