Une des principales forces des cahiers de laboratoire électroniques réside dans la possibilité de centraliser les données provenant de multiples sources. Ils peuvent ainsi constituer la mémoire scientifique des laboratoires et devenir un formidable outil de gestion de l’information. Pour cela, ils doivent offrir les moyens d’exploiter la masse d’information collectée afin de la transformer en connaissance dépassant ainsi leur rôle de simples outils de traçabilité.

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Cahierdelaboratoire
Résumé
Une des principales forces des cahiers de laboratoire électroniques réside dans la possibilité de centraliser
les données provenant de multiples sources. Ils peuvent ainsi constituer la mémoire scientifique des
laboratoires et devenir un formidable outil de gestion de l’information. Pour cela, ils doivent offrir les moyens
d’exploiter la masse d’information collectée afin de la transformer en connaissance dépassant ainsi leur
rôle de simples outils de traçabilité.
Mots-Clés
Cahier de laboratoire - données scientifiques - exploitation des résultats - gestion de la connaissance
Electronics Laboratory Notebooks, transforming data into knowledge
Summary
One of the main strengths of electronic lab notebooks is to centralize data coming from various sources. If they are
able to build the scientific memory of labs, they could also be a powerful tool to manage information. More than
a simple traceability tool, ELNs should provide ways to exploit collected data in order to bring out meanings and
generate knowledge.
Keywords
Electronic lab notebook - scientific data- result processing, knowledge management
Cahiers de laboratoire électroniques,
transformer les données en connaissance
Renaud ACKER1*
1
Agilab - Paris Innovation Belleville - 24,Rue de l’Est – 75020 Paris
* Pour correspondance :renaud.acker@agilab.fr
Introduction
Cet article a pour objectif de décrire comment
l’utilisation de cahiers de laboratoire électroniques
(ELN) facilite la mise en place de pratiques
permettant d’atteindre plus aisément et
rapidement un des principaux objectifs de la
R&D : « Faire émerger l’information d’intérêt et la
transformer en connaissance partageable ».
Dans cet article, les processus de ‘transformation
de l’information en connaissance’ utilisant des
cahiers de laboratoire ‘papier’ et électroniques
seront comparés. Les bénéfices générés par
l’utilisation d’un cahier de laboratoire électronique
(ELN) face aux nouveaux défis de la R&D seront
mis en évidence ainsi que l’apport des fonctions
et outils permettant de favoriser l’émergence de la
connaissance.
I - Le cahier de laboratoire
dans le processus de R&D
1. Principales finalités
Les cahiers de laboratoire permettent d’enregistrer
les expériences menées dans un projet de R&D. Ils
regroupent un ensemble de données intégrant
des protocoles opérationnels, des résultats
expérimentaux, des noms et des signatures ainsi
que l’horodatage des enregistrements. Dans
leur acceptation traditionnelle, les cahiers de
laboratoires servent à enregistrer et tracer les
travaux menés dans les laboratoires avec comme
principales finalités :
• mémoriser et fixer dans le temps les travaux
effectués ;
• conserver les résultats obtenus ;
• fournir les informations utiles au dépôt des
brevets ;
• servir à établir la preuve de la découverte et de
l’effort de R&D.
2. Répartition des temps passés
La figure 1 montre la répartition typique des
activités d’un chercheur. En additionnant les
activités « Ecrire dans cahier de laboratoire »
(10 %), « Analyser données » (11 %), « Rechercher
information » (7 %), la part des activités associées
à l’écriture et l’exploitation des données dans les
cahiers de laboratoire est proche de 30 %.
Nous verrons que l’utilisation d’un cahier de
laboratoire électronique (ELN) permet non
seulement d’alléger les charges liées à ces activités

