Que sont les réfrigérateurs de laboratoire ?

Lorsque les réfrigérateurs se sont répandus dans la société, vers le milieu du siècle dernier, ils ont complètement changé le mode de vie de la famille moyenne.

La capacité à conserver efficacement tous types d'aliments a révolutionné notre conception de la vie quotidienne.

De même, les réfrigérateurs de laboratoire jouent un rôle essentiel dans les instituts de recherche, les entreprises et les activités commerciales.

Mais en quoi diffèrent-ils des réfrigérateurs classiques ? À quoi servent-ils exactement ?

Regardons-le ensemble.

À quoi servent les réfrigérateurs de laboratoire ?

Les réfrigérateurs de laboratoire sont des appareils de réfrigération destinés au stockage de produits chimiques, de médicaments, de réactifs et d'échantillons biologiques.

Comme leur nom l'indique, ils sont principalement utilisés dans les laboratoires, mais aussi dans certaines activités commerciales qui impliquent un contact avec le public, comme les pharmacies.

Plus encore que nos aliments, la conservation des médicaments et de diverses substances chimiques exige un équipement capable de garantir précision et fiabilité. 

Les réfrigérateurs de laboratoire répondent à ces besoins grâce à des systèmes de régulation de température , qui peuvent être calibrés selon les besoins.

Comment sont fabriqués les réfrigérateurs de laboratoire ?

Comme les réfrigérateurs classiques, les réfrigérateurs de laboratoire comportent généralement un compartiment réfrigérateur (c'est-à-dire un compartiment à température supérieure à 0 °C) et un compartiment congélateur (c'est-à-dire un compartiment à température inférieure à 0 °C). Mais ce n'est pas toujours le cas.

Il existe des réfrigérateurs de laboratoire simples, sans compartiment congélateur, qui peuvent être préférés pour leur coût et leur faible consommation d'énergie.

Les réfrigérateurs de laboratoire sont disponibles en de nombreux modèles qui diffèrent principalement par leur plage de température, leur forme, leur agencement interne et leurs dimensions.

La température interne peut atteindre des maximums de 30° et des minimums de -15°. 

Pour les températures plus basses, nous parlons de congélateurs ultra-compacts de laboratoire nous avons déjà parlé ici.

en taille et en forme , et leur choix doit tenir compte de l'espace disponible et de leur capacité interne. Certains réfrigérateurs de laboratoire ressemblent à des réfrigérateurs de cuisine classiques, tandis que d'autres sont disposés horizontalement, comme des caissons.

Enfin, l'aménagement intérieur des réfrigérateurs de laboratoire doit être évalué en tenant compte du nombre d'étagères et de leur forme : il existe des réfrigérateurs à étagères simples et des réfrigérateurs à étagères coulissantes, plus adaptés au stockage de plusieurs échantillons à cataloguer.

L'intérieur de tous les réfrigérateurs de laboratoire est conçu avec des lignes épurées facilitant la désinfection et le dégivrage.

En ce qui concerne le dégivrage, ils peuvent être équipés d' un système manuel ou automatique. Nous avons détaillé  les avantages et les inconvénients de chaque système ici

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Réfrigérateurs de laboratoire FDM

FDM – Environment Makers propose sa gamme de réfrigérateurs de laboratoire, comprenant un large choix de modèles adaptés à tous les usages et besoins.

Outre les dix modèles que vous pouvez consulter ici, nos techniciens sont toujours prêts à écouter les clients afin de répondre à leurs besoins et de concevoir ensemble un réfrigérateur de laboratoire sur mesure.

Pour toute question ou préoccupation supplémentaire, n'hésitez pas à nous contacter.

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Normes de référence

• NF Norme française (mise en œuvre comme pratique européenne) pour la qualification thermique/hygrométrique des éléments climatiques et des réfrigérateurs de laboratoire.
• IEC 60068-3-5 — Essais environnementaux – Partie 3-5 : Documentation et lignes directrices – Confirmation des performances des chambres thermiques.
• CEI 60068-3-11 — Calcul de l’incertitude des conditions dans les chambres d’essais climatiques.
• DIN 58345 — Kühlgeräte für Arzneimittel – Réfrigérateurs pharmaceutiques, exigences spécifiques pour le stockage des médicaments 2-8 °C.
• OMS TRS 961 Annexe 9 — Modèle de lignes directrices pour le stockage et le transport des produits pharmaceutiques sensibles au temps et à la température.
• USP — Bonnes pratiques de stockage et de distribution des produits pharmaceutiques, y compris la plage de 2 à 8 °C pour les médicaments réfrigérés.
• EN ISO 15189 — Laboratoires médicaux — Exigences de qualité et de compétence, y compris le contrôle de la température des réfrigérateurs d’échantillons.

Sources faisant autorité

• OMS – Organisation mondiale de la santé. Publie des lignes directrices sur la chaîne du froid et les performances, la qualité et la sécurité (PQS) pour les réfrigérateurs pharmaceutiques et de vaccins.
• AFNOR. Organisme français de normalisation qui gère la norme NF X15-140, la référence européenne en matière de qualification des systèmes de climatisation.
• CEI – Commission électrotechnique internationale. Série CEI 60068-3 sur la qualification des chambres d'essais environnementaux.
• EMA – Agence européenne des médicaments. Lignes directrices BPD 2013/C 343/01 pour la distribution et le stockage réfrigéré des médicaments dans l'UE.

