Introduction to CQV & Regulatory Framework
- Define the three components of CQV
- Distinguish Commissioning, Qualification and Validation
- Explain why CQV is mandatory in pharmaceutical manufacturing
The Three Components
Commissioning
Commissioning is the engineering phase that verifies equipment and systems are correctly installed, operate according to design specifications, and are ready for qualification.
Qualification
Qualification is the documented demonstration that equipment, systems and utilities are correctly installed, operate as intended, and produce consistent results.
| Step | Acronym | Question answered |
|---|---|---|
| Design Qualification | DQ | Does the design meet user requirements? |
| Installation Qualification | IQ | Was it correctly installed? |
| Operational Qualification | OQ | Does it operate as specified? |
| Performance Qualification | PQ | Does it perform under real production conditions? |
Validation
Validation is the documented evidence that a process, method or system consistently produces a result that meets its predefined specifications.
The CQV Lifecycle (ASTM E2500 & Annex 15)
Since the revision of Annex 15 in 2015, qualification is no longer a one-time event but a continuous process throughout the equipment lifecycle:
Why is CQV mandatory?
| Authority | Regulation |
|---|---|
| Europe (EMA) | EU GMP Part I + Annex 15 |
| USA (FDA) | 21 CFR Part 211 + Process Validation Guidance 2011 |
| International | ICH Q8, Q9, Q10 |
| Industry | ISPE Baseline Guides, ASTM E2500, GAMP 5 |
EU GMP Annex 15 — The European Reference
Annex 15 of EU GMP, revised in 2015 and effective 1 October 2015, is the reference text for all qualification and validation activities in Europe.
Key Changes in the 2015 Revision
- Lifecycle approach: Validation becomes a continuous process (Continued Process Verification — CPV)
- End of the "3-batch rule": The number of runs is justified by risk analysis
- Quality Risk Management: Every decision is justified by risk analysis (ICH Q9)
- Removal of retrospective validation: No longer accepted
FDA Process Validation Guidance (2011)
| Stage | Name | Description |
|---|---|---|
| Stage 1 | Process Design | Capture of process knowledge (lab, pilot scale) |
| Stage 2 | Process Qualification | Confirmation that design is reproducible at commercial scale |
| Stage 3 | Continued Process Verification | Ongoing assurance during routine production |
Applicable ICH Guidelines
| Guideline | Topic | CQV Application |
|---|---|---|
| ICH Q8 | Pharmaceutical Development | Define process design space |
| ICH Q9 | Quality Risk Management | Justify qualification scope |
| ICH Q10 | Pharmaceutical Quality System | Change Control, CAPA |
GAMP 5 — Software Categories
GAMP 5 (2nd edition, 2022) defines 4 software categories (category 2 was removed):
| Category | Type | Examples | Validation effort |
|---|---|---|---|
| 1 | Infrastructure | OS, databases, network tools | Low |
| 3 | Non-configurable (COTS) | Lab instrument software | Medium |
| 4 | Configurable | LIMS, SCADA, DCS, DeltaV | High |
| 5 | Custom-developed | Bespoke MES, custom applications | Very high |
🔍 Field Insight — Terminology Varies by Company
URS = User Requirement Specification = DBU / SBU — same document, different site names
VMP = PDVS (Plan Directeur Validation Site) = PMV — equivalent strategic document
IQ = QI (Qualification d'Installation) — EU GMP French terminology
OQ = QO (Qualification Opérationnelle) — idem
PQ = QP (Qualification de Performance) — idem
Client Side (Pharma Company)
| Stakeholder | CQV Role |
|---|---|
| Production | Express requirements (URS), participate in PQ, sign user reports |
| Quality Assurance (QA) | Approve ALL GMP documents — nothing starts or ends without them |
| Engineering | Provide P&IDs, plans, coordinate utilities, perform commissioning |
| CQV Team | Write protocols, execute tests, manage deviations, write reports |
The CQV Engineer — Key Competencies
- Reading P&IDs (Piping & Instrumentation Diagrams)
- Knowledge of pharma utilities (WFI, PW, CIP, SIP, clean steam...)
- Knowledge of instrumented systems (sensors, PLCs, SCADA)
- Precise GMP-compliant technical writing
- Risk management (FMEA) according to ICH Q9(R1) — 2023
- Effective communication with production and QA
- Définir les trois composantes du CQV
- Distinguer Commissioning, Qualification et Validation
- Expliquer pourquoi le CQV est obligatoire en industrie pharmaceutique
Les trois composantes
Le Commissioning (Mise en service)
Le commissioning est la phase d'ingénierie qui consiste à vérifier que les équipements et systèmes sont installés correctement, fonctionnent conformément aux spécifications de conception, et sont prêts pour la qualification.
La Qualification
La qualification est la démonstration documentée que les équipements, systèmes et utilités sont correctement installés, fonctionnent comme prévu, et produisent des résultats cohérents.
| Étape | Sigle | Question posée |
|---|---|---|
| Design Qualification | DQ | Le design répond-il aux besoins utilisateur ? |
| Installation Qualification | IQ | A-t-il été installé correctement ? |
| Operational Qualification | OQ | Fonctionne-t-il comme spécifié ? |
| Performance Qualification | PQ | Performe-t-il dans les conditions réelles ? |
La Validation
La validation est la preuve documentée qu'un procédé, une méthode ou un système produit de façon constante un résultat conforme à ses spécifications prédéfinies.
Le cycle de vie CQV (ASTM E2500 & Annex 15)
Depuis la révision de l'Annex 15 en 2015, la qualification n'est plus un événement ponctuel mais un processus continu sur toute la vie de l'équipement :
Pourquoi le CQV est obligatoire ?
| Autorité | Réglementation |
|---|---|
| Europe (EMA) | EU GMP Part I + Annex 15 |
| États-Unis (FDA) | 21 CFR Part 211 + Process Validation Guidance 2011 |
| International | ICH Q8, Q9, Q10 |
| Industrie | ISPE Baseline Guides, ASTM E2500, GAMP 5 |
EU GMP Annex 15 — La référence européenne
L'Annexe 15 des EU GMP révisée en 2015, entrée en vigueur le 1er octobre 2015, est le texte de référence pour toute activité de qualification et validation en Europe.
