Capacités des adaptations chronobiologiques aux contraintes de la Course au large.

Des enseignements applicables aussi à terre.

 

Docteur Jean Yves Chauve

   

En mer, ces hommes sont soumis à des contraintes de durée que l'on ne rencontre nulle part ailleurs. En effet, les compétitions se déroulent sans arrêt plusieurs jours, plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Pendant tout ce temps, il faut foncer, barrer, manœuvrer, régler, surveiller, étudier la meilleure option. Ainsi l'activité à bord est soumise aux exigences du bateau et malgré le bruit incessant, les mouvements violents, l'humidité permanente, il faut vivre, dormir et se nourrir.

 

La gestion des rythmes  de sommeil est, dans ce contexte, primordiale et a fait l'objet de nombreux travaux.

 

1 - Campagne de travaux pendant la Course en Solitaire du Figaro .

 

Nous avons ces travaux en collaboration avec le Dr Pierre Yves GUILLEMOT (CHU Nantes Pr GINET ), l'Institut VIELIFE ^[1] , sous la responsabilité scientifique du Pr ARBUS et du Dr TIBERGE de l'unité de sommeil du CHU de Toulouse-Rangueil.

 

Pour avoir une appréciation la plus exacte possible de l'activité cérébrale d'un navigateur solitaire qui dans ce type de course ne dort en moyenne que 220 minutes sur 4 jours de course ( questionnaire réalisé sur l'ensemble des coureurs en 1989 et 1990), nous avons effectué un enregistrement électro-encéphalographique permanent dans les conditions réelles de course.  5 électrodes la première année puis 9 électrodes l'année suivante, étaient implantées par collage sur le cuir chevelu des coureurs quelques heures avant le départ de chacune des étapes de la Course en Solitaire du Figaro. Ces électrodes étaient reliées à un enregistreur Holter de la taille d'un gros baladeur qui était fixé au niveau de l'abdomen ou de la hanche.

 

Cet "équipement" était porté en permanence pendant l'étape c'est à dire 3 ou 4 jours de chacune des étapes et si possible pendant les 2 jours de récupération à terre. En outre pendant cette phase d'enregistrement le coureur devait changer cassette et piles toutes les 24 heures.

 

Une expérimentation aussi lourde n'avait jamais encore été réalisée dans les conditions réelles de la vie en mer, pendant une course aussi dure et aussi prestigieuse que la solitaire du Figaro.

 

L'étude électro-encéphalographique a permis d'obtenir des résultats  précis et objectifs sur le sommeil réel des coureurs. Malgré des conditions techniques de terrain extrêmement difficiles, ces enregistrements ont pu mettre en évidence que quand il manquait de sommeil, le navigateur solitaire dormait en sommeil polyphasique, c'est à dire par périodes courtes de sommeil entrecoupées de phases d'éveil.

 

Ces périodes réduites dans la plupart des cas à 20 minutes, permettent malgré tout d'obtenir une bonne récupération avec un cycle de sommeil comprenant tous les stades importants.

La mise en évidence de phases de Sommeil Lent Profond et de phases de Sommeil Paradoxal (ou phase de rêves) sur cette période courte suivie d'un réveil spontané prouve l'efficacité réelle de ce type de sommeil ultracourt et les possibilités étonnantes d'adaptation de l'organisme humain.

 

Nous avons constaté également que cette efficacité était accentuée chez les coureurs qui prenaient en compte les rythmes circadiens et ultradiens d'activité et de repos de l'organisme. Ainsi les périodes de sommeil comprenant des phases de Sommeil Lent Profond se situaient préférentiellement en fin de nuit et en début d'après-midi.

 

Une telle adaptation est obtenue naturellement en 1 à 3 jours selon les individus, elle est favorisée par le manque de sommeil, par l'application des techniques de relaxation qui favorisent le raccourcissement des périodes d'endormissement, et par le choix judicieux des périodes de sommeil  selon les prédispositions physiologiques du moment.

 

Ainsi, le coureur, isolé dans un milieu hostile, retrouve instinctivement le sommeil de ses ancêtres préhistoriques qui, exposés aux prédateurs de toutes sortes, devaient impérativement  se réveiller de temps en temps pour surveiller les alentours.

