La science par conception < École de médecine de Yale

Jan 27, 2024

Après 15 ans dans son dédale de bureaux et de laboratoire au sixième étage du Laboratoire d'épidémiologie et de santé publique, où il étudie comment les tiques propagent la maladie de Lyme et l'ehrlichiose, Durland Fish, Ph.D., s'est pris d'affection pour ses recoins sombres et ses passages labyrinthiques. Mais en 2008, des plans étaient en cours pour des rénovations qui transformeraient le sol en une atmosphère communautaire plus ouverte et entraîneraient Fish, professeur d'épidémiologie, dans le monde de l'architecture scientifique du XXIe siècle. "Des rénovations doivent être faites", a-t-il concédé. "Personnellement, je n'ai pas hâte d'y être." De nouvelles fenêtres intérieures rendront le sol plus transparent et Fish ne veut pas penser qu'il travaille dans un bocal à poissons. "Je ne veux pas que quelqu'un jette un coup d'œil et voie ce que je fais", a-t-il déclaré. "Je veux faire mon travail à ma manière et ne pas être dérangé."

Mais la science et l'architecture évoluent dans une nouvelle direction, loin de l'époque où un laboratoire était construit sur commande pour un seul chercheur principal. Bien que les nouveaux bâtiments et les rénovations d'anciens visent à fournir plus d'espace de soutien aux scientifiques, ils offrent également de la flexibilité. Conçus plus comme des mitaines que comme des gants, les bâtiments de laboratoire modernes comprennent une petite marge de manœuvre. Des espaces communs plus vastes favorisent les rencontres entre scientifiques. Et si un chercheur part vers de nouveaux horizons académiques, son espace peut facilement accueillir un nouveau scientifique.

Yale s'est lancée dans une quête ambitieuse pour augmenter l'espace de laboratoire et améliorer ses laboratoires existants depuis le début des années 2000. Le Centre Anlyan, qui a ouvert ses portes en 2003 au coût de 172 millions de dollars, a été une étape majeure. Ses 450 000 pieds carrés ont augmenté l'espace de recherche de l'école de 25 %. Le bâtiment de la rue Amistad, qui a ouvert ses portes en 2007 avec un prix de 88 millions de dollars, a ajouté 120 000 pieds carrés supplémentaires. L'école a également dépensé 14 millions de dollars en 2002 pour une extension de 23 700 pieds carrés de l'aile B du Sterling Hall of Medicine. D'ici 2011, l'école aura dépensé 467 millions de dollars supplémentaires en rénovations dans divers bâtiments de laboratoire, à l'exclusion d'Amistad, du centre Anlyan et de l'extension de l'aile B, ou du campus ouest à Orange et West Haven voisins. En raison du ralentissement économique, les plans de rénovation du campus ouest ont ralenti et la construction d'un nouveau bâtiment sur le campus médical principal est en attente. La faculté de médecine attend des informations sur les demandes adressées aux NIH pour le financement de la construction d'autres projets.

Malgré ces expansions, la manière dont l'espace est distribué et utilisé par les chercheurs reste problématique. La nouvelle philosophie du design d'intérieur favorise l'interaction entre les disciplines et offre des possibilités de collaboration plus confortables. Dans le même temps, les nouveaux espaces séparent les bureaux des laboratoires, en partie pour décourager les chercheurs de manger dans leurs laboratoires - la nourriture peut contaminer les expériences - mais aussi pour permettre des reconfigurations à mesure que les circonstances changent.

Dans le passé, a déclaré M. Virginia Chapman, M. Arch. '85, directeur de la construction et de la rénovation des installations de l'École de médecine, "chaque laboratoire était adapté aux besoins spécifiques du chercheur. … C'était si spécifique qu'il fallait faire une rénovation complète lorsqu'un nouvel utilisateur arrivait. "

Et, a déclaré Reyhan T. Larimer, chef de projet pour la construction et la rénovation des installations à l'École de médecine, notant la nature souvent transitoire de la vie universitaire, « la tendance majeure dans la conception des laboratoires est la conception générique et flexible ».

