De lourdes contraintes

Séjourner dans l’espace implique la prise en compte de différents facteurs liés au changement d’environnement.

La micropesanteur qui règne à bord des véhicules spatiaux est une situation relativement inconnue sur notre planète. On ne la rencontre qu’à l’occasion de vols paraboliques ou lorsqu’on effectue un saut (en chute libre*). Et, dans un cas comme dans l’autre, le phénomène dure moins d’une trentaine de secondes.

Les maux de l’espace

Outre des phénomènes comme l’irradiation, il existe quatre principaux types de physiopathologies fréquemment observées lors de séjours dans l’espace :

Élaborer des contre-mesures

• Pour se préparer à supporter le mal de l’espace, les spationautes subissent des entraînements particuliers. C’est le cas en Russie, avec les stimulations de Coriolis. Le sujet, les yeux masqués, assis sur un tabouret tournant, effectue des flexions antéro-postérieures du tronc, réalisant ainsi une accélération dite de Coriolis. Sur son tabouret, le sujet, soumis à 2 axes de rotation -l’un vertical, l’autre passant par ses crêtes iliaques-, perçoit l’accélération résultante de Coriolis (perpendiculaire aux deux autres) et a l’impression de réaliser des loopings latéraux. Cette sensation désagréable génère une cinétose due à l’incohérence des informations sensorielles reçues par le sujet. Ces divergences entre le système sensoriel – qui tire ses informations des capteurs cutanés, musculaires et articulaires – et le système vestibulaire aboutissent à un conflit sensoriel responsable du mal de l’espace.

La vue du spationaute est cachée lors des stimulations de Coriolis. En effet, il y a prépondérance du visuel en matière d’informations sensorielles. Susceptible de masquer toutes les autres informations, l’information visuelle arriverait à inhiber l’incohérence sensorielle.

Le domaine neuro-sensoriel est un champ de prédilection pour la recherche en micropesanteur. Posture, équilibre… pour comprendre l’importance d’un système par rapport à un autre, il s’avère très intéressant de réaliser des expériences en impesanteur.

• Le déconditionnement cardiovasculaire est la conséquence directe de l’impesanteur alliée à l’hypokinésie. Sur Terre, à chaque lever, le système cardiovasculaire a l’habitude de compenser les variations de pression hydrostatique présentes dans le système vasculaire et de réagir pour adapter les pressions de perfusion des organes, notamment au niveau du cerveau. Le lever quotidien entretient ce réflexe de régulation de pression sanguine artérielle permettant d’éviter les syncopes.

Dans l’espace, la notion de lever n’existe plus et ce réflexe se perd. C’est pourquoi, dès leur retour sur Terre, on ne met pas les spationautes en position debout de n’importe quelle façon, au risque de les voir s’évanouir suite à une chute de leur pression artérielle (hypotension orthostatique). Ce symptôme est également connu sur Terre en cas d’alitement prolongé. Pour prévenir ce phénomène, les spationautes utilisent différentes contre-mesures. Avant leur retour sur Terre, durant les derniers jours du séjour en micropesanteur, ils font des séances de LBNP (caisson à dépression de la partie inférieure du corps ou en anglais "Low Body Negative Pressure") pour recréer le réflexe cardiovasculaire orthostatique perdu. Ces dépressions simulées permettent au système de se réadapter et de provoquer une vasoconstriction réflexe. Ceci permet d'éviter que le spationaute ne mette, selon l’expression consacrée, "tout le sang dans ses chaussettes" à son lever. De plus, juste avant le retour, ils absorbent du sel et de l'eau (pour être artificiellement hyper-hydratés) et durant le retour ils portent un pantalon de contention, dit anti-g pour mieux tolérer les accélérations verticales tête-pied et en particulier la gravité terrestre. Ces pantalons anti-g serrent les jambes au niveau des mollets, des cuisses ainsi que de l’abdomen évitant un afflux de sang trop important vers le bas du corps et l’amorçage de l’hypotension orthostatique.

• Pour prévenir la perte de la capacité à l'effort, ils réalisent des exercices en vol soit sur des tapis roulants soit sur des vélos ergomètres, deux fois par jour pendant les vols de longue durée.