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mais aussi de faciliter d’autres activités afin d’offrir
plus de disponibilité aux chercheurs pour conduire
leurs expériences.
3. Du ”First-To-Invent”
au ”First-To-File”(2, 3, 4)
En 2013, un changement majeur est survenu
concernant le processus d’attribution des brevets :
• Avant cette date, les Etats-Unis accordaient
les brevets au premier découvreur (« First to
Invent »), le cahier de laboratoire était alors
utilisé comme preuve de la précédence de la
découverte ;
• Après cette date, les Etats-Unis , tout comme
le reste du monde, accordent les brevets au
premier déposant (« First to File »).
Ce changement a modifié en profondeur l’utilité des
cahiers de laboratoire. A présent, plutôt que d’être
utilisés comme la preuve légale de l’antériorité de
la découverte, les cahiers de laboratoire permettent
principalement de fournir les informations utiles aux
brevets.Ilsn’apportentplusuniquementlapreuvedela
datedeladécouvertemaislapreuvedel’effortdeR&D.
Soit une aide , pour le laboratoire déposant, afin de
justifierledépôtdebrevetet,pourleslaboratoiresnon
détenteursdubrevet,pourjustifierlaprolongationdes
travaux amorcés par l’existence de travaux antérieurs.
Cechangementalevéundesprincipauxverrousrelatif
à la traçabilité et au caractère infalsifiable des ELN.
II - Avantages et inconvénients
des cahiers de laboratoire papier (3)
Les cahiers papier permettent des enregistrements
completsetcontinus.L’écritureséquentiellesurdes
pages numérotées garantit la tenue séquentielle et
chronologique des enregistrements qui sont datés,
signés et contre signés manuellement, garantissant
ainsi l’authenticité des données.
Ilssontarchivablesetpérennesgrâceàunarchivage
physique dans de bonnes conditions et, en cas de
litige, authentifiables par datation du papier et de
l’encre grâce à des expertises physico-chimiques,
les rendant ainsi théoriquement infalsifiables.
L’inadaptation des cahiers papier face aux
nouveaux défis de la R&D est par contre évidente
au regard de la gestion d’une multiplicité de
sources de données et de leur volume croissant,
obligeant à multiplier les copier / coller physiques
fastidieux dans le cahier de laboratoire.
Le tableau I présente le processus d’enregistrement
des données dans un cahier papier.
Ce tableau montre que de nombreuses actions
manuelles de recopie, ressaisie, retranscription
de données ,consommatrices de temps, sont
nécessaires afin d’assurer une bonne traçabilité des
expériences menées et des résultats obtenus.
Figure 1
Répartition du temps passé par un scientifique de R&D utilisant un cahier papier
(source : Atrium Research (1))

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Cahiers de laboratoire électroniques, transformer les données en connaissance
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III - Bénéfices attendus des cahiers
de laboratoire électroniques
L’utilisation des ELN a pour objectif d’améliorer
et d’accélérer des processus consommateurs
de temps et de ressources afin de libérer du
temps pour les activités de R&D. Les principaux
bénéfices attendus par l’introduction d’un ELN en
regard de l’utilisation d’un cahier papier sont de
4 types :
• Une plus grande efficacité se concrétisant
par l’augmentation du temps disponible
pour conduire les expériences et, in fine, une
réduction du délai de dépôt des brevets :
réduction du nombre d’heures à consigner les
résultats, suppression des tâches de formatage/
copier/coller physiques, élimination de prises
de notes manuelles, suivi des expériences,
réduction des doublons d’expérience, analyse
et validation des données en temps réel,
optimisation du temps de mise en conformité
et d‘archivage… ;
• Une amélioration de la qualité des données
pour qualifier et valoriser pleinement
l’information obtenue : partage d’un même
langage, saisie guidée et contrôlée, vérification
des erreurs avant l’enregistrement, contrôle
des formats, intégration de formules de
calcul, récupération automatisée de résultats
instruments permettant de minimiser les
erreurs et ressaisies, utilisation de processus
standards… permettent de ;
• Une meilleure traçabilité et protection de
la propriété intellectuelle : fourniture d’un
environnement plus sécurisé que le papier,
accès contrôlés et sécurisés aux données,
traçabilité des actions, mécanismes sécurisés,
signatures électroniques, meilleure lisibilité ;
• Une conformité réglementaire accrue : accès
aux personnes autorisées, audits détaillés,
contrôle de version, authentification des
utilisateurs, mise en place de processus en
conformité avec les procédures internes.
La figure 2 reprend la répartition des activités
d’un scientifique de R&D utilisant un cahier
électronique en lieu et place (c’est-à-dire à iso-
fonctionnalité) d’un cahier papier dans le but
d’entrer et sécuriser ses données.
Ce graphe montre une diminution sensible du temps
passé sur les activités d’écriture dans le cahier de
laboratoire et de recherche d’information permettant
une augmentation sensible du temps consacré aux
expériences.Ainsi,enrecourantàunELNremplaçant
à iso-fonctionnalité un cahier papier, un chercheur
gagne globalement 6 % de temps en plus pour ses
expériences (22 % réservé à l’écriture et l’exploitation
des données contre 28 % avec un cahier papier).
Le tableau II présente le processus d’enregistrement
des données dans un cahier électronique.
Ce processus est allégé par l’abandon du support
papier et l’apport des données électroniques. Il est
optimisé grâce à l’automatisation de nombreuses
opérations : chargement de fichiers de données
issus des instruments, saisie contrôlée et validée,
téléchargements…Aserviceégald’uncahierpapier,
l’impact organisationnel reste toutefois limité.
IV - Le processus d’émergence
de la connaissance
Après avoir analysé les processus d’enregistrement
des données avec des cahiers de laboratoire papier
et électronique, nous allons comparer maintenant
les processus de valorisation des données
scientifiques avec les deux types de cahiers.
1. La valorisation des données
avec des cahiers de laboratoire papier
Le tableau III synthétise les actions nécessaires pour
rechercher, extraire, compiler, mettre en forme
l’information contenue dans des cahiers papier.
Tableau I
Processus d’enregistrement des données dans un cahier de laboratoire papier
Etape Actions
1 Déclarer les expériences
• Insérer début et fin d’expérience
• Décrire les contextes expérimentaux
2 Récupérer les données
• Sources de données multiples : appareils, applications, bases de données internes et externes
• Imprimer les données
3 Copier les données
• Scanner, reformater, réimprimer, plier, découper, coller,...
• Ecrire, ressaisir informations complémentaires
4 Sécuriser les pages • Barrer, dater & signer chaque page
5 Valider le contenu
• Relire, vérifier, dater & contresigner
• Compiler les cahiers
6 Archiver les cahiers
• Classer, ranger
• Enregistrer le classement

