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Mettre en lumière le développement durable de la stérilisation
DES IDÉES BRILLANTES POUR L’AVENIR
▪ La stérilisation gamma est une « source lumineuse » plus économe en énergie.
▪ La stérilisation par rayons X est plus énergivore ; son empreinte carbone peut être réduite grâce à l’utilisation d’énergies renouvelables.
▪ Cette étude repose sur une analyse du cycle de vie (ACV) exploratoire.
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POURQUOI CETTE ÉTUDE ? FAISONS LA LUMIÈRE SUR LES FAITS
Les technologies à usage unique (SUT) dans l'industrie biopharmaceutique nécessitent une stérilisation par irradiation avant de pouvoir briller.
La stérilisation gamma (Co‑60) fait depuis longtemps figure de référence, mais face à la demande croissante, l’industrie recherche une autre alternative — les rayons X !
Objectif : mesurer l’empreinte environnementale des deux méthodes et
mettre en évidence la voie à suivre la plus durable.
▪ Portée de cette étude : ACV porte à porte — couvrant uniquement le processus de stérilisation.
▪ Unité fonctionnelle : stérilisation d’une tonne métrique de matériau SUT à une densité de 0,2 g/cm³ à une dose de 25 kGy.
▪ Outils utilisés : logiciel Sphera GaBi + base de données Ecoinvent v3.8.
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PROJECTEUR SUR L’ÉNERGIE : QUI BRILLE LE PLUS ?
RAYONS X | GAMMA |
|---|---|
| Demande énergétique cumulée (CED) • Rayons X : ~2500 MJ-éq par kg de SUT stérilisé (~100x plus élevé) Potentiel de réchauffement global (PRG) • Rayons X : ~100 kg de CO2-éq par kg de SUT stérilisé (Une empreinte carbone plus lourde) | Demande énergétique cumulée (CED) • Gamma : ~25 MJ-éq par kg de SUT stérilisé (Éclat efficace) Potentiel de réchauffement global (PRG) • Gamma : seulement ~1 kg de CO2-éq par kg de SUT stérilisé (Une ombre carbone minuscule) |
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Résultats d’analyse du cycle de vie (ACV) pour la demande énergétique cumulée (CED) et le potentiel de réchauffement global (GWP) des méthodes de stérilisation aux États‑Unis et en Suisse.
Remarque : les axes du graphique gamma (à droite) sont à un dixième de l’échelle des axes du graphique aux rayons X (à gauche).
Source : Impacts environnementaux de l’irradiation gamma par rapport à l’irradiation aux rayons X : une approche ACV, Robert Barrentine, 2023.
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SOURCE D'ÉNERGIE : QU'EST-CE QUI ALIMENTE L'ÉCLAT ?
Le mix électrique compte :
▪ Réseau électrique des États-Unis : 69 % à base de combustibles fossiles (charbon, gaz), ce qui entraîne des émissions plus élevées.
▪ Réseau électrique suisse : 55 % hydroélectrique, 37 % nucléaire, ce qui signifie une empreinte carbone plus faible.
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Résultats de l'évaluation pour chaque scénario, tracés selon la contribution
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Source : Impacts environnementaux de l’irradiation gamma vs rayons X : une approche d’analyse du cycle de vie (ACV), Robert Barrentine, 2023.
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Un examen plus approfondi des autres impacts environnementaux D'où proviennent les impacts lors de la stérilisation ?
▪ Stérilisation = seulement ~1 % de l'impact total du cycle de vie des technologies à Usage unique (SUTs)
▪ Bien que cette étude ne se soit pas concentrée sur le transport, celui-ci reste l'étape la plus polluante (émissions du Scope 3) - Source.
▪ Rayons X : impacts plus élevés dans toutes les catégories en raison de sa nature énergivore.
▪ Gamma : impact global plus faible, mais l'extraction de Co‑60 (défi de régularité de l'approvisionnement, voir le graphique) et l'élimination des déchets radioactifs créent des zones d'ombre.
