Département Environnements Opérationnels

Département neurosciences et sciences cognitives

Département REF-AERO

Département soutien médico-chirurgical des forces

Département Environnements Opérationnels

Le département Environnements Opérationnels (ENOP) mène des missions de recherche/innovations, d’expertise et de formation au profit des forces dans le domaine de la performance et de la fatigue induites par les activités opérationnelles et leur environnement (température, altitude, rythmes…). Ses activités s’inscrivent dans la préparation et la conduite des missions, l’optimisation de la récupération, le maintien de la santé et le développement de dispositifs innovants. Le département se distingue par l’approche multidisciplinaire de ses travaux. Il est composé de deux unités : l’unité Fatigue et Vigilance et l’unité Physiologie de l’Exercice et des Activités en Conditions Extrêmes.

Unité Physiologie de l’Exercice et des Activités en Conditions Extrêmes

L’unité est en charge de l’optimisation de la préparation physique du combattant et de sa tolérance à l’entraînement. Son périmètre comprend également l’étude des adaptations aux environnements extrêmes (chaud, froid, hypoxie, accélérations…). L’unité conduit des actions de recherche et d’expertise tant sur le terrain qu’en laboratoire et la transmission des connaissances acquises aux forces est prise en compte dans toutes les approches.

Dans le domaine de la préparation physique du combattant, l’unité s’intéresse à l’origine de la fatigue neuromusculaire lors de la marche avec port de charge pour proposer des stratégies d’entraînement et de récupération mieux adaptées. Les activités militaires étant particulièrement pourvoyeuses de dommages musculaires, l’unité développe un volet de diagnostic et de suivi de ces lésions afin de proposer des biomarqueurs innovants de lésions musculaires.

Dans le domaine de la physiologie en ambiances thermiques contraignantes, l’unité cherche à optimiser la mise en place des réponses physiologiques adaptatives à un environnement chaud. Mieux comprendre la physiopathologie et les facteurs de risque de mauvaise adaptation ou de pathologies, comme l’est par exemple le coup de chaleur d’exercice, est un autre enjeu majeur en termes de recherche mais aussi d’amélioration des outils de décision médico-militaire après la survenue d’un tel accident. La modalité d’acclimatation au climat chaud des militaires projetés en milieu chaud sec a été rénovée, en introduisant une pratique sportive précoce, modérée, individualisée et sécuritaire permettant d’améliorer le ressenti des militaires.

En milieu froid, l’unité accompagne le développement d’équipements (gants, sac de couchage, tente…) grâce à un modèle de raid d’aguerrissement au grand froid conduit chaque année par le GMHM (Groupe Militaire de Haute Montagne) au Groenland. Ce projet permet un suivi métrologiques et physiologiques en condition réelle.

L’unité développe des outils d’étude du comportement alimentaire permettant de suivre l’évolution des préférences alimentaires sur le terrain et en différents milieux climatiques. Ces recherches couplées à celles des modifications du métabolisme énergétique induites par ces environnements permettront de proposer des rations optimisées.

Outre les travaux dédiés à la préparation physique sur la prévention de la fatigue lors du port de charge, l’unité réalise des évaluations physiologiques et biomécaniques de systèmes d’aide au port de charge (motorisé ou non). L’unité accompagne ainsi le développement des prototypes afin que l’augmentation de la performance visée garantisse toujours l’intégrité du combattant. L’intégration de ces avancées technologiques et leur bon usage nécessite de conduire une réflexion éthique permanente sur ces questions en parallèle des recherches.

Équipe résidente de recherche subaquatique opérationnelle de Toulon

Créée en juin 2011, elle succède au Centre d’études et de recherches biophysiologiques appliquées à la marine (CERB), fondé en 1959 par Henri Laborit, puis à l’Institut de médecine navale du service de santé des armées : elle est ainsi l’héritière de 60 ans de recherche en médecine navale à Toulon.

