15 juillet 2021

Opinion : consultez les chercheurs lors de la conception de bâtiments de laboratoire

Par beasys


SLes scientifiques et les architectes collaborent lors de la construction des bâtiments de recherche, mais manquent souvent d’un langage commun pour discuter des exigences et des caractéristiques. En conséquence, une fois terminés, les bâtiments nécessitent souvent des rénovations frustrantes et coûteuses pour les rendre prêts pour la recherche. Les concepteurs utilisent généralement une approche « orientée vers l’humain » pour construire des bâtiments de recherche et ne prêtent pas suffisamment d’attention aux besoins des opérations de laboratoire. Sans surprise, la plupart des contributions concernant l’espace de laboratoire sont fournies par des universitaires supérieurs tels que les présidents et les professeurs titulaires. Pendant ce temps, ceux qui passeront des années à travailler dur dans ces espaces – les techniciens, les post-doctorants et les étudiants diplômés – ne sont pas assez sollicités pour leur contribution. Équilibrer les différentes exigences de ces groupes est une tâche difficile, et les chercheurs en exercice devraient fournir davantage de commentaires à l’avenir. Nous suggérons ici des façons dont de telles interactions peuvent fonctionner et des outils que les scientifiques peuvent utiliser pour contribuer au processus de planification des laboratoires qui leur serviront de foyer intellectuel.

Les articles sur la conception de bâtiments de laboratoire ont tendance à se concentrer sur les perspectives d’architectes et de concepteurs, qui discutent des objectifs et des idées de bâtiments dans des magazines spécialisés et parfois dans des revues scientifiques générales. On peut connaître les opinions des chefs de projet ou celles d’un architecte principal, mais il n’y a pratiquement pas d’examens publiés des bâtiments ou des conditions de travail qui s’y trouvent du point de vue des utilisateurs finaux. La déconnexion entre les utilisateurs finaux et les architectes a tendance à se matérialiser par des décisions de conception sous-optimales, ce qui peut entraîner des coûts supplémentaires.

Les chercheurs, en particulier les techniciens expérimentés, peuvent fournir des informations précieuses sur l’organisation de l’espace et les caractéristiques pratiques, et peuvent aider à imaginer comment le produit final sera habité et utilisé. Un exemple important aujourd’hui est le surapprovisionnement de l’infrastructure informatique pour s’adapter à un volume toujours croissant de génération de données. Dans un bâtiment de l’Université de Californie du Sud, achevé en 2007, le plan prévoyait des connexions réseau à 10 Mbps, mais le plan a été mis à niveau à contrecœur à 1 Gbps après la contribution des chercheurs. Un bâtiment terminé une décennie plus tard sur le même campus prévoyait des réseaux physiques très limités (1 Gbps), car les architectes supposaient que l’infrastructure permettant l’informatique en nuage et l’Internet sans fil serait suffisante. Cependant, des chercheurs expérimentés, en particulier ceux qui travaillent avec des microscopes, ont reconnu que de tels plans n’étaient pas adaptés aux besoins actuels et ne permettaient pas de futures mises à niveau. En travaillant ensemble, les utilisateurs finaux ont pu plaider en faveur d’une plus grande flexibilité, avec des réseaux Ethernet 10 Gbit/s et fibre optique. Un avantage supplémentaire de l’installation de la fibre optique est la pérennité, car cette infrastructure peut prendre en charge des réseaux jusqu’à 40 Gbit/s. L’installation précoce de câbles optiques était beaucoup plus rentable à long terme que la mise à niveau ultérieure.

Une autre nécessité de conception de bâtiment qui est souvent insuffisamment prise en compte au stade de la planification est la puissance de la climatisation. Dans un bâtiment de neurosciences récemment achevé sur le campus de Caltech, par exemple, des ajustements majeurs après la construction ont dû être apportés aux pièces abritant des équipements générant de la chaleur tels que des incubateurs, des unités cryogéniques et des agitateurs. Les plans de conception originaux supposaient que l’équipement de laboratoire était moins puissant qu’il ne l’est réellement. Cette situation aurait pu être évitée en consultant les gestionnaires de laboratoire et les chercheurs plus tôt dans le processus de planification.

Parfois, le problème d’une collaboration efficace lors de la planification et de la construction de bâtiments de recherche se résume à des différences dans les vocabulaires des architectes et des scientifiques. Le terme « microscope » est un excellent exemple de ces différences. Les architectes envisagent généralement un simple microscope optique clinique, tandis que les scientifiques pourraient faire référence à de puissants ordinateurs et lasers générateurs de chaleur nécessitant un contrôle climatique important, des rideaux occultants, des prises d’ampérage spécifiques avec une alimentation de secours. Inversement, le jargon architectural peut ne pas être familier aux scientifiques. Un exemple de ceci était le manque initial dans les bâtiments de recherche Caltech de ce que l’on appelle des « portes à double sortie avec barres de protection » permettant un mouvement mains libres dans les deux sens à travers les espaces de laboratoire ou « fenêtres à imposte » près du plafond du bureau intérieur espaces qui dirigent la lumière naturelle à l’intérieur. Ces deux éléments n’ont été ajoutés aux bâtiments de Caltech qu’après qu’un scientifique qui les a remarqués et s’est renseigné à leur sujet sur un autre campus universitaire a suggéré de les installer également à Caltech.