Et c'est pourquoi une approche "plug-and-play" guide la conception des modules de laboratoire, a déclaré l'architecte J. Ian Adamson, directeur de Payette Associates de Boston, l'entreprise qui a co-conçu le centre Anlyan et conçu les ajouts à l'aile B du Sterling Hall of Medicine. "Alors que les gens vont et viennent et recherchent des flux et reflux, vous ne faites pas beaucoup de rénovations. Cela ressemble à un ensemble de monteurs. Ces [nouveaux laboratoires] sont assez faciles pour que les enquêteurs principaux puissent changer les choses un week-end et ne pas avoir à passer un ordre de réquisition. " Les bureaux, les tables et les bancs du bâtiment de la rue Amistad, par exemple, sont sur roulettes et peuvent être facilement reconfigurés. La conception générique "empêche un gorille de 800 livres de dire:" Je veux faire le laboratoire "et quand il prend sa retraite, ils sont coincés avec ce laboratoire idiosyncrasique", a déclaré Adamson.

Les fiefs universitaires sont "une bataille à laquelle nous sommes confrontés tout le temps" dans la rénovation des bâtiments, a déclaré Michael E. Schrier, chef de projet pour la construction et la rénovation des installations à l'école, qui a supervisé les rénovations de nombreuses structures plus anciennes. Une fois le bâtiment rénové, les installations "sont remises au service affecté. Si dans les cinq ans le service A partait, le service B pourrait arriver avec peu ou pas de travail du tout".

Au fur et à mesure que la science a changé, un autre élément de la conception du laboratoire a changé : l'espace de support. Historiquement, les architectes avaient réservé 30 pieds carrés d'espace de support pour chaque 100 pieds carrés d'espace de laboratoire; cependant, ce ratio a augmenté alors même que le centre Anlyan était en construction. Une partie du travail de Schrier consiste à faire de la place en comprimant les services publics qui étaient autrefois à l'air libre (plomberie, électricité et lignes informatiques) dans les murs et les plafonds. Les scientifiques passant plus de temps devant les ordinateurs et dans des environnements contrôlés, les nouvelles conceptions exigent que chaque pied carré d'espace de laboratoire corresponde à un pied carré d'espace de support. "Nous constatons que beaucoup plus de temps est passé dans ces salles de soutien spécialisées que sur les bancs, d'où le changement de ratio", a déclaré Adamson. Le contrôle de la température et de l'humidité est devenu plus important dans de nombreux domaines, et "le déplacement d'air peut avoir un effet énorme".

L'école s'efforce de donner aux chercheurs ce dont ils ont besoin, a déclaré Chapman, tandis que Larimer a ajouté: "Vous devez leur rappeler qu'il s'agit d'un espace générique."

Flora M. Vaccarino, MD, professeur au Child Study Center, a déclaré qu'elle était heureuse de voir des rénovations en cours à Sterling's I-Wing, où son laboratoire étudie les réponses des cellules souches neurales aux facteurs génétiques et environnementaux; mais elle s'est interrogée sur l'attribution de l'espace. À mesure que les priorités changent avec le financement, les besoins d'espace dans les laboratoires changent également. "Que se passe-t-il lorsque les laboratoires subissent des changements majeurs dans les orientations de la recherche ?" demanda Vaccarino.

Le bâtiment de la rue Amistad, qui a ouvert ses portes en 2007, offre un exemple à la fois de la nouvelle philosophie à l'œuvre et des problèmes d'espace permanents auxquels la faculté de médecine est confrontée. Amistad est devenu une maison de départ pour le Yale Stem Cell Center ainsi que le programme d'immunologie translationnelle humaine et le programme de biologie vasculaire et de transplantation. En moins de trois ans, cependant, le Stem Cell Center, qui avait été dispersé sur le campus, s'est étendu à six laboratoires de recherche indépendants et huit membres du corps professoral logés dans environ 30 000 pieds carrés. "Nous avons quatre nouvelles recrues", a déclaré Diane S. Krause, MD, Ph.D., directrice associée du centre. "Maintenant qu'ils ont emménagé, nous allons bientôt être pleins à craquer."

Krause, professeur de médecine de laboratoire, de biologie cellulaire et de pathologie, apprécie l'aspect communautaire du bâtiment Amistad, qui dispose de salons au milieu des étages où les chercheurs peuvent se réunir. "C'est bien d'avoir ces zones d'ouverture où les gens peuvent interagir", a-t-elle déclaré.

La création de tels lieux de rassemblement est un élément clé dans la conception d'un nouvel espace de recherche. « Où se développera le prochain projet de prix Nobel ? » a déclaré Robert Venturi, dont la société Venturi, Scott Brown and Associates a co-conçu The Anlyan Center. "Dans le labo ? L'espace de réunion ? Le café ?"

