Rouging des inox : La prévention monte en puissance

Le 01 juin 2011 par Sylvie Latieule
* Mots clés : 
LE ROUGE DE CLASSE III SE RECONNAÎT À SA COULEUR NOIRE.
LE ROUGE DE CLASSE III SE RECONNAÎT À SA COULEUR NOIRE.
©© Technochim

Quel industriel de la pharmacie n'a pas connu un jour un phénomène de rouging ? A trop attendre, on fragilise ses inox, et l'on pourrait faire courir un risque sur la qualité du produit. Et pourtant, il n'y a pas d'obligation réglementaire à se débarrasser de son rouge qui n'est d'ailleurs pas considéré comme un contaminant.

« Plus de 80 % des installations pharmaceutiques seraient touchées par le phénomène de rouge ». Détectable à l'œil nu, il se caractérise par une coloration des surfaces internes de certains équipements en inox, du jaune au noir, en passant par l'orange et le rouge, en fonction de l'importance du phénomène. Sont principalement touchés les réseaux de distribution de vapeur propre et d'eau chaude ultra-pure. Mais les cuves de fabrication, notamment de produits injectables, ou les cuves de préparation de milieux, ne sont pas toujours épargnées dans la mesure où elles subissent des stérilisations à la vapeur. A noter qu'« il n'y a pas de rouging dans l'eau froide, le phénomène s'amorce à partir de 50 °C », estime Dominique Weill, p-dg de la société Stérigène, spécialisée dans l'ingénierie des procédés propres et stériles.

Ce phénomène révèle la présence d'une plus forte concentration d'oxydes de fer (dans des degrés d'oxydation de +II et/ou +III), à la place des oxydes de chrome protecteurs recouvrant la surface des inox pour réduire leur perméabilité aux ions extérieurs et ainsi renforcer justement ce caractère inoxydable. « La couche passive qui protège les inox est composée majoritairement d'oxydes de chrome et d'un peu d'oxydes de fer, dans un ratio chrome/fer autour de 1,5 », explique Frédéric Groulard, directeur général de la société belge Technochim, spécialisée dans le traitement chimique des inox dans des environnements ultra-propres. « Quand le phénomène de rouge survient, ce ratio a tendance à diminuer ». Le mécanisme exact reste encore inconnu. En 2000, Tverberg et al. [1,2] ont cependant proposé une première classification du rouging, reprise en 2009 par l'ASME BPE (American society of mechanical engineers, section bioprocess). La classe I correspond à une formation de couche d'oxyde de fer qui n'est pas adhérente et peut être éliminée par un simple essuyage au chiffon. D'ailleurs, le « test du chiffon blanc » est l'une des façons de diagnostiquer le phénomène. Selon Dominique Weill (Stérigène), à ce stade, on ne peut pas parler de corrosion de l'inox, mais seulement de la formation d'un dépôt d'oxydes de fer. Dans les rouges de classes II et III (rouge noir ou blacking), le dépôt se fait plus tenace et un essuyage ne suffit plus. Par ailleurs, on peut commencer à observer un piquage de l'inox qui correspond cette fois au démarrage d'une corrosion.

Si le phénomène est connu et quasi-inévitable, il reste une certaine incertitude sur son temps d'apparition, et les facteurs qui le favorisent. « Sur une installation neuve, le rouge n'apparaît pas en 8 jours », selon Dominique Weill (Stérigène). Frédéric Groulard (Technochim) précise qu'un réseau de vapeur propre à 120 °C peut être impacté après 3 ou 4 mois. Une boucle d'eau purifiée à 85-90 °C sera touchée au bout de 1 ou 2 ans. Par ailleurs, il peut y avoir des facteurs aggravants comme des soudures mal exécutées, des défauts de surface ou une passivation de l'inox mal réalisée avant la mise en service des installations... Dominique Weill observe que l'industrie pharmaceutique ne dédie que peu de moyens à la recherche des causes. « De petits financements résoudraient beaucoup de problèmes », ajoute-t-il.