 

 

2  -  Travaux sur la vigilance :  Course en Solitaire du Figaro, British Steel Challenge, Vendée-Globe.

 

Le but de ces travaux était de mettre en évidence les périodes ou l'altération de la vigilance est maximale au cours de différents types de courses.

 

Les tests de vigilance consistaient à observer et à mémoriser des images apparaissant sur l'écran d'un ordinateur portable ou de l'ordinateur de bord. 

Ainsi parmi des mains défilant dans différentes positions sur l'écran, il fallait reconnaître une droite d'une gauche.  De même, parmi des disques distincts les uns des autres, il fallait retrouver le dernier apparu sur l'écran.  Chaque test, d'une durée moyenne de trois minutes, était complété par un questionnaire sur la durée et la qualité du sommeil préalable, sur les conditions météorologiques, etc...

 

La valeur du score du test réalisé, comparé au score d'un test-référence était l'élément d'évaluation instantané du niveau d'altération de la vigilance.

Ces tests permettaient de quantifier un phénomène sournois et par définition difficilement mesurable subjectivement.

Ainsi, conscients de leur déficit, les coureurs pouvaient différer des manœuvres qui, dans ces conditions, les exposaient inconsidérément.

Un dépouillement après la course a permis de mettre en évidence les moments et les causes d'altération et d'en tirer les enseignements nécessaires à chacun pour y remédier.

 

Chaque test étant mis en mémoire, il était facile de les exploiter ensuite à terre pour définir les évolutions du profil de la vigilance face aux sollicitations  de la compétition.

 

Les types de navigation très différentes, navigation hauturière et régate pendant 3 jours, navigation en équipage d'un mois et demi, navigation en solitaire de 4 mois, ont permis d'étudier très précisément les questions posées par des organisations de vie à bord très différentes les unes des autres:

 

- dans le Course en Solitaire du Figaro, quelle est la durée et la répartition des périodes de sommeil qui permet de rester le plus vigilant ?

 

- dans la British Steel Challenge, ou 10 bateaux identiques s'affrontaient autour du monde par étapes de 45 jours, chaque équipage a adopté une organisation différente de I'activité à bord.  Quelle est l'organisation la plus efficace pour maintenir une bonne cohésion de l'équipage et limiter les pertes de vigilance individuelles ?

 

- dans le Vendée Globe Challenge, les solitaires ont dû impérativement gérer leur fatigue pendant 4 mois. Quelle est la durée de sommeil quotidienne minimale et quelle est sa répartition idéale ? Comment gérer les conditions extrêmes du Grand  Sud ou une vigilance de tous les instants est nécessaire ?

 

Ces tests ont confirmé que la prise en compte des rythmes chronobiologiques individuels et généraux limitait les perturbations de la vigilance par une induction plus rapide du sommeil et par un sommeil de meilleure qualité.

 

Les conséquences principales étant :

- une meilleure performance à la fois physique et intellectuelle;

- un meilleur équilibre psychique, ce qui dans le cas d'un équipage peut être essentiel;

- une sécurité accrue notamment face aux risques d'accidents pendant les manœuvres ou face au risque de chute à la mer.

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3 - Travaux appliqués pendant le record du Tour du Monde de Bruno PEYRON. La chronobiologie dans la course en haute mer:

 

Ces études précédentes démontrant qu'une période courte de sommeil est d'autant plus récupératrice qu'elle s'insère harmonieusement dans les rythmes d'activité spontanés de l'organisme, il était intéressant de proposer une organisation de bord prenant en compte cette rythmicité chronobiologique.

 

C'est ainsi que nous avons proposé à Bruno PEYRON et à ses 4 équipiers une organisation des quarts originale. Le principe de base reposant sur une répartition régulière et immuable des périodes d'activité et de repos de chacun.

 

La journée à bord de "COMMODORE EXPLORER" était divisée en 2 périodes de 3 heures 30 la nuit et en 4 périodes de 4 heures le jour. La journée était donc établie sur 23 heures car autour de l'Antarctique, la vitesse du Catamaran permettait de gagner tous les jours environ 1 heure sur le soleil.

