Situé à Brétigny-sur-Orge, l’Institut de recherche biomédicale des armées (IRBA) est un établissement du Service de santé des armées (SSA). Organisme dédié à la recherche biomédicale, il participe à la mission de soutien santé des forces et au maintien de la capacité opérationnelle du combattant. Dans le but de valider des procédures ou des contre-mesures médicales pour prévenir, préparer et prendre en charge les combattants, la recherche biomédicale intervient avant, pendant et après les opérations militaires. Le champ de compétence de l’IRBA est très étendu. Il couvre les sciences du vivant (physiologie, biologie, neurosciences…), les sciences de l’ingénieur (instrumentation, mécanique des milieux complexes, systèmes d’information, ergonomie…) et les sciences humaines et sociales (psychologie…).
La recherche subaquatique opérationnelle et hyperbare
L’équipe « résidente de recherche subaquatique opérationnelle de Toulon » (ERRSO) est en charge de la recherche, de l’expertise, de la formation et de l’innovation dans le domaine de la physiologie en environnement subaquatique et hyperbare. L’ERRSO s’est dotée en 2020 d’un nouveau bassin d’expérimentation destiné à la reprise de la plongée après un accident mais aussi à la recherche scientifique. Ce bassin, long de 5 mètres, large de 3 mètres et profond d’1 mètre 40, dispose de puissantes turbines (débit entre 8 000 et 19 000 litres par minute) pouvant simuler différents types de courant.
Grâce à ce bassin, les chercheurs peuvent mesurer, en immersion, de nombreuses variables telles que la température corporelle, la consommation d’oxygène ainsi que les réponses de l’organisme (cardiaques, ventilatoires, etc…). Ce bassin d’expérimentation sera utilisé pour des expertises médicales réalisées en partenariat avec le service de médecine hyperbare et expertise de plongée (SMHEP) de l’hôpital d’instruction des armées Sainte-Anne. Dans le cadre d’une visite de reprise à la suite d’un accident de plongée, le bassin d’expérimentation permettra de s’assurer que tous les mécanismes d’adaptation devant être mis en place par le plongeur lors de l’immersion sont efficaces et suffisants pour ne pas mettre en danger sa santé. Il constitue également un outil de choix pour reproduire, en laboratoire, les contraintes de l’immersion tout en analysant les réponses de l’organisme des plongeurs. Cette approche expérimentale donne une meilleure description, et donc une meilleure compréhension, des mécanismes physiopathologiques de l’immersion.
Neurosciences, cognition et performance du combattant
Le centre de recherche de l’Académie militaire de Saint-Cyr Coëtquidan et l’Institut de Recherche Biomédicale des armées ont co-organisé une journée d’étude dédiée à la surcharge cognitive dans les armées. La surcharge cognitive survient à partir du moment où les contraintes qui pèsent sur un individu sont plus élevées que les ressources dont ce dernier dispose pour y faire face. La surcharge cognitive du combattant peut survenir sous l’effet de différents facteurs tels que la pression temporelle, le type de mission, le climat, la topographie, le nombre d’informations à traiter, le manque d’entraînement. Le niveau d’expérience est crucial pour faire face à la survenue de la surcharge. Ainsi, lorsqu’un combattant peu expérimenté n’a pas encore développé de routines pour réaliser ses tâches, il sera plus rapidement mentalement saturé qu’un combattant expérimenté.
Sur le terrain, les combattants sont souvent confrontés à des situations multitâches durant lesquelles ils doivent traiter de manière simultanée différentes informations. Les combattants qui sont cognitivement surchargés n’ont plus suffisamment de ressources pour traiter toutes les informations nécessaires à la bonne réalisation de leurs tâches. Ils n’arrivent donc plus à les réaliser correctement et efficacement, ils sont moins rapides et moins précis. Pour y remédier, il convient d’entraîner les combattants pour abaisser leur niveau de charge cognitive en automatisant les actions à réaliser et en acquérant des stratégies compensatoires, tout en concevant les équipements avec une approche anthropocentrée, c’est-à-dire plus humanisée que technophile, de telle sorte à ce qu’ils soient adaptés aux capacités des combattants pour une utilisation optimale en opération.