Des éléments de conception utiles peuvent avoir des noms ésotériques. Les portes à double sortie (qui s’ouvrent dans les deux sens) avec des barres de protection (permettant de les ouvrir les mains libres) sont très utiles pour les chercheurs lorsqu’ils transportent du matériel ou déplacent des chariots (à gauche). Les impostes au plafond laissent entrer la lumière naturelle dans des espaces «internes» qui pourraient autrement n’avoir qu’un éclairage artificiel (à droite).

ANDREY ANDREEV

Sans langage partagé, une communication efficace et collaborative pendant les étapes de conception nécessite un travail et une préparation supplémentaires. Les chercheurs qui entreprennent la planification des bâtiments peuvent compiler des cartes flash décrivant les caractéristiques souhaitées, ce que nous avons préparé lors de la rédaction de cet article. Travailler avec des pairs d’autres institutions dont les bâtiments ont leurs propres forces et faiblesses améliorerait une telle bibliothèque de cartes flash, car l’architecture de recherche est de nature et de pratique très collaboratives. À l’avenir, des laboratoires du monde entier pourraient partager ces bibliothèques et aider les architectes à se concentrer sur ce que les scientifiques apprécient dans un bâtiment de recherche, en fournissant une terminologie visuelle à comprendre par les deux parties dans le processus de conception.

Les scientifiques peuvent enregistrer les éléments de conception qu’ils aiment et demander leur avis à des collègues d’autres institutions, afin de fournir aux architectes des exemples tangibles. Un exemple est une bibliothèque compacte de cartes qui peuvent être apportées aux réunions avec des architectes.

ANDREY ANDREEV

La planification et la construction de bâtiments de recherche est un processus complexe impliquant de multiples parties prenantes, parfois avec des priorités opposées. Par exemple, pour économiser de l’énergie, les lumières sont généralement activées par le mouvement, ce qui peut être acceptable dans les bureaux administratifs, mais peu pratique dans un laboratoire de recherche, ou dans des salles de microscopie ou d’expérimentation comportementale. Dans un environnement de laboratoire, le besoin d’un simple commutateur mécanique offrant un contrôle aux chercheurs peut ne pas être évident pour les concepteurs. Manquer de petits détails comme celui-ci peut sembler insignifiant, mais ces petits inconvénients s’additionnent, provoquant de la frustration et peuvent être coûteux à résoudre plus tard.

Le design d’intérieur nécessite également la contribution des scientifiques. La conception architecturale par défaut des espaces de laboratoire modernes est constituée des bureaux à hauteur réglable, comme on le voit à la fois à l’Université de Californie du Sud et à Caltech. Utiles sur le papier, ces bureaux privent les scientifiques d’espace de stockage en hauteur, la zone du bureau devient plus ouverte, sujette à une augmentation du bruit de l’environnement. Cette perte de stockage empêche un accès facile aux livres et aux papiers, nécessitant des randonnées jusqu’au rayonnage le plus proche. Certains chercheurs vont jusqu’à déplacer des chaises de bureau, des tables et des rangements portables des anciens espaces de laboratoire, en supprimant de nouveaux meubles coûteux pour construire des sous-sols et des placards. Là encore, une collaboration accrue et des communications plus efficaces entre architectes et scientifiques permettraient un lieu de travail plus utile et plus pratique.

Le marché des installations de recherche en biotechnologie ne cesse de croître et nous apprécions tous que les universités modernisent leurs bâtiments et leurs installations. Les commentaires de nombreuses parties, y compris l’administration universitaire, les utilisateurs, les architectes et les planificateurs, le personnel des installations et les donateurs doivent également être pris en compte au cours de ce processus. L’équilibre de cette attention, cependant, doit être déplacé davantage vers les chercheurs pratiques, en particulier ceux qui ont le plus d’expérience, pour fournir une conception architecturale de meilleure qualité et par conséquent un environnement de travail moins stressant et pour faciliter les meilleurs résultats de recherche possibles.

Andreï Andreev est un post-doctorant à Caltech avec une expérience antérieure de travail dans les sous-sols de bâtiments de recherche en Russie et à l’Université de Stanford et à l’Université de Californie du Sud. Barbara Perry est technicienne de recherche au laboratoire Sternberg de Caltech, où elle gère les biobibliothèques, les unités cryogéniques et d’autres équipements et s’occupe du laboratoire pendant les fermetures et les arrêts. Les auteurs remercient Daniel Davis, Don Weinreich, Jeffrey Kiplinger et Blair Smith pour leur aide dans la préparation de cet article.