Ce manque de mobilisation pour éradiquer le rouge vient aussi du fait qu'il n'est pas considéré comme un phénomène aussi critique que la contamination bactérienne. Il pourrait néanmoins contribuer à une contamination des productions par des oxydes de fer migrants. Car « le rouge de classe I se déplace », explique Frédéric Groulard (Technochim). D'ailleurs, une autre façon de le détecter est de contrôler la teneur en fer contenue dans la vapeur ou les boucles d'eau des installations pharmaceutiques. De son côté, Virginie Monjean Lambert, ingénieur technico-commerciale France-Nord chez Steris (produits chimiques et équipements de contrôle de la contamination) ajoute que le rouge, s'il est déjà accompagné d'une amorce de corrosion, peut contribuer à la modification de la rugosité de surface de l'inox et favoriser l'accrochage de bactéries et la formation de biofilms. Et si la corrosion devient beaucoup trop profonde, l'absence de traitement peut se solder par une mise au rebut de l'équipement. Robert Neri, expert Eaux Process chez Sanofi-Aventis, est moins alarmiste. Il estime qu'il n'y a pas d'exemple connu de contamination de batches par de l'eau PPI trop chargée en oxydes métalliques. D'autant plus que les lignes de fabrication sont protégées en entrée par des filtres ! Un point de vue partagé par Dominique Weill : « Si vous avez seulement du rouging, sans dépôt pulvérulent conséquent, pas d'affolement. Ne le laissez pas s'installer et prévoyez une méthode pour ne pas arriver à un phénomène de corrosion ».

Mais peut-on lutter efficacement contre ce phénomène ? La réponse est oui. Pour cela, il faut procéder à une opération de dérouging, et de repassivation. « Chez Technochim, nous avons développé un procédé exclusif pour lutter contre tous les types de rouging de classe I à III. Notre méthode est basée sur un traitement chimique peu concentré en acide qui ne modifie pas l'état de surface de l'acier inoxydable. De plus, ce procédé ne nécessite que quelques heures de contact par rapport aux autres produits proposés sur le marché », explique Frédéric Groulard qui estime que sa société est l'une des rares à pouvoir proposer une prestation sur les rouging de type III. « Sur le rouging de classe I, les procédures sont relativement bien maîtrisées. Sur la classe II, nous ne sommes que quelques acteurs en Europe. En classe III, Technochim est la seule société. Le risque de dégradation de l'état de surface pendant le nettoyage est très élevé. Ce travail exige un savoir-faire particulier et l'usage de solutions chimiques adaptées », ajoute-t-il. Prestataire de qualité, Technochim n'a pas manqué de séduire la société Tubes Technologies qui est l'un des principaux fournisseurs de tubes et accessoires pour les boucles d'eau et cuves de process pharmaceutiques. Thierry Jousset, responsable du développement commercial de Tubes Technologies, explique que les deux sociétés ont récemment engagé un partenariat qui permet à Tubes Technologies de représenter les activités de dérouging de Technochim sur le marché français. « Les produits que nous commercialisons sont potentiellement soumis au rouging. Technochim nous permet de prolonger notre offre dans l'ingénierie de maintenance », ajoute-t-il.

Dans la pratique, le dérouging consiste à réaliser une opération de nettoyage de type CIP en milieu acide (classiquement phosphorique, citrique, nitrique, oxalique). Pour les rouges de classe III, certaines vont même jusqu'à utiliser de l'acide fluorhydrique ou du bifluorure d'ammonium, tandis que d'autres n'hésitent pas à soumettre les cuves au tampon Jex. Technochim réalise des derouging sur site client en proposant « des formulations d'acides minéraux et organiques, sans tensioactifs ni produits soufrés », développées par sa filiale belge Derustinox. « Nous avons la maîtrise de nos formulations et des compétences de service, c'est ce qui fait notre force », ajoute Frédéric Groulard.