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Le projet de recherche « Évaluation de la Charge Cognitive du cOmbattant Débarqué » (ECCODé), financé par la direction générale de l’armement (DGA), piloté par l’IRBA, vise à comprendre comment les chefs de groupe de l’armée de Terre passent d’une charge cognitive élevée à une surcharge. Les résultats ont montré que les chefs de groupe étaient en surcharge principalement en situation de triple-tâche, mais également en double-tâche multimodale. Une explication est que la tâche auditive de transmission d’informations était probablement particulièrement coûteuse car les participants devaient garder en mémoire de travail les informations dites au fur et à mesure. Les configurations les moins cognitivement saturantes étaient de présenter un signal tactile dans les situations multitâches unimodales visuelles et de présenter un signal visuel dans les situations multitâches multimodales. Ces résultats permettent d’orienter la conception des futurs équipements destinés aux chefs de groupe de sorte à présenter des signaux qui ne vont pas les saturer dans des situations qui sont déjà contraignantes pour eux.
L’unité « ergonomie cognitive des situations opérationnelles » et l’unité « perception » (U. PER) sont en charge d’explorer le domaine de recherche relatif à l’étude de la perception de l’environnement et à la perception des informations qui sont présentées sur les interfaces homme/système. Les contenus physiques et sémantiques des informations et les traitements physiologiques et cognitifs de ces informations sont abordés dans les différentes actions.
Gestion du sommeil et des rythmes circadiens
Somnolence et fatigue, « ennemis » du militaire, sont antinomiques avec sa mission, menée très souvent dans des conditions extrêmes et d’altérations du rythme veille-sommeil. Pourtant, le sommeil est autant indispensable au militaire qu’à n’importe quel autre individu et les altérations du rythme veille-sommeil, les privations ou encore les restrictions de sommeil ont des répercussions sur les performances, la sécurité et le bien-être physique et mental de l’individu et du groupe. Si l’entraînement particulier du militaire lui permet de mettre en œuvre des stratégies visant à lutter contre l’apparition de la fatigue et la dégradation de ses performances, l’évolution du combattant dans un milieu tout à fait spécifique, souvent contraignant, parfois hostile, nécessite une gestion minutieuse de son sommeil et de ses rythmes circadiens. L’enjeu est de maintenir un niveau de performance compatible avec la conduite de la mission et un niveau de sécurité acceptable afin de prévenir les accidents.
En milieu militaire et selon le type de mission dans laquelle le combattant est impliqué, les privations de sommeil peuvent être totales pendant un, deux, trois, parfois quatre nycthémères complets. C’est le cas des opérations dites soutenues (SUSOPS). Dans d’autres situations, ces privations peuvent être partielles et fragmenter le sommeil nocturne. L’unité « fatigue et vigilance » (U. FV) est en charge des missions de recherche, expertise et innovation dans le domaine de la gestion de la fatigue induite par les altérations du rythme veille-sommeil. Elle est l’unité référente pour les armées pour l’utilisation des substances modifiant la vigilance. Dans le cadre de la journée mondiale du sommeil, un guide pratique a été élaboré par les experts de l’IRBA avec la contribution d’UNEO pour permettre à tous les personnels d’obtenir les éléments nécessaires et pratiques à la bonne conduite de leurs missions et les informations relatives à l’utilisation des contre-mesures à mettre en œuvre pour faire face aux conséquences des altérations du rythme veille-sommeil.
