Processus de conception pour la construction de laboratoires médicaux intelligents

16. GBJ 16-87 Code de conception de la protection incendie des bâtiments

17. DB 50057-94 Code de conception de la protection contre la foudre des bâtiments

18. GB 50346-2004 Code technique des bâtiments de laboratoire

19. SN/T 1193-2003 Exigences techniques pour les laboratoires de tests génétiques

20. GB/T 14925-94 Normes de base pour la protection des laboratoires

21. GB 4792-84 Normes de base pour la protection sanitaire radiologique

22. GB 8703-88 Règlement sur la protection contre les rayonnements

23. GB 8978-1996 Norme intégrée de rejet des eaux usées

24. GB 16297-1996 Norme intégrée d’émission des polluants atmosphériques

Section 2 Processus de conception de la construction de laboratoires médicaux intelligents

La construction d’un laboratoire médical — qu’il s’agisse d’un projet de construction neuve, d’extension ou de rénovation — nécessite une prise en compte complète de la planification globale du laboratoire, de son aménagement rationnel et de la conception de son plan d’étage, ainsi que des infrastructures et des conditions de base telles que l’alimentation électrique, l’alimentation en eau, l’alimentation en gaz, la ventilation, la climatisation, la purification de l’air, les mesures de sécurité et la protection de l’environnement. La construction de laboratoires est donc un projet d’ingénierie systémique complexe qui doit être réalisé conjointement par les architectes, les ingénieurs de projet et les utilisateurs finaux. Le processus de conception des laboratoires médicaux se divise en trois étapes : la conception conceptuelle, la conception schématique (esquisse) et la conception détaillée.

I. Conception conceptuelle

À l’étape de la conception conceptuelle, le concepteur doit définir les objectifs globaux et l’orientation du projet, qui portent généralement sur les questions suivantes.

1. Objectifs globaux de la conception des laboratoires médicaux : la sécurité, l’efficacité et le confort sont les trois éléments essentiels d’un environnement de laboratoire idéal et constituent également les objectifs de la construction des laboratoires.

2. Exigences globales des utilisateurs du laboratoire : il s’agit d’expliquer pourquoi le projet est construit, quels problèmes il vise à résoudre, quelles sont les missions de recherche et quelle sera l’échelle de développement.

3. Structure et surface du bâtiment : acquérir une compréhension de base du bâtiment dans lequel se trouve le laboratoire, notamment sa structure, son orientation, l’étage où il est situé et la surface qu’il occupera.

4. Emplacement des zones de bureau et des zones de laboratoire : c’est la première question fondamentale à résoudre dans la planification du laboratoire, et elle implique la relation entre le laboratoire et les autres départements situés au même étage ainsi qu’aux étages supérieurs et inférieurs.

5. Ingénierie systémique impliquée dans le laboratoire : la construction d’un laboratoire est un projet vaste et complexe qui fait intervenir de nombreux systèmes, tels que les systèmes de climatisation, les systèmes de ventilation, les systèmes de salles blanches, les systèmes de traitement des eaux usées, etc. Il doit être clarifié avec les utilisateurs du laboratoire quels systèmes le constructeur du laboratoire est tenu de réaliser, car cela influe sur l’estimation budgétaire du projet.

6. Estimation du budget du projet : soumettre une estimation du coût du projet aux utilisateurs du laboratoire ou aux investisseurs.

II. Conception schématique (esquisse)

À l’étape de la conception schématique, le concepteur et les utilisateurs doivent communiquer et parvenir à un consensus sur les questions suivantes.

1. L’utilisateur remet une note de conception (mission de conception) au concepteur : l’utilisateur ou l’investisseur remet une note de conception au concepteur. Parfois, l’utilisateur ne dispose pas de note de conception écrite, mais au fil des échanges, il a déjà transmis en détail ses exigences relatives au laboratoire au concepteur.

2. Effectif du laboratoire : l’utilisateur doit fournir les données pertinentes au concepteur dans la note de conception.

3. Flux de travail du laboratoire : le concepteur doit comprendre ces informations lors de ses échanges avec l’utilisateur, car elles influeront sur le résultat de la planification de base du laboratoire.

4. Fonctions et nombre de départements du laboratoire : comme les laboratoires varient en taille et en exigences fonctionnelles, il peut exister certains départements de laboratoire avec lesquels le concepteur est moins familier ; les fonctions de ces départements doivent être clarifiées avec l’utilisateur. Le nombre de départements du laboratoire influence également la planification de base du laboratoire.

5. Dimensions des modules du laboratoire : un concepteur expérimenté connaît généralement bien les dimensions conventionnelles des modules de laboratoire. Voir le chapitre 4 de cet ouvrage, Lignes directrices pour la conception spatiale des laboratoires médicaux intelligents.

