La centrifugeuse
Informations pratiques
Réalisée sous contrat ESA et avec leur soutien, une centrifugeuse à bras courts a été installée dans les locaux de MEDES en 2007. Elle a été modifiée en 2022 pour pouvoir permettre de répondre à de nouveaux besoins d’expérimentation.
Dans le détail, la centrifugeuse se présente ainsi :
- En version de laboratoire au sol, cette centrifugeuse a un diamètre de l’ordre de 6 mètres
- La centrifugeuse occupe deux pièces (la centrifugeuse proprement dite et la salle de contrôle).
- La centrifugeuse, dans sa nouvelle version est équipée de 2 bras. L’un des bras est équipé pour installer un volontaire. L’autre sert de contre poids. La centrifugeuse a été conçue afin d’être confortables pour des personnes de taille différente. Le volontaire est placé la tête en direction de l’axe de rotation. Un rail permet de déplacer le volontaire, en fonction de sa taille, sur le bras de la centrifugeuse.
- Le bras est équipé de poignée permettant d’enclencher un arrêt d’urgence. Au-dessus du volontaire sont installés une caméra, des spots permettant de voir le visage du sujet tout au long du test et un écran affichant des informations sur la centrifugation en cours (vitesse de rotation, temps qu’il reste, accélération subie, etc.) ou toute autre image.
- La centrifugeuse peut également être équipée d’un véloergomètre permettant de réaliser des protocoles combinant gravité artificielle et exercice.
- Une liaison audio est également assurée par l’intermédiaire d’un casque et d’un micro permettant une communication permanente avec les opérateurs faisant fonctionner la centrifugeuse (ceux-ci sont toujours au moins au nombre de 2 dont un médecin).
- L’intensité de la force centrifuge est adaptable à chaque personne en fonction de sa taille et de l’accélération que l’on souhaite appliquer.
- La vitesse de rotation dépend des protocoles. En moyenne, la vitesse est de 25 tours par minute.
- Cette centrifugeuse est également équipée de 2 appareils médicaux permettant de surveiller médicalement les sujets au cours des séances de centrifugation. En effet, les paramètres vitaux (électrocardiogramme (ECG), pression artérielle, fréquence cardiaque, fréquence respiratoire, saturation en oxygène, etc…) sont enregistrés et transmis sur un écran de la salle de contrôle et sont ainsi surveillés par le médecin en temps réel.
Pourquoi utiliser une centrifugeuse ?
Au cours des vols spatiaux, l’organisme humain s’adapte au nouvel environnement et en particulier à la microgravité (ou apesanteur) mais se déconditionne à la gravité terrestre. Ainsi, l’exposition à la microgravité entraîne principalement : des modifications du système cardiovasculaire (dues en particulier à une migration des liquides de l’organisme vers la partie haute du corps), des modifications du système sensori-moteur, une atrophie des muscles impliqués dans la posture et la locomotion et une diminution de la densité osseuse lors des vols de longue durée.
Ces modifications physiologiques posent des problèmes de réadaptation lors du retour sur Terre et en poseront peut-être lors d’une arrivée potentielle sur Mars où la gravité est environ le tiers de la gravité terrestre.
Pour lutter contre ces effets de la microgravité et préparer le retour des astronautes sur Terre, ont été développées depuis de nombreuses années, des moyens préventifs appelés contre-mesures.
Depuis le début des vols spatiaux, différentes contre-mesures ont été testées au sol puis en vol. À ce jour néanmoins, aucun n’a donné entière satisfaction. Elles n’ont qu’une efficacité partielle, probablement parce qu’elles n’intéressent qu’un système physiologique à la fois. Les agences spatiales continuent de mener des études de simulation pour évaluer de nouvelles contre-mesures. Mais pour l’instant il n’existe pas de contre-mesure idéale agissant en un minimum de temps.
La gravité artificielle représente dès lors une approche plus globale au problème des contre-mesures puisqu’elle permet de simuler simplement notre environnement gravitationnel terrestre, ayant ainsi des répercussions sur l’ensemble de nos systèmes physiologiques.
MEDES, pour le compte des agences spatiales est donc amené à tester différents protocoles de gravité artificielle.
La centrifugation reproduit un gradient de pression hydrostatique avec un afflux de sang dans les membres inférieurs comme ce que l’on observe sur Terre en position debout. On peut également espérer un effet préventif de la gravité artificielle sur les modifications musculaires et osseuses par l’augmentation des contraintes mécaniques. Il paraît également intéressant d’associer à la centrifugation d’autres moyens tels que l’exercice musculaire pour augmenter les effets préventifs. Des études en ce sens sont prévues et notamment une étude associant centrifugation et exercice physique en 2022.