Les modifications physiologiques de l’absence de pesanteur évaluées par l’expérience d’immersion sèche 100 % féminine du CNES

Guillemette Gauquelin-Koch a été chercheuse en médecine, en particulier dans le domaine cardiovasculaire et de l’hypertension artérielle. Elle a publié en tant que co-auteure et co-éditrice en 2020 un livre, L’humain & l’espace, qui explique de manière très claire et pédagogique les problèmes humains liés aux vols et séjours de longue durée dans l’espace, en apesanteur. Sa précieuse et longue expérience dans ce domaine, acquise depuis 1982 au contact de tous les astronautes français ayant séjourné dans l’espace, nous est partiellement restituée au cours de cet interview.

Techniques de l’Ingénieur : Qu’est-ce qu’une expérience d’immersion sèche ?

Guillemette Gauquelin-Koch : Cette expérience consiste à immerger jusqu’au cou une personne dans une baignoire dédiée et de grandes dimensions, remplie d’eau tiède (entre 32°C et 34,5°C). Elle est isolée de l’humidité par une grande toile imperméable et extensible en polystyrène, et est recouverte d’un drap en coton pour des questions de confort et d’hygiène. Elle reste allongée pendant toute la durée de l’expérience, soit pendant cinq jours lors la dernière expérience menée en décembre 2021. L’expérience a eu lieu au MEDES à Toulouse (Institut de Médecine et de physiologie spatiales).

Cette expérience est conçue pour observer et mesurer les effets de l’absence de pesanteur sur l’organisme humain à très court terme, lors des séjours dans l’espace, notamment à bord de l’ISS mais également en prévision des vols à destination de la Lune et de Mars.

Pourquoi est-ce utile de mener cette expérience sur Terre ?

Il est indéniable que les séjours dans l’espace, en impesanteur, modifient la physiologie des astronautes, dans le sens d’une « dégradation ». Il est donc nécessaire de faire l’inventaire de ces modifications et trouver des contre-mesures afin de maintenir les astronautes en bonne santé. Malheureusement, le caractère exigu des habitacles spatiaux empêchant l’installation du matériel médical complet, l’échantillon constitué d’un faible nombre d’astronautes ainsi que leurs emplois du temps contraints ne permettent pas une étude approfondie dans l’espace.

Le seul moyen d’effectuer des expériences significatives et de bonne qualité est d’imaginer et de mettre en œuvre des protocoles au sol.

Pourriez-vous nous donner des exemples de modifications physiologiques survenant en l’absence prolongée de pesanteur ?

Un premier exemple de modification se situe au niveau de la répartition des fluides dans le corps. Un grand volume de sang, environ 1,5 litre, passe de la partie inférieure du corps à la partie supérieure. C’est ce qui explique le gonflement du visage des astronautes lorsque la fusée atteint l’altitude de 100 kilomètres, distance à laquelle on peut considérer que la pesanteur devient négligeable. Cette répartition persiste durant toute la durée du séjour, ce qui modifie le fonctionnement du système cardiovasculaire. L’immersion sèche reproduit en quelques jours ces effets et permet de réfléchir à des contre-mesures.

Un deuxième exemple de modification se situe au niveau des muscles et du squelette qui ne sont plus sollicités aussi fortement que sur Terre. L’alitement prolongé durant l’expérience d’immersion sèche reproduit ces effets et met en évidence des désordres métabolique, musculaire, hormonal, rénal et osseux.

Pourquoi avez-vous choisi uniquement des sujets féminins dans cette expérience d’immersion sèche ?

L’immersion sèche a été initialement mise en œuvre en 1966 par des chercheurs russes. J’ai importé ce concept en France ainsi que deux baignoires dédiées. J’ai peaufiné et impulsé sa mise en place dès 2015, puis en 2016 et 2019 au MEDES et ces expériences sont uniques en Europe, en excluant la Russie. Les sujets étaient jusqu’à présent des hommes car le nombre d’astronautes féminins était marginal. Ce n’est plus le cas maintenant puisqu’il y a une tendance à la féminisation des équipages, et c’est la raison pour laquelle une expérience 100 % féminine a été mise en place en 2021.

Quels sont les résultats de cette dernière expérience ?

L’expérience s’est achevée il y a deux mois et les résultats ne sont pas encore disponibles. Les données vont être exploitées par une dizaine de laboratoires répartis sur tout le territoire français pendant deux années.

Quelles sont les retombées sociétales d’une telle expérience dédiée à la recherche spatiale ?

Une première application envisageable de l’immersion sèche sur une très courte durée, soit quelques heures au maximum, serait d’ordre thérapeutique. En effet, on pourrait imaginer soigner l’hypertension en cardiologie ou les œdèmes en néphrologie, ou encore soulager les maux de dos pour les femmes enceintes.

On pourrait également prévoir les effets physiologiques liés à une sédentarité sévère, transposable à des personnes hospitalisées et alitées durant de long mois, ou encore à des personnes sans aucune activité physique, assise toute la journée devant la télévision ou un écran de tablette ou smartphone. L’un des effets de cette « privation de gravité » est le dysfonctionnement d’organes, tels que le foie, qui se mettent à stocker de la graisse et provoque des maladies inattendues. Ce constat permet de réfléchir à l’élaboration de contre-mesures dans le domaine de la santé publique.

Ainsi, le coût des expériences d’immersion sèche sert d’investissement non seulement dans le domaine spatial mais aussi dans le domaine de la santé publique.