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Modélisation par jumeau numérique pour la conception et la validation des barrières stériles

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Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?

Un jumeau numérique est un modèle virtuel en temps réel d’un objet ou d’un procédé matériel qui aide les équipes à simuler les performances, à prévoir un comportement et à prendre de meilleures décisions en matière de conception.

Les jumeaux numériques sont-ils utilisés aujourd’hui dans l’emballage médical ?

Aujourd’hui, les jumeaux numériques sont utilisés dans des environnements plus larges de fabrication pharmaceutique pour le suivi en temps réel, la modélisation prédictive et l’assurance qualité. Leur utilisation dans le secteur pharmaceutique démontre la valeur qu’ils peuvent apporter dans des environnements réglementés.

Des entreprises telles que Gerresheimer et Merck utilisent les jumeaux numériques pour améliorer la traçabilité, l’authentification et l’intégrité des données dans les opérations de conditionnement primaire. Bien que l’on observe l’utilisation des « jumeaux numériques » dans l’industrie pharmaceutique, il convient de noter que le terme n’est pas utilisé dans le secteur des dispositifs médicaux ou du diagnostic à ce jour.

Les jumeaux numériques pourraient représenter l’avenir de l’emballage médical et, dans ce contexte, je partage…

 5 façons dont les jumeaux numériques peuvent transformer le processus de conception d’emballages  

1

Anticipation précoce des performances de l’emballage

Les jumeaux numériques peuvent révéler comment les cachetages et les matériaux réagissent aux procédés mécaniques et thermiques de conditionnement avant la création de prototypes ou la réalisation d’activités de validation coûteuses.  
2

Sélection plus intelligente des matériaux

La modélisation numérique peut permettre une évaluation précoce des exigences de l’ISO 11607, telles que la performance de la barrière microbienne et l’intégrité physique, afin d’optimiser la sélection des matériaux.  
3

Moins d’itérations de conception

Cette technologie peut être utile pour identifier les points faibles dès les premières étapes du développement des procédés. Des exemples concrets ont montré des améliorations de l’efficacité de près de 20 % dans les environnements de conditionnement automatisé.  
4

Alignement avec les exigences de stérilisation

Les matériaux se comportent différemment selon les modalités de stérilisation et les conditions environnementales. Étant donné que la stérilisation peut altérer les propriétés des matériaux, les jumeaux numériques peuvent aider les équipes à anticiper et atténuer ces effets avant la validation.  
5

Gestion des risques renforcée

Dans d’autres industries, les jumeaux numériques contribuent à renforcer la gestion des risques grâce à des modélisations de scénarios hypothétiques. Appliqué à l’industrie de l’emballage, ce processus permettrait d’explorer les modes de défaillance et la variabilité des procédés sans perturber la production ni les délais.  

En plus des avantages ci-dessus, les jumeaux numériques pourraient soutenir les efforts de validation. De manière plus réaliste, ils seraient utilisés pour compléter la validation physique en aidant les équipes à aborder le processus avec des conceptions plus robustes et mieux définies, alignées sur les exigences de l’ISO 116072.

Lors de la validation, ils peuvent également être utilisés pour accélérer l’analyse des causes racines et l’optimisation des paramètres afin de détecter plus tôt les anomalies de performance.

À mesure que les jumeaux numériques s’imposent dans le secteur de l’emballage médical, il est probable que le secteur commence à se demander s’ils peuvent remplacer la validation physique. Bien que cela soit possible, à mon avis, cela ne se produira pas de sitôt. Des normes telles que l’ISO 11607 exigent des preuves physiques démontrant la capacité d’un système de barrière stérile à maintenir la stérilité et à résister aux conditions réelles de distribution et de manipulation. Le secteur de la santé est historiquement lent à adopter des changements (à juste titre) en raison de leur impact sur la santé des patients. Un changement de cette nature nécessiterait des discussions importantes.

Par conséquent, il est donc préférable de considérer les jumeaux numériques comme une opportunité de réduire la charge associée au processus de validation. Cette technologie peut nous aider à identifier les risques plus tôt, à affiner les paramètres de conception et à réduire le nombre d’itérations physiques nécessaires avant les tests formels. Les leaders d’opinion dans le conditionnement et la fabrication soulignent la valeur des jumeaux numériques comme outils complémentaires qui améliorent la prévisibilité et l’efficacité, mais non comme substituts aux processus de vérification obligatoires.

En résumé, les jumeaux numériques n’élimineront pas la validation, mais peuvent la transformer en la faisant passer d’un point de contrôle réactif à une stratégie d’assurance plus proactive et fondée sur les données.

Ce qu’il faut retenir 

Je suis convaincu que les jumeaux numériques trouveront à terme une place significative dans le domaine de l’emballage médical. Nous observons déjà des exemples probants dans la fabrication pharmaceutique, et la dynamique est incontestable. Les jumeaux numériques ont le potentiel de renforcer les premières étapes du développement de la conception en aidant les équipes à explorer plus intelligemment l’espace de conception. Ils peuvent également fournir des preuves supplémentaires lors de la validation de l’emballage, que ce soit pour affiner les plages de paramètres, éclairer le choix des pires cas ou soutenir les décisions de revalidation.

 

Sources : 

Fuhrländer‑Völker, D., Lindner, M., von Elling, M., Frieß, T., Karnapp, S., & Weigold, M. (2025). Method for the development and application of digital twins in manufacturing. Production Engineering, 19, 959–973. https://link.springer.com/article/10.1007/s11740-025-01346-x

GlobalVision Editorial Board. (6 octobre 2025). Medical device packaging validation: A step‑by‑step guide to ISO 11607 compliance. GlobalVision. https://www.globalvision.co/blog/medical-device-packaging-validation

Haley, G. (23 octobre 2025). Digital twins for packaging: Bridging design, fab, test, and reliability. Semiconductor Engineering. https://semiengineering.com/digital-twins-for-packaging-bridging-design-fab-test-and-reliability/

Organisation internationale de normalisation (ISO). (2019). ISO 11607‑1:2019 - Emballages pour dispositifs médicaux stérilisés en fin de cycle - Partie 1 : Exigences pour les matériaux, les systèmes de barrières stériles et les systèmes d’emballage. https://www.iso.org/standard/70799.html

Merck Group. (27 octobre 2022). Gerresheimer and Merck transform primary packaging into digital twins. https://www.merckgroup.com/en/news/gx-collaboration-27-10-2022.html

Oliver Healthcare Packaging. (n.d.). Les bases de l’emballage : ISO 11607. https://www.oliverhcp.com/news-and-resources/packtalk/packaging-101-iso-11607

Pack 3.0. (n.d.). Simulation d’emballage virtuelle. https://www.pack3-0.com/our-technology-2/

Pathri, B. P., & Ganduri, K. V. (2025). From smart cities to manufacturing: A comprehensive study on digital twin applications and barriers. IET Research. https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1049/dgt2.70014

Wang, G., Xiong, X., Ma, Y., & Xu, X. (2024). Application of a digital twin model in the packaging process of the panel furniture industry. Forest Products Journal, 74(1), 98–106. https://fpj.kglmeridian.com/view/journals/fpro/74/1/article-p98.xml

World Pharma Today. (2025). Digital twin solutions for pharma packaging. https://www.worldpharmatoday.com/biopharma/digital-twin-solutions-for-pharma-packaging/

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