1. Introduction aux laboratoires mobiles
Laboratoire mobile est un laboratoire qui peut être transporté par camion, camionnette ou train vers différents endroits par route ou par rail. Ces laboratoires se rendent dans différents endroits pour effectuer des recherches et des analyses spécifiques au site. Les laboratoires modernes sont de plus en plus demandés pour être mobiles ou semi-mobiles afin de permettre des réponses rapides aux projets de recherche toujours croissants de nos jours. Il est désormais possible de se déplacer avec des laboratoires modernes grâce aux véhicules de transport modernes comme les camions ou les camionnettes qui peuvent facilement être équipés de toutes les commodités disponibles dans un laboratoire fixe. Un laboratoire mobile peut remplir les mêmes fonctions que n’importe quel laboratoire fixe. Ces unités mobiles peuvent effectuer leurs opérations à proximité d’habitats ruraux et de villages, ou sur des chantiers de construction ou dans des industries situées dans des endroits reculés. Les laboratoires mobiles ont trouvé des applications dans le domaine des sciences de l’environnement, des soins de santé, de la médecine légale, du diagnostic, des applications industrielles et des sciences et technologies alimentaires. Le développement des laboratoires mobiles a permis d’amener le laboratoire sur le terrain et d’être les unités scientifiques en déplacement. La recherche sur le terrain a souvent été menée avec la même rigueur et la même qualité que l’on attend d’un laboratoire scientifique. Les progrès récents ont contribué à une plus grande acceptation de la recherche sur le terrain et de la relativité des configurations et des conditions variables. L’une des motivations de la construction de tels laboratoires est la nature imprévisible de nombreux terrains et environnements où les chercheurs s’aventurent. Le mode de vie et l’environnement modernes sont constamment mis à l’épreuve. L’augmentation des activités humaines dans les domaines de l’industrialisation, des entreprises agricoles, des activités de construction et de la déforestation a également injecté de nombreux produits chimiques et agents nocifs dans l’environnement. La société agile a peu de patience pour capturer l’événement post facto ; la réponse immédiate est de capturer tous les événements en direct, et c’est ce qu’un laboratoire mobile peut aider à réaliser. Le diagnostic rapide du sang, des écouvillons et d’autres échantillons dans les soins de santé doit être traité sur un pied de guerre, ce qui n’est possible que grâce à un laboratoire mobile. La polyvalence des applications modernes nécessite de disposer d’un dépistage mobile des métaux, des pesticides ou même des médicaments sur les chantiers de construction, les installations de recherche agricole ou dans les industries chimiques ou pharmaceutiques. Les laboratoires mobiles doivent surmonter certains défis que les laboratoires fixes réduisent, car ceux-ci sont de plus en plus nécessaires pour le chercheur moderne. Le plus grand défi d’un laboratoire mobile est la logistique et la ponctualité des opérations. Il doit être livré au bon endroit sur le terrain au bon moment avec tous les accessoires nécessaires pour permettre un temps d’installation minimum.
2. Avantages de l’utilisation de camions ou de fourgonnettes pour les laboratoires mobiles
Les laboratoires mobiles sont souvent installés à l’intérieur de camions, de SUV, de fourgonnettes, de remorques et de semi-remorques. Cela évite d’avoir à établir des installations permanentes et permet aux laboratoires d’être situés où on le souhaite. L’une des principales utilisations de ce type de système de laboratoire mobile est de mener des recherches sur le terrain, soit dans des zones éloignées, soit dans des environnements qui ne sont pas compatibles avec les opérations de laboratoire traditionnelles. En plus de transporter du matériel scientifique, ces véhicules disposent souvent d’installations pour dormir, manger et se laver afin de répondre aux besoins personnels du personnel qui les conduit et de maximiser la durée de fonctionnement du laboratoire mobile.
L’avantage principal de l’utilisation de camions, de fourgonnettes ou de SUV est qu’ils sont facilement et à moindre coût transportables partout où il existe une route capable de supporter le poids et la taille du véhicule. Cela permet de transporter relativement facilement de vastes laboratoires scientifiques dans des zones éloignées qui ne sont actuellement desservies par aucune installation de recherche. Comme ils sont peu coûteux à localiser, ils peuvent également être conservés à divers endroits, de sorte qu’en cas de lancement d’un projet de recherche dans la région, le véhicule est déjà à portée de main sans qu’il soit nécessaire de le transporter. Ils sont également utiles dans les situations d’urgence et lors de projets spéciaux. Les camions et les fourgonnettes sont sûrs, adaptés au logement du matériel de laboratoire et respectent les codes et les normes. Ces laboratoires sont également adaptés à des fins pédagogiques et éducatives. L’équipement peut inclure des systèmes de sécurité, des armoires suspendues, des racks d’équipement, et tous sont entièrement climatisés. L’agencement typique d’un laboratoire mobile comprend une zone de travail, une zone de réunion et une zone de laboratoire, avec un accès direct. Les fourgonnettes modernes sont également équipées d’instruments, d’une alimentation électrique et d’un stockage réfrigéré pour une utilisation sensible en laboratoire.
