Le laboratoire numérique : à la recherche d'opérations plus légères et plus écologiques

La technologie numérique permet d'améliorer l'efficacité des laboratoires de recherche et, ce faisant, de réaliser des gains en matière de développement durable.

C'est peut-être la fois où le directeur du laboratoire a dû se démener pour rassembler toute la documentation nécessaire à l'audit de conformité de la semaine suivante. Ou encore lorsque le laboratoire a gaspillé près de mille dollars pour un réactif qu'il avait déjà rangé au fond de l'armoire à produits chimiques.

Quel que soit l'incident déclencheur, de plus en plus de laboratoires constatent l'intérêt de passer de solutions papier ou numériques à usage unique à des plates-formes intégrées de gestion de laboratoire. Melina Blees, directrice du site de l'incubateur de biotechnologies BioLabs PhiladelphieSelon lui, la prise de conscience de la nécessité de s'organiser peut survenir soudainement dans une entreprise en pleine croissance.

"En l'espace d'une semaine, toutes ces informations qui se trouvent sur une feuille de calcul et dans la tête du directeur de laboratoire peuvent soudain devenir trop nombreuses", explique M. Blees. Lorsqu'il s'agit de tâches essentielles telles que le suivi des stocks, la fourniture de carnets de laboratoire électroniques (ELN) pour la saisie des protocoles et des données expérimentales, et le contrôle des performances des instruments, les plates-formes numériques peuvent vous soulager d'une grande partie des difficultés.

La transition doit cependant être gérée de manière réfléchie. De nombreux laboratoires ont eu recours à des logiciels maison qui risquent de ne pas résister à l'épreuve du temps. Erwin Seinen, fondateur et directeur général de l'entreprise de logiciels de laboratoire eLabNext, note que ces logiciels sont souvent la création d'un seul membre du laboratoire. "Si cette personne quitte l'entreprise, il n'y a plus personne pour faire fonctionner le logiciel", explique-t-il. "Il est important de choisir une plateforme qui soit à l'épreuve du temps.

En pensant à court terme, les laboratoires risquent de trébucher sur les premières étapes de leur parcours numérique, mais s'il est bien mené, le processus de numérisation peut transformer l'efficacité, la qualité et la durabilité des opérations.

Protéger votre investissement scientifique

Les plateformes numériques de laboratoire qui intègrent les fonctions ELN et LIMS constituent un point de départ populaire pour de nombreux laboratoires et peuvent garantir que les données sont collectées de manière cohérente et sécurisée. Ces outils peuvent recueillir et formater les données expérimentales sans qu'il soit nécessaire de relayer les fichiers entre les ordinateurs sur des clés USB.

M. Seinen voit également un avantage pour le personnel en dehors du laboratoire, qu'il s'agisse de chercheurs s'isolant chez eux ou sur le terrain. Il note que les chercheurs en environnement du Institut Hakai et le Administration nationale des océans et de l'atmosphère des États-Unis utilisent la plateforme eLabNext pour automatiser des aspects clés de leurs processus de collecte et d'enregistrement d'échantillons sur le terrain. La fiabilité de la collecte et de la transmission des données peut faire la différence entre une percée et un désastre dans le cadre d'un projet unique. "Que se passerait-il si vous aviez dépensé des millions de dollars pour partir en expédition pendant un mois et que vous manquiez ces données parce que vous ne les aviez pas enregistrées correctement ?

Les données numériques sont plus faciles à trouver et à réutiliser, ce qui est essentiel pour garantir la reproductibilité d'une expérience ou pour fournir une alternative plus précise à la "trace écrite" que les organismes de réglementation utilisent pour vérifier la conformité des installations de recherche. Cette traçabilité permet aux laboratoires d'exploiter davantage leurs données grâce à l'analyse bioinformatique en aval avec d'autres logiciels qui peuvent être couplés au système ELN.

Le passage au numérique est également bénéfique pour les résultats financiers des laboratoires. Outre les ressources perdues en raison d'expériences inutilement répétées, de nombreux groupes de recherche gaspillent régulièrement de l'argent en achetant des réactifs et du matériel excédentaires ou redondants. Le suivi numérique des stocks permet d'éliminer une grande partie de ce gaspillage en donnant au personnel une vue actualisée en permanence des stocks actuels. "Nous réalisons beaucoup d'économies pour les laboratoires en évitant les doubles commandes", explique Zareh Zurabyan, directeur d'eLabNext Americas. "En travaillant avec des laboratoires universitaires, biotechnologiques et pharmaceutiques, nous recevons des commentaires selon lesquels ils économisent des milliers de dollars par an en passant au numérique.