Les grands changements de la version 2015
- Approche cycle de vie : La validation devient un processus continu (Continued Process Verification — CPV)
- Fin de la "règle des 3 batches" : Le nombre de runs est justifié par analyse de risque
- Quality Risk Management : Chaque décision est justifiée par une analyse de risque (ICH Q9)
- Suppression de la validation rétrospective : Elle n'est plus acceptée
FDA Process Validation Guidance (2011)
| Stage | Nom | Description |
|---|---|---|
| Stage 1 | Process Design | Capture des connaissances process (lab, pilote) |
| Stage 2 | Process Qualification | Confirmation que le design est reproductible à l'échelle industrielle |
| Stage 3 | Continued Process Verification | Surveillance continue en production |
ICH Guidelines applicables
| Guideline | Sujet | Application CQV |
|---|---|---|
| ICH Q8 | Pharmaceutical Development | Définir le design space du procédé |
| ICH Q9 | Quality Risk Management | Justifier le scope de qualification |
| ICH Q10 | Pharmaceutical Quality System | Change Control, CAPA |
GAMP 5 — Catégories logicielles
GAMP 5 (2e édition) définit 4 catégories de logiciels (la catégorie 2 a été supprimée) :
| Catégorie | Type | Exemples | Effort validation |
|---|---|---|---|
| 1 | Infrastructure | OS, bases de données, outils réseau | Faible |
| 3 | Non-configurable (COTS) | Logiciels instruments de labo | Moyen |
| 4 | Configurable | LIMS, SCADA, DCS, CDS | Élevé |
| 5 | Développé sur mesure | MES custom, applications bespoke | Très élevé |
🔍 Zoom Terrain — Le vocabulaire varie selon les entreprises
URS = SBU (Spécifications des Besoins Utilisateurs) = DBU (Définition des Besoins Utilisateurs) — le même document, des noms différents selon les sites
VMP = PDVS (Plan Directeur de Validation du Site) = PMV (Plan Maître de Validation) — document stratégique équivalent
IQ = QI (Qualification d'Installation) — terminologie EU GMP en français
OQ = QO (Qualification Opérationnelle) — idem
PQ = QP (Qualification de Performance) — idem
Côté Client (Pharma)
| Acteur | Rôle dans le CQV |
|---|---|
| Production | Expriment les besoins (URS), participent aux PQ, signent les rapports utilisateurs |
| Quality Assurance (QA) | Approuvent TOUS les documents GMP — sans eux, rien ne peut commencer ni se terminer |
| Engineering | Fournissent P&IDs, plans, coordonnent les utilités, réalisent le commissioning |
| Équipe CQV | Rédigent les protocoles, exécutent les tests, gèrent les déviations, rédigent les rapports |
L'Ingénieur CQV — Compétences clés
- Lecture de P&IDs (Piping & Instrumentation Diagrams)
- Connaissance des utilités pharma (WFI, PW, CIP, SIP, clean steam...)
- Connaissance des systèmes instrumentés (capteurs, automates, SCADA)
- Rédaction technique précise et conforme GMP
- Gestion des risques (FMEA) selon ICH Q9(R1) — 2023
- Communication efficace avec la production et la QA
CQV Documentation
- Define the purpose and structure of a VMP / PDVS
- Identify mandatory VMP sections per EU GMP Annex 15
- Write a compliant VMP scope statement
What is a VMP?
The Validation Master Plan (VMP) — also called PDVS (Plan Directeur Validation Site) or PMV in French — is the top-level document describing a site's overall validation strategy. It is the roadmap for all qualification and validation activities.
Mandatory VMP Sections (Annex 15)
| Section | Content |
|---|---|
| 1. Introduction | Site description, products manufactured, regulatory context |
| 2. Scope | Systems, utilities, equipment and processes covered |
| 3. Qualification Policy | DQ, IQ, OQ, PQ — when each is required |
| 4. Change Control | How changes impacting validated systems are managed |
| 5. Documentation | Document management system, naming conventions |
| 6. Training | Qualification team competencies and habilitation |
| 7. Planning | Timeline and priorities |
What is an URS?
The URS (User Requirement Specification) defines WHAT the system must do from the user's perspective — before any purchase or engineering design. It is the foundation of the qualification process.
URS Structure — Key Sections
- Functional requirements: What the system must do (filling speed, temperature range, volume...)
- Material requirements: Contact materials (316L SS, PTFE, EPDM), finishes (Ra ≤ 0.8 µm)
- Regulatory requirements: EU GMP, FDA 21 CFR, Annex 1/11/15 applicable clauses
- Cleaning requirements: CIP/SIP capability if applicable
- IT/Automation requirements: GAMP5 category, audit trail, electronic records
- Documentation requirements: Manuals, P&IDs, material certificates (EN 10204 3.1)
What is a DQ?
The Design Qualification (DQ) verifies that the proposed design meets the user's requirements before construction or purchase is finalized. It creates a traceable link between the URS and the supplier's design.
The 4 DQ Steps (Terrain Standard)
| Step | Comparison | Document produced |
|---|---|---|
| QSI | URS vs Technical Specification (CCTP) | QSI report |
| QSII | CCTP vs Supplier Offer | QSII report |
| QSIII | Design file vs URS (Traceability Matrix) | Traceability matrix |
| Design Review | Risk identification on final design | Risk analysis report |
- Décrire le rôle et la structure d'un VMP
- Identifier ce qu'un VMP doit obligatoirement contenir
- Comprendre comment le VMP gouverne toutes les activités CQV d'un site
Qu'est-ce que le VMP ?
Le Validation Master Plan est le document chapeau qui définit la stratégie de qualification et validation pour un site, une unité de production, ou un projet spécifique. Il est obligatoire selon l'EU GMP Annex 15.
