Quel sont les consquences immdiates et prolonge de lapesanteur sur l homme?Un projet de TPE de Christoph Schaefer, Christophe Crognier et Federico Notaris Narbaitz

Les consquences de lapesanteur sur lhommeQu'est ce que l'apesanteur?Les consquences physiquesLes consquences psychologiquesDictionnaireLes contre-mesures

Dfinition de lapesanteurL'impesanteur (ou apesanteur), dans le domaine de l'astronautique comme dans tout autre, est l'tat d'un corps tel que l'ensemble des forces gravitationnelles et inertielles auxquelles il est soumis possde une rsultante et un moment rsultant nuls. L'impesanteur (apesanteur est un synonyme techniquement incorrect) est donc le phnomne ressenti en l'absence de pesanteur.En ralit, l'impesanteur est ressentie lorsque l'acclration subie gale la gravit, ce qui recouvre aussi le cas o le champ de gravit serait nul, ce qui n'arrive pas puisque l'influence de la gravit est partout dans l'Univers.

Les consquences physiquesApesanteurTroublesVestibulairesTroublesLocomoteurTroublesOrthostatiquesTroubles du metabolisme-Oreille interne-Perception- Altration des muscles-Dcalcification du squelette-Cadiovasculaires-Rpartition des plasmas

Troubles VestibulairesTroubles Vestibulaires en brefLes mcanismes de l'quilibration sont logs dans l'oreille interne. Leur fonctionnement est dpendant de la gravit terrestre, ce qui explique les troubles vestibulaires, c'est--dire du dsquilibre constats court terme chez les cosmonautes.

Fonctionnement Le complexe de loreille interne est compos de 3 canaux semi circulaires perpendiculaires entre eux remplis dotolithes, des cristaux de carbonate de sodium, qui peuvent se dplacer sur une paroi de cellules sensorielles. Ils se dplacent ,quand la tte tourne entrain par leurs poids. De fait, les dplacements dans les trois dimensions peuvent tre perus. Linclinaison du corps fait bouger les cristaux et stimule les cellules sensorielles qui envoient un message nerveux au cerveau qui en dtermine linclinaison. Dans le cas de lapesanteur le cerveau nest plus capable de dterminer linclinaison.

Troubles Locomoteurs Altration des musclesDcalcification du squelette

Effet sur le squelette

En apesanteur, le squelette nest plus sollicit. On a pu observer les troubles suivants chez les astronautes: - A long terme, une dcalcification du squelette qui le fragilise ce qui peut provoquer des inconvnients aprs un retour dans un milieu avec gravit(mars ou terre).

- Au niveau du rachis( Le rachis (n.m.) est le nom scientifique de la colonne vertbrale ,) une distension des disques intervertbraux : ces cartilages compresses entre les vertbres permettent l'quilibre de la colonne vertbrale. L'longation des disques en apesanteur est la raison pour laquelle les astronautes ne peuvent pas de tenir debout immdiatement au retour de leur vol. Ce phnomne arrive mme aprs des vols de courte dure, mais il n'est pas d'une gravit majeure puisque les cosmonautes retrouvent des positions normales au bout de quelques heures.

Effet sur les musclesEffet sur les muscles60% des muscles sopposent la gravit. Pour les vols de longue dure, une perte de la masse musculaire est observe au niveau de ces mme muscles qui ne sont plus sollicits. La pratique d'exercices musculaire s'est gnralise dans l'espace pour lutter contre l'atrophie des muscles. L'efficacit de telles mthodes n'a pas encore t prouve...

Des expriences ont t menes sur des rats. L'observation de fibres musculaires avant et aprs le vol rvle des changements morphologiques. Ainsi, si tous les muscles ne sont pas sollicits comme sur Terre, les muscles actifs le sont de faon diffrente: on peut en effet observer la transformation des fibres rapides en fibres lentes, ce qui peut tre du aux efforts d'intensit plus faible fournis dans l'espace.