3. Types de laboratoires mobiles en fonction de la fonctionnalité
Grâce à leurs nombreuses possibilités techniques, les laboratoires mobiles sont un ensemble de mesures très diverses. Les véhicules sont conçus pour répondre aux besoins du trafic et en même temps aux fonctions auxquelles un véhicule de laboratoire mobile peut être affecté. Ce qui suit est un produit développé en considérant la vue d’ensemble des mises en œuvre techniques auxquelles ces types de laboratoires s’adressent, afin de faciliter l’utilisation des trois types de laboratoires pour aider et inspirer à tous égards. Classification possible : La catégorisation en plusieurs domaines par développement diffère fondamentalement en fonction de critères objectifs. a) Domaines d’application spéciaux : Les laboratoires mobiles du groupe d’articles 1 sont utilisés dans tous les domaines dans lesquels une ou plusieurs autres fonctions de service sont prises en compte en relation avec la fonction principale. a.1.1 Domaines de l’environnement : On distingue ici en principe les laboratoires centraux de protection de l’environnement, y compris les points de mesure de la qualité de l’air, les réseaux d’installations pour les émissions et les dépôts, et les laboratoires environnementaux spéciaux qui s’adressent aux zones des districts métropolitains, des lacs et des rivières, ainsi qu’aux exceptions. a.1.2 Domaines de la santé : Les véhicules de santé mobiles doivent fournir des soins sur de vastes zones et sont utilisés dans différents contextes, par exemple au domicile du patient, dans des hôpitaux de campagne mobiles, lors de catastrophes, dans les forces armées et dans les pays en développement. a.1.3 Domaines de la recherche gouvernementale et universitaire : Les applications importantes dans ce domaine sont les études sur la recherche marine et polaire et dans les Andes, ainsi que dans la recherche sur les tremblements de terre, ces véhicules étant également utilisés dans ce cas pour les besoins d’analyse des catastrophes. C’est pourquoi ces laboratoires sont également appelés véhicules de catastrophe, même si leur activité principale se situe ailleurs.
3.1. Surveillance et analyse de l’environnement
« Les laboratoires mobiles peuvent être utilisés pour évaluer la contamination ou la pollution d’un spectre de matrices environnementales, notamment l’air, l’eau et même le sol. Ils constituent des méthodes idéales pour obtenir des informations en temps réel sur un environnement, nécessaires aux évaluations de santé et de sécurité. En se rendant sur un site, des analyses peuvent être effectuées et des méthodes de collecte in situ peuvent être conçues en fonction des résultats des tests initiaux. Une acquisition rapide des données est souhaitable et peut être déployée en cas d’urgence pour évaluer le degré de contamination. Des réponses instantanées sont nécessaires pour résoudre les problèmes de pollution et les décisions administratives. Le « laboratoire sur puce » environnemental peut s’avérer un appareil utile dans divers environnements, notamment le sol et l’eau. Certains laboratoires de gestion environnementale sont équipés pour effectuer des tests rapides et disposent également d’un équipement de chromatographie en phase gazeuse couplé à une spectrométrie de masse pour environ 3 à 4 composés par jour. Ils pourraient y connecter un appareil « laboratoire sur puce » pour obtenir des données en temps réel sur la situation. La modélisation de la qualité de l’air et les évaluations de suivi de la pollution, par exemple, en cas d’éruptions volcaniques, avec des expérimentations sur les cendres et les gaz polluants à l’aide d’un laboratoire mobile, ainsi que d’échantillonneurs à coupelles pour le travail sur le terrain, d’échantillonneurs TEOM et gravimétriques et d’autres kits d’air ambiant, sont des exemples de sa capacité de travail. Il a été confirmé qu’ils stationnent le laboratoire mobile sur les parcelles d’échantillonnage de l’air ambiant, réduisant ainsi le temps de travail au minimum, en déplaçant uniquement les échantillonneurs automatiques de la coque du camion à l’entrée d’échantillonnage de l’air et en les faisant ressortir.