Contenu obligatoire d'un VMP
- Introduction et Scope — Périmètre couvert, ce qui est exclu et pourquoi
- Politique de Qualification — Stratégie risk-based, critères d'impact assessment
- Liste des équipements — Inventaire avec statut et criticité de chaque équipement
- Rôles et responsabilités — Qui rédige, exécute, revoit, approuve
- Standards et références — Réglementations et templates utilisés
- Gestion des déviations — Processus de traitement, critères accept/rejet
- Change Control — Gestion des modifications post-qualification
- Planning — Calendrier et jalons clés (Gantt)
Le VMP est un document vivant : il doit être revu au minimum annuellement et mis à jour après tout changement majeur.
🔍 Zoom Terrain — VMP en contexte industriel
PDVS (Plan Directeur de Validation du Site) : Document global couvrant toute la stratégie de validation du site (équipements, procédés, systèmes informatisés, utilités, méthodes analytiques). C'est le VMP chapeau du site.
Plan de Validation (PV) par projet : Document spécifique à un projet (ex : qualification de 2 nouveaux autoclaves dans un nouveau bâtiment). Il précise la stratégie, le scope, les responsabilités et le planning uniquement pour ce projet. Il est approuvé par le groupe de qualification (chef de projet + représentant validation + QA) et est référencé dans le dossier de qualification de chaque équipement.
- Expliquer le rôle central du URS dans le cycle CQV
- Rédiger les différentes sections d'un URS conforme GMP
- Appliquer les règles de rédaction (SMART, "what not how")
- Construire une Traceability Matrix URS → IQ/OQ/PQ
Qu'est-ce qu'un URS ?
Le URS (User Requirement Specification) est le premier document du cycle de qualification. Il décrit CE QUE l'utilisateur attend de l'équipement, sans prescrire COMMENT le fournisseur doit y répondre.
Qui rédige le URS ?
| Contributeur | Apporte quoi |
|---|---|
| Production | Besoins opérationnels : capacité, vitesse, facilité d'utilisation |
| QA | Exigences GMP, traçabilité, audit trail, gestion des alarmes |
| Engineering | Contraintes techniques, utilités disponibles, intégration site |
| HSE | Exigences sécurité, matériaux, gestion des risques |
| Ingénieur CQV | Structure le document, vérifie la complétude et la testabilité |
🔍 Zoom Terrain — SBU et CCTP dans un grand projet
SBU (Spécifications des Besoins Utilisateurs) = URS : exprime les besoins fonctionnels et GMP (rédigé par la maîtrise d'œuvre en consultation avec la production, la QA et l'engineering).
CCTP (Cahier des Clauses Techniques Particulières) : document plus détaillé que le SBU qui définit l'ensemble de la prestation — fourniture, installation, mise en service et qualification. Il décrit les caractéristiques et exigences de performance de façon détaillée pour l'appel d'offres.
Ces deux documents (SBU + CCTP) servent de base aux étapes de qualification de conception (QSI et QSII).
Règles de rédaction des exigences
Règle 1 : "What, not How"
❌ Mauvais : "L'équipement doit être équipé d'un PID Siemens S7-1500 pour contrôler la température."
✅ Bon : "L'équipement doit maintenir la température à ±0,5°C dans une plage de 20°C à 150°C."
Règle 2 : Chaque exigence doit être testable
❌ Mauvais : "L'équipement doit être facile à nettoyer."
✅ Bon : "Toutes les surfaces en contact produit doivent avoir Ra ≤ 0,8 µm et être accessibles pour nettoyage CIP sans démontage."
Règle 3 : Une seule idée par exigence — Numéroter chaque exigence
Chaque exigence reçoit un numéro unique (ex : URS-F-001) pour la traçabilité. Attribuer une criticité : C (GMP Critical) ou NC (Non-Critical).
Exemple complet — URS d'un Autoclave (extrait)
Équipement : Autoclave de Stérilisation Humide (Vapeur Pure) · N° : URS-STERIL-001
Exigences Fonctionnelles
| Req. ID | Exigence | Criticité |
|---|---|---|
| URS-F-001 | La chambre de stérilisation doit avoir une capacité utile minimale de 300 litres | C |
| URS-F-002 | L'équipement doit disposer d'au minimum 4 cycles préprogrammés : 121°C/15min, 121°C/30min, 134°C/4min, cycle poreux | C |
| URS-F-003 | La température doit être maintenue à la consigne ±0,5°C pendant toute la phase de plateau | C |
| URS-F-004 | La durée totale du cycle 134°C/4min ne doit pas dépasser 45 minutes | NC |
| URS-F-005 | L'autoclave doit être double porte (entrée côté "sale", sortie côté "propre") | C |
Exigences GMP & Réglementaires
| Req. ID | Exigence | Criticité |
|---|---|---|
| URS-G-001 | Toutes les surfaces en contact avec le produit ou la vapeur doivent être en acier inoxydable 316L passivé | C |
| URS-G-002 | La rugosité des surfaces internes de la chambre doit être Ra ≤ 0,8 µm | C |
| URS-G-003 | Le système de contrôle doit générer automatiquement un rapport de cycle (date/heure, paramètres, courbes T°/pression, identité opérateur) | C |
| URS-G-004 | L'audit trail doit enregistrer toute modification de paramètre avec horodatage et identifiant utilisateur (conformité 21 CFR Part 11) | C |
| URS-G-005 | La gestion des accès doit permettre au minimum 3 niveaux : opérateur, superviseur, administrateur | C |
La Traceability Matrix
Elle garantit que chaque exigence du URS est testée au moins une fois pendant le cycle de qualification :
| Req. ID | Description (résumée) | Criticité | DQ | FAT | IQ | OQ | PQ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| URS-F-003 | T° maintenue ±0,5°C | C | ✓ | ✓ | — | ✓ | ✓ |
| URS-G-002 | Surface Ra ≤ 0,8 µm | C | ✓ | ✓ | ✓ | — | — |
| URS-G-004 | Alarme haute T° | C | ✓ | ✓ | — | ✓ | — |
| URS-F-004 | Durée cycle ≤ 45 min | NC | ✓ | — | ✓ | — | — |
Qu'est-ce que le DQ ?