Trouble Orthostatiques:Les troubles cardio-vasculaires:

Sur Terre, la masse sanguine tend s'accumuler vers les positions basses, dans les rgions sub-diaphragmatique. Le systme sanguin est conu pour fonctionner avec la gravit, c'est dire avoir assez de pression dans les veines des membres infrieurs pour renvoyer le sang au cur, et de mme pour les artres qui doivent irriguer le cerveau. Ainsi la pression sanguine a des valeurs dtermines selon la place dans l'organisme et la position du corps. Et la pression s'quilibre la position allonge.

Ainsi, l'afflux de sang vers les parties suprieures du corps stimule les barorcepteurs situs dans les parois de l'aorte et de la carotide interne entranant une srie de rflexes :

- d'abord, une vasoconstriction au niveau des membres infrieurs

- puis une acclration du rythme cardiaque. Le dbit cardiaque tend s'augmenter par rapport celui terrestre.

-Enfin, comme les cellules sensitives de l'oreille interne ne sont plus stimules, il n'y a plus de raction vasculaire li l'quilibration, ce qui peut provoquer des sensations de vertige auprs de l'astronaute.

La frquence cardiaque tend se stabiliser une valeur lgrement au-dessus de la normale aprs les phases de vol aussi prouvantes moralement que physiquement.

Le "rhume de l'espace"

L'effet le plus visibles se caractrise par un gonflement et une congestion du visage. Celle-ci a pour consquence de provoquer des symptmes comparables ceux du rhume chez le cosmonaute (coulements nasals). Cet effet sera d'ailleurs surnomm "rhume de l'espace".

On observe gnralement une perte de liquide accrue par rapport la normale. Cela se remarque surtout dans les fluides intracellulaires, ce qui s'explique par l'augmentation des pertes urinaires. La diminution du nombre de globules rouges ne peut tre prise en considration puisque l'on ne connait pas l'atmosphre dans laquelle les cosmonautes taient plongs. -Rpartition des plasmas:

Troubles du mtabolisme:Ces troubles sont observs chez les astronautes qui passent de trs longs sjours dans l'espace.

Ils sont majoritairement composs de pertes de liquides corporels. Ils sont la directe consquence de l'altration des fonctions de l'organisme telles que la locomotion. A titre d'exemple, la masse adipeuse diminue fortement durant les vols, mais l on ne peut pas affirmer que l'apesanteur est uniquement responsable; en effet une modofication du rgme alimentaire des cosmonautes aurait le mme effet.

Ce fait montre l'importance de prciser que les riques subits par les astronautes dans l'espace ne sont pas uniquement dus l'apesanteur. Ainsi par exemple, le rayonnement cosmique non stopp par l'atmosphre terrestre agit sur la dgnrescence acclr des cellules.

Les consquences psychologiquesLes astronautes doivent faire face a differentes tapes emotives pendant un voyage qui vont de leuforie lirritabilit. Mais aussi ils peuvent experimenter de la lassitude, la dpression et la fatiguePendant le voyage, ils doivent vivre isols donc les astronautes vont avoir divers activits faire pour ne pas tomber dans une instabilit emotionelle, ni dans un tat de stress aigu.

Dans une navette spatiale les astronautes vont souffrir une ambiance disolement et pauvre en stimulus ce qui va conduire lennui.Divers tudes dans diffrentes bases spatiales ont montr que les problmes ci-contre sont ceux qui sont le plus souvent souffert par les astronautesBaisse d'nergie et diminution des capacits intellectuellesBaisse de la productivit et des comptencesAugmentation de l'hostilit envers les collges et les suprieurs, irritabilitFatigue, anxit, repli sur soi, tat dpressif, diminution de l'efficacit des communicationsComportements impulsifs, ractions psychophysiologique et psychosomatique

Les contre mesures Il existe une branche de la mdecine ddie tudier les effets de lapesanteur sur le corps humain et comment les restituer son tat initial (physique et psychologiquement)Lavion Airbus A300 0G est utilis pour pouvoir tudier les effets et les prvoir avant un vrai voyage a lespaceLes astronautes sont soumis divers preuves pour tester leur conditions physiques et psychologiques

Contre-mesures physiques:Lors dun voyage dans lespace, les astronautes arrivent dans notre plante avec divers problmes physiques. Les plus important sont les pertes de masse musculaire, de sang et de masse osseuse. Le sang est rcupr lors dun jour dans lapesanteur terrestre. Les muscles sont rcuprs avec des exercices musculaires au bout dun mois.Le plus difficile de rcuprer est la masse osseuse. Par exemple pour un voyage de 2 3 mois on a besoin de 2 3 ans de rhabilitation.

