Brevet FR3101864A1 — publié le 20210416

Installation de manipulation et de stockage d’échantillons biologiques à très basses températures, comprenant au moins un robot cartésien et un robot à au moins cinq axes. La présente invention concerne essentiellement une bio-banque qui met en œuvre conjointement un robot cinq ou six axes ou sept axes porté par un robot cartésien qui déplace par translation le robot cinq ou six axes le long d’au moins une rangée de récipients de stockage, avantageusement cryogéniques (cryo-conservateurs) intégrant chacun des colonnes de rangement ou racks à structure en nid d’abeilles dont les alvéoles permettent de loger à l’unité des conteneurs d’échantillons. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Installation de manipulation et de stockage d’échantillons biologiques à très basses températures, comprenant au moins un robot cartésien et un robot à au moins cinq axes. La présente invention concerne le domaine des installations usuellement appelées « bio-banques », qui permettent le stockage d’échantillons biologiques d’origine humaine, animale, végétale ou environnementale à très basses températures et notamment dans des conditions cryogéniques, grâce en particulier à de l’azote liquide ou gazeux en tant que source de froid. Elle a trait plus particulièrement aux bio-banques automatisées, c’est-à-dire dans lesquelles la manipulation des échantillons stockés, des boîtes (« cryoboxes » en anglais) contenant des échantillons et des racks (« cryoracks » en anglais ») contenant les boîtes sont réalisées sans l’intervention d’un opérateur. L’invention vise plus particulièrement à améliorer ce type de bio-banques, notamment en permettant d’utiliser les récipients de stockage des échantillons déjà présents dans le commerce, comme les cryo conservateurs (récipients de cryopréservation), les récipients de type Dewar, les cuves isolées sous vide ou les congélateurs cryogéniques. Bien que décrite en référence à une application préférée d’utilisation de récipients de stockage cryogéniques du commerce, l’invention peut s’appliquer à tous types de récipients de stockage. En outre, bien que décrite en référence à une application préférée dans laquelle les échantillons biologiques sont contenus dans des tubes de conservation (cryotubes, cryovials ou tubes de stockage d’échantillon), l’invention peut aussi s’appliquer à des boites de rangement contenant des échantillons d’origine humaine, animale, végétale ou environnementale. Dans les bio-banques conventionnelles, les conteneurs d’échantillons biologiques sont stockés dans des récipients refroidis par de l’azote liquide (stockage en phase sèche, en phase gazeuse ou en phase liquide), typiquement dans une gamme de températures allant de -150°C à -196°C, de préférence de température inférieure à - 80°C, et leur manipulation, c’est-à-dire leur chargement/déchargement d’un récipient est assurée manuellement par un opérateur. Les avantages de telles bio-banques sont le coût d’investissement minimal, une flexibilité d’utilisation avec peu de maintenance à réaliser. Cependant, elles présentent des inconvénients importants dont la gestion des échantillons qui se fait par définition manuellement avec les risques d’erreur de manipulation afférents, la traçabilité des échantillons qui n’est sûre à 100% et enfin, pour les opérateurs, les risques d’anoxie liés à l’environnement cryogénique (présence d’azote liquide), le manque d’ergonomie et le niveau d’efforts à fournir pour soulever les rangements depuis un récipient de stockage (poids important, phénomène d’adhésion dû au froid), ainsi que les risques de brûlure dues aux possible projections d’azote. Différentes tentatives d’automatisation de bio-banques ont déjà été réalisées. Bon nombre de demandes de brevet divulguent des solutions de bio-banques automatisées, que l’on peut classer en fonction du type de robot/système robotisé et du ou des systèmes de déplacement des échantillons mis en œuvre. On peut citer ainsi des demandes portant sur des bio-banques qui mettent en œuvre des carrousels avec vérins de poussée/extraction. La demande de brevet EP2492663A1 concerne un système permettant de recevoir, stocker et distribuer des échantillons. Un stockeur cryogénique est équipé d’un carrousel motorisé permettant d’orienter un rack à la verticale d’un élévateur motorisé. Un actionneur permet d’extraire ou de placer un support échantillons placé dans le rack. Aucune mention n’est faite sur la manière de loger les échantillons à l’intérieur des conteneurs. Le système décrit ne permet pas, d’extraire les échantillons à l’unité ni d’utiliser des cryo-conservateurs du commerce, car les cryo-conservateurs mise en œuvre doivent être adaptés pour être compatibles avec le système d’automatisation. Certaines demandes de brevet divulguent des bio-banques à robots de type six axes. FR3052230 décrit une pièce de stockage de produits à des températures cryogéniques, comprenant plusieurs cuves isolées sous vide et un robot de type 6 axes placé sur un chariot motorisé autonome (guidé sans fil) qui peut se déplacer vers la cuve souhaitée en fonction du besoin. A la lecture de cette demande de brevet, plusieurs informations sont manquantes : en effet, aucune explication n’est donnée sur la façon d’extraire les colonnes (« racks ») de rangement des cuves de stockage cryogénique, ni sur la façon d’extraire les boites contenant les tubes d’échantillons à conserver, ni sur le retrait des couvercles de celles-ci, ni sur la préhension proprement dite des tubes. En outre, il n’est pas précisé comment les tubes d’échantillons sont transférés vers une zone accessible par un opérateur. US2018/0202908 divulgue un système automatisé pour extraire des échantillons placés sur des portions de disques placées à l’intérieur de cuve de conservation cryogénique à carrousel interne tournant. Les échantillons sont placés verticalement sur des plateaux répartis sur un disque