Le Design Qualification est la réponse documentée du fournisseur au URS. Il démontre, design par design, que sa machine répond à chaque exigence identifiée dans le URS.
Format type du DQ
| Req. ID | Exigence URS | Réponse fournisseur | Référence | Statut |
|---|---|---|---|---|
| URS-F-001 | Capacité min. 300L | Chambre 320L utile (voir spec technique §3.2) | Spec-Tech-v2.pdf p.12 | ✅ Conforme |
| URS-G-002 | Ra ≤ 0,8 µm | Ra = 0,6 µm (polissage mécanique + électrochimique) | Cert-Finish-001.pdf | ✅ Conforme |
| URS-I-003 | Sortie OPC-UA | PROFIBUS DP uniquement disponible sur ce modèle | Spec-Tech-v2.pdf p.31 | ⚠️ Déviation |
🔍 Zoom Terrain — La DQ en 4 étapes (pratique industrielle)
Sur les grands projets pharmaceutiques industriels, la Qualification de Conception (DQ) se divise formellement en 4 étapes :
| Étape | Nom | Ce qu'on compare |
|---|---|---|
| QSI | Qualification de Spécification I | SBU (URS) ↔ CCTP : les besoins utilisateurs sont-ils bien traduits dans le cahier des charges technique ? |
| QSII | Qualification de Spécification II | CCTP ↔ Offre fournisseur : la proposition technique du fournisseur répond-elle au CCTP ? |
| QSIII | Matrice de traçabilité | Compilation du dossier de conception vs besoins utilisateurs : vérification et preuve documentée que le dossier de conception est conforme aux exigences réglementaires et aux besoins utilisateurs (SBU, CCTP) |
| Revue de conception | Design Review | Analyse de risque sur la conception : identifier les risques et potentiels problèmes d'exploitation. Peut être intégrée à la QSIII ou réalisée séparément. |
FAT / SAT — Supplier Qualification
- Define FAT and SAT purpose in the qualification sequence
- Apply the supplier protocol approval process
- Capitalize FAT results into the IQ
Why is FAT Critical?
FAT is a series of tests performed at the supplier's premises before shipment, verifying the equipment meets URS and DQ requirements. Finding and fixing non-conformances before delivery is infinitely less costly than after site installation.
FAT Protocol Rules
- Supplier writes the FAT protocol
- Protocol sent to client QA for approval BEFORE execution
- Client representative (CQV engineer) must attend
- All deviations documented in supplier NCR (non-conformance report)
- Blocking deviations resolved before shipment authorization
- FAT results annexed to the IQ document
Capitalization into IQ
Per EU GMP Annex 15 §3.7, tests already performed at FAT with documented evidence can be capitalized (not repeated) in the IQ. This reduces qualification time significantly.
SAT Definition and Purpose
The Site Acceptance Test (SAT) is performed on-site after installation. It verifies the equipment was not damaged during transport and functions correctly with real site utilities.
| Criterion | FAT | SAT |
|---|---|---|
| Location | Supplier premises | Client site |
| Timing | Before shipment | After installation |
| Utilities | Simulated | Real site utilities |
| IQ link | Results annexed to IQ | Results annexed to IQ |
Pourquoi le FAT est crucial ?
Le FAT est une série de tests réalisés chez le fournisseur avant expédition, pour vérifier que l'équipement répond aux exigences du URS et du DQ. Détecter et corriger les non-conformités avant livraison est infiniment moins coûteux qu'après installation sur site.
Ce qu'on vérifie au FAT
- Documentaire : Certificats matériaux, calibrations instruments, P&IDs, manuels
- Physique : Inspection visuelle, conformité aux P&IDs, identification des instruments
- Fonctionnel : Tous les cycles, tests d'alarmes, tests des interlocks, audit trail, gestion des accès
- Performance : Temperature mapping, 3 cycles de reproductibilité (si réalisables chez le fournisseur)
Gestion des déviations au FAT
| Criticité | Définition | Impact |
|---|---|---|
| Critique | Impact direct sur la qualité du produit ou la sécurité | Blocante — doit être corrigée avant expédition |
| Majeure | Non-conformité significative mais non immédiatement dangereuse | Peut partir si correction planifiée et acceptée |
| Mineure | Écart de faible importance, sans impact GMP direct | Correctable au SAT ou lors de la qualification |
FAT vs SAT
| Critère | FAT | SAT |
|---|---|---|
| Lieu | Usine du fournisseur | Site client |
| Utilités | Simulées ou du fournisseur | Utilités réelles du site |
| Documentation | Peut être pré-GMP | Document GMP — signé et archivé |
| Équipe | CQV + Engineering + Fournisseur | CQV + Engineering + Maintenance client |
Le SAT révèle des problèmes spécifiques au site : qualité des utilités réelles, intégration au SCADA/MES, conditions ambiantes réelles, désalage des instruments après transport.
Dans la pratique industrielle, la rédaction et l'exécution des protocoles FAT/SAT suivent un processus précis :
| Étape | Qui fait quoi | Formalisme requis |
|---|---|---|
| Rédaction du protocole | Le fournisseur rédige le protocole FAT (et parfois le SAT) | Sur base des exigences URS + DQ approuvés |
| Approbation avant exécution | Le client (ingénieur CQV + QA) revoit et approuve | Signature d'approbation formelle requise |
| Exécution | Opérée par le fournisseur, en présence d'un représentant client | Le représentant client signe comme vérificateur (witness) |
| Prise de connaissance | Tous les exécutants signent le protocole avant de commencer | Signature "prise de connaissance" obligatoire |
IQ / OQ / PQ — Qualification Protocols
- Write a complete IQ checklist for pharmaceutical equipment
- Identify all mandatory IQ verification categories
- Apply the passivation and material certificate requirements
IQ Definition
The Installation Qualification (IQ) verifies that equipment is installed correctly according to design specifications and site requirements. It is the first formal GMP qualification step performed on-site.