6. Normes d’espace du laboratoire : un concepteur expérimenté est également généralement familier avec les normes d’espace conventionnelles des laboratoires. Voir le chapitre 4 de cet ouvrage, Lignes directrices pour la conception spatiale des laboratoires médicaux intelligents.

7. Exigences environnementales du laboratoire : les exigences environnementales relatives au bruit, à la protection contre les vibrations, à la protection contre la poussière, à la protection contre la corrosion, à la protection magnétique et au blindage doivent être conformes aux réglementations nationales pertinentes.

8. Aménagement du plan d’étage : comprendre pleinement les idées de planification de l’utilisateur pour le laboratoire.

9. Aménagement du bâtiment coordonné avec les modules du laboratoire : se renseigner sur les autres départements situés aux étages supérieurs et inférieurs du laboratoire. Par exemple, un grand laboratoire de chimie clinique au sein du laboratoire comporte de nombreux instruments volumineux et relativement bruyants ; si les salles d’opération de l’hôpital se trouvent juste en dessous, l’emplacement du grand laboratoire de chimie doit être reconsidéré.

III. Conception détaillée

Au stade de la conception détaillée, tous les détails suivants sont finalisés.

1. Confirmation du plan d’étage intérieur du bâtiment du laboratoire : le concepteur soumet le plan d’étage de planification intérieure du laboratoire à l’utilisateur.

2. Tous les détails de planification intérieure du laboratoire : voir les dessins de construction de la conception du laboratoire.

3. Mobilier et accessoires du laboratoire : réaliser des dessins détaillés du mobilier du laboratoire.

4. Instruments et équipements du laboratoire : fournir à l’utilisateur un dessin d’aménagement de référence des instruments et équipements du laboratoire.

5. Ingénierie des systèmes du laboratoire : dessins d’appui pour les ingénieries de systèmes associées du laboratoire.

6. Préparation de l’ensemble complet des dessins de construction de la conception du laboratoire : fournir à l’utilisateur les dessins de construction de la conception du laboratoire.

7. Rapport de coût détaillé : soumettre à l’utilisateur un budget détaillé du coût du projet de laboratoire.

Lorsque la série de processus ci-dessus est appliquée au travail concret, elle implique le contenu détaillé suivant.

Lorsque le concepteur communique avec l’hôpital ou les utilisateurs du laboratoire, il doit acquérir une compréhension détaillée de leurs besoins. Les détails des informations à recueillir peuvent être enregistrés sous forme de tableau pour servir de base de référence à la conception du laboratoire, comme indiqué dans le tableau 2-1.

Tableau 2-1 Tableau des tâches de conception de laboratoire médical

Questionnaire sur la conception du bâtiment de laboratoire

N° ______ Date ______ Nom du projet ______ N° de salle ______

A Identification

1 Bâtiment ______________

2 N° de salle ______________

3 Département ______________

4 Division ______________

5 Rattachement ______________

B Description de la salle

6 Activités ______________ 7 Type général : Laboratoire ________ Bureau de laboratoire ________ Administration ________ 　Individuel ________ Laboratoire auxiliaire ________ 8 Type de salle ______________ 9 Surface nette ____________ 10 Niveau de risque : Incendie ____________ Risque biologique ____________ 　　Explosion ____________ Rayonnement ____________ 　　Toxicité ____________ Réactivité ____________

C Relations fonctionnelles 11 Adjacence au laboratoire ____________ 12 Adjacence à l’étage ____________ 13 Adjacence au bâtiment ____________

D Équipements de sécurité 14 Extincteur — Type ____________ 15 Couverture anti-feu — Type ____________ 16 Rince-œil — Type ____________ 17 Douche de sécurité — Type ____________ 18 Rétention des déversements — Type ____________ 19 Niveau de sécurité — Type ____________ 20 Autre — Type ____________

E Mobilier de laboratoire [Figure : Tableau 2-2, Tableau de configuration du mobilier de laboratoire ; les colonnes sont « Type, Matériau, Prises, Tension, Eau, Gaz, Vide » ; les lignes sont « 21 Paillasse latérale, 22 Paillasse basse, 23 Paillasse centrale, 24 Évier, 25 Étagère à réactifs, 26 Tabouret de paillasse, 27 Bureau de travail ».]