 

Dans l'Atlantique, la route parallèle au fuseau horaire ménageait une 24ème heure réservée à la convivialité, qui ne manquait pas avec un équipage ou l'amitié fut un des moteurs de l'exploit.

 

Chaque quart assurait successivement chacune des périodes. La composition des 2 quarts de 2 équipiers a été faite selon les complémentarités techniques mais aussi selon le profil chronobiologique de chacun intégrant notamment la notion de sujets dits " du soir" et de sujets dits " du matin".

 

Chacune des périodes de repos était divisée en 2 demi périodes. Chaque demi période dite de "réveil interdit"  étant attribuée définitivement avant le départ à chaque équipier du quart au repos qui disposait par conséquent de trois périodes de sommeil par jour d'environ 2 heures lui permettant ainsi de dormir sans l'angoisse du réveil brutal et traumatisant, sauf cas de force majeure. L'autre équipier de repos pouvait être disponible si nécessaire  pendant cette demi période, sa disponibilité pendant sa période de repos n'entamant pas son capital de sommeil. Pendant la demi période suivante, la priorité de repos et de disponibilité était échangée entre ces équipiers.

 

Ainsi chacun était sûr de pouvoir dormir près de 6 h par jour, ce qui dans ces conditions, permettait une récupération suffisante.

 

Quant à Bruno PEYRON, ses périodes de sommeil se répartissaient en 2 fois 2 heures la nuit et une fois 2 heures en début d'après midi, c'est à dire aux périodes les plus proches du rythme physiologique de sommeil.

Ainsi, les deux quarts se succédaient régulièrement tout en restant en phase avec l'alternance du jour et de la nuit. Cette régularité  par rapport aux synchroniseurs externes comme le soleil s'est avérée essentielle, induisant spontanément les périodes de sommeil répétées avec la même ponctualité  chronobiologique tout au long du voyage.

 

Le temps d'endormissement et la qualité du sommeil furent  nettement améliorés, une fois l'horloge interne de chacun calée sur ses repères horaires spécifiques. De plus il n'y eu pratiquement ni accident corporel ni difficultés relationnelles qui sont les stigmates initiaux en bateau de l'altération de la vigilance et de la fatigue par privation de sommeil.

 

Une telle organisation est très différente de celle pratiquée habituellement car dans un esprit d'équité, on préfère l'organisation par  quarts dits "tournants" dans lesquels les horaires de travail et de repos changent chaque jour. Ainsi, chacun subit un décalage horaire permanent  accentuant les pertes de vigilance maximales au petit matin, moment où les besoins de sommeil génèrent des phases d'endormissements involontaires extrêmement dangereuses.

 

C'est d'ailleurs à cette période que la plupart des accidents surviennent car cette altération de la vigilance est le corollaire de la phase de repos  physiologique circadienne à laquelle correspond, entre autres, un minimum thermique.

 

 

4 - Application de ces notions pendant la "Route de l'Or" (Janvier-Février 1998) avec l'équipage d'Isabelle AUTISSIER.

 

Pour l'équipage de PRB, un enregistrement polygraphique à été réalisé à terre sur chacun des équipiers ^[2] . C'est à partir des profils quantitatifs et chronobiologiques de chacun des équipiers et des souhaits de l'équipage que l'organisation quotidienne des périodes d'activité et de repos a été mise au point.

L'expérience préalable réalisée avec  Bruno PEYRON  a été bien entendu fondamentale.

 

Selon le diagramme ci-joint:

 

Les équipiers ont des périodes régulières d'activité et de repos. Ceux "du soir" sont en activité en première partie de nuit tandis que ceux du matin sont en activité en 2eme partie de nuit.

Ceux qui ont moins besoin de sommeil ont une durée de récupération nocturne moins importante.

Selon la volonté de l'équipage, les quarts se chevauchent pour amener un équipier "frais et reposé" toutes les heures et demie.

Enfin, la répartition des repas tout en restant assez classique tente de concilier la chronobiologie, les rythmes de chacun pendant la course ^[3] , et la convivialité.