IQ Checklist — Mandatory Sections
| Section | What is verified |
|---|---|
| A. Identification | Equipment number, serial number, GMAO registration, P&ID reference |
| B. Technical Specs | Materials (316L SS), surface finish (Ra ≤ 0.8µm), environmental requirements |
| C. Utility connections | PW, clean steam, compressed air, N2 — pressure, quality, labelling |
| D. Instrumentation | Calibration certificates for all critical sensors (T°, P, flow) |
| E. Documentation | P&IDs received, manuals received, material certificates (EN 10204 3.1) |
| F. Passivation | Passivation report received and approved for SS contact parts |
| G. Maintenance | GMAO preventive maintenance plan created |
| H. Associated equipment | All associated equipment already qualified? |
Passivation — Why it Matters
All stainless steel surfaces in contact with pharmaceutical products must be passivated. Passivation creates a chromium oxide layer that prevents corrosion and ion release into the product.
- Methods: Nitric acid (HNO3) or citric acid treatment
- Verification: Ferroxyl test or surface analysis
- Documentation: Passivation report must be part of the IQ dossier
OQ Definition
The Operational Qualification (OQ) verifies that the equipment operates according to specifications within defined operating limits. Each test must have a defined objective, methodology, and acceptance criterion.
Standard OQ Test Categories
- Safety interlocks: Simulate each fault condition → verify correct system response
- Critical alarms: Trigger each alarm → verify it fires, cannot be deleted without acknowledgment
- Control loops: Set point → verify real value reaches target within tolerance
- Data integrity: Audit trail, electronic records, backup/restore
- Worst case tests: Test at minimum and maximum operating parameters
PQ Definition
The Performance Qualification (PQ) demonstrates that the equipment consistently performs to specification under real production conditions. Minimum 3 consecutive successful runs required for each validated program/load.
PQ for Autoclave — The Industry Standard
- Thermal mapping in loaded chamber (worst case load)
- F0 ≥ minimum requirement at ALL measurement points
- Biological indicators (Geobacillus stearothermophilus): zero growth after sterilization
- Residual moisture after drying cycle: ≤ defined limit
- 3 consecutive conforming cycles per program
Qu'est-ce que l'IQ ?
L'IQ répond à la question : "L'équipement a-t-il été installé correctement, conformément aux spécifications ?"
L'IQ est un constat — on ne teste pas encore la fonction. On vérifie que tout est en place comme prévu.
Check-list IQ type (autoclave)
- ✅ Numéro de série conforme à la commande et au DQ
- ✅ P&IDs as-built disponibles et conformes à l'installation réelle
- ✅ Certificats de matériaux disponibles (EN 10204 3.1)
- ✅ Certificats de calibration de tous les instruments (dans la période de validité)
- ✅ Connexion vapeur pure : pression et qualité conformes
- ✅ Alimentation électrique : voltage, ampérage, mise à la terre
- ✅ Version software installée = version qualifiée
- ✅ Audit trail activé, niveaux d'accès configurés
Exemple de test step IQ
Lors de l'exécution d'un protocole IQ (ou OQ/PQ), toutes les anomalies détectées n'ont pas le même impact sur la suite du dossier. On distingue :
| Type | Définition | Conséquence |
|---|---|---|
| Bloquante | Action ou anomalie pouvant impacter la bonne réalisation des étapes de qualification suivantes | Doit être résolue et clôturée avant de passer à l'étape suivante (ex : avant de démarrer l'OQ) |
| Non-bloquante | Action restante à réaliser mais n'ayant pas d'impact sur la poursuite de la validation | Peut rester ouverte à la signature du rapport — mais doit être clôturée avant mise en production ou délai convenu |
Non-bloquante : Plaque de repérage d'un robinet de purge absente → anomalie mineure sans impact sur les tests fonctionnels OQ → non-bloquant, corriger sous 30 jours.
L'OQ et le concept de Worst Case
L'OQ répond à : "L'équipement fonctionne-t-il conformément à ses spécifications dans toute sa plage d'opération, y compris les conditions limites ?"
Le worst case (pire cas) est fondamental : si l'équipement fonctionne correctement dans les conditions les plus défavorables, il fonctionnera certainement dans les conditions normales.
Exemple de test step OQ
Un protocole OQ dans un environnement pharma industriel comprend systématiquement les sections suivantes :
- Introduction — contexte du projet, référence de l'équipement
- Objectif — ce que l'OQ doit démontrer
- Responsabilités — qui rédige, qui exécute, qui vérifie, qui approuve
- Glossaire — définitions des termes utilisés
- Documents à consulter — URS, DQ, IQ, P&IDs, manuels constructeur
- Historique de validation — versions précédentes et motif de révision
- Domaine d'application — équipement(s) et limites du système qualifié
- HSES — consignes Hygiène, Sécurité, Environnement, Sûreté spécifiques aux tests
- Description de l'équipement — caractéristiques techniques, instrumentation
- Prérequis — IQ approuvé, calibrations valides, accès, modes de test
- Limites — ce qui est dans le scope de l'OQ
- Aspects non testés — section critique ! liste explicite des fonctions NON testées avec leur rationnel
- Aspects testés — liste des tests et critères d'acceptance
- Méthodologie — détail de chaque test step
- Gestion NC/déviations — procédure en cas d'écart pendant l'exécution
- Critères d'acceptance globaux — conditions de succès de l'OQ entière
- Rapport — référence au rapport d'OQ lié à ce protocole
PQ et Temperature Mapping
La PQ répond à : "L'équipement performe-t-il de façon constante et reproductible dans les conditions réelles de production ?"
Le temperature mapping est un test PQ clé pour tout équipement thermique. On place des sondes calibrées en plusieurs points de la chambre (typiquement 12–15 sondes) pour démontrer l'uniformité de température. Critère typique : ΔT ≤ 1°C entre toutes les sondes pendant la phase de plateau.
Lien PQ → Validation du procédé
Validation du procédé de stérilisation : Le cycle détruit les micro-organismes avec F₀ ≥ 12 min (approche overkill FDA — réalisée avec le microbiologiste).
Les deux sont nécessaires et complémentaires. La PQ équipement est un prérequis à la validation procédé.
