La transformation digitale des usines de production, un futur enjeu stratégique majeur pour l’industrie pharmaceutique

Dans un monde marqué par l’essor de l’Industrie 4.0, les technologies numériques de pointe font désormais leur apparition sur les chaînes de production de médicaments et s’imposeront comme des impératifs concurrentiels et opérationnels pour répondre aux défis de santé de demain. Alcimed, société de conseil en innovation et développement de nouveaux marchés, décrypte les enjeux et opportunités offertes par la digitalisation des lignes de production de médicaments et s’interroge sur ses perspectives pour les laboratoires pharmaceutiques.

La révolution digitale, déjà à l’œuvre dans de nombreux secteurs industriels, commence aujourd’hui à prendre de l’ampleur dans le secteur pharmaceutique. Elle s’inscrit dans un contexte d’émergence de nouvelles manières d’innover et d’organiser la production dans des usines de plus en plus connectées, digitalisées, robotisées et intelligentes. L’introduction sur le marché de technologies numériques de rupture bouleversera l’ensemble des activités sur toute la chaîne de valeur, du développement clinique à la prise en charge des patients, en passant par la production pharmaceutique. En effet, cette quatrième révolution industrielle, plus connue sous le nom d’industrie 4.0, pourrait être une réponse possible aux nouveaux défis posés par les grandes tendances qui définissent le monde de la santé actuel. Elle permettrait, par exemple, de faire face à la croissance du marché pharmaceutique mondial (+6% entre 2016 et 2017 [1]), à la montée en puissance des médicaments spécialisés, produits en plus faibles volumes, ou encore à l’émergence de la médecine personnalisée et des thérapies ciblées.

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Une transformation digitale déjà initiée par certains laboratoires pharmaceutiques

Différents leviers sont aujourd’hui activés par les laboratoires pharmaceutiques pour faire face à ces enjeux majeurs. En particulier, les technologies de ruptures, tels que les capteurs connectés, les jumeaux numériques ou les technologies de réalité augmentée et de réalité virtuelle, constituent des axes de développement stratégique majeurs des modèles de production pharmaceutique. La collecte et l’analyse de données, tout au long de la chaîne de valeur du laboratoire, seront au cœur du processus de décision et d’amélioration continue des activités de production.

Le groupe pharmaceutique Sanofi utilise actuellement, à l’échelle pilote, plusieurs applications de l’intelligence artificielle, à l’image du jumeau numérique de sa nouvelle unité de Framingham. Cette réplique exacte et en 3D de l’usine de production permet notamment de déployer différentes voies de formation des collaborateurs et de prédire et optimiser le temps de fabrication d’un médicament, par le biais de simulations numériques et tests d’efficacité. De plus, tout comme les laboratoires Novartis [2] et Johnson & Johnson [3], Sanofi, grâce à un investissement de 60 millions d’euros d’ici fin 2021 [4], prévoit d’équiper certains sites de production d’équipements connectés, afin de déployer une stratégie d’excellence opérationnelle de ses activités.  L’installation d’équipements connectés devrait permettre d’enregistrer plusieurs milliers de paramètres tout au long du processus de fabrication des médicaments afin de générer des données permettant de contrôler, d’analyser et de superviser la production. Des techniques analytiques pourront ensuite détecter tout écart de fonctionnement. Le circuit de production du médicament pourra donc être suivi en temps réel et l’essor des algorithmes d’intelligence artificielle laisse entrevoir la possibilité de mettre en place des programmes de maintenance prédictive, visant à anticiper les baisses de performance des machines de production, prévenir les arrêts machine et donc réduire les ruptures d’approvisionnement.

D’autres laboratoires, tel que GlaxoSmithKline [5], misent sur l’utilisation d’outils de réalité augmentée et virtuelle pour le stockage et l’affichage de la documentation et des instructions à destination des opérateurs afin de réduire l’usage des supports papier et faciliter le partage d’informations entre les différents acteurs. Les avancées technologiques récentes ont permis de diffuser plus largement ces technologies immersives qui développent les interactions Homme-Machine, tout en garantissant la convergence du monde virtuel avec les outils et produits réels.