Intégrée au sein du premier port de défense d’Europe, l’ERRSO a pour mission principale la conduite de travaux de recherches et d’expertises nécessaires à l’amélioration de la sécurité des activités opérationnelles dans le domaine de la plongée et des activités subaquatiques, ainsi que la participation aux enseignements dans la spécialité.
L’ERRSO est totalement « immergée » dans le pôle Défense dédié à la plongée (CEPHISMER, Commando Hubert, plongeurs démineurs, plongeurs de bord, École de plongée …) et en relation directe avec le Service de Médecine Hyperbare de l’HIA Sainte-Anne. L’un des atouts de l’ERRSO est également de proposer un partenariat régional avec des équipes cliniques et des équipes de recherche civiles étoffées, capables d’assurer une recherche de haut niveau dans les domaines des environnements extrêmes.
Ses missions résultent directement des expressions de besoins opérationnels exprimés par les Forces ainsi que des besoins spécifiques en santé émis par le SSA. Elles concernent principalement :

• La physiologie de la décompression, avec l’étude des mécanismes de l’accident de décompression dont le but est de proposer des stratégies de prévention et de traitement novatrices.
• La physiologie de l’immersion, avec en particulier l’étude des mécanismes de l’œdème pulmonaire d’immersion (OPI). L’objectif est de mieux comprendre la physiopathologie de l’OPI, et d’en cerner ses conditions d’apparition afin de définir les normes d’emploi des matériels et la prévention pour les situations à risque.
• La physiologie des activités subaquatiques, en étudiant chez l’Homme sain, à l’exercice physique et au cours de séjours de longue durée en milieu marin, les retentissements physiologiques induits, en particulier au niveau thermique et cardiovasculaire, de façon à prévoir les contre-mesures applicables pour optimiser la tolérance de l’Homme dans ces environnements extrêmes.
• Les effets pharmacologiques, toxiques ou protecteurs, des gaz respiratoires avec l’étude de la toxicité nerveuse (aiguë) et pulmonaire (chronique) de l’oxygène, ainsi que l’étude des effets pharmacologiques des gaz inertes sur la performance. Une des applications principales récentes est liée à la découverte des effets pharmacologiques protecteurs des gaz inertes chez l’Homme, et en particulier les propriétés thérapeutiques et neuroprotectrices des gaz nobles (inhalothérapeutique) sur l’accident de décompression et les phénomènes ischémiques cérébraux.
• L’étude des répercussions de l’usage des matériels de plongée sur la santé des plongeurs. Certains de ces travaux sont menés en collaboration avec la CEPHISMER pour le versant d’étude des matériels sur simulateur ventilatoire.

Département neurosciences et sciences cognitives

Les recherches translationnelles menées par le département portent sur les processus psychobiophysiologiques, perceptifs, cognitifs, sociocognitifs et émotionnels qui sous-tendent les mécanismes adaptatifs de l’individu soumis aux contraintes des situations opérationnelles dynamiques et à risque. Les résultats permettent de formuler des recommandations et/ou la conception et la mise en œuvre de contre-mesures visant à protéger le militaire.

L’Unité Ergonomie Cognitive des Situations opérationnelles (ECSO)

Cette unité est celle de référence du Bureau Enquêtes Accidents pour la sécurité de l’aéronautique d’État (BEA-É) pour l’analyse des Facteurs Organisationnels et Humains (FOH) impliqués dans la genèse des événements aériens. Les recherches portent sur les thèmes suivants :

• Prendre des décisions en situation critique et sous forte charge mentale. Ces recherches aboutissent au développement de formations à la prise de décision et à la régulation attentionnelle, ainsi qu’à la conception d’outil de mesure de la charge mentale.
• Prendre des décisions en équipe. Dans la plupart des situations opérationnelles, le militaire doit mobiliser des compétences psychosociales (par ex. leadership, coopération, etc., souvent qualifiées de « compétences non techniques ») qui concourent à la performance opérationnelle. Leur étude, fournit des recommandations sur l’amélioration du travail collectif en situation dynamique et à risque.
• Construire la culture de sécurité. Les conditions de mise en œuvre d’une culture de sécurité sont étudiées au sein des unités opérationnelles et en santé. L’objectif consiste à améliorer les dispositifs de retour d’expérience et à accroître la résilience organisationnelle. Les résultats conduisent à promouvoir les Facteurs Organisationnels et Humains (FOH) dans les enquêtes, après survenue d’événements indésirables lors d’essais cliniques impliquant des produits de santé.