Les études menées dans la région des lacs au Chili à l’aide d’un laboratoire mobile ont mis en évidence la beauté du laboratoire mobile, car ils utilisaient des capteurs infrarouges portables pour des mesures en temps réel. Les LED peuvent être utilisées pour les capteurs de fluorescence ou les capteurs d’absorption. En utilisant des polycarbonates ou du Téflon, 24 LED, un tube photomultiplicateur, des cuvettes et une LED blanche, ils ont mis au point des méthodes de détection de substances humiques par fluorescence. La chlorophylle a dans les cuvettes a été analysée en appliquant une méthode qui utilise la lumière ultraviolette qui devient fluorescente. La technologie « laboratoire sur puce » a été utilisée pour analyser l’eau dans un laboratoire mobile. Les grands programmes de surveillance environnementale comptent souvent peu de participants et nécessitent fréquemment des équipements et une technologie qui ne permettent pas la production immédiate de données. La mise en place de laboratoires mobiles pour des tests simples et gérables sur le terrain et la collecte d’échantillons avec une analyse facile est une approche d’accélération importante pour les grandes enquêtes. L’accent est mis sur cette technologie avec « des résultats en temps réel qui pourraient être disponibles grâce aux technologies de laboratoire sur puce à l’avenir », ainsi si un gestionnaire déménage, les résultats des tests pourraient être obtenus avant qu’il ou elle ne quitte le terrain. Dans l’évaluation des risques environnementaux, trois domaines différents contribuent au problème : la zone produisant le danger ou affectant l’environnement, la zone affectée et la matière et les espèces par lesquelles l’environnement est affecté. La compréhension actuelle du devenir chimique, du transport, de la toxicologie, de l’évaluation des risques et des risques pour l’homme, l’animal et l’environnement des polluants et des déchets doit créer les conditions d’un développement durable et d’une gestion des risques et ne pas négliger les risques aigus aléatoires ni les effets environnementaux irréversibles à long terme. Les mesures de gestion impliquant des organismes vivants, par exemple les produits pharmaceutiques et les micro-organismes, peuvent entraîner des difficultés mineures d’évaluation, mais des problèmes similaires d’utilisation sûre doivent également être résolus. »
3.2. Services médicaux et de santé
Les laboratoires mobiles peuvent également être utilisés pour fournir des services médicaux et de santé. Ces laboratoires mobiles peuvent être utilisés pour atteindre les populations mal desservies, celles des zones reculées et les personnes, groupes et communautés qui ont du mal à atteindre les centres de services de santé traditionnels. Ces laboratoires mobiles sont conçus pour faciliter un diagnostic rapide afin que le patient puisse être traité en une seule visite, réduisant ainsi considérablement le temps de réponse au client. Les tests possibles qui pourraient être effectués avec des unités de santé mobiles sur le terrain comprennent les analyses sanguines générales et de base, la NFS et certains profils chimiques. En cas d’accident ou de catastrophe naturelle, les laboratoires mobiles pourraient également faire partie de la stratégie d’intervention d’urgence pour tester rapidement le sang pour détecter tout agent pathogène potentiellement mortel, ainsi que pour aider à maintenir la surveillance de la santé communautaire. La capacité du SOT à fournir un accès facile aux tests de type surveillance fournit également une nouvelle interface reliant le système de santé publique au système de prestation de soins de santé dans les zones reculées pour servir les populations qui n’ont normalement pas facilement accès à ces services.
Les récentes pandémies et l’émergence de maladies infectieuses ont mis en évidence la nécessité de développer de tels systèmes de prestation de soins médicaux mobiles. Il est probable que les politiques de santé locales, étatiques et nationales soient amenées à changer dans de nombreux pays à la lumière de ces événements, en mettant davantage l’accent sur la surveillance, la réponse aux épidémies et la préparation, ainsi que sur une technologie intégrée améliorée pour la communication entre le terrain et les laboratoires qui permettent différents niveaux de tests sur le terrain. La demande pour ce type de service devrait augmenter à la lumière de la récente pandémie comme moyen de mieux servir les personnes dans la sécurité et le confort de leur propre domicile, ainsi que d’élaborer des stratégies pour améliorer l’observance des traitements par les patients et aider à gérer les maladies chroniques. Bien que de nombreuses personnes ne souhaitent pas se rendre à l’hôpital pour se faire soigner, beaucoup ont exprimé leur inquiétude de ne pas obtenir d’aide à temps en commandant un test à domicile. Dans ce cas, la visite d’une unité mobile est considérée comme essentielle par les agences gouvernementales locales.