Les étapes vers le développement durable

Le gaspillage d'efforts et de ressources peut laisser une profonde empreinte sur l'environnement, et la numérisation peut être un atout dans ce domaine également, même si de nombreux laboratoires n'en sont pas encore pleinement conscients. "Jusqu'à présent, j'ai constaté que les gens établissaient de nouvelles connexions", déclare Rachael Relph, responsable du développement durable pour l'organisation à but non lucratif, Mon laboratoire vertqui promeut les meilleures pratiques en matière de durabilité des laboratoires et gère un laboratoire vert mondial système de certification.

Chaque dollar économisé en minimisant la consommation grâce à la gestion numérique des stocks signifie moins de déchets brûlés ou déposés dans une décharge. L'ampleur du problème des déchets de recherche n'est pas entièrement comprise, mais Relph cite des estimations suggérant que les laboratoires du monde entier produisent chaque année plus de 5,5 millions de tonnes de déchets plastiques uniquement (Urbina, M. et al Nature 528, 479; 2015).

Les opérations de routine en laboratoire sont également très gourmandes en ressources, même pour les groupes de recherche qui gèrent efficacement leur stock de réactifs. "Les laboratoires consomment entre cinq et dix fois plus d'énergie que les bureaux commerciaux par mètre carré, et environ quatre fois plus d'eau", explique M. Relph. Grâce aux informations tirées des données numériques, les laboratoires ont la possibilité de réduire cette consommation sans nuire à leurs recherches. Par exemple, My Green Lab met l'accent sur l'entretien minutieux des congélateurs et le réglage de la température afin de réduire la consommation d'énergie au quotidien.

Une stratégie numérique intelligente

Pour maximiser ces avantages, les laboratoires doivent avoir une vision claire de la manière de numériser leur travail afin d'optimiser leur "santé numérique" à long terme, explique M. Zurabyan. Cela signifie qu'il faut éviter les solutions sur mesure ou à échelle limitée qui risquent de devenir obsolètes ou de créer un surcroît de travail au lieu d'épargner des efforts aux scientifiques. "Ne vous lancez pas tout de suite. Mettez en place un plan de match, puis commencez à mettre en œuvre les solutions une par une", explique-t-il. "Travailler avec BioLabs et My Green Lab nous permet de comprendre les véritables besoins de ces laboratoires et de leur donner des conseils en matière de transformation numérique au cours du processus."

Mme Relph ajoute que si les plateformes numériques telles que les systèmes de gestion des informations de laboratoire (LIMS) peuvent aider les responsables de laboratoire à repérer les possibilités de rendre leurs activités plus durables, il n'existe pas de solution unique. "Aider les laboratoires à voir comment les outils numériques peuvent résoudre leurs problèmes particuliers est essentiel pour qu'ils trouvent la solution qui leur convient", dit-elle.

eLabNext cherche maintenant à s'associer avec My Green Lab et BioLabs pour faciliter ce processus pour les nouvelles startups. L'idée est que le fait de fournir aux jeunes entreprises des solutions numériques de grande envergure leur permettra de partir du bon pied en termes d'efficacité opérationnelle et d'intégration des mesures de durabilité identifiées par My Green Lab. "En intégrant ces habitudes dans une petite entreprise, explique M. Blees, l'impact sera beaucoup plus important lorsque l'entreprise comptera des centaines de personnes.

Mme Relph est également enthousiaste à l'idée d'encourager une nouvelle génération de scientifiques à prendre l'initiative en matière de durabilité dans le laboratoire, en s'appuyant sur les technologies numériques. "Nous pouvons inspirer toute une communauté", dit-elle. Nous pouvons inspirer toute une communauté", dit-elle. "Il va y avoir une véritable transformation dans les dix prochaines années".

"Si, hier, la tâche des laboratoires consistait à numériser et à devenir plus efficaces, explique M. Zurabyan, demain, il s'agira de numériser durablement, en jetant les bases d'une analyse des données à grande échelle grâce à l'automatisation et à l'IA."

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