 

 

5 - Intérêt de ces travaux pour des populations soumises à des contraintes de désynchronisation de l'activité :

 

a - dans le monde de la mer

 

Une organisation de ce type, intégrant les notions de chronobiologie peut facilement être applicable par l'ensemble des marins en tenant compte toutefois des particularités de leur activité:

- Plaisanciers naviguant sans escale pendant plusieurs jours ou plusieurs semaines.

- Marins Pêcheurs. Une étude électroencéphalographie identique à celle du Figaro est en préparation afin de mieux cerner les contraintes de la pêche.

- Marins au commerce.

 

b - dans le monde de l'entreprise

 

Le travail en horaires coupés, les horaires variables, le travail de nuit, le travail par quarts sont des contraintes très semblables à celles subies par le navigateur. Mal gérées, elles sont souvent catastrophiques quand elles touchent des activités à hauts risques.

 

On a constaté que plus de 65 % des grandes catastrophes type Tchernobyl, Three Miles Island ou même les catastrophes ferroviaires ont lieu entre minuit et 6 heures du matin, moments ou la contradiction entre les besoins physiologiques de sommeil et la nécessité de l'éveil se traduit par une perte de vigilance entraînant une baisse des capacités visuelles, une mauvaise intégration des signaux ou des données, une perte des performances intellectuelles, un ralentissement des temps de réaction.

 

Combattre cette altération de la vigilance en proposant des périodes de récupération courtes est possible. Les coureurs l'ont  démontré.

 

L'efficacité de ces périodes de récupération étant directement liée à leur insertion correcte dans les rythmes circadiens ^[4] et ultradiens ^[5] de l'activité physiologique individuelle.

L'intérêt de ces travaux déborde donc largement le monde de la mer et de grandes entreprises s'intéressent de très près à ces résultats.

 

La relation entre l'homme et les rythmes biologiques individuels et environnementaux est une notion encore très nouvelle mais qui, nous l'avons montré,  joue un rôle essentiel dans l'adaptation de l'homme à un environnement contraignant à la fois pour sa performance, sa sécurité et sa qualité de vie.

 

 

 

Biblio partielle :

 

1 - Arbus  L, Tiberge  M.  Le sommeil du navigateur solitaire - sous presse.

2 - Benoît  O, Foret  J .   Le sommeil humain – Masson, 1991

3 - Benoît  O.  Principes chronobiologiques et troubles du sommeil. Etat de veille et de sommeil, actualités de pharmacologie clinique.  Masson (Paris)  1989,  172-178.

4 - Buguet  A. Sommeil et environnement extrême chez l'homme

          in : Le sommeil humain  (Benoit O, Foret J ), 1991, Masson 86-91.

5 - Bonnet M H.  The effects of sleep fragmentation on sleep and performance in younger and older subjects.  Neurobiology of aging    1989; 10: 21-25.

6 - Chauve  JY,  Guillemot PY.  Etude de la Vigilance de 15 coureurs du Figaro par tests de réactivité et de reconnaissance  -1990;

7 - Dingues D F, Powell J W.  Micro computer analyses of performances on a portable, simple visual RT task during sustained opération. Behaviour Research Methods, Instruments and Computers; 1985

8 - Guillemot PY. Assistance médicale sur une course au large en Solitaire par étapes D.U.S.S.  1989

9 – Guillemot PY. Sommeil et forme physique des solitaires dans une course au large Médecine  Nantes 90

10  - Goldenberg  F.  Pharmacologie du sommeil  In  Physiologie du sommeil -  Masson

11 – Lagarde D, Barrault B, Milhaud C. Exercice physique soutenu et rythme veille-sommeil  SSA. 1988  Trav. scient. n° 9

12 - Magon de la Giclais  B.  Etude du sommeil fractionné d'un navigateur solitaire en course transatlantique à la voile. Thèse de Médecine- Toulouse.

14 – Siffre M.   Rythmes biologiques, sommeil et vigilance en confinement prolongéE.S.A. SP 180 March 1990

15 - Stampi C.  Polyphasic sleep stratégies improve prolonged sustained performance : a field study on 99 sailors. Work and Stress - 1989