Unité Perception

Les travaux de l’unité ont pour objectif de maintenir les capacités perceptives, d’améliorer la sécurité en opération et pendant l’entraînement, et de préserver la santé de l’opérateur face aux contraintes des systèmes opérationnels.

• Préserver la vision du combattant. Dans des environnements visuels dégradés (nuit, par ex.), le combattant peut être équipé de dispositifs d’aide à la vision. Or, ces interfaces dégradent la qualité des images, modifient l’apparence des objets, restreignent le champ visuel. L’unité étudie les perturbations que ces dispositifs engendrent et en tire des recommandations sur l’amélioration des entraînements à la vision de nuit, du suivi visuel des personnels exposés à des dispositifs d’aides à la vision et sur la limitation des effets perturbateurs de ces dispositifs.
• Préserver l’audition du combattant. Les mesures d’évaluation de l’audition des militaires exposés au bruit ne permettent pas de détecter précocement l’apparition des lésions auditives. L’unité conçoit des tests pour détecter ces lésions et propose des moyens de diagnostics innovants de l’audition et d’individualisation de la protection acoustique. L’unité étudie également comment le son 3D facilite la compréhension des messages verbaux, diminue la charge cognitive et optimise le traitement des alarmes. Elle participe ainsi à la conception du système CONTACT (Communication numérique tactique et de théâtre) sur les questions d’incorporation du son 3D aux futurs équipements du fantassin.
• Maintenir la perception multisensorielle. L’unité étudie les mécanismes qui engendrent les illusions sensorielles subies par les opérateurs qui utilisent des systèmes de simulation. Les effets délétères provoqués à court terme par ces environnements sont partiellement expliqués par les incohérences existantes entre différents sens (informations spatialisées, visuelles et auditives).

Unité Neurophysiologie du Stress

Les recherches de cette unité portent sur trois thématiques qui s’inscrivent dans une approche transdiagnostique des maladies en lien avec le stress et s’appuient sur une méthodologie translationnelle allant de l’expérimentation préclinique à l’investigation clinique.

• Comprendre l’impact des stresseurs sur l’adaptation aux contraintes du métier de militaire.

• Comprendre les pathologies en lien avec le stress et le trauma et ainsi les mécanismes psychobiologiques et neurophysiologiques conduisant aux pathologies. Il s’agit d’une part de cibler les voies mécanistiques d’intérêt pour le développement de traitement, et d’autre part de caractériser des biomarqueurs de vulnérabilité, de diagnostic et de pronostic.
• Développer et évaluer des approches thérapeutiques et de réadaptation psychiatriques. Promotion des approches d’e-psychothérapie pour développer des plateformes permettant d’offrir une prise en charge psychothérapeutique intégrative s’appuyant sur les NTIC (dont la réalité virtuelle) et la robotique en s’appuyant sur les techniques et principes utilisés en thérapie comportementale et cognitive, dont la psycho-éducation.

Département REF-AERO

Le département D-REF aéro., assure les missions de recherche, expertise, formation et innovation dans le domaine aéromédicale. De ce fait, il est le référent privilégié de l’Institut de recherche biomédicale des Armées (IRBA) pour l’ensemble des questions et activités relatives au personnel évoluant dans l’environnement aéronautique (PN, équipages, TAP, etc.) au sein du Ministère des Armées. Il est composé de 3 unités et d’une équipe résidente située au CEAM (Mont-de-Marsan)

Unité Recherche et expertise aéromédicales (U-RE aéro.)

L’unité U-RE aéro., est en charge des missions de recherche, expertise et innovation dans le domaine aéromédicale.

Dans le domaine de la recherche aéronautique, le département travaille sur la vulnérabilité individuelle face aux effets aigus et chroniques de l’hypoxie sur la santé, particulièrement dans le domaine cardio-vasculaire et aux conséquences d’une association à la privation de sommeil, facteur communément retrouvé chez les équipages et connu comme facteur de risque cardio-vasculaire. L’identification de biomarqueurs pouvant témoigner a posteriori d’une exposition hypoxique est un enjeu important pour mieux comprendre certains symptômes peu spécifiques pouvant survenir en vol. (lien vers la partie formation aéro sur une autre page).