recouvrant le diamètre intérieur d’une cuve cryogénique. Un robot 6 axes, placé lui-même dans une chambre maintenue à basse température, typiquement inférieure à 5°C, et dans un environnement à faible taux d’humidité, permet de prélever des échantillons placés sur les plateaux récupérés. On peut citer également certaines demandes relatives à des installations avec robot cartésien. KR2014009810 concerne une bio-banque dont l’extraction de rack placés dans des conteneurs cryogéniques non standard est automatisée à l’aide d’un robot cartésien. Des actionneurs embarqués sur le robot cartésien, permettent d’extraire les supports d’échantillons logés dans le rack manipulé. Aucune manipulation des tubes d’échantillons n’est prévue dans l’installation puisque ces derniers ne peuvent être enlevés qu’à la main. WO2011/047710 décrit un système automatisé d’extraction de plaques-support d’échantillons conservés à une température de -90°C. Le système met en œuvre un robot cartésien, qui ne permet pas d’utiliser des cryo-conservateurs du commerce. US9174790 concerne un système avec un robot cartésien qui se déplace au-dessus de deux rangées de cryo-conservateurs à carrousel interne tournant, le tout étant agencé dans une salle froide (chambre climatisée, 0°C, -20°C ou -50°C) en atmosphère inertée. Le système divulgué ne semble pas adapté à la modification d’installations existantes. CN105857937 divulgue un système avec un robot cartésien dont l’axe longitudinal de déplacement est placé au sol le long d’une rangée de cryo-conservateurs (cuves), et qui embarque des moyens pour soulever des colonnes de rangement (racks) d’échantillons, d’extraire à l’unité une boite de conditionnement d’un rack et d’en transférer les échantillons vers une boite destinée à faire la navette entre les cryo-conservateurs, cette dernière étant accessible depuis l’extérieur via une trappe. Le système de manipulation automatique qui se positionne au-dessus d’un récipient de stockage est composé de six axes motorisés, selon une combinaison d’axes linéaires, placés dans un carter (à priori étanche) pouvant être refroidi par des injecteurs LN2. Un actionneur hydraulique dont l’axe est vertical permet de soulever le système de manipulation (racks, boites et échantillons) et de l’emboiter sur le dessus de la cuve sélectionnée. Un inconvénient majeur du système divulgué et qu’il ne permet d’intégrer que des cuves cryogéniques de mêmes tailles (voire de même marque commerciale), car la position des bouchons d’ouverture des cuves doit être strictement identique pour toutes les cuves. La manipulation des échantillons est effectuée par des pinces à vide placées en ligne de manière à collecter simultanément plusieurs échantillons. La manipulation des racks est réalisée à l’aide d’un électro-aimant, ce qui impose que les racks inox soient magnétiques ou qu’un élément ferreux soit implanté sur le haut du rack. Cela est donc une contrainte de conception. Enfin, à la lecture du brevet, il n’est pas réellement possible de savoir comment le transfert des boites hors des racks (ou dans les racks) s’effectue vers la station de transfert Certaines demandes de brevet divulguent des bio-banques à pluralité de robots. EP2169405 divulgue une bio-banque à plusieurs robots dont un monté sur un axe de translation, qui sont dédiés au transfert d’échantillons placés sur des microplaques. Un premier robot à bras articulé extrait une microplaque d’un réfrigérateur d’une chambre de congélation pour la déplacer une microplaque dans une unité de congélation. Le robot est en outre capable de transférer la microplaque vers un poste de traitement. Dans une station de manipulation est agencé un deuxième robot à bras articulé pour manipuler à l’unité des microplaques préalablement déposées par le premier robot. Ici encore, aucune possibilité d’extraction des échantillons à l’unité ni d’utiliser des cryo-conservateurs du commerce. US2012/283867 décrit un système permettant d’automatiser l’extraction de plaques qui jouent le rôle de support d’échantillons logés dans un carrousel motorisé. Plusieurs robots de type « Pick and place » sont également intégrés dans le système afin de récupérer et de transférer les échantillons logés dans les plaques. Le système décrit ne permet pas d’utiliser des cryo-conservateurs du commerce. CN106628783 décrit un système comprenant un robot cartésien embarquant deux robots à 6 axes qui se déplace chacun au-dessus d’une de deux rangées de cryo-conservateurs (cuves), le tout étant agencé dans une salle régulée en température, jusqu’à -40°C.Chaque robot à 6 axes est équipé d’un préhenseur dédié. Un des robots 6 axes est dédié à la préhension des bouchons de cuve, à la manipulation d’un récipient de type Dewar, destiné à faire la navette. Le récipient navette est placé à proximité de la cuve sélectionnée dans laquelle, l’opérateur souhaite récupérer des échantillons. L’autre des robots à 6 axes est dédié à la préhension de tours contenant des échantillons via un système d’aspiration complexe. Les plateaux qui assurent le maintien des tours d’échantillons) sont désignés comme étant des structures en nids-d’abeilles. Si l’automatisation amène des avantages conséquents comme la garantie de traçabilité des échantillons sur base de données, la sécurité des opérateurs et des opérations de manipulation, les bio-banques automatisées déjà proposées présentent des inconvénients majeurs. Tout d’abord, elles nécessitent un investissement très important à l’achat comme en fonctionnement et en maintenance, du fait d’une conception sur mesure pour chaque configuration, avec notamment l’impossibilité de réutiliser les équipements standard déjà existants, comme les récipients de stockage standard. Ensuite, leur conception fait que leur gamme de température est restreinte, avec pour bon nombre l’impossibilité d’atteindre des températures cryogéniques, typiquement inférieures à -150°C. Enfin, comme évoqué, leur conception sur