Pour la PQ d'un système informatisé (MES, SCADA, LIMS, ERP…), les prérequis vont bien au-delà de l'IQ/OQ approuvés. En pratique industrielle, les prérequis à clôturer avant de démarrer une PQ SI incluent :
| Prérequis | Objectif |
|---|---|
| Inventaire des SI | Cartographie de tous les systèmes en interface avec le SI qualifié |
| Procédure de revue des accès | SOP définissant comment gérer et auditer les droits d'accès utilisateurs |
| Procédure de revue de l'audit trail | SOP définissant la fréquence et le périmètre des revues de l'audit trail électronique |
| SOP d'utilisation | Procédure opératoire pour les utilisateurs finaux, approuvée avant mise en production |
| Plan de continuité d'activité | Procédure de fonctionnement en cas de panne du SI (mode dégradé documenté) |
| Analyse de risques SI | Évaluation des risques spécifiques au système informatisé (cybersécurité, intégrité des données) |
| Stratégie de sauvegarde/restauration | Procédure de backup + test de restauration validé |
| Revue d'état validé | Vérification que tous les pré-requis sont satisfaits avant démarrage PQ |
La classification des salles propres en Europe utilise deux nomenclatures parallèles qu'il faut maîtriser :
| Classe EU GMP | Classe ISO 14644 | État de référence | Application typique |
|---|---|---|---|
| Classe A | ISO 5 | En activité | Zone de remplissage aseptique, zone d'exposition produit |
| Classe B | ISO 5 | Au repos | Environnement de la zone A pour préparations aseptiques |
| Classe C | ISO 7 au repos / ISO 8 en activité | Au repos | Préparation de solutions à filtrer, remplissage non critique |
| Classe D | ISO 8 au repos | Au repos | Manipulation d'articles pour remplissage, habillage Classe C |
• Au repos (at-rest) : installation terminée, équipements en place mais non en fonctionnement, sans personnel
• En activité (in-operation) : dans les conditions normales de production avec le personnel présent
La Classe A doit respecter ISO 5 dans les deux états. La Classe C doit respecter ISO 7 au repos et peut atteindre ISO 8 en activité.
En qualification, les utilités critiques ont des spécifications précises définies dans les pharmacopées et guidelines. Voici les valeurs de référence à connaître :
| Utilité | Paramètre | Spécification | Référence |
|---|---|---|---|
| Eau PPI (Eau pour Préparations Injectables) | COT (Carbone Organique Total) | ≤ 500 ppb (µg/L) | Ph. Eur. 0169 |
| Conductivité | ≤ 1,3 µS/cm à 25°C | Ph. Eur. 0169 | |
| Microbiologie | < 0,1 UFC/mL (alerte < 10 UFC/100mL) | Ph. Eur. 0169 | |
| Air comprimé filtré | Particules solides | ISO 8573-1 Classe 1 (contact produit) | ISO 8573-1 |
| Point de rosée | ≤ −20°C (pression) | ISO 8573-1 Classe 4 | |
| Huile résiduelle | ≤ 0,1 mg/m³ | ISO 8573-1 Classe 2 | |
| Surfaces contact produit | Rugosité (Ra) | ≤ 0,8 µm (acier 316L) | ASME BPE, EHEDG |
L'Annexe 15 EU GMP (2015) a introduit le concept de maintien de l'état validé tout au long du cycle de vie. En pratique, cela se traduit par des revues périodiques formelles :
| Type de revue | Fréquence typique | Contenu |
|---|---|---|
| Revue d'état qualifié (équipement) | Annuelle ou selon risque | Incidents/pannes depuis dernière revue, OOS, changements, calibrations, maintenances, anomalies audit trail |
| Revue d'état validé (procédé/SI) | Annuelle | CPV data review, dérives statistiques, réclamations qualité, revue des accès SI, changements logiciels |
| Requalification périodique | Tous les 1–3 ans selon criticité | Re-exécution partielle ou totale des tests OQ/PQ pour confirmer que rien n'a dérivé |
Règle absolue
Change Control post-qualification
Toute modification d'un équipement qualifié doit passer par le Change Control. Même "changer un joint" doit être documenté. Le processus : Demande → Impact Assessment → Approbation QA → Mise en œuvre → Requalification nécessaire → Clôture.
Risk Management in CQV
- Apply ICH Q9 risk management principles to qualification
- Build an FMEA (AMDEC) for pharmaceutical equipment
- Calculate IPR (Risk Priority Number) and define actions
Why Risk Management in CQV?
EU GMP Annex 15 (2015, revision concept paper 2026) and ICH Q9(R1) (2023) require that every qualification decision be justified by risk analysis. Risk management determines:
- Which qualification steps are required (DQ? FAT? PQ?)
- The number of PQ runs (no longer a mandatory "rule of 3")
- Which parameters are critical and require monitoring
- The requalification frequency
FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) — AMDEC
FMEA is the primary risk management tool in pharmaceutical qualification. For each potential failure mode:
| Factor | Description | Scale |
|---|---|---|
| G — Severity | Impact on patient / product quality | 1–10 |
| O — Occurrence | Probability of the failure occurring | 1–10 |
| D — Non-detection | Ability to detect before it impacts quality | 1–10 |
| IPR / RPN | G × O × D — Risk Priority Number | 1–1000 |
IPR Thresholds (Pharmaceutical Industry)
- IPR ≤ 100: Acceptable risk → monitoring
- 100 < IPR ≤ 200: Moderate → corrective action recommended
- IPR > 200: High → mandatory corrective action before qualification
FMEA Example — Autoclave (from field documents)
| Component | Failure Mode | Effect | G | O | D | IPR | Action |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chamber T° probe | Measurement drift | Under-sterilisation → non-sterile product | 10 | 2 | 3 | 60 | OQ thermal mapping + periodic calibration |
| Door seal | Steam leak | Cross-contamination | 8 | 2 | 4 | 64 | OQ door interlock test + regular inspection |
| Safety valve | Stuck closed | Overpressure → explosion risk | 10 | 1 | 3 | 30 | OQ safety interlock + preventive maintenance |
| SCADA interface | Software freeze | Cycle impossible to start | 2 | 3 | 1 | 6 | No specific OQ test required |
Risk-Based Approach: Which Steps Are Mandatory?