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Ce processus montre la longue suite d’actions de
recherche et saisies manuelles nécessaires pour
trouver, analyser et mettre en forme l’information
contenue dans les cahiers papier.
2. L’émergence de la connaissance
avec les ELN
Nous avons précédemment identifié les qualités
des cahiers électroniques pour faciliter la collecte
des données et dégager du temps pour la R&D.
Parmi les qualités intrinsèques des ELN, nous
avons identifié : la centralisation des informations
dans une même base de données, la saisie
guidée, contrôlée et validée automatiquement,
la structuration, la lisibilité et la sémantique
univoque des saisies effectuées, la garantie de
la traçabilité, la remontée et le partage rapide
d’information entre les différents scientifiques
créant ainsi une véritable culture de partage.
Tableau II
Processus d’enregistrement des données dans un cahier de laboratoire électronique
Etape Actions
1 Organiser la R&D
• Déclarer projets, études, expériences
• Créer les essais
2 Récupérer les données
• Sources de données multiples : appareils, applications, bases de données internes et externes
• Intégrer automatiquement les données
3 Saisir les données
•Télécharger données
• Saisir notes, descriptions, objectifs, contexte dans éditeur de texte
4 Sécuriser les données
• Saisir de manière contrôlée les données
•Valider les données à l’enregistrement
• Signer électroniquement
5 Valider le contenu
• Partager données à valider
• Notifier témoin pour validation et signature
• Relire, vérifier, dater & contresigner
Figure 2
Estimation du temps passé par un scientifique de R&D utilisant un cahier électronique (évaluation factuelle interne à Agilab)

5. Mises à jour des connaissances
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Nous avons toutefois observé que le cahier
électronique vu comme simple outil de
remplacement iso-fonctionnel d’un cahier papier
reste d’un apport limité. En effet, si les ELN
permettent d’enregistrer des flots d’information, il
est tout aussi important de pouvoir les organiser
et les exploiter.
3. L’organisation des flux de travail
et de données
L’organisation des flux de travail et de données
est importante afin de mieux conduire, suivre les
expériences et enregistrer le contexte scientifique
de production des données. Ces flux de travail
peuvent s’organiser grâce à des fonctions de
gestion de processus informatisés souples et
adaptables aux situations de la R&D. Ces fonctions
doivent modéliser facilement et graphiquement
les différentes étapes d’un protocole ou procédé
(figure 3), de prévoir les données à obtenir à chaque
étape ainsi que de suivre l’exécution des travaux
effectués, en y attachant les résultats obtenus.
Les données sont ainsi produites dans un
processus scientifique qui les contextualise
précisément.
4. L’exploitation et la valorisation
des données enregistrées
L’exploitationdelamassed’informationenregistrée
est primordiale afin d’identifier rapidement
les résultats d’intérêt et mettre en évidence la
connaissance obtenue, l’interpréter et la partager.
Grâce à l’apport de fonctions de recherches, tris,
filtres, extractions, mises en forme, génération de
graphes, notifications de nouveaux résultats…
intégrées dans l’ELN, l’information d’intérêt doit
être accessible pour une analyse des données en
ligne.
Des stratégies de recherche et de traitement de
l’information peuvent ainsi être mises en place
(data mining, modèles prédictifs…).
Il est important que les résultats de l’exploitation
des données soient enregistrés et conservés dans
le cahier électronique. En effet, les interprétations,
conclusions et synthèses donnent du sens aux
résultats produits et transforment l’ELN en un
référentiel centralisé des connaissances tacites et
explicites, permettant une véritable gestion de
cette connaissance.
Le tableau IV synthétise le processus de
valorisation des informations contenues dans
Etape Actions
1 Rechercher cahiers
• Rechercher cahiers en fonction de la période, du scientifique concerné, des projets travaillés,...
• Collecter cahiers en fonction classement, rangement
2 Rechercher informations
• Parcourir cahiers
• Lire et déchiffrer séquentiellement
• Marquer pages d’intérêt
3 Récupérer données
• Identifier sources de données
• Rechercher et récupérer données stockées
• Compiler données
4 Analyser données
• Analyser données
• Ressaisir données complémentaires
• Décrire contexte scientifique
• Interpréter résultats
4 Présenter informations
• Mettre en forme données
• Rédiger pour mettre en valeur
• Préparer présentation
Tableau III
Processus de recherche et d’extraction de l’information dans les cahiers papier
Figure 3
Exemple de protocole
interactif permettant
de modéliser et suivre
les travaux