mesure fait qu’elles sont dédiées à une seule et unique configuration, ce qui ne permet pas de les faire évoluer. Ainsi, il existe donc un besoin d’améliorer les installations de manipulation et de stockage d’échantillons biologiques, ou bio-banques et ce notamment en s’affranchissant des inconvénients à la fois des bio-banques conventionnelles dans lesquelles la manipulation des échantillons est assurée manuellement et des bio-banques automatisées déjà proposées. De manière générale, il existe un besoin d’une bio-banque qui soit entièrement automatisée pour la gestion et la protection d’un nombre d’échantillons élevé, conservés dans des récipients de stockage du commerce (cryo-conservateurs), à un coût inférieur aux installations connues, avec une traçabilité complète des échantillons, qui laisse la possibilité à tout moment de gérer les échantillons en mode manuel, afin de faciliter les maintenances, et conserver une certaine flexibilité et qui puisse être évolutive notamment en cas d’augmentation d’échantillons à conserver. De manière générale également, il existe un besoin d’une bio-banque qui rende plus simple et plus rapide le stockage/déstockage d’échantillons biologiques. Le but de l’invention est de répondre au moins en partie à ce(s) besoin(s). Pour ce faire, l’invention concerne, sous l’un de ses aspects, une installation de manipulation et de stockage d’échantillons biologiques à très basses températures, notamment dans des conditions cryogéniques comprenant : - une pluralité de colonnes de rangement, chacune s’étendant selon un axe longitudinal et présentant une structure adaptée pour recevoir par translation et loger une pluralité de conteneurs adaptés chacun pour contenir un ou des échantillons biologiques, d’origine humaine, animale, végétale ou environnementale; - une pluralité de récipients de stockage, à isolation thermique, alignés selon au moins une rangée, l’intérieur de chaque récipient étant apte à être soumis à de très basses températures, chaque récipient comprenant dans sa partie supérieure une grille alvéolée dont chaque alvéole est adaptée pour recevoir à la verticale une de la pluralité des colonnes de rangement; - un premier organe de préhension, adapté pour saisir à l’unité une colonne de rangement; - un robot à bras articulé à au moins cinq degrés de liberté, dit robot à au moins cinq axes, le bras du robot étant adapté pour se déplacer dans n’importe quelle position au sein d’une zone circulaire de déplacement, l’extrémité du bras du robot étant munie d’un deuxième organe de préhension, adapté pour saisir à l’unité un conteneur ou une boite de rangement à compartiments multiples, chaque compartiment étant adapté pour loger un conteneur ; - un premier robot cartésien, agencé au-dessus de la (des) rangée(s) de récipients de stockage, le premier robot cartésien étant à au moins deux axes dont un axe de déplacement longitudinal est parallèle à la direction d’alignement de la (des) rangée(s) et un axe de déplacement vertical; le premier robot cartésien étant adapté pour porter et déplacer, selon son axe de déplacement longitudinal, le robot à au moins cinq axes, et pour porter et déplacer selon la verticale, le premier organe de préhension. L’installation est configurée de sorte que : i/ le premier robot cartésien puisse déplacer le robot à au moins cinq axes à proximité de l’un quelconque des récipients de stockage, ii/ le premier organe de préhension vienne extraire verticalement au moins partiellement n’importe laquelle des colonnes depuis une des alvéoles de la grille du récipient de stockage dans une position dite de prélèvement, iii/ le deuxième organe de préhension vienne extraire au moins un conteneur sélectionné dans la position de prélèvement de la colonne, et vice-versa. Par « vice-versa », on entend ici et dans le cadre de l’invention que les opérations de l’installation et notamment les opérations i/ à iii/ peuvent être réalisés dans le sens inverse, en vue d’un stockage d’un conteneur d’échantillons dans l’un quelconque des récipients de stockage de l’installation. Le bras à bras articulé peut être à cinq, six ou sept degrés de liberté, respectivement dit robot cinq, six ou sept axes. Ainsi, l’invention consiste essentiellement en une bio-banque qui met en œuvre conjointement un robot cinq ou six axes ou sept axes porté par un robot cartésien qui déplace par translation le robot cinq ou six axes le long d’au moins une rangée de récipients de stockage, avantageusement cryogéniques (cryo-conservateurs) intégrant chacun des colonnes de rangement ou racks à structure en nid d’abeilles dont les alvéoles permettent de loger à l’unité des conteneurs d’échantillons. La mise en œuvre d’un robot cartésien embarquant un bras de robot 5, 6 ou 7 axes donne la flexibilité suffisante à l’installation pour pouvoir utiliser des cryo-conservateurs actuels du commerce qu’il soient à ouverture totale ou à ouverture partielle. Cette mise en œuvre combinée d’un robot cartésien et d’un robot 5, 6 ou 7 axes permet d’obtenir une installation automatisée simple et fiable (peu de composants mécaniques ou électriques). La partie robotisée de l’installation assure la traçabilité et la préservation (conservation de la chaîne du froid) des échantillons. Le premier robot cartésien permet d’effectuer les opérations principales de positionnement suivantes : - déplacement du premier organe de préhension au niveau du récipient de stockage sélectionné ; - déplacement du premier organe de préhension au niveau de la colonne de rangement sélectionnée dans le récipient sélectionné ; - déplacement du bras robotisé (robot 5, 6 ou 7 axes) vers une zone à sas de chargement/déchargement (zone d’accostage) des conteneurs d’échantillons. Le premier robot cartésien permet également de réaliser les opérations principales suivantes, à l’aide du premier organe de préhension: - extraction, mise en place, dépose et récupération des couvercles des récipients