| Impact Classification | Definition | Qualification Required |
|---|---|---|
| Direct Impact (DI) | Failure = direct impact on product quality, safety or efficacy | Full IQ/OQ/PQ per GMP |
| Indirect Impact (II) | Failure affects manufacturing conditions, not directly the product | Reduced qualification (enhanced commissioning) |
| No Impact (NI) | Failure has no quality or safety impact | No GMP qualification required |
- ICH Q9(R1) — 2023: Quality Risk Management — revised edition with new annexes on risk review and subjectivity
- EU GMP Annex 15 — 2015: §3: Qualification and validation activities shall be based on a documented risk assessment
- GAMP 5 — 2nd edition 2022: Risk-based approach for computerised system validation (categories 1–5)
Direct Impact vs Indirect Impact
| Classification | Définition | Qualification requise |
|---|---|---|
| Direct Impact (DI) | Défaillance = impact direct sur la qualité, sécurité ou efficacité du médicament | IQ/OQ/PQ complet selon GMP |
| Indirect Impact (II) | Défaillance = impact sur les conditions de fabrication mais pas directement sur le produit | Vérification allégée (commissioning renforcé) |
| Sans Impact (NI) | Défaillance sans impact qualité ni sécurité | Aucune qualification GMP requise |
Principe de la FMEA
Pour chaque composant, on identifie les modes de défaillance, leurs effets, et on calcule le RPN = Occurrence × Sévérité × Détectabilité (chacun de 1 à 10). Plus le RPN est élevé, plus la priorité d'action est haute.
Exemple FMEA — Autoclave
| Composant | Mode de défaillance | Effet | O | S | D | RPN | Action |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sonde T° chambre | Dérive de mesure | Sous-stérilisation → produit non stérile | 3 | 10 | 2 | 60 | Test OQ + Calibration périodique |
| Joint de porte | Fuite vapeur | Contamination croisée | 2 | 8 | 4 | 64 | Test OQ + Inspection régulière |
| Soupape sécurité | Blocage fermé | Surpression → risque explosion | 1 | 10 | 3 | 30 | Test OQ + Maintenance préventive |
| Écran tactile | Blocage interface | Impossible démarrer cycle | 3 | 2 | 1 | 6 | Pas de test OQ spécifique requis |
Case Study — Aseptic Filling Isolator
- Apply the full URS → DQ → IQ → OQ → PQ sequence to a real isolator
- Identify critical qualification tests for Grade A environments
- Manage a deviation encountered during OQ
Step 1 — Write the URS
Production has provided the following requirements:
- Aseptic filling isolator for vials 2 mL to 100 mL
- Internal atmosphere: nitrogen, internal zone ISO 5 (Grade A)
- Speed: minimum 6,000 vials/hour
- Access via integrated gloves, transfers via RTP (Rapid Transfer Port)
- Biological decontamination by vaporised H₂O₂ (VHP)
- Residual H₂O₂ after decontamination cycle: ≤ 1 ppm (per EU GMP Annex 1 §4.24)
| URS Requirement | Criticality | Regulatory Ref. |
|---|---|---|
| Internal Grade A maintained ≤ 3,520 particles/m³ (≥0.5µm) during operation | Critical (C) | EU GMP Annex 1 §4.5 (2022) |
| VHP decontamination: residual H₂O₂ ≤ 1 ppm after aeration | Critical (C) | EU GMP Annex 1 §4.24 |
| Glove integrity test before each batch (EN ISO 11607 or equivalent) | Critical (C) | EU GMP Annex 1 §4.22 |
| Envelope leak rate ≤ 0.5% vol/h (positive pressure isolator) | Critical (C) | ISO 14644-7 |
| Air supply HEPA filtered, 0.36–0.54 m/s unidirectional flow | Critical (C) | EU GMP Annex 1 §4.20 |
| Audit trail for all critical parameter modifications | Critical (C) | EU GMP Annex 11 §9 / 21 CFR Part 11 |
Step 2 — IQ Critical Tests (from KB field documents)
| Test ID | Objective | Acceptance Criterion |
|---|---|---|
| IQ-01 | Verify equipment identity (serial number, model, documentation) | Matches purchase order and vendor documentation |
| IQ-02 | Verify materials in product contact zones (316L SS, PTFE, Hypalon gloves) | EN 10204 3.1 certs + USP Class VI for elastomers |
| IQ-03 | Verify passivation report (stainless steel surfaces) | Report received, method compliant (nitric or citric acid) |
| IQ-04 | HEPA filter installation: positioning, absence of bypass | Visual + scan test scheduled in OQ |
| IQ-05 | VHP system: generator, H₂O₂ sensors, distribution circuit | All components installed per P&ID |
| IQ-06 | Calibration of all critical instruments (T°, pressure, H₂O₂ sensors) | Certificates valid, within calibration interval |
Step 3 — OQ Critical Tests
| Test ID | Test | Acceptance Criterion |
|---|---|---|
| OQ-01 | Envelope leak test (pressure hold) | Leak rate ≤ 0.5% vol/h at defined overpressure |
| OQ-02 | Glove integrity test (pressure/volume method) | No pressure loss > defined criterion per glove |
| OQ-03 | VHP decontamination cycle: H₂O₂ concentration uniformity + residual | Residual H₂O₂ ≤ 1 ppm after aeration |
| OQ-04 | Grade A particle count during simulated operation | ≤ 3,520 particles/m³ (≥0.5µm) — EU GMP Annex 1 |
| OQ-05 | HEPA airflow speed: unidirectional, 0.36–0.54 m/s | Within range at all measurement points |
| OQ-06 | Critical alarms test (loss of positive pressure, H₂O₂ sensor fault) | Alarm triggered + system safe state entered |
| OQ-07 | Audit trail: log of all critical modifications | All actions recorded with user ID, timestamp, before/after value |