Questions fréquentes sur les réfrigérateurs de laboratoire

Quelles sont les plages de température couvertes par les réfrigérateurs de laboratoire et lequel choisir ?

Les réfrigérateurs de laboratoire sont classés selon leur plage de température de fonctionnement. Réfrigérateur pharmaceutique : 2-8 °C (objectif : 5 °C ± 3 °C) pour les vaccins et les médicaments biologiques, conformément aux normes de qualité pharmaceutique de l’OMS. Réfrigérateur pour chromatographie : 4 °C ± 1 °C, haute uniformité. Réfrigérateur pour échantillons cliniques : 2-10 °C, conforme à la norme ISO 15189. Congélateur de laboratoire : −20 °C ± 3 °C pour les réactifs et les enzymes. à ultra-basse température (ULT) : −80 °C pour l’ADN/ARN, les protéines et les sérums conservés à long terme. Congélateur cryogénique : −150 °C (en cascade) ou −196 °C (vapeur d’azote liquide) pour les cellules souches et les tissus. Le choix dépend de la charge thermique (kcal/h), de l'uniformité requise (CV ≤ 2-5 % spatial), de l'autonomie de secours en cas de panne de courant (minimum 4-8 heures pour le GDP) et de la présence de CO₂/N₂ d'urgence sur les ULT.

Comment un réfrigérateur de laboratoire est-il classé thermiquement ?

La qualification est conforme aux normes NF X15-140 ou IEC 60068-3-5 avec un protocole IQ/OQ/PQ documenté. La cartographie thermique comprend 9 sondes PT100 de classe A (DIN EN 60751 ± 0,15 °C à 0 °C) réparties aux angles, au centre et au milieu du volume utile, ainsi qu'une sonde au centre géométrique. Acquisition continue ≥ 1 Hz pendant au moins 24 heures, incluant les cycles d'ouverture/fermeture de la porte (généralement 6 ouvertures/jour × 30 s). Critères d'acceptation typiques pour les réfrigérateurs pharmaceutiques : gradient spatial ≤ 2 °C, fluctuation temporelle ≤ 1 °C, temps de récupération < 30 minutes après une ouverture de porte de 30 s. Capteurs étalonnés ACCREDIA avec une incertitude ≤ 0,2 °C. Requalification annuelle ; étalonnage mensuel avec un thermomètre de référence. Enregistreur de données avec piste d'audit conforme à la norme 21 CFR Part 11 requis pour les produits pharmaceutiques et les cliniques.

Quelles sont les exigences du PIB en matière de transport et de stockage entre 2 et 8 °C ?

Les lignes directrices 2013/C 343/01 de l'UE relatives aux bonnes pratiques de distribution ( BPD ) exigent le maintien d'une température de 2 à 8 °C tout au long de la chaîne d'approvisionnement des produits réfrigérés (vaccins, insulines, produits biologiques, anticorps monoclonaux). Les variations de température documentées doivent être évaluées en fonction de la température cinétique moyenne (TCM) , calculée selon l'rhéquation d'Arrhénius Ea ≈ 83,144 kJ/mol). Tolérance : de brèves variations de température à 0 °C et 12 °C pendant une durée limitée (30 min) peuvent être acceptables, conformément à l'étude de variation de température réalisée par le fabricant. Le réfrigérateur de stockage doit être équipé d'une alarme sonore/SMS à plusieurs seuils, d'une alimentation sans coupure (ASI) d'une autonomie d'au moins 2 heures, d'une cartographie initiale et annuelle, d'un enregistrement continu des températures avec sauvegarde et d'un joint d'étanchéité vérifié semestriellement. Les médicaments dont la température est hors plage doivent être mis en quarantaine et faire l'objet d'une évaluation qualité. Une température inférieure à 0 °C pour les vaccins à base de protéines entraîne leur dénaturation et une perte d'immunogénicité (dommages induits par le gel).

Quelle est la différence entre le refroidissement par compression et le refroidissement thermoélectrique Peltier ?

Les réfrigérateurs à compression utilisant des fluides frigorigènes HFC (R134a), HC (propane R290, isobutane R600a) ou HFO (R1234yf) atteignent des températures de −40 °C à 10 °C avec un COP de 2,5 à 4,0, adaptés aux volumes de 50 L à plus de 1 000 L, avec une fiabilité MTBF supérieure à 50 000 heures. Les unités de refroidissement à compression en cascade (ULT) utilisent deux compresseurs (R404A haute pression + R508B basse pression) pour atteindre −86 °C avec embrayage automatique. L’unité thermoélectrique Peltier (TEC) exploite l’effet Peltier avec un ΔT max de 60 à 70 °C et un COP de 0,3 à 0,6. Sans fluide frigorigène ni pièces mobiles, elle est idéale pour les petits volumes (1 à 50 L), nécessite peu d’entretien et offre une grande précision de ± 0,3 °C, mais est limitée aux températures internes ≥ 0 °C dans un environnement à 25 °C. Les systèmes Peltier sont préférés pour les mini-réfrigérateurs portables, les incubateurs BOD et les chromatographes ; la compression reste dominante pour les réfrigérateurs pharmaceutiques certifiés GDP/WHO-PQS.