Pour créer cet espace commun partagé, le Centre Anlyan est divisé en deux ailes - trois étages pour l'enseignement et six étages pour la recherche - qui sont reliées par des passerelles et partagent un hall. Le but du hall "était de simuler une rue traversante, un espace commun entre deux bâtiments", a déclaré Larimer. Dans l'aile de recherche, des couloirs de 450 pieds de long se terminent par des salons qui font partie d'une kitchenette, d'une cafétéria et d'une mini-salle de conférence. Les tableaux noirs (qui ont remporté la bataille contre les tableaux blancs dans ce cas) dominent un mur en face de bancs fixes, avec des tables et des chaises éparpillées. Les bancs ont été ajoutés pour que les chercheurs puissent capter une quarantaine de clins d'œil. "Vous avez des gens qui sont dans ces bâtiments pendant de longues heures", a déclaré Adamson. "Si vous construisez ces salons, ils peuvent s'allonger et s'allonger pendant deux heures."

Promouvoir les causeries multidisciplinaires à la fontaine à eau n'est pas une tentative d'alchimie sociale ; il est né de la nécessité. "La science elle-même devient plus interdisciplinaire", a déclaré Adamson. "Les frontières entre les départements s'effondrent à tous les niveaux."

Au centre Anlyan, les couloirs et même les paliers des escaliers servent d'espaces de réunion, qu'ils soient planifiés ou impromptus. Des lecteurs de rayons X, par exemple, se trouvent dans le couloir à l'extérieur du laboratoire d'enseignement de l'anatomie pour favoriser les discussions de groupe.

Les longs couloirs qui traversent Anlyan séparent les bureaux et les espaces de recherche ; à Amistad, les bureaux sont des serre-livres entre les labos. "Auparavant, vous pouviez avoir votre bureau dans les laboratoires", a déclaré Chapman. "C'est quelque chose qui est difficile à faire maintenant. L'idée est de créer des laboratoires ouverts pour permettre la flexibilité. Si vous insérez des bureaux à mi-chemin dans ces laboratoires, vous créez des laboratoires qui ne peuvent pas se développer ou se contracter avec les besoins de la recherche."

La faculté de médecine a entendu des grognements au sujet de la division. "Les gens n'aiment pas que leurs bureaux soient éloignés de leurs laboratoires", a déclaré Chapman, "nous essayons donc de rendre les bureaux aussi proches que possible des laboratoires." Étant donné que la nourriture et les boissons ne sont pas autorisées dans les laboratoires, des étagères ou des "casiers à café" sont placés à l'extérieur de chaque laboratoire afin que les chercheurs puissent stocker une tasse de café ou d'autres aliments pendant qu'ils sont dans le laboratoire. (Dans le nouveau bâtiment Amistad, les "casiers à café" sont assez grands pour accueillir une tasse Starbucks de la taille d'un venti.)

Favoriser cette collégialité des refroidisseurs d'eau, cependant, nécessite plus qu'une refonte de l'usine physique. Jeffrey R. Bender, MD, professeur de médecine Robert I. Levy (cardiologie) et professeur d'immunobiologie, note que des laboratoires comme le sien, au bout d'un couloir du centre Anlyan, ont tendance à être autonomes. Et les laboratoires entre les extrémités pourraient être entièrement occupés par un membre senior du corps professoral avec d'abondantes subventions. De tels laboratoires, a déclaré Bender, pourraient avoir jusqu'à 36 postes de travail pour un PI. "Un professeur adjoint va avoir quatre à huit postes de travail", a-t-il déclaré.

Et c'est là que les interactions sont susceptibles de se produire - dans un grand espace de laboratoire occupé par jusqu'à une demi-douzaine de professeurs adjoints et leurs groupes de laboratoire. "Leurs étudiants diplômés et postdoctoraux vont partager le même espace", a déclaré Bender.

Girish Neelakanta, Ph.D., boursier postdoctoral en maladies infectieuses, a travaillé dans un tel laboratoire au Centre Anlyan pendant quatre ans et trouve qu'il encourage la collégialité de plusieurs façons. L'un est son emplacement à proximité d'autres bâtiments de laboratoire. Et dans le bâtiment lui-même, a-t-il dit, il est facile de parler à d'autres scientifiques. Son laboratoire du premier étage, où il travaille sur la maladie de Lyme, est partagé par quatre chercheurs principaux.

"Ici, nous sommes tous amis. Nous partageons beaucoup d'équipements", a-t-il déclaré. "Vous pouvez parler à des post-doctorants travaillant sur différents projets."