Sur cette prestation de dérouging, la société Steris fournit essentiellement des produits chimiques. Ses formulations sont réalisées à base d'acide phosphorique, d'acide oxalique et de détergents. La gamme Proklenz utilise notamment des tensioactifs biodégradables. « Ces molécules détergentes sont facilement détectables et nous permettent de tracer l'efficacité des rinçages », justifie Virginie Monjean Lambert qui préconise une température de travail entre 70 et 80 °C pour maximiser l'efficacité de la dissolution des oxydes de fer. Par contre, Steris confie la réalisation de l'opération de dérouging sur site à des partenaires extérieurs, si l'industriel n'est pas en mesure de la réaliser. Ces traitements curatifs sont relativement longs à mettre en œuvre. « En tenant compte de la préparation du chantier, du traitement curatif en lui-même pouvant prendre parfois plusieurs heures ainsi que de la remise en route des équipements, la durée totale du projet dérouging dans son ensemble peut prendre un ou plusieurs jours », selon Virginie Monjean Lambert (Steris). Aussi, ils sont susceptibles d'être exécutés pendant les grands arrêts de maintenance des installations. Mais pour Virginie Monjean Lambert, cela ne suffit pas car le phénomène de rouge est amené à réapparaître.

C'est ainsi que des sociétés, comme Steris ou Technochim, commencent à prôner le principe de la prévention, avec des traitements préconisés tous les 2 à 3 ans. « En traitement curatif, nous sommes amenés à utiliser des acides de forte concentration jusqu'à 20 % qui peuvent endommager certaines pièces ou joints. En traitement préventif, il suffit de réaliser un nettoyage de type CIP avec des formulations de faible concentration d'acide, de l'ordre de 5 %, juste pour restaurer la couche de passivation de l'inox », explique V. Monjean Lambert. Des opérations que toutes les équipes de maintenance des industriels de la pharmacie sont en mesure de réaliser par leurs propres moyens. « Dans ce cas, nous fournissons les produits et nos clients peuvent bénéficier gratuitement de l'expertise technique de notre centre de recherche situé aux États-Unis », ajoute l'ingénieur de Steris. Mais ce type de traitement préventif n'est pas encore rentré dans les mœurs. D'autant que les projets de dérouging sont loin de constituer des urgences. « Dans l'industrie pharmaceutique, un projet peut durer entre 6 mois et 2 ou 3 ans », confie V. Monjean Lambert (Steris). Frédéric Groulard (Technochim), qui fait le même constat, estime que les laboratoires vont devoir évoluer. Même si le rouge n'est pas identifié comme un contaminant par les pharmacopées européenne et américaine et même si les autorités réglementaires ne définissent aucun niveau d'alerte ni d'action, leur position peut toujours changer. Aussi pour Steris, comme pour Technochim, « mieux vaut prévenir que guérir ». Mais de toute évidence, les industriels de la pharmacie ne l'entendent pas tous de cette oreille-là. Ils ont bien d'autres problèmes de fabrication à résoudre avant. Néanmoins, tant qu'il ne sera pas résolu, le rouging continuera toujours à faire parler de lui.

 

[1] J.C. TVERBERG, J.A. LEDDEN. - Rouging of stainless steel in WFI and high purity water systems. - Proc. of Tube 2000, Düsseldorf, 2000.

[2] STP PHARMA PRATIQUES - volume 20 - N° 1 - janvier-février 2010.

LE ROUGING EST-IL UNE CORROSION ?

L'acier inoxydable ou inox regroupe une large famille d'alliages de fer où l'on allie de manière homogène principalement du chrome (agent anticorrosion) et parfois du nickel (réducteur de la cinétique de corrosion) à la structure Fe/C (acier standard). De par leur teneur en chrome (autour de 10,5 %), ces aciers favorisent la formation d'une couche « passive » sur la surface, de 1 à 50 nm. Cette couche se forme spontanément en présence d'oxygène, mais elle peut également être favorisée par un traitement avec une solution acide. Le type d'acier inoxydable le plus utilisé dans la pharmacie est le 316L, qui outre sa teneur en fer (> 60 %), chrome (16-18 %) et nickel (10-14 %) est enrichi en molybdène à raison de 2 à 3 %. Il se caractérise par ses excellentes propriétés mécaniques et chimiques. Néanmoins, après l'apparition d'un phénomène de rouging, les inox peuvent évoluer vers une corrosion. Par contre, difficile de savoir si le rouging est déjà un phénomène de corrosion. Sur ce point, les avis divergent.