de stockage qui sont à ouverture partielle, dans le cas où l’ouverture des couvercles des récipients de stockage n’est pas automatisée à l’aide de vérins, - extraction et mise en place des racks hors des récipients de stockage par translation verticale. L’extraction d’un rack sélectionné peut ne pas être complète, c’est-à-dire une partie reste à l’intérieur du récipient de stockage lors de l’extraction d’un conteneur d’échantillons sélectionné. Autrement dit, en fonction de la position de l’échantillon sélectionné dans le rack, celui-ci sera sorti suffisamment du récipient de stockage pour permettre au bras robotisé d’accéder à l’échantillon souhaité. - de préférence, bridage du rack extrait du récipient par l’intermédiaire du dispositif de bridage comme décrit ci-après. Le bras du robot 5, 6 ou 7 axes permet de réaliser les opérations principales suivantes, à l’aide du deuxième organe de préhension: - extraction des conteneurs d’échantillons hors des racks et mise en place dans les boites placées dans le bac de transfert embarqué, porté par l’axe de déplacement longitudinal du premier robot cartésien. Le robot 5,6 ou 7 axes peut avantageusement être guidé par vision (caméra embarquée sur le robot) ou par laser notamment lors de la phase de récupération ou de mise en place des conteneurs d’échantillons dans les racks. - extraction des conteneurs d’échantillons hors des boites de rangement placées dans le bac de transfert embarqué et mise en place dans les racks ; - de préférence, positionnement du conteneur d’échantillon vers un lecteur de données afin d’en vérifier l’identification. Les organes de préhension sont de préférence chacun munis d’un organe de compliance selon les trois axes X, Y et Z avec ressorts de rappels pour permettre un recentrage automatique. Avantageusement, le deuxième organe de préhension qui est porté en extrémité du bras de robot 5, 6 ou 7 axes peut être équipé d’un système anticollision et/ou d’un système de positionnement /d’apprentissage par laser et/ou d’une caméra et son système d’éclairage par LED qui pilote le robot en lui indiquant la position cible. Avantageusement, les récipients de stockage sont alignés selon deux rangées parallèles délimitant un espace dans lequel l’(les) axe(s) de déplacement longitudinal du premier robot cartésien est(sont) agencé(s). Selon un premier mode de réalisation avantageux, la structure de chaque colonne de rangement est une structure en nid d’abeille dont les alvéoles s’étendent selon un axe sécant avec l’axe longitudinal, chaque alvéole d’une colonne de rangement étant adapté pour recevoir et loger à l’unité un de la pluralité de conteneurs; le deuxième organe de préhension est adapté pour saisir à l’unité un conteneur. L’installation est configurée de sorte que iii/ le deuxième organe de préhension vienne extraire à l’unité n’importe lequel des conteneurs sélectionnés dans la position de prélèvement de la colonne. Selon ce premier mode, les conteneurs sont donc rangés et extraits à l’unité dans une alvéole de la structure en nid d’abeilles d’une colonne de rangement que l’on désigne usuellement par le terme « rack ». Les alvéoles peuvent être de section ronde, hexagonale ou carrée ou triangulaire ou de toute forme polynomiale. Les dimensions des alvéoles sont adaptées à la géométrie des conteneurs échantillons qui sont manipulés, et ce en prenant en compte la contraction différentielle des échantillons et des alvéoles des racks. Les alvéoles peuvent être selon un axe horizontal ou incliné par rapport à la verticale de sorte à les ranger inclinés ce qui facilite la tenue des conteneurs d’échantillons dans le rack. Avec une telle structure en nid d’abeilles à alvéoles de rangement unitaires, seuls les conteneurs d’échantillons sont stockés. Dans ce mode, il n’y a pas à prévoir de boîtes de rangement dans lesquelles sont placées les échantillons, ce qui simplifie l’automatisation. Selon ce premier mode, on peut prévoir avantageusement un dispositif de bridage, porté par l’axe de déplacement vertical du robot cartésien, le dispositif de bridage étant adapté pour maintenir par bridage une colonne de rangement lorsqu’elle est extraite au moins partiellement d’un récipient de stockage. Le dispositif de bridage est de préférence constitué d’un vérin linéaire principal sur lequel est fixé un préhenseur, de type pneumatique, muni de deux mors. Le vérin principal permet de placer le préhenseur à proximité de la colonne de rangement (rack) ou de s’éloigner de celle-ci lorsqu’on souhaite la déplacer verticalement. Dans la position dite de proximité, et que le rack se trouve dans la position souhaitée verticalement, le préhenseur à deux mors est activé et bride ainsi le rack. On peut prévoir en outre un dispositif d’extraction, porté par l’axe de déplacement vertical du robot cartésien, le dispositif d’extraction étant adapté pour pousser n’importe quel conteneur d’une alvéole d’une colonne de rangement lorsqu’elle est extraite au moins partiellement d’un récipient de stockage. De préférence, le dispositif d’extraction comprend un ou plusieurs vérins en tant que moyen(s) de poussée, qui permet(tent) de pousser les conteneurs d’échantillons logés dans les alvéoles afin d’en faciliter leur extraction. Les vérins peuvent être, de façon non exclusive, de type pneumatique, hydraulique ou électrique. Selon un deuxième mode de réalisation avantageux : la structure de chaque colonne de rangement est divisée en une pluralité de tiroirs de rangement, adaptés chacun pour recevoir par translation une pluralité des boites de rangement à compartiments multiples, chaque compartiment étant adapté pour loger un conteneur adapté chacun pour contenir un ou des échantillons biologiques ; le deuxième organe de préhension est adapté pour saisir à l’unité une boîte de rangement; l’installation est configurée de sorte que iii/ le deuxième organe de préhension vienne extraire à l’unité n’importe laquelle des boites de