Recommandations de solutions pour les enceintes climatiques
Validation
Les enceintes climatiques permettent un contrôle précis de paramètres appropriés dans le but de créer des conditions environnementales reproductibles. Les enceintes sont utilisées pour de nombreux usages : durée de conservation d’un produit, test de stabilité et de l’emballage, études d’évaluation de la température et de l’exposition à la lumière, résistance des composants électroniques, croissance de végétaux, etc.
Les enceintes peuvent être de différentes tailles et conceptions : de quelques litres (chambre) à plusieurs milliers de mètres cubes (salle). Elles présentent également une large plage de température et d’humidité relative (HR). Les plupart enceintes modernes sont munies de contrôleurs basés sur un microprocesseur proposant un système de communication avec l’ordinateur, des fonctions de réglage automatique, une sonde HR d’état solide et des sondes de température en acier inoxydable. Les écrans LED affichent les valeurs du process et des points définis.
HALT ou HASS
Les essais sont réalisés conformément aux principes HALT ou HASS :
- HALT : Highly Accelerated Life Test (test de durée de vie hautement accéléré)
- HASS : Highly Accelerated Stress Screen (examen de contrainte hautement accéléré)
Les méthodes HALT et HASS, également connues sous le nom d’AST (Accelerated Stress Testing, ou test de contrainte accéléré), consistent à soumettre un produit à une série de contraintes élevées en amenant ses faiblesses à apparaître à la suite d’une accélération de son usure. En d’autres termes, les essais sont uniques. Les méthodes de test accéléré de la fiabilité d’un produit visent à identifier ses défauts de manière à les résoudre avant qu’ils ne deviennent problématiques. Les contraintes sont exercées de façon progressive et contrôlées tout en surveillant en permanence l’apparition de défaillances sur le dispositif testé. Une fois les faiblesses du produit identifiées, ses limites sont clairement définies.
Process
Aujourd’hui, les entreprises attendent un service sans interruption et des opérations entièrement dépourvues de défauts. Les essais doivent donc être élaborés de manière à garantir des performances optimales. Les essais environnementaux ont pour but de déterminer l’aptitude d’un composant à fonctionner pendant ou après une exposition à un environnement spécifique. Ils doivent évaluer la conception de base de l’appareil ainsi que ses méthodes de fabrication et les matériaux employés. Une issue positive à ces essais indique que le dispositif sera suffisamment solide pour garantir une fiabilité durable. De plus, les essais environnementaux contribuent à déterminer comment utiliser un appareil en sécurité ainsi que ses limites opérationnelles.
Exemples de différentes chambres d’essai :
- Chambres d’essai d’humidité
- Chambres de température uniquement
- Chambres d’essai CO2/LN2
- Chambres de brouillard salin
- Chambres de choc thermique
- Chambres de vibration
- Chambres à vide
Les essais les plus courants sont réalisés à l’aide de tests de cycles de température. Les incohérences des coefficients de dilatation thermique des matériaux utilisés dans les composants électroniques et optoélectroniques comptent parmi les éléments qui contribuent le plus aux pannes des équipements exposés à des variations de température extrêmes. Une exposition répétée à des variations cycliques de température peut user l’assemblage de différents matériaux et entraîner leur panne. L’exécution de tests de température sur ces composants contribuera à déterminer l’existence d’incohérences dans les coefficients thermiques ainsi que la sensibilité de ces incohérences à des excursions de température répétées. Le cycle de température est exécuté dans des chambres contrôlant le nombre de cycles, les temps d’arrêt, les temps de transfert ou le taux de rampe et les niveaux de température extrêmes.
Défis
La nature exacte de la validation dépendra du type de chambre environnementale. Les paramètres de test peuvent varier mais ils seront déterminés en fonction du type de chambre. Ellab propose différents dispositifs de validation. Avec ses sondes interchangeables, le système de capteurs TrackSense constitue une solution idéale. Les paramètres pris en charge sont la température, la pression, l’humidité, la conductivité et le vide. En cas de conditions extrêmes, il pourra être nécessaire d’utiliser une barrière thermique pour les températures plus élevées. En revanche, si les températures sont plus basses, les capteurs Pro X, Pro XL, Compact Ultra X ou Frigo doivent être privilégiés. L’option SKY peut être utilisée en vue de traiter des données en temps réel. Si vous utilisez des thermocouples, il peut être intéressant de disposer de ports d’accès sur des petites chambres afin de réduire l’impact et de préserver l’intégrité de la chambre. Les mesures de températures élevées sont alors prises en charge à l’aide de thermocouples en Kapton ou en fibre de verre.