F Normes mécaniques 28 Température — Été ____________ Hiver ____________ 29 Humidité — Été ____________ Hiver ____________ 30 Taux de renouvellement d’air — Total ______ Air frais ______ 31 Pression d’air — Pression positive maximale ______ 　　Pression négative maximale ______ 32 Filtres — Air soufflé ______ Norme ______ Supplémentaire ______ 　　Air évacué ______ Norme ______ Supplémentaire ______ 33 Évacuation d’air — Hotte aspirante ______ cfm ______ Modèle ______ 　　Enceinte de sécurité biologique ______ cfm ______ Modèle ______ 　　Évacuation locale d’air ______ cfm ______ Modèle ______ 　　Boîte à gants ______ Pression ______ Modèle ______ 34 Vibrations — Isolation ______ Norme ______ Supplémentaire ______ 35 Contrôle du bruit — Limite en décibels ______

G Alimentation électrique (haute tension) 36 Alimentation normale — Circuits ____ Tension ____ Prises ____ Disjoncteurs ____ 37 Alimentation de secours — Circuits ____ Tension ____ Prises ____ 38 Climatisation — Circuits ____ Tension ____ Prises ____ 39 Alimentation sans coupure — Circuits ____ Tension ____ Prises ____ 40 Interrupteur principal ______

H Données et communications 41 Téléphone — Nombre d’appareils ______ Type ______ 42 Données — Nombre de prises ______ Câblage ______ Plaques de prise ______ 43 Interphone / sonorisation publique ______ 44 Type d’alarme de sécurité — Câblage ______ Affichage ______ 45 Alarmes / capteurs — Température haute/basse ______ 　　Humidité ______ 　　Mise sous/hors tension ______

I Éclairage 46 Éclairement lumineux ______ 47 Lampes à usage spécial ______ 48 Interrupteurs — Demi-charge ______ 　　Variateur ______ 　　Chambre noire ______ 49 Éclairage de travail — Type ______

J Éléments de protection incendie 50 Gicleurs ______ 51 Système d’extinction incendie au dioxyde de carbone (CO₂) ______ 52 Détecteurs de fumée ______ 53 Alarmes spéciales ______

K Alimentation en eau 54 Eau de process — Chaude/froide ______ 55 Eau potable — Chaude/froide ______ 56 Alimentation centrale en eau purifiée — Classe en MΩ ______ 57 Alimentation en eau purifiée au point d’utilisation — Classe en MΩ ______ 58 Eau de refroidissement — Gallons par minute ______ Température ______ 59 Éviers de laboratoire — Taille ______ Quantité ______ 60 Bacs de paillasse — Quantité ______ 61 Siphons de sol ______ 62 Systèmes d’urgence — Rince-œil ______ Poste de douche ______ 63 Air comprimé ______ 64 Azote ______ 65 Dioxyde de carbone ______ 66 Gaz en bouteille ______

IV. Processus d’étude de cas

La conception des laboratoires médicaux doit généralement respecter les exigences des Lignes directrices générales sur la biosécurité dans les laboratoires microbiologiques et biomédicaux du Ministère de la Santé.

1. La conception d’un laboratoire est un processus indépendant et concret, mais deux aspects doivent être pris en compte : les principes et la flexibilité.

2. La conception du laboratoire doit respecter strictement les exigences réglementaires. L’architecte est chargé d’identifier les exigences réglementaires pertinentes. Tout au long du processus de planification des espaces, un membre du personnel ayant une expérience du travail en laboratoire et un architecte doivent être présents.

3. Lors de la phase de planification, les gestionnaires, les planificateurs et les architectes doivent se consulter à plusieurs reprises et élaborer un plan démontrant la rationalité de l’espace, en listant l’utilisation de chaque espace et les interrelations entre les différents espaces.

4. L’allocation rationnelle de l’espace doit être déterminée en fonction des équipements qui y seront installés. Parallèlement, la taille de l’espace du laboratoire doit être définie en tenant compte du développement futur, afin de pouvoir accueillir les instruments et équipements nouvellement acquis sur une période plus longue et garantir que le travail clinique soit réalisé de manière efficace et sûre.

Le principe général d’allocation de l’espace est de garantir le confort du personnel sans générer de gaspillage, en prenant en compte de manière exhaustive le nombre de membres du personnel, les méthodes d’analyse et la taille des instruments. La taille de l’espace de travail doit permettre au nombre maximal de membres du personnel de travailler simultanément. L’espace effectif doit être divisé selon le principe des « trois flux et trois zones » : les « trois zones » sont la zone propre (bureaux, salles de repos, salles d’étude), la zone semi-contaminée (vestiaires) et la zone contaminée (zones de travail, zones de lavage, zones de stockage des échantillons). Les « trois flux » sont : le flux des patients, le flux du personnel médical et le flux des déchets. Les flux de personnes et de matériaux doivent être rationnels afin d’éviter les infections croisées, et un système de contrôle d’accès au laboratoire doit être mis en place pour limiter l’entrée au seul personnel autorisé. La zone de travail doit inclure l’espace occupé par le personnel et l’espace de circulation. L’espace de travail et l’espace de circulation doivent être convertis en surface occupée au sol.