6. Mises à jour des connaissances
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des ELN qui intègrent des fonctions et outils
pour faciliter la gestion des flux de travail et
d’exploitation des données.
Les gains attendus par l’utilisation d’un tel ELN
sont présentés dans la figure 4 :
Cette nouvelle répartition met en évidence le
potentiel de temps libéré pour faire de la science
plutôt que de la ressaisie, de la mise en forme…
Elle présente des gains substantiels quant à la
recherche d’informations, l’analyse des données,
l’écriture de rapports et d’articles, la tenue de
réunions notamment grâce à :
• la centralisation des données ;
• l’apport des fonctions d’exploitation et de
mise en forme des données, de construction de
graphes ;
• les possibilités de consultation et de partage
en ligne des informations, interprétations,
conclusions et synthèses établies suite à
l’exploitation des données.
Etape Actions
1 Rechercher informations
• Sélectionner contexte scientifique : projet, étude, expérience,...
• Rechercher par mots-clés, informations d’intérêt
• Parcourir résultats
2 Récupérer données
•Télécharger données
• Filtrer & sélectionner données
• Extraire données d’intérêt
3 Analyser données
• Analyser données
• Associer données complémentaires, contexte scientifique, objectifs, conclusions, synthèse...
4 Présenter informations
• Partager en ligne résultats, interprétations, conclusions
• Mettre en forme et en graphe données en ligne
Tableau IV
Transformation des données en connaissance avec les cahiers électroniques
Figure 4
Estimation du temps passé par un scientifique de R&D utilisant un cahier électronique intégrant des fonctions avancées
d’exploitation des données (évaluation interne factuelle à Agilab)

7. Mises à jour des connaissances
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REFERENCES
(1) Atrium Research, Electronic Laboratory Notebooks – A
Foundation for Scientific Knowledge Management, Août
2004
(2) William A. Holtz, mars 2011, Electronic lab notebooks as
evidence in interference proceedings, mars 2011, http://bit.
ly/1jaTqEe
(3) Nutter McClennen & Fish, Should you throw away your
lab notebook?, mai 2012,http://bit.ly/1MYMXZ5
(4) Nutter McClennen & Fish, It’s a first-to-file system: how
does that impact my practice?, novembre 2011, http://bit.
ly/1QSjUrN
Conclusion
Les avantages des ELN face aux classiques
cahiers papier sont nombreux. Ils permettent de
diminuer de façon significative de nombreuses
tâches manuelles, de consacrer plus de temps à
la R&D, de construire la mémoire scientifique du
laboratoire, de partager et échanger facilement de
l’information et surtout de faciliter l’émergence de
la connaissance à partir de l’ensemble des données
et des informations enregistrées.
Dans cette perspective, le cahier de laboratoire
électronique ne doit pas se contenter de copier le
fonctionnement d’un cahier papier, c’est-à-dire être
un simple outil de structuration, d’enregistrement
et de traçabilité de l’information produite par les
laboratoires, il se doit de fournir aussi les moyens :
• de guider et assister les scientifiques dans leur
travail quotidien (i.e. : planifier, construire et
suivre les processus et protocoles…)
• de rechercher et analyser les données produites
(i.e. : rechercher, explorer, exploiter, comparer,
extraire, mettre en forme, générer des graphes,
interpréter…)
• de se réunir autour des données centralisées
du cahier électronique sans avoir à extraire,
compiler, formater et rédiger des présentations.
Un ELN intégrant ces moyens, en plus de
réels gains de temps pour la R&D, est à même
d’optimiser la qualité et la structuration
des données, de transformer la masse
d’information collectée en outil d’émergence
de connaissances.