Unité formation aéromédicale (U-F aéro.)

L’unité U-F aéro., est en charge des formations aéromédicales délivrées par l’IRBA à Brétigny-sur-Orge. Il s’agit de l’instruction aéromédicale (IAM) théorique et pratique sur les effets des accélérations aéronautiques et les contre-mesures (CM) associées en centrifugeuse humaine ; et des formations de type Crew Ressource Managment (CRM). Ces dernières peuvent être délocalisées selon les besoins.

Unité fatigue et vigilance (UFV)

Les activités de l’unité sont centrées sur la problématique de la fatigue, de la dégradation des performances et des altérations des rythmes veille-sommeil.

• Comprendre l’origine de la fatigue et identifier : les facteurs favorisant son installation, les mécanismes biologiques, physiologiques, neurophysiologiques impliqués et les mécanismes qui contribuent à la vulnérabilité individuelle et au fait que certains sujets soient plus sensibles que d’autres aux effets de la fatigue.
• Développer des moyens fiables et non invasifs de détection de la fatigue en situation opérationnelle en utilisant notamment les objets connectés, les nouvelles technologies de communication et des algorithmes performants (outils de l’intelligence artificielle, analyse en temps réel…).
• Évaluer les conséquences à long terme de la fatigue sur l’état de santé.

L’unité fait aussi partie intégrante de l’équipe d’accueil EA 7330 VIFASOM (Vigilance Fatigue Sommeil et santé publique) de l’université Paris Centre, en étroite collaboration avec le Centre du sommeil et de la vigilance (CSV) de l’Hôtel Dieu (APHP, Pr Damien Léger), spécialisé dans la prévention et la prise en charge des troubles du sommeil et de maladies rares.

L comme lumière

A comme Activité physique

Mieux gérer sa fatigue en situation opérationnelle

N comme Nutrition

Sommeil : conseils d’experts

L’équipe résidente de médecine aéronautique opérationnelle (ERMAO)

L’Equipe Résidente de Médecine Aéronautique Opérationnelle à Mont-de-Marsan (ERMAO) est composée de deux sections (la sections médico-physiologique(SMP) et la section contrôle, qualité, oxygène et ambiance (SCQOA)). Elle est rattachée à l’unité de Médecine Aéronautique de Brétigny-sur-Orge dont elle dépend sur le plan scientifique et technique.
Sur Mont de Marsan, elle est intégrée au Département de Médecine Aéronautique Opérationnelle (DMAO), qui relève du Centre d’Expertise Aéronautique Militaire (CEAM).

La section médico-physiologique de l’ERMAO est particulièrement chargée de l’instruction aéromédicale (initiale et de rafraîchissement) et du traitement des questions médico-physiologiques des personnels exposés aux risques liés à l’activité aéronautique (expertise et expérimentations).

La section contrôle, qualité, oxygène et ambiance assure la vérification de la qualité des gaz respirables par le personnel en vol mais aussi des expérimentations et expertises dans les domaines de la mesure des gaz et des ambiances (fumées de tir, Fume event, expertise de concentrateur oxygène etc.).

Au-delà de ces activités, l’ERMAO participe aux activités des deux autres sections du DMAO, avec l’aide de l’IRBA :

• évaluation des nuisances (bruits, vibrations) engendrées par l’activité aéronautique ;
• études des problèmes relevant du Facteur Humain pour le développement et la mise en œuvre des aéronefs et des matériels de l’armée de l’Air et de l’Espace.

Département soutien médico-chirurgical des forces

Le département Soutien médico-chirurgical des forces (SMCF) a pour mission de développer des recherches, assurer des missions de formation et d’expertise dans le domaine de la prise en charge des blessés de guerre.

Le spectre d’activité du département SMCF est large puisqu’il va de la prise en charge initiale du blessé jusqu’à des approches de réparation tissulaire mises en œuvre à distance du traumatisme initial. Le département SMCF s’appuie sur un travail de recherche fondamentale et clinique pour développer des stratégies thérapeutiques innovantes au profit du blessé de guerre. Afin de remplir ces missions, le département est organisé en trois unités de recherche distinctes qui sont localisées sur le site de l’IRBA à Brétigny-sur-Orge pour deux d’entre elles, et au Centre de transfusion sanguine des armées (CTSA) à Clamart.