Tolérance environnementale : chaleur et hypoxie
Dans des régions où les températures sont extrêmement élevées, la tolérance individuelle des militaires à la chaleur en cas d’activité physique prolongée demeure difficile à caractériser. Le projet PENTHERE a pour objectif d’identifier des marqueurs biologiques capables de prédire la tolérance d’une exposition en environnement chaud en situation d’exercice physique de longue durée. Pour mener cette étude, l’équipe a tout d’abord reçu les volontaires en laboratoire dans la chambre bioclimatique de l’IRBA afin d’explorer de façon personnalisée la façon dont les organismes des participants régulent leur température centrale dans une exposition contrôlée à la chaleur sèche en situation de repos. Pour la seconde partie de l’étude, les sujets ont réalisé un exercice continu de 6 heures en pleine chaleur au centre national des sports de la défense (CNSD). Les différentes données de santé recueillies au repos et à l’effort en environnement chaud permettront à l’équipe de l’IRBA d’étudier d’éventuelles corrélations entre les réponses physiologiques individuelles au repos et à celles à l’effort.
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En missions ou à l’entraînement, les parachutistes, le personnel navigant et les troupes de montagne sont exposés à l’hypoxie d’altitude. La diminution d’oxygène liée à cet environnement a des conséquences physiologiques, voire pathologiques, qui surviennent de façon variable selon les individus. Des recherches menées sur quatre-vingt-quatre sujets volontaires sains ont permis de mettre en évidence une association entre les réponses ventilatoires à l’hypoxie et une mutation sur un gène codant la protéine qui détecterait la disponibilité d’oxygène dans le sang (le gène HMOX2). Pour l’IRBA, une meilleure connaissance et compréhension des facteurs intrinsèques impliqués dans les réponses individuelles à l’hypoxie sont le prérequis essentiel pour la prévention et la prédiction, permettant la personnalisation des recommandations et des contre-mesures dans l’objectif de préserver l’état de santé des combattants en altitude.
Défense microbiologique et réponse aux crises sanitaires
Dès janvier 2020, les chercheurs du département de Microbiologie et Maladie Infectieuse de l’IRBA se sont mobilisés face à l’épidémie créée par le virus SARS-COV2 en renforçant la veille scientifique et en participant à la sécurisation du rapatriement des Français de Chine. L’IRBA a mis en place les moyens de détection du virus par RT-PCR, fournissant une chaine autonome de diagnostic à la disposition de la médecine de forces. Une Task Force « Recueil, Analyse, Propositions Techniques et Scientifiques » dédiée au COVID 19 a été constituée pour mobiliser l’ensemble du potentiel scientifique et technique de l’IRBA.
L’Institut de recherche biomédicale des armées a également cofondé le réseau sentinelle Obépine chargé de détecter, de qualifier et de quantifier le génome du virus dans les eaux usées en France. Durant cette pandémie, l’épidémiologie basée sur les eaux usées s’est avérée être un outil de santé publique de premier ordre pour évaluer la dynamique virale dans les populations et l’environnement. L’IRBA a adapté cet outil performant au suivi des infections virales sur le porte-avions Charles-de-Gaulle à la suite d’une première épidémie à bord en 2020. La lutte contre la circulation virale permettant le maintien de la capacité opérationnelle repose sur un ensemble de mesures, dont la surveillance des eaux noires par PCR pour la détection d’une circulation virale, facilitant la gestion du risque de contamination virale à bord.
L’IRBA participe également à des exercices internationaux, organisés par les Nations Unies, consistant à analyser des échantillons pour identifier les agents biologiques éventuellement présents et développer un réseau mondial de laboratoires capables d’analyser des échantillons suite à une suspicion d’agression biologique. Dans le domaine de la lutte anti-vectorielle, l’étude des excréments des moustiques permet une surveillance fiable, rapide et peu coûteuse des maladies transmises par ces insectes comme le chikungunya, la dengue ou le paludisme. Sur les théâtres d’opération, ce dispositif permettra de mettre en évidence de façon très précoce l’émergence de maladies avant l’apparition de premiers cas humains.
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