Step 4 — Managing a Deviation During OQ
Your mission:
1. Write the formal deviation (blocking — cannot proceed to PQ)
2. Identify 3 possible root causes
3. Define a CAPA before retesting
| Root Cause Hypothesis | Investigation Method | Proposed CAPA |
|---|---|---|
| Aeration duration too short | Review cycle log vs. validated parameters | Extend aeration phase by 15 min, retest |
| H₂O₂ sensor calibration drift | Check last calibration certificate + recalibrate | Recalibrate sensor, retest |
| Air change rate insufficient during aeration | Measure airflow during aeration phase | Increase airflow, adjust cycle parameters |
- EU GMP Annex 1 §4.20–4.29 (2022): Isolators — qualification and monitoring requirements
- ISO 14644-7: Separative devices (isolators, RABS, mini-environments)
- EU GMP Annex 15 §3: Risk-based qualification
- ICH Q9(R1) — 2023: Quality Risk Management
- Appliquer la séquence complète URS → DQ → IQ → OQ → PQ sur un isolateur réel
- Identifier les tests de qualification critiques pour un environnement Grade A
- Gérer une déviation rencontrée en cours d'OQ
Étape 1 — Rédiger le URS
Informations fournies par la Production :
- Isolateur pour remplissage aseptique de flacons 2 mL à 100 mL
- Atmosphère d'azote, zone interne ISO 5 (Grade A)
- Vitesse : 6 000 flacons/heure minimum
- Accès par gants intégrés, transfert par RTP (Rapid Transfer Port)
- Décontamination biologique par H₂O₂ vaporisé (VHP)
- H₂O₂ résiduel après cycle de décontamination : ≤ 1 ppm (EU GMP Annexe 1 §4.24)
| Exigence URS | Criticité | Réf. Réglementaire |
|---|---|---|
| Maintien Grade A : ≤ 3 520 particules/m³ (≥0,5µm) en opération | Critique (C) | EU GMP Annexe 1 §4.5 (2022) |
| Décontamination VHP : résiduel H₂O₂ ≤ 1 ppm après aération | Critique (C) | EU GMP Annexe 1 §4.24 |
| Test intégrité gants avant chaque batch (EN ISO 11607 ou équivalent) | Critique (C) | EU GMP Annexe 1 §4.22 |
| Taux de fuite enveloppe ≤ 0,5% vol/h (isolateur en surpression) | Critique (C) | ISO 14644-7 |
| Air soufflé filtré HEPA, flux unidirectionnel 0,36–0,54 m/s | Critique (C) | EU GMP Annexe 1 §4.20 |
| Audit trail pour toute modification de paramètre critique | Critique (C) | EU GMP Annexe 11 §9 / 21 CFR Part 11 |
Étape 2 — Tests IQ critiques (issus de documents terrain)
| Test ID | Objectif | Critère d'acceptation |
|---|---|---|
| IQ-01 | Vérifier l'identité équipement (n° série, modèle, documentation) | Conforme au bon de commande et documentation fournisseur |
| IQ-02 | Vérifier les matériaux en contact produit (316L SS, PTFE, gants Hypalon) | Certificats EN 10204 3.1 + USP Class VI pour élastomères |
| IQ-03 | Vérifier le rapport de passivation (surfaces inox) | Rapport reçu, méthode conforme (acide nitrique ou citrique) |
| IQ-04 | Installation filtres HEPA : positionnement, absence de contournement | Visuel conforme + scan test planifié en OQ |
| IQ-05 | Système VHP : générateur, sondes H₂O₂, circuit de distribution | Tous composants installés conformément au P&ID |
| IQ-06 | Calibration de tous les instruments critiques (T°, pression, sondes H₂O₂) | Certificats valides, dans l'intervalle de calibration |
Étape 3 — Tests OQ critiques
| Test ID | Test | Critère d'acceptation |
|---|---|---|
| OQ-01 | Test d'étanchéité enveloppe (tenue en pression) | Taux de fuite ≤ 0,5% vol/h à la surpression définie |
| OQ-02 | Test d'intégrité des gants (méthode pression/volume) | Pas de chute de pression > critère défini par gant |
| OQ-03 | Cycle VHP : uniformité concentration H₂O₂ + résiduel après aération | Résiduel H₂O₂ ≤ 1 ppm après aération |
| OQ-04 | Comptage particulaire Grade A en simulation d'opération | ≤ 3 520 particules/m³ (≥0,5µm) — EU GMP Annexe 1 |
| OQ-05 | Vitesse flux HEPA : unidirectionnel, 0,36–0,54 m/s | Dans la plage à tous les points de mesure |
| OQ-06 | Test alarmes critiques (perte surpression, défaut sonde H₂O₂) | Alarme déclenchée + système en état sécurisé |
| OQ-07 | Audit trail : enregistrement de toutes les modifications critiques | Toutes actions enregistrées avec ID utilisateur, horodatage, valeur avant/après |
Étape 4 — Gérer une déviation en OQ
Votre mission :
1. Rédiger la déviation formelle (bloquante — impossible de passer à la PQ)
2. Identifier 3 causes racines possibles
3. Définir une CAPA avant de retester
| Hypothèse cause racine | Méthode d'investigation | CAPA proposée |
|---|---|---|
| Durée d'aération trop courte | Revoir log du cycle vs paramètres validés | Allonger la phase d'aération de 15 min, retester |
| Dérive de calibration de la sonde H₂O₂ | Vérifier dernier certificat de calibration + recalibrer | Recalibrer la sonde, retester |
| Débit d'air insuffisant pendant l'aération | Mesurer le débit d'air pendant la phase d'aération | Augmenter le débit, ajuster les paramètres du cycle |
- EU GMP Annexe 1 §4.20–4.29 (2022) : Isolateurs — exigences de qualification et de monitoring
- ISO 14644-7 : Dispositifs séparatifs (isolateurs, RABS, mini-environnements)
- EU GMP Annexe 15 §3 : Qualification basée sur le risque
- ICH Q9(R1) — 2023 : Gestion du risque qualité
CQV Fundamentals — Assessment
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