Cette transformation ouvre un vaste champ d’opportunités pour le secteur pharmaceutique

« Cette digitalisation progressive des industries a pour vocation de les rendre plus flexibles, fiables, efficientes et compétitives » estime Céline Leroy, consultante chez Alcimed.

En effet, la maîtrise accrue des processus de fabrication permettra d’obtenir des résultats reproductibles, plus fiables pour les patients, notamment dans la production des médicaments biotechnologiques [6]. La FDA encourage par exemple, dans le cadre de la « Critical Path Initiative » (CPI), l’utilisation des « Technologies Analytiques des Procédés » pour garantir la qualité et l’efficience de la production médicamenteuse. En 2008, l’agence américaine a initié une exploration des potentialités de ces technologies analytiques dans la production des biomédicaments (tels que les anticorps monoclonaux ou les protéines recombinantes) [7], en insistant sur la nécessité de moderniser les techniques de production des laboratoires pharmaceutiques.

De plus, le suivi continu, sans interruption des activités de production, des opérations permettra, par exemple, de réduire de 30% à 40% les temps d’arrêts machine imprévus [8]. Ainsi, à l’issue de cette transition digitale, la réduction des coûts de maintenance et l’adaptabilité du modèle de production permettent d’envisager un gain potentiel de 1 à 2 milliards d’euros pour le secteur pharmaceutique français⁸. La numérisation progressive des usines pourrait finalement permettre d’accroître le rendement de production de médicaments innovants et d’adapter la posologie aux profils des patients, créant ainsi un écosystème digital, centré sur le patient [9].

De nombreux défis restent à relever avant une digitalisation des chaînes de production à plus grande échelle

Néanmoins, plusieurs obstacles liés à l’implantation et à l’appropriation de ces technologies de rupture, freinent encore leur déploiement à plus grande échelle.

Il apparaît d’abord essentiel pour les différents acteurs du secteur pharmaceutique d’acquérir les compétences d’analyse de l’information et de maîtrise de ces technologies de pointe, en interne ou sous forme de partenariat. Ensuite, la formation et l’accompagnement des collaborateurs dans cette transformation au sein de l’entreprise seront indispensables pour favoriser l’engagement des équipes. Enfin, l’intégration de ces nouvelles technologies dans les activités de l’entreprise, le stockage et la protection des données collectées constituent également des enjeux clés auxquels devront faire face les laboratoires souhaitant se lancer dans cette révolution numérique.

« La transformation digitale des usines de production bouleversera les pratiques de nombreux laboratoires pharmaceutiques », souligne Lambert Lacoste, responsable de mission chez Alcimed. « Elle permettra aux acteurs du secteur de repenser l’intégralité de l’offre de soins. La numérisation du réseau industriel constitue le premier pas vers l’automatisation des chaînes de production et la médecine personnalisée, réponses possibles aux grands défis sanitaires de notre siècle ».

[1] Leem, Economie – Marché mondial (2018), www.leem.org/marche-mondial
[2] Novartis, Go big on data and digital – Annual Review (2018)
[3] Johnson & Johnson, 3 ways Johnson & Johnson is harnessing digital innovation to better deliver medicine to you (2018)
[4] Sanofi, La révolution digitale – Usine digitale 4.0 (2018)
[5] GSK, The digitalisation lab : bringing the digital age to manufacturing (2016)
[6] Amgen, La production des biomédicaments : un savoir-faire industriel de haut niveau (2019), www.amgen.fr/science/defis-production-medicaments/
[7] Food & Drug Administration, The critical path initiative – Report on Key Achievements in 2009 (2009)
[8] Augustin Marty, L’Intelligence Artificielle : la solution à la productivité des entreprises pharmaceutiques, L’Usine Nouvelle (2018)
[9] Sanofi, L’usine du futur (2018), www.sanofi.com/fr/science-et-innovation/l-usine-du-futur