3.3. Interventions d’urgence et secours en cas de catastrophe
Introduction Étant donné que les laboratoires mobiles peuvent envoyer des résultats et connecter leurs ressources à des laboratoires distants et stratégiques, ils sont utiles dans diverses situations de catastrophe. La population s’attend à ce que les équipes d’urgence se rendent immédiatement dans la zone sinistrée, en surmontant les voies bloquées telles que les routes. Ces équipes doivent déployer une évaluation du niveau de préoccupation des matières dangereuses en quelques secondes et évaluer et intervenir en cas de dommages asymétriques, notamment des maisons, des petits bâtiments et des maisons de soins préventifs pour personnes âgées qui ont été endommagés par des tremblements de terre et des tsunamis. Si des systèmes et des capteurs automatisés sont attachés, la récupération et le retrait des enfants des écoles et des citoyens contaminés dans les terres de dépôt peuvent être effectués plus rapidement. Bien entendu, les questions liées à la sécurité et aux stratégies de sauvetage sont importantes.
Cas des tremblements de terre Le véhicule laboratoire diesel peut réagir rapidement aux catastrophes telles que les tremblements de terre. Des routes et des zones spéciales sont aménagées en milieu urbain pour acheminer les premiers intervenants et les services médicaux d’urgence, la police et d’autres lorsque des systèmes plus petits que des hôpitaux et des centres de traumatologie sont nécessaires. Cette zone de rassemblement préopératoire permet d’isoler les fonctions de secours et d’aide du grand public qui se déplace rapidement. Les patients et les personnes blessées et exposées peuvent recevoir les soins d’évaluation nécessaires et l’intervention préventive des services médicaux d’urgence de transport rapide et des services de santé et sociaux non hospitaliers à l’aide d’équipes médicales mobiles de laboratoire. Les bénévoles, le personnel de soutien, le personnel chargé de la sécurité des animaux et des aliments et de l’eau peuvent recevoir les instructions nécessaires dans ce domaine pour éviter la contamination et l’accès aux animaux affectés et à leurs propriétaires.
4. Principaux composants et caractéristiques des laboratoires mobiles
Les laboratoires mobiles sont utilisés à de nombreuses fins, comme la recherche et la collecte de données dans des endroits éloignés. Ces laboratoires doivent non seulement transporter du matériel de recherche, mais aussi traiter les données à l’aide d’équipements ou d’instruments attachés ou transportés, de sorte que des considérations structurelles et autres dictent la construction modulaire de ces laboratoires. Cette section donne un aperçu des composants typiques des laboratoires mobiles nécessaires aux chercheurs, aux premiers intervenants ou à d’autres personnes souhaitant commander la conception d’un tel véhicule. Elle aborde également, de manière générale, les principes utiles à prendre en compte lors de la création d’un cahier des charges, notamment si le laboratoire fonctionnera comme une entité autonome ou portable.
Équipement : Les équipements mobiles de test de la qualité de l’eau peuvent être divisés en deux catégories. Il s’agit d’instruments utilisés pour l’analyse de la qualité de l’eau et de produits chimiques et réactifs utilisés pour l’analyse. Les laboratoires mobiles peuvent intégrer l’une ou les deux de ces catégories d’équipement. Instrument : L’équipement peut aller de simples bandelettes de test qui peuvent être utilisées pour tester hors site sur le terrain. Les gros camions ou camionnettes peuvent transporter de nombreux types d’équipements d’analyse de l’eau, allant des équipements simples aux équipements complexes utilisés dans les laboratoires d’analyse de l’eau certifiés par l’État. Par exemple : colorimètres, capacités de refroidissement, filtration sur membrane, centrifugation, filtration, AA à flamme, réfrigération pour échantillons biologiques, four pour échantillons inorganiques, ICP-MS pour échantillons inorganiques, chromatographie en phase gazeuse, injection de flux, analyses en série, microbalances, turbidimètres, pH-mètres, conductimètres, solutions tampons de pH, alimentation électrique, eaux usées, système de rinçage des réactifs, pompes péristaltiques à faible débit pour la chimie humide, cytomètres de flux, systèmes de montage pour équipements d’analyse de l’eau, logiciel de collecte de données personnalisé pour relier les équipements et enregistrer automatiquement les données/résultats, HPLC pour l’analyse organique totale.