• La fonte musculaire touche principalement les membres inférieurs et les muscles paravertébraux. Elle se produit progressivement, un vol de 6 mois induisant généralement une perte de 4 à 6 cm de circonférence au niveau du quadriceps et 4 à 5 cm au niveau du mollet. Des pertes importantes si l’on sait qu’un mois d’exercices intensifs est nécessaire pour regagner 1 cm de circonférence. L’exercice en vol est le seul moyen connu aujourd’hui pour pallier à ces troubles.

• La déminéralisation osseuse intervient principalement lors de vols de très longue durée. L’atténuation de l’ostéoblastie est due au fait que l’os ne se reconstruit que si c’est nécessaire, c’est à dire s’il est amené à supporter des contraintes mécaniques : porter son poids ou absorber des impacts fréquents (marche, course…). Or l’impesanteur supprime totalement de telles contraintes. Ainsi, la charpente osseuse s’adapte, ce qui a pour conséquence qu’elle se déminéralise. De l’ordre de 4 à 6 % au niveau des vertèbres lombaires, 12 % au niveau du bassin et 9 % au niveau du fémur pour un séjour dans l’espace d’une durée de 6 mois. Des chiffres obtenus malgré l’application de contre-mesures. Sans ces dernières, la déminéralisation subie par les spationautes s’avérerait supérieure à celle d’une femme atteinte d’ostéoporose. Sachant qu’avec un taux de 15 %, le risque de fracture spontanée est réel, on comprend que la déminéralisation soit un facteur sérieusement limitatif. En particulier pour les prochains vols interplanétaires qui dureront probablement entre 17 et 30 mois selon les scenarii envisagés.

Les scientifiques travaillent donc à l’élaboration de contre-mesures comme l’élaboration d’un survêtement de type particulier, le Pinguin suit, capable de maintenir la charpente osseuse sous contrainte. Sanglé dans des élastiques extrêmement rigides, passant sur ses épaules et sous sa plante des pieds, le spationaute, s’il ne s’oppose pas à cette contrainte, est de fait tout recroquevillé. Pour s’étendre et retrouver une position normale, il est obligé de produire un effort. Néanmoins, malgré le port de ces équipements et les exercices complémentaires, les chiffres obtenus (précisés ci-dessus) sont encore insuffisants et le problème posé est loin d’être résolu.

Pour éviter les maladies intercurrentes, les spationautes sont formés à l’utilisation des trousses médicales de secours et entraînés à réaliser certaines interventions médicales. Ils bénéficient en outre d’un suivi régulier via la télémédecine.

Néanmoins, la première des mesures reste la sélection drastique appliquée aux candidats. Enfin, les sujets retenus sont, avant le vol et éventuellement au cours de celui-ci, tenus éloignés des sujets présentant des infections en cours.

L’Homme s’est donné les moyens de séjourner dans l’espace. Mais qu’en sera-t-il demain lors des vols interplanétaires ? Une fois lancés vers Mars, les spationautes devront compter avec des distances jamais franchies. En chemin pour Mars, aucune possibilité de retour rapide n’existera. Le véhicule spatial martien devra permettre une autonomie totale à un équipage – dont un médecin capable de quelques gestes de chirurgie – embarquant des moyens médicaux aussi exhaustifs que possible.

Les pathologies les plus probables ont déjà été analysées. Le nouveau challenge des futures explorations interplanétaires sera de permettre au support-vie (contrôle de l’environnement, approvisionnement en nourriture et boisson…) de fonctionner en autarcie pendant plus de 17 mois et jusqu’à près de 3 années. Relever un tel défi ne manquera pas de faire évoluer les technologies. Et les découvertes en matière de purification et de très longue conservation d’aliments auront des retombées terrestres importantes, à l’image de l’ensemble de l’aventure spatiale.

Causes médicales d’élimination ou d'inaptitude des spationautes :

Article extrait de l'ouvrage "Les cahiers de l'espace", l'Homme extraterrestre, CNES, janvier 2004.

Cet article a été écrit sur la base de la conférence de Bernard Comet, ingénieur et médecin
à l'Institut de Médecine et de Physiologie Spatiale, MEDES-CNES.