rangement sélectionnée dans la position de prélèvement de la colonne. Selon une variante de réalisation avantageuse, le premier robot cartésien est à trois axes, le troisième axe étant un axe de déplacement latéral adapté pour déplacer latéralement le premier organe de préhension au moins à l’aplomb de n’importe quelle alvéole de la grille de n’importe lequel des récipients de stockage. L’utilisation d’un troisième axe de déplacement horizontal, orthogonal à l’axe de déplacement longitudinal, permet de positionner le premier organe de préhension au niveau des différentes positions des colonnes et de couvrir ainsi tous les emplacements de toutes les alvéoles de la grille. Selon un mode de réalisation avantageux, l’installation comprend: - au moins un bac de transfert, porté par l’axe de déplacement longitudinal du premier robot cartésien et agencé dans la zone circulaire de déplacement du robot cinq ou six axes, le bac de transfert étant adapté pour loger une pluralité de boites de rangement. - un poste de préparation depuis lequel un opérateur peut amener un ou plusieurs conteneurs ou une ou plusieurs boite(s) à compartiments multiples, l’installation étant configurée de sorte que l’axe de déplacement longitudinal du premier robot cartésien puisse déplacer le bac de transfert dans le poste de préparation. Selon une variante de réalisation avantageuse, le poste préparation comprend un deuxième robot cartésien à au moins deux axes, adapté pour amener les conteneurs ou les boites dans un sas de récupération des échantillons biologiques par un opérateur. Le robot cartésien du poste de préparation permet d’effectuer les opérations principales de préparation suivantes : - déplacement des boites de transfert placées manuellement par l’opérateur sur un tiroir de chargement vers un bac de transfert statique (mise en froid des boites et des conteneurs échantillons positionnés) ; - déplacement des boites de transfert entre le bac de transfert statique et le bac de transfert embarqué, porté par le premier robot cartésien. Ainsi, le transfert de boites d’échantillons se fait directement entre le robot cartésien du poste de préparation et l’opérateur par un tiroir de chargement, ce qui permet de s’affranchir de la mise en œuvre d’un convoyeur mobile. Selon une variante de réalisation avantageuse, on prévoit des moyens d’instrumentation de mesure embarqués sur chaque structure de colonne de rangement. De préférence, les moyens d’instrumentation comprennent au moins une sonde de température et/ou au moins une jauge de déformation et/ou un moyen d’identification par radiofréquence (RFID) et/ou un transpondeur, de préférence de type MEMS (acronyme anglais pour « MicroElectroMechanical System »). De préférence encore, on peut agencer au moins deux sondes de température par colonne de rangement, dont une agencée à une extrémité longitudinale et l’autre agencée à l’extrémité longitudinale opposée. La mesure de température peut être réalisée sans fil. La mesure de température de la face supérieure de la colonne de rangement (rack) est de préférence réalisée lorsque le premier organe de préhension, embarqué sur l’axe vertical du premier robot cartésien est en contact avec le rack souhaité. Le relevé de température permet alors d’autoriser ou non la sortie du rack en fonction de la température relevée sur ce dernier. Le relevé de température d’une seconde sonde de température agencée sur la face inférieure du rack, voire de préférence d’une troisième sonde de température agencée au milieu du rack (face latérale) permet d’avoir une cartographie thermique des racks notamment lorsque ceux-ci sont placés en dehors des récipients de stockage. Les relevés de température permettront de préserver l’intégrité des échantillons en imposant que le rack soit placé à l’intérieur de récipient de stockage, lorsque sa température, notamment celle mesurée sur la face supérieure),se rapproche de la température maximale admissible. D’autre part, les relevés de températures permettront de connaitre les gradients de températures et les contractions thermiques subies par le rack et cela de manière dynamique car l’acquisition des relevés de température se fera tant que le premier organe de préhension est en contact avec le rack. Cette information permet avantageusement de guider le robot en intégrant des coefficients de compensation liés à la contraction thermique, notamment lors de la phase d’extraction ou de mise en place des échantillons dans les racks. Avantageusement, l’installation comprend un bâti au sol ou au plafond qui porte le premier robot cartésien ou un portique qui porte le premier robot cartésien en suspension au-dessus de la(des) rangée(s) de récipients de stockage. Avantageusement, les servitudes, comme les fluides (arrivées d’azote liquide, air, eau…), les alimentations pneumatiques, électriques voire hydrauliques, qui peuvent déjà être en place dans les locaux des entités gestionnaires d’installations de type biobanques peuvent être placées sous le bâti de l’installation selon l’invention. Le choix d’un bâti au sol ou d’un portique dépend de l’environnement autour de l’installation. Le bâti ou portique peut être un assemblage mécano-soudé ou réalisé en profilés, typiquement en aluminium ou acier placé entre les rangés de récipients de stockage. Selon une variante de réalisation avantageuse, l’installation comprend une enceinte à environnement contrôlé (ambiance gazeuse et/ou hygrométrie et/ou température contrôlée) comprenant un accès sécurisé, notamment au poste de préparation pour un opérateur depuis l’extérieur, l’enceinte étant configurée pour loger la pluralité des conteneurs et boites de rangement, la pluralité des colonnes de rangement, les récipients de stockage, le robot à au moins cinq axes (cinq ou six ou sept axes), les organes de préhension, le(s) robot(s) cartésien(s) et le cas échéant le bâti ou le portique. Cette enceinte permet de maintenir une ambiance inertée