LA SFSTP PRÉPARE UN GUIDE PRATIQUE

Depuis septembre 2010, la SFSTP (Société française des sciences et techniques pharmaceutiques) a démarré une commission technique sur le thème du rouging. Elle réunit toutes les 6 semaines une douzaine d'experts : des métallurgistes, des fournisseurs d'équipements, des sociétés de dérouging, des utilisateurs. « L'idée est de mettre autour d'une table des experts de différents horizons et d'échanger des connaissances sur le sujet. D'ici à la fin 2011, nous éditerons un guide de gestion du rouging sur les sites pharmaceutiques », explique Abdel Khadir, président de la commission. Les travaux de cette commission pourraient se poursuivre au-delà en s'orientant vers l'étude des outils à mettre en place pour lutter contre ce phénomène.


3 questions à Robert Neri expert Eaux process chez Sanofi-Aventis

Ce phénomène de rouging existe-t-il dans toutes les installations d'eau pharmaceutique ?

On rencontre ce phénomène de rouging un peu partout. Mais ce ne sont pas les boucles d'eau qui posent le plus de problèmes. Personne n'a jamais démontré que le rouging dégradait la qualité de l'eau PPI et entraînait des contaminations particulaires au niveau des produits finis. Par contre, on se pose beaucoup de questions au niveau des cuves de process. Ces cuves qui doivent être stérilisées à la vapeur ont tendance à se colorer dans la masse et même s'il n'y a pas forcément de phénomène de corrosion associé, cela reste embêtant pour nos fabrications. D'autant plus que cela concerne essentiellement les productions d'injectables, comme les vaccins et les produits biotechnologiques.

Comment traitez-vous ce problème ?

Toujours de la même façon, nous réalisons des opérations de décapage et de passivation. Parfois, nous renvoyons des équipements chez nos fournisseurs pour qu'ils réalisent des électropolissages des surfaces.

Pensez-vous qu'il faut recourir à la prévention ?

Le préventif peut servir. Mais comme on ne connaît pas parfaitement le pourquoi du rouging ni son mécanisme, il est difficile de mettre en place des opérations de passivation préventive et d'en définir les fréquences. Et puis, dans nos métiers, il faut aller très vite. Au niveau des boucles d'eau par exemple, souvent on se contente de réaliser une passivation. Alors qu'il faudrait procéder avec plus de méthode, en commençant par un décapage, puis une passivation, puis une mise à l'air de la boucle pour achever la passivation. Mais encore une fois, il ne faut pas en faire un drame si lorsqu'on ouvre un distillateur, il apparaît tout noir. La vraie question concerne les cuves de process.

PROPOS RECUEILLIS PAR SYLVIE LATIEULE


Réagir à cet article
imprimer Ajouter à vos favoris envoyer à un ami Ajouter à mes favoris Delicious Partager cet article avec mon réseau profesionnel sur Viadeo linkedin Partager cette page sous Twitter S'abonner au flux RSS de Pharma
A la une sur Pharma

Effectuer une recherche

Article extrait d'Industrie Pharma Magazine

Le 1er magazine de la chimie fine et du process pharmaceutique

 Contactez la rédaction
 Abonnez-vous


A suivre dans l'actualité

Vaccins
Traçabilité
Stratégie
Réglementaires

Sites du groupe

Usine Nouvelle Portail de l'industrie L'Echo Touristique Argus de l'Assurance

Les cookies assurent le bon fonctionnnement de nos sites et services. En utilisant ces derniers, vous acceptez l’utilisation des cookies.

OK

En savoir plus
 Publicité  Pour nous contacter  Mentions légales  RSS