Dans le cadre de la mise en œuvre de la conception du laboratoire, dans des conditions normales, la zone dans laquelle se situe le laboratoire a déjà été affectée à une zone fonctionnelle donnée par le concepteur architectural lors de la planification et de la conception globales du bâtiment hospitalier. La plupart des concepteurs de laboratoires sont confrontés à des exigences relatives à l’aménagement intérieur du laboratoire ; la tâche principale du concepteur est la conception de l’environnement intérieur du laboratoire.

Par conséquent, les éléments résumés ici portent principalement sur des principes et retours d’expérience relatifs à l’aménagement intérieur du laboratoire.

L’aspect le plus critique de la conception d’un laboratoire médical est la conception du plan d’étage du laboratoire. Pour élaborer un plan d’étage avec une distribution rationnelle des fonctions et une séparation claire des « trois flux et trois zones », le concepteur doit réaliser de nombreux travaux de recherche et d’analyses méticuleux.

La première étape consiste à mener une communication préliminaire approfondie avec les utilisateurs du laboratoire pour comprendre pleinement leurs exigences spécifiques, telles que l’organisation départementale du laboratoire, les besoins en surface de chaque département, l’emplacement de l’ascenseur à déchets, etc. Sur cette base, un cahier des charges de conception détaillé est élaboré. Il arrive que l’hôpital prépare un cahier des charges de conception à l’avance et le remette au concepteur lors de la communication préliminaire. Dans ce cas, le concepteur doit lire attentivement le cahier des charges et, sur la base d’une compréhension complète de celui-ci et en tenant compte de la surface de conception du laboratoire fournie par l’utilisateur, garantir que la conception du laboratoire respecte les exigences du cahier des charges, afin de produire une solution de conception relativement idéale.

Voici un cahier des charges de conception remis au concepteur par le département de laboratoire clinique d’un hôpital de niveau III, classe A, comme indiqué dans le tableau 2-3.

Tableau 2-3 Cahier des charges de conception du laboratoire médical

Tableau continué

Suite du tableau

Une fois la solution de conception finalisée, elle est soumise au responsable désigné de l’hôpital. Après que l’utilisateur a examiné la solution de conception en détail, une base est établie pour la communication ultérieure ; la réflexion du concepteur devient plus claire à mesure que cette communication progresse, et plusieurs cycles de révision peuvent avoir lieu pendant cette période jusqu’à ce que les deux parties parviennent à un résultat convenu.

À ce stade, l’étape de conception conceptuelle/schématique peut être considérée comme terminée. Ce plan confirmé constitue la base des travaux de développement de conception ultérieurs, y compris l’élaboration du devis estimatif du projet pour le laboratoire. Une fois le plan d’étage confirmé et avant le début des travaux d’élaboration de la conception, le concepteur doit se rendre sur le site du futur bâtiment de laboratoire pour effectuer un relevé sur place, et prendre des notes détaillées sur les points peu clairs des plans. Dans le même temps, l’utilisateur est tenu de fournir les plans de bâtiment pertinents, tels que les plans de plomberie et d’électricité du bâtiment, les plans de construction structurelle, ainsi que les coupes et élévations du bâtiment.

Une fois que l’utilisateur et le concepteur ont signé l’accord de mandat de conception, le concepteur peut entamer l’élaboration de la conception du projet.

Les travaux spécifiques de l’élaboration de la conception consistent principalement en la production de l’ensemble complet des plans de construction. Les plans de construction du laboratoire doivent inclure les éléments suivants : plans de l’état existant du bâtiment, plan d’étage, plans de démolition des murs, plans de maçonnerie des murs, plans des murs en panneaux d’acier coloré, plans de détail des panneaux d’acier coloré, plans de repérage des portes et fenêtres, tableaux des portes et fenêtres de laboratoire, plan d’aménagement des revêtements de sol, plan d’aménagement des plafonds, plan d’implantation des luminaires, plans de cotation des luminaires, plans de cotation des paillasses latérales, notes de conception électrique, tableaux des équipements et matériaux, schémas du système électrique, plan d’implantation de l’éclairage électrique au plafond, plan d’implantation des prises électriques par étage, plan d’implantation des prises UPS par étage, plan d’implantation des réseaux basse tension (ELV) par étage, schémas du système d’alimentation en eau et d’évacuation des eaux, plan d’implantation de l’alimentation en eau et de l’évacuation par étage, et plans de positionnement de l’évacuation des eaux.