par exemple à l’azote), de maintenir un faible taux d’hygrométrie et de réguler la température à l’intérieur de l’enceinte. Avantageusement, le ou les récipients de stockage comprend(nent) (chacun) un couvercle pour fermer le(s) récipient(s) qui est (sont) en configuration de stockage, c’est-à-dire non concerné(s) par l’extraction ou réciproquement l’insertion d’une colonne en son(leur) sein. Avantageusement encore, l’unité de contrôle-commande du premier robot cartésien est adaptée pour commander l’ouverture et réciproquement la fermeture de chaque récipient de stockage. Les conteneurs sont de préférence des tubes de conservation (cryotubes, cryovials ou tubes de stockage d’échantillons). De préférence, le ou les récipients de stockage fonctionnent à des conditions cryogéniques, notamment par azote liquide en tant que source de froid. Comme déjà évoqué, les récipients peuvent être des cryo-conservateurs déjà existants, de différentes marques commerciales. Dans une même installation selon l’invention, on peut avoir des récipients de stockage de tailles différentes, à ouverture totale ou partielle (col à ouverture large ou col étroit). Les cryo-conservateurs sont équipés d’une grille alvéolée afin de positionner les colonnes de rangement (racks). Les cryo-conservateurs à ouverture totale sont équipés d’un vérin pneumatique permettant d’automatiser leur ouverture et leur fermeture. Les bouchons des cryo-conservateurs à ouverture partielle sont quant à eux modifiés pour permettre d’automatiser leur ouverture. On peut prévoir avantageusement des récipients de stockage avec un système de ventilation afin de réduire tout gradient thermique. Par exemple, des ventilateurs peuvent être placés sur les portions libres de la grille alvéolée dédiée au maintien des racks. Les avantages d’une installation selon l’invention sont nombreux parmi lesquels on peut citer : - réutilisation des moyens de stockage existants (cryo-conservateurs) avec la possibilité de s’adapter à différentes tailles de cryo-conservateurs, différents types de cryo-conservateurs du commerce, à ouverture totale ou partielle ; - flexibilité et modularité : possibilité de s’adapter au nombre de cryo-conservateurs utilisés (système plus ou moins long) ; possibilité de s’adapter aux tailles des cryo-conservateurs utilisés (système plus ou moins large et plus ou moins haut) ; possibilité de s’adapter à l’environnement de la salle d’implantation (adaptable en fonction de la hauteur du plafond, de l’emplacement des lignes froides pour alimenter les cryo-conservateurs ou de l’espacement entre les récipients. - faible quantité de travaux nécessaires pour robotiser une Biobanque existante, avec la possibilité d’implanter les lignes froides alimentant les cryo-conservateurs dessus le portique suspendu ou dessous le bâti au sol du robot cartésien de déplacement ; - simplicité de fonctionnement : l’opérateur charge une (ou plusieurs) boites de rangement (« cryo-boxes ») conventionnelle(s) dans laquelle sont placés des conteneurs, de préférence des tubes (« vials ») contenant les échantillons biologiques à stocker dans les récipients cryogéniques ; les racks contiennent uniquement les conteneurs d’échantillons biologiques placés dans les alvéoles d’une structure en nid d’abeilles ; - meilleure conservation de la chaîne du froid (atmosphère froide), de lutte contre le givre (atmosphère sèche) et préservation des échantillons que selon l’état de l’art, grâce notamment à l’instrumentation des racks avec des sondes de température intégrées qui permet une maîtrise de la température des racks et donc de celles des échantillons avec un replacement immédiat des racks en ambiance froide dans les cryo-conservateurs lorsque la température d’un rack extrait s’approche de la température maximale admissible - évolutivité de l’installation, en adaptant à souhait le nombre de cryo-conservateurs, les dimensions et les courses de déplacement du premier robot cartésien. Par exemple, la course de déplacement longitudinal du robot cartésien peut être rallongée si le nombre de cryo-conservateurs augmente. Par exemple encore, la hauteur du robot cartésien peut être adaptée en fonction de la hauteur du plafond en utilisant un axe de déplacement en Z télescopique. - possibilité à tout moment de gérer l’installation en mode manuel, pour faciliter les maintenances, et conserver une certaine flexibilité. L’invention a également pour objet l’utilisation de l’installation telle que décrite précédemment, pour stocker des échantillons biologiques dans des conditions cryogéniques sous enceinte à environnement contrôlé. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d’exemples de mise en œuvre de l’invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes. est une vue en perspective d’un exemple d’installation de manipulation et de stockage cryogénique d’échantillons biologiques selon l’invention. est une vue de détail en perspective de la figure 1, montrant les composants de l’installation en train d’extraire une colonne de rangement (rack) d’un récipient de stockage cryogénique (cryo-conservateur). est une vue agrandie de la figure 1A. est une autre vue en perspective d’un exemple d’installation de manipulation et de stockage cryogénique d’échantillons biologiques selon l’invention. est une vue de détail en perspective de la figure 2 montrant le poste de préparation de l’installation. est une vue en perspective d’un rack conforme à l’invention. est une vue de détail de la structure en nid d’abeilles d’un rack selon la figure 3. est une autre vue en perspective d’un rack conforme à l’invention. est une vue en coupe longitudinale montrant le détail d’une structure d’un rack conforme à l’invention tel que saisi par le premier organe de préhension de l’installation. est une vue en perspective d’un dispositif de bridage et d’extraction destiné à respectivement brider un rack et à extraire les tubes d’échantillons logés en son sein. est