De mme, pendant un ventuel voyage dans lespace, les astronautes vont faire des exercices physiques avec des machines spcifiquement faites pour ce but. Ci-contre on peut voir trois types diffrentes dexercices pour maintenir la forme du corps et combattre la latrophie des muscles et de os.

Exercice de rsistance:Lastronaute va tre soumis a un poids , lequel va simuler le poids du corps dans la Terre. Pour cela le poids va varier dpendant de celui que lutilise, les poids vont de 0 150 kg.Ce exercice est fait pour prvoir la perte de masse musculaire comme celle de masse osseuse

Exercice du tapis de course:Cet exercice ,dans lequel lastronaute va courir sur un tapis de course pour stimuler : la masse osseuse, la condition du systme cardiovasculaire ,la masse musculaire, et pour maintenir les reflexes dune trotte normale sur la Terre.Lexercice peut se faire de forme motoris(active) ou non-motoris(passive).Dans la forme active lastronaute va avoir diffrentes vitesses pour courir Dans la forme passive va faire que lastronaute puisse faire diffrentes exercices de rsistance sans un moteur

Cycle de pdalage:Cet exercice est surtout utilis pour la prparation physique des astronautes avant de faire un trotte spatial Cet exercice peut aussi ce faire de forme non-motoris(pdalage sans aucun poids) ou de forme motoris( la machine met du poids sur le pdalage pour faire lexercice plus efficace)

Contre-mesures psychologiques:Pour pouvoir partir dans un voyage dans lespace, les astronautes vont tre soumis a divers preuves psychologiques pour dterminer sils sont mentalement capables de supporter le sjour dans lespace. Des candidats instables du point de vue motionnel, prsentant des risques d'un point de vue psychiatrique ou avec une faible compatibilit sociale (un point essentiel pour l'intgration dans un groupe et un bon comportement en son sein) seront carts.

Pendant un sjour les astronautes vont tre en communication avec un groupe de support psychologique, lequel va surveiller les diffrents comportements des hommes dans lespace et va avoir comme objectif principal dtecter les ventuels dsordres motionnelles.Utilisant un systme expert situ bord du vaisseau les membres de lquipage spatial pourront procder des examens de l'tat de sant psychique. Il sera souhaitable qu'un membre de l'quipage possde des connaissances en psychologie et en psychiatrie.

Dictionnaireles fibres "lentes" (type I ou rouge), plus efficaces en mtabolisme arobie (particulirement riches en myoglobine et en mitochondries). Ce sont les fibres de l'endurance elles sont fines et dvelopps lors de la pratique du cyclisme et du VTT entre autres. les fibres "rapides" (type IIa), plus efficaces en mtabolisme anarobie. Produisant plus de puissance pendant de courtes impulsions, elles sont plus sensibles la fatigue. Celle-ci sont les plus volumineuses. C'est pourquoi les bodybuilders entranent principalement les fibres rapides et rciproquement un sprinter possde un grand volume musculaire. Il existe entre les deux un intermdiaire qui sont les IIb; selon la gntique de la personne et le type de prparation ou encadrement physique de la personne au cours de son dveloppement, ces fibres deviendront des types I ou types IIa. Le terme psychosomatique dsigne une relation de l'esprit au corps, un trouble psychique pouvant se rpercuter sur la sant physique

Le trotte spatial cest le moment o lastronaute va trotter sur une surface spatiale, soit sur une plante ou sur un satellite plantaire (comme la Lune)

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