Unité Traumatologie de Guerre

Localisée à Brétigny-sur-Orge, l’unité Traumatologie de Guerre (UTG) s’intéresse à la protection du combattant et au traitement initial des blessés (au cours de la première heure après le traumatisme). L’activité de recherche est centrée sur le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour améliorer la prise en charge du blessé sur le théâtre d’opération, avant son arrivée dans une structure chirurgicale. L’enjeu est double, assurer les meilleures chances de survie au blessé et prévenir les complications secondaires. Les projets développés ciblent notamment les troubles de l’hémostase (travail sur la stratégie de transfusion précoce de plasma avec le CTSA), le syndrome inflammatoire aigu ou les défaillances métaboliques. Cette unité réalise par ailleurs un important travail d’expertise des protections balistiques individuelles et contribue au développement de systèmes permettant notamment de dissiper au maximum l’énergie lors de l’impact afin d’empêcher la survenue de lésions fermées du thorax (effets arrière). L’unité TG a un important réseau de collaborations cliniques au sein du SSA et des organismes civils. L’unité interagit par ailleurs avec de nombreuses structures institutionnelles et industrielles, en France, mais également à l’étranger avec, en particulier des liens durables avec des structures de recherche de l’armée américaine.

Unité Biothérapie Ostéo-Articulaire

Située à Brétigny-sur-Orge, l’unité Biothérapie Ostéo-Articulaire (BOA) travaille dans le domaine de la réparation osseuse. Les blessés de guerre comme les victimes d’attentats présentent très souvent des lésions complexes des membres avec d’importantes atteintes osseuses. Dans ce cadre, la réparation osseuse est souvent longue et compliquée et fait appel à des techniques chirurgicales d’exception. L’unité BOA travaille sur l’optimisation de la prise en charge de ces lésions osseuses. Deux approches principales sont développées ; la première vise à sélectionner et optimiser des biomatériaux de diverse nature qui servent de support physique à la reconstruction de l’os, mais qui assurent aussi un support trophique favorisant la réparation. La seconde approche a pour but d’optimiser des méthodes chirurgicales existantes, en particulier la méthode dite de la membrane induite qui présente encore des échecs dont les causes doivent être comprises pour améliorer la technique. Pour mener à bien ses projets, l’unité BOA entretient des collaborations scientifiques étroites avec des laboratoires académiques spécialisés dans le développement de biomatériaux innovants. Par ailleurs, l’unité s’appuie sur un partenariat fort avec des chirurgiens orthopédistes du SSA ou d’hôpitaux civils pour réaliser des études cliniques.

Unité Thérapie Cellulaire et Tissulaire

L’unité Thérapie Cellulaire et Tissulaire (UTCT) est implantée dans les locaux du Centre de Transfusion Sanguine des Armées (CTSA) situé à Clamart. Les travaux menés dans cette unité s’intéressent à la réparation cutanée des très grands brûlés avec notamment le développement d’un substitut d’épiderme produit à partir de quelques mm² de la peau du patient. Une autre thématique majeure porte sur la thérapie cellulaire par « cellules stromales mésenchymateuses » ou par les vésicules extracellulaires qu’elles sécrètent, pour la réparation des lésions d’irradiation locales ou pour prévenir les défaillances d’organe chez les blessés de guerre. Dans ce domaine, l’unité TCT entretient un partenariat scientifique et technique extrêmement étroit avec l’Unité des Médicaments de Thérapies Innovantes du CTSA qui possède l’infrastructure de production de grade clinique de ces cellules. Enfin des recherches sont menées sur les ostéomes, ossifications invalidantes qui se développent dans les muscles chez des patients victimes de traumatismes crâniens ou dans la moelle épinière. L’unité TCT a un réseau collaboratif national et international important dans ces domaines, avec des laboratoires de recherche, des start-up, des industriels et des services hospitaliers, notamment de l’HIA Percy.

Retrouvez l’Unité mixte de recherche « l’UMR-MD 1197 » (Interactions cellules souches-niches : physiologie, tumeurs et réparation tissulaire)