une vue en perspective de détail du dispositif de bridage et d’extraction selon la figure 6. est une vue de côté montrant le dispositif de bridage selon les figures 6 et 6A, dans une position en retrait d’un rack saisi par le premier organe de préhension. est une vue de côté montrant le dispositif de bridage selon les figures 6 et 6A, dans une position de bridage d’un rack saisi par le premier organe de préhension. est une vue en perspective montrant le dispositif de bridage selon les figures 6 et 6A, dans la position ouverte de ses mors de bridage d’un rack saisi par le premier organe de préhension. est une vue en perspective montrant le dispositif de bridage selon les figures 6 et 6A, dans la position fermée de ses mors de bridage d’un rack saisi par le premier organe de préhension. est une vue en perspective montrant l’extraction par poussée d’un doigt du dispositif d’extraction, d’un tube d’échantillon depuis son logement au sein d’un rack. est une vue en coupe longitudinale reprenant la figure 9. est une vue en perspective du premier organe de préhension de l’installation selon l’invention. est une vue en perspective partielle montrant une extraction d’un rack par le premier organe de préhension. est une vue en perspective montrant une extraction d’un rack par le premier organe de préhension avec la mise en œuvre de la compliance de dernier. est une vue en perspective montrant la mise en œuvre du relevé de température par pointes à touches supportées par un boitier-support fixé sur le premier organe de préhension et qui sont destinées à venir en contact avec une carte électronique fixée en face supérieure d’un rack. est une vue en perspective du deuxième organe de préhension de l’installation selon l’invention, en fonctionnement de préhension d’un conteneur d’échantillon (tube) à l’unité. est une vue en perspective du deuxième organe de préhension de l’installation selon l’invention, avec tous ses composants pour le prélèvement à l’unité des tubes d’échantillons. est une vue en perspective illustrant une variante du deuxième organe de préhension de l’installation selon l’invention, avec tous ses composants pour le prélèvement à l’unité de boites contenant une pluralité de conteneurs d’échantillon (tubes). est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une étape de dépôt d’un ou plusieurs échantillons à conserver dans un récipient de stockage cryogénique. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une variante des étapes réalisées dans le poste de préparation de l’installation. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une variante des étapes réalisées dans le poste de préparation de l’installation. est une vue en perspective d’une partie d’une installation selon l’invention illustrant une variante des étapes réalisées dans le poste de préparation de l’installation. est une vue en perspective d’un bouchon modifié d’une cuve (cryo-conservateur) à ouverture partielle de l’installation selon l’invention. est une vue en perspective montrant l’ouverture du bouchon modifié selon la figure 52 d’une cuve (cryo-conservateur) à ouverture partielle au moyen du robot cartésien de l’installation selon l’invention. Installation (1) de manipulation et de stockage d’échantillons biologiques à très basses températures, notamment dans des conditions cryogéniques comprenant : une pluralité de colonnes de rangement (2), chacune s’étendant selon un axe longitudinal (Z1) et présentant une structure (20) adaptée pour recevoir par translation et loger une pluralité de conteneurs (10) adaptés chacun pour contenir un ou des échantillons biologiques; une pluralité de récipients de stockage (3), à isolation thermique, alignés selon au moins une rangée, l’intérieur de chaque récipient étant apte à être soumis à de très basses températures, chaque récipient comprenant dans sa partie supérieure une grille alvéolée (30) dont chaque alvéole (300) est adaptée pour recevoir à la verticale une de la pluralité des colonnes de rangement; un premier organe de préhension (4), adapté pour saisir à l’unité une colonne de rangement; un robot à bras articulé (5) à au moins cinq degrés de liberté, dit robot à au moins cinq, axes, le bras du robot étant adapté pour se déplacer dans n’importe quelle position au sein d’une zone circulaire de déplacement, l’extrémité (50) du bras du robot étant munie d’un deuxième organe de préhension (6), adapté pour saisir à l’unité un conteneur d’échantillon ou une boite de rangement à compartiments multiples, chaque compartiment étant adapté pour loger un conteneur (10); un premier robot cartésien (7), agencé au-dessus de la (des) rangée(s) de récipients de stockage, le premier robot cartésien étant à au moins deux axes (71, 72) dont un axe de déplacement longitudinal (X) est parallèle à la direction d’alignement de la (des) rangée(s) et un axe de déplacement vertical (Z); le premier robot cartésien étant adapté pour porter et déplacer, selon son axe de déplacement longitudinal, le robot à au moins cinq axes, et pour porter et déplacer selon la verticale, le premier organe de préhension ; l’installation étant configurée de sorte que : i/ le premier robot cartésien puisse déplacer le robot à au moins cinq axes à proximité de l’un quelconque des récipients de stockage, ii/ le premier organe de préhension vienne extraire verticalement au moins partiellement n’importe laquelle des colonnes (2) depuis une des alvéoles de la grille (30) du récipient de stockage dans une position dite de prélèvement, iii/ le deuxième organe de préhension vienne extraire au moins un conteneur sélectionné dans la position de prélèvement de la colonne, et vice-versa. Installation (1) selon la revendication 1, le robot à bras articulé étant un robot cinq, six ou sept axes. Installation (1) selon la revendication 1 ou 2, les récipients de stockage étant alignés selon deux rangées parallèles délimitant un espace dans lequel l’(les) axe(s) de déplacement