Sarojini Adusumilli, Ph.D., également postdoctorant en maladies infectieuses, fait écho aux commentaires de Neelakanta. "Nous partageons des idées avec les gens lorsque nous nous rencontrons dans la salle de pause", a-t-elle déclaré. "La salle de pause est un endroit où nous parlons de science. Peut-être que quelqu'un a vu un article et l'a trouvé intéressant. Nous discutons également des problèmes de science et du type de travail que nous faisons."

Mais l'aménagement du bâtiment encourage également les échanges interdisciplinaires. "Les médecins et les chercheurs postdoctoraux peuvent tous interagir", a-t-elle déclaré. "Les personnes travaillant dans les sciences fondamentales ainsi que dans les sciences cliniques peuvent discuter de choses."

A quelques kilomètres de là, l'interdisciplinarité est au cœur des projets du West Campus. Construit en plusieurs étapes sur une période de plusieurs années, l'ancienne installation de Bayer dispose de près d'un demi-million de pieds carrés d'espace de laboratoire immaculé pour les chercheurs en biologie et en chimie. Contrairement aux espaces du campus de la faculté de médecine, le West Campus n'abritera pas de laboratoires génériques, mais des installations de base spécialisées et de nouveaux instituts dédiés à des domaines de recherche spécifiques. George Zdru, directeur des programmes d'immobilisations au bureau des installations de la faculté de médecine, note que jusqu'à présent, trois installations de recherche principales - le Yale Center for Genome Analysis, le Center for High Throughput Cell Biology et le Small Molecule Discovery Center - se sont ouvertes sur le West Campus avec peu de modifications à l'espace existant. Cinq instituts en sont aux étapes préliminaires de planification : biologie microbienne, biologie chimique, biologie du cancer, biologie des systèmes et biologie cellulaire. "A ce stade, il est difficile de dire combien de restructuration sera nécessaire", a déclaré Zdru. "Le West Campus dans sa totalité est considéré comme un environnement multidisciplinaire de par la nature de la définition des instituts. Les trois principaux bâtiments de recherche sont interconnectés. Intrinsèquement, il existe une nature multidisciplinaire dans la planification du West Campus."

Plus de verre et un meilleur éclairage sont les caractéristiques dominantes des nouveaux bâtiments et des bâtiments rénovés du campus de la faculté de médecine. Une force motrice derrière cela est l'initiative de durabilité de Yale qui vise à réduire la consommation d'énergie. Mais l'école souhaite également plus d'ouverture dans ses laboratoires, qui étaient "comme des terriers de lapins", a déclaré Chapman.

Au centre Anlyan, certaines fenêtres intérieures ont été traitées avec un film translucide ou recouvertes d'une autre manière pour offrir de l'intimité aux occupants qui ne veulent pas que tout ce qu'ils font soit exposé au public. La plupart des laboratoires, cependant, conservent leur ouverture d'origine. Parce que le bâtiment a été conçu pour la transparence, il a été laissé aux départements et aux chercheurs de le garder tel quel ou d'avoir un minimum d'isolement.

Venturi a déclaré que les bâtiments scientifiques devraient avoir des espaces de travail près des fenêtres à l'extérieur du bâtiment "pour profiter de la lumière naturelle et de la vue", tandis que l'espace mécanique appartient au centre et au sommet. Le centre Anlyan, dont l'architecture est basée sur celle d'un ancien moulin de la Nouvelle-Angleterre, suit cette réflexion même dans le laboratoire d'anatomie du troisième étage. "Parce qu'il a beaucoup de fenêtres, c'était controversé", a déclaré Adamson. "Nous avons pensé qu'il était important d'avoir de la lumière naturelle à l'intérieur. Si vous êtes coincé dans une pièce sans fenêtre six heures par jour, c'est déprimant."

Bien qu'Adamson ait déclaré que la plupart des scientifiques sont "plus qu'heureux de travailler dans un espace partagé", tout le monde n'aime pas ouvrir les laboratoires ; certains chercheurs préfèrent encore leurs terriers et leurs cabines.

"Cette attitude est vraiment en déclin", a déclaré Bender. "Vous pouvez avoir un morceau d'espace que vous sentez être le vôtre. C'est plus générique et c'est plus flexible. Si vous avez besoin de deux bancs supplémentaires, vous n'avez pas besoin d'envahir la chambre de quelqu'un d'autre."YM