Si vous utilisez des capteurs embarqués TrackSense, notez que la validation prend du temps et que le taux d’échantillonnage devra correspondre à la capacité de mémoire totale du capteur.
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Recommandations
Dans le cadre de l’approbation de tests effectués, plusieurs étapes doivent être respectées pour garantir le bon fonctionnement de la chambre d’essai environnementale. Il convient par exemple de vérifier que les fluctuations de température et d’humidité restent comprises dans la plage définie, et ce sur une durée relativement longue. La validation doit être effectuée régulièrement afin de garantir qu’une armoire ou une chambre environnementale est capable de générer des performances précises et reproductibles.
La validation d’une chambre environnementale est composée de différentes étapes relatives à la qualification de l’installation (QI), à la qualification opérationnelle (QO) et à la qualification des performances (QP).
La QI est réalisée dans le but de démontrer que la chambre est inspectée et contient toutes les pièces nécessaires à son bon fonctionnement.
Lors de la QO, les performances et les procédures opérationnelles de la chambre sont vérifiées. La QO comprend une cartographie des paramètres de la chambre vide visant à confirmer que cette dernière fonctionne conformément aux limites spécifiées. La QO contient également des informations sur l’étalonnage du matériel de mesure et définit la position des thermocouples/capteurs dans la chambre de stabilité.
La QP vérifie que la chambre environnementale chargée est capable d’atteindre et de conserver le paramètre cible et confirme qu’elle fonctionne dans les limites spécifiées.
Dans une chambre de taille petite à moyenne, on compte généralement un point de mesure dans chaque coin et un au centre sur les étagères inférieures et supérieures lors de la QO. Ils sont normalement fixés directement sur les étagères dans la chambre vide puis sont positionnés dans les échantillons chargés pendant la QP. Dans le cas des chambres de plus grande taille, il est recommandé de placer cinq points de mesure sur trois niveaux au minimum ou sur chaque niveau, avec une lecture des échantillons toutes les 1-5 minutes pour les études de 24, 48 ou 72 heures.
Il est recommandé d’utiliser des capteurs embarqués. En effet, bien que la plupart des chambres environnementales standard soient pourvues de ports d’accès, leur intégrité peut être compromise (fuite) en cas d’utilisation de câbles.
Méthode
Dans l’industrie pharmaceutique et des dispositifs médicaux, la validation des chambres environnementales implique d’utiliser un logiciel avancé comme ValSuite Pro, qui bénéficie de sa conformité avec la norme 21 CFR Part 11 ainsi que de ses fonctionnalités et rapports sophistiqués. ValSuite Basic conviendra en revanche aux secteurs dans lesquels les enregistrements électroniques ne sont pas obligatoires.
Dans le cadre de la validation, il est intéressant de créer une charge avec la position exacte de chaque point de mesure documenté par des images lors du traitement de plusieurs points d’échantillon. Le fait d’ajouter un profil comprenant un rapport de limite et un rapport statistique est utile et permet de gagner du temps.
À la fin de chaque étude, les rapports peuvent être signés électroniquement, stockés, imprimés et distribués dans un format PDF sécurisé et verrouillé.
Les utilisateurs peuvent étalonner les sondes Ellab à intervalles réguliers grâce à la fonctionnalité d’étalonnage intégrée. Le logiciel ValSuite™ Pro génère un rapport d’étalonnage facile à lire contenant l’ensemble des mesures et des tolérances définies par l’utilisateur. Il est recommandé de procéder à un étalonnage usine des sondes Ellab au moins une fois par an (cette opération inclut un certificat d’étalonnage traçable).
Rapports du logiciel ValSuite®
Enceintes climatiques