Stockages : Les laboratoires installés dans des camions ou des fourgonnettes ont des configurations de stockage spécifiques pour le grand nombre de produits chimiques et de réactifs divers qui peuvent être utilisés pour tester l’eau. Plus de produits chimiques sont utilisés pour traiter les eaux usées. Camions, bus et fourgonnettes : Les laboratoires construits à l’intérieur des véhicules doivent être solidement fixés à la structure interne du véhicule afin d’empêcher tout mouvement. Sur les petits véhicules, tous les compartiments peuvent devoir être boulonnés à des supports structurels. Voici quelques composants intérieurs typiques : étagères, bacs, armoires, surfaces de travail, cuisinière, réfrigérateur/congélateur, évier, plan de travail. Lors du placement d’équipements dans un véhicule, les installations électriques et de plomberie doivent répondre aux exigences du code. Les laboratoires embarqués sont soumis à des réglementations plus strictes en raison de la contamination potentielle de l’environnement. Les laboratoires embarqués peuvent être installés de manière fixe à l’intérieur d’une structure, amovibles ou sous forme de conteneurs. Dans le cas des véhicules, il convient de veiller à ce que toute chaleur supplémentaire générée par les équipements fixes et les opérateurs soit évacuée et n’augmente pas le risque de surchauffe du véhicule. Les laboratoires embarqués doivent offrir certains conforts à l’opérateur, tels que la climatisation ou le chauffage pour les zones ventilées, des sièges confortables avec un système de suspension amélioré, un sol dur, des placards et des tiroirs pour le rangement et une capacité d’accueil d’au moins deux opérateurs avec un siège réglable pour le conducteur. L’intérieur doit être peu encombrant en fonction du volume et du poids maximum du véhicule. Pour les laboratoires installés de manière amovible, la plate-forme du véhicule qui sera utilisée pendant le transport doit être soigneusement étudiée pour transporter le laboratoire conformément aux réglementations douanières applicables dans le pays ou la juridiction, ainsi que modifiée pour réduire l’inconfort, les vibrations et les risques de choc.
5. Études de cas et exemples de laboratoires mobiles avec camions ou fourgonnettes
Neumann, Systems Theory ; Rothenhöfer et al., Virtual Laboratories ; Schwarz et al., Lab Architecture. Par exemple, Militký et al. discutent de la gestion de la qualité et des coûts d’incertitude dans les laboratoires de métrologie et de santé, tandis que Tentes et al. se concentrent sur les soins directs aux patients en tant qu’application de laboratoire mobile. D’autres perspectives sur le sujet couvrent la mise en œuvre de technologies habilitantes pour les laboratoires mobiles, l’utilisation de laboratoires mobiles pour des recherches entièrement automatisées et les tendances technologiques qui pourraient également conduire à la disparition des laboratoires fixes. La législation et les obstacles administratifs devraient être pris en compte et discutés dans les recherches à venir.
Français Les interventions d’urgence sur et hors du continent, les analyses environnementales, les soins de santé et les opérations gouvernementales font appel à des laboratoires mobiles depuis des décennies. Ce chapitre met explicitement en évidence le fonctionnement de laboratoires mobiles sur des camions et/ou des camionnettes pour illustrer les différences actuelles entre les domaines d’application dans les cas suivants. • Cas 1 : Urgence – Düsseldorf, Allemagne, 1980 • Cas 2 : Surveillance de l’environnement – Finthen, Allemagne, depuis 1985 ; ex-Yougoslavie, depuis 2004 ; Ohard, Iran, 2006 ; Rhin, Allemagne et Ttweiler, Pays-Bas, 2013 • Cas 3 : Surveillance des radiations – Appleby, Grande-Bretagne, 1984 ; Centrale nucléaire de Chortex, Grande-Bretagne, 1984 • Cas 4 : Diagnostic médical – Los Angeles, États-Unis, sd ; Comté de Clark, États-Unis, sd • Étude de cas 5 : Télémédecine gouvernementale et enseignement des soins de santé – Observatoire du Mauna Kea, États-Unis, 2004 et 2006 • Étude de cas 6 : Diagnostic microbiologique – Montréal, Canada, 2010 et 2013. Dans chaque cas, avant de rendre opérationnel un laboratoire mobile, des défis opérationnels particuliers ont dû être maîtrisés. Certaines études de cas proposeront des solutions alternatives réglées pour des raisons pratiques. Chaque partie est appuyée par un examen détaillé des sources ainsi que par un rapport d’entrevues avec des chercheurs peu après l’opération.