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Source : Cobalt : équilibres de l'offre et de la demande dans la transition vers la mobilité électrique, Union européenne, 2018, lien
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DÉCARBONER LA CHAÎNE DE VALEUR : AXES D’AMÉLIORATION
▪ Optimiser la consommation d’énergie dans les installations de stérilisation.
▪ Passer à des sources d’énergie bas-carbone ou renouvelables.
▪ Localiser les installations de production et de stérilisation pour réduire les impacts liés au transport.
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EN SAVOIR PLUS
▪ Consultez la rubrique Développement durable du site Bioprocess Solutions de Saint-Gobain
▪ Impact environnemental de l’irradiation gamma par rapport aux rayons X poster de stérilisation
▪ Partie 1 : Besoin de l’industrie, exigences et évaluation des risques BPSA article technique
▪ Partie 2 : Données représentatives de qualification BPSA article technique
▪ Téléchargez l’analyse du cycle de vie : rayons X vs gamma infographie
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ENGAGEZ-VOUS DAVANTAGE
▪ Des questions ? Contactez-nous à [email protected]
▪ Contribuez à l’approche de décarbonation du secteur biopharmaceutique en vous engageant dans le groupe de travail Scope 3 en contactant [email protected].
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FAQ
Pourquoi la comparaison entre la Suisse et l’Illinois aux États-Unis ?
La Suisse et l’Illinois ont été choisis comme sites de stérilisation dans cette ACV afin de s’aligner sur les données publiques disponibles concernant les capacités de stérilisation par irradiation gamma et par rayons X au moment de l’étude. Depuis l’achèvement de l’étude, des pays et des régions supplémentaires proposent désormais les deux technologies, notamment en Asie et dans d’autres pays européens. Aux fins de cette étude, l’Amérique du Nord et l’Europe ont été considérées comme des régions principales où les services de stérilisation sont utilisés. Les deux sites utilisés dans l’étude étaient basés sur des sites de stérilisation réels exploités par Steris.
Pourquoi centrer l’ACV sur la stérilisation ?
Le choix de réaliser une Analyse du cycle de vie (ACV) uniquement du processus de stérilisation visait à offrir une compréhension claire et détaillée de l’impact environnemental de cette étape spécifique au sein du processus global de fabrication biopharmaceutique. Bien que la stérilisation ne constitue qu’une partie du cycle de vie plus large de la technologie à Usage unique, c’est une étape critique qui implique une consommation énergétique et de ressources importante, en faisant un domaine prioritaire pour des améliorations en matière de développement durable. En isolant ce processus, nous pouvons obtenir des informations précieuses et identifier des opportunités d’optimisation susceptibles d’avoir un impact plus large sur le développement durable au sein de l’industrie pharmaceutique. Bien que cela puisse paraître une petite part de l’empreinte carbone totale du cycle de vie, se concentrer sur la stérilisation nous permet de cibler des axes d’amélioration susceptibles d’entraîner des bénéfices environnementaux substantiels lorsqu’ils sont déployés à grande échelle.
L’extraction du cobalt et la production de rayons X sont-elles prises en compte ?
L’étude prend en compte l’extraction et le traitement du cobalt, ainsi que la conversion de l’électricité en irradiation photonique pour les rayons X. Le cycle de vie complet de la production de cobalt‑60 — couvrant son extraction, son raffinage, son utilisation et son élimination en fin de vie — est couvert dans l’inventaire du cycle de vie de l’étude. De même, la génération de rayons X par conversion de faisceaux d’électrons en irradiation photonique, en tenant compte de la consommation d’électricité et de l’utilisation nécessaire d’eau de refroidissement, est également prise en compte dans l’inventaire du cycle de vie. Ces éléments sont des contributeurs clés à l’impact environnemental global évalué dans l’ACV.