longitudinal (71) du premier robot cartésien est(sont) agencé(s). Installation (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle : la structure de chaque colonne de rangement est une structure en nid d’abeille dont les alvéoles (200) s’étendent selon un axe sécant (Y1) avec l’axe longitudinal (Z1), chaque alvéole d’une colonne de rangement étant adapté pour recevoir et loger à l’unité un de la pluralité de conteneurs (T); le deuxième organe de préhension étant adapté pour saisir à l’unité un conteneur, l’installation étant configurée de sorte que iii/ le deuxième organe de préhension vienne extraire à l’unité n’importe lequel des conteneurs sélectionné dans la position de prélèvement de la colonne. Installation (1) selon la revendication 4, comprenant un dispositif de bridage (8), porté par l’axe de déplacement vertical du robot cartésien, le dispositif de bridage étant adapté pour maintenir par bridage une colonne de rangement lorsqu’elle est extraite au moins partiellement d’un récipient de stockage. Installation (1) selon la revendication 4 ou 5, comprenant un dispositif d’extraction (9), porté par l’axe de déplacement vertical du robot cartésien, le dispositif d’extraction étant adapté pour pousser n’importe quel conteneur d’une alvéole d’une colonne de rangement lorsqu’elle est extraite au moins partiellement d’un récipient de stockage. Installation (1) selon la revendication 6, le dispositif d’extraction comprenant un ou plusieurs vérins (90) en tant que moyen(s) de poussée. Installation (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle : la structure de chaque colonne de rangement est divisée en une pluralité de tiroirs de rangement, adaptés chacun pour recevoir par translation une d’une pluralité des boites de rangement à compartiments multiples, chaque compartiment étant adapté pour loger un conteneur (10) adapté chacun pour contenir un ou des échantillons biologiques ; le deuxième organe de préhension étant adapté pour saisir à l’unité une boîte de rangement; l’installation étant configurée de sorte que iii/ le deuxième organe de préhension vienne extraire à l’unité n’importe laquelle des boites de rangement sélectionnée dans la position de prélèvement de la colonne. Installation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le premier robot cartésien étant à trois axes, le troisième axe (73) étant un axe de déplacement latéral adapté pour déplacer latéralement le premier organe de préhension au moins à l’aplomb de n’importe quelle alvéole de la grille de n’importe lequel des récipients de stockage. Installation (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant : - au moins un bac de transfert (100), porté par l’axe de déplacement longitudinal du premier robot cartésien et agencé dans la zone circulaire de déplacement du robot à au moins cinq axes, le bac de transfert étant adapté pour loger une pluralité de boites de rangement (11). - un poste de préparation (12) depuis lequel un opérateur peut amener un ou plusieurs conteneurs ou une ou plusieurs boite(s) à compartiments multiples, l’installation étant configurée de sorte que l’axe de déplacement longitudinal du premier robot cartésien puisse déplacer le bac de transfert dans le poste de préparation. Installation (1) selon la revendication 10, le poste de préparation comprenant un deuxième robot cartésien (13) à au moins deux axes, adapté pour amener les conteneurs ou les boites dans un sas de récupération des échantillons biologiques par un opérateur. Installation (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant des moyens d’instrumentation de mesure embarqués sur chaque structure de colonne de rangement. Installation (1) selon la revendication 12, les moyens d’instrumentation comprenant au moins une sonde de température et/ou au moins une jauge de déformation et/ou un moyen d’identification par radiofréquence (RFID) et/ou un transpondeur. Installation (1) selon la revendication 13, comprenant au moins deux sondes de température par colonne de rangement, dont une agencée à une extrémité longitudinale et l’autre agencée à l’extrémité longitudinale opposée. Installation (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant un bâti (70) au sol ou au plafond qui porte le premier robot cartésien ou un portique qui porte le premier robot cartésien en suspension au-dessus de la(des) rangée(s) de récipients de stockage. Installation (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant une enceinte à environnement contrôlé (ambiance gazeuse et/ou hygrométrie et/ou température contrôlée) comprenant un accès sécurisé, notamment au poste de préparation pour un opérateur depuis l’extérieur, l’enceinte étant configurée pour loger la pluralité des conteneurs et boites de rangement, la pluralité des colonnes de rangement, les récipients de stockage, le robot à au moins cinq axes, les organes de préhension, le(s) robot(s) cartésien(s) et le cas échéant le bâti ou le portique. Installation selon l’une des revendications précédentes, le ou les récipients de stockage comprenant chacun un couvercle (31) pour fermer le(s) récipient(s) qui est (sont) en configuration de stockage, c’est-à-dire non concerné(s) par l’extraction ou réciproquement l’insertion d’une colonne en son(leur) sein. Installation selon la revendication 17, l’unité de contrôle-commande du premier robot cartésienne étant adaptée pour commander l’ouverture et réciproquement la fermeture de chaque récipient de stockage. Installation selon l’une des revendications précédentes, les conteneurs étant des tubes de conservation (10). Installation selon l’une des revendications précédentes, le ou les récipients de stockage fonctionnant à des conditions cryogéniques, notamment par azote liquide en tant que source de froid. Utilisation de l’installation (1) selon l’une des revendications précédentes, pour stocker des échantillons biologiques dans des conditions cryogéniques sous enceinte à environnement contrôlé.