Dans le milieu aquatique, l’être humain est soumis à différentes forces : hydrostatique et hydrodynamique.
I.2.1.A La poussée hydrostatique
La pression hydrostatique de l’eau exerce sur un corps immergé une force égale au poids de la colonne de liquide situé au dessus de ce corps. Cette pression est proportionnelle à la profondeur de l’eau et est également perpendiculaire à la surface cutanée.
Cette poussée hydrostatique permet une re-verticalisation plus précoce des alités traumatique, orthopédique ou neurologique. L’avantage principal est donc la réduction des troubles de décubitus ; escarres, phlébites, décalcification, etc. (Badelon, 1994)
Le principe d’Archimède.
« Tout corps plongé dans un fluide reçoit de celui-ci une force dirigée vers le haut égale et opposée au poids du fluide déplacé et donc le support passe par le centre d’inertie de ce fluide ». En position debout, le centre de poussée est plus haut que le centre de gravité du corps. Le tronc étant plus volumineux que les jambes, les pieds ont donc tendance à rester au fond, ce qui permet une recherche de l’équilibre plus facile.
I.2.1.B La poussée hydrodynamique
La poussée hydrodynamique est provoquée par le déplacement de l’eau sur un corps en mouvement. Plus la vitesse de déplacement sera grande, plus la résistance à l’avancement sera importante. Cette résistance sera de surcroît accentuée par la position du corps de la personne lors de son déplacement (de profil, de face, planche placée parallèlement au déplacement, etc.)
I.2.1.C Le gradient de pression
Cette pression augmente avec la profondeur d’immersion, cet hypertension favorise le retour veineux périphérique vers le coeur droit (Badelon, 1994, voir figure 1.). Elle favorise aussi la consolidation osseuse, la cicatrisation des tissus musculaires, et diminue les troubles trophiques. De plus, les travaux de Begin & al (1976) démontrent une stimulation de la ventilation par un accroissement du volume sanguin intra thoracique (de 25 à 36%).
Figure 1. Schéma du gradient de pression subit par une personne en fonction de la profondeur.
I.2.1.D La thermalité
La température de l’eau des piscines varie dans une fourchette de 28 à 35°C sous réserve qu’elles soient affectées à des activités de natation ou des exercices passifs de mobilisation.
A ces températures, l’eau possède des effets antalgiques et myorelaxants. La diminution généralisée du tonus musculaire facilite les mobilisations et permet un meilleur jeu musculo-tendineux et articulaire. C’est dans l’eau que l’on constate un assouplissement et un gain de mobilisation articulaire (Mercanton & Padey, 1997 ; Le Cornu-Grouleaud, 1999 ; Badelon, 1994). Les travaux de Shimizu & al en 1998, sur la thermorégulation lors d’immersion à différentes températures, nous indiquent qu’il existe une perte de poids dû à la sudation qui augmente avec la température de l’eau.
Graef & Kruel (2006) citent les travaux de Mc Murray & Horvath sur la thermorégulation, trouvent une diminution de la fréquence cardiaque (FC) en fonction de la diminution de la température de l’eau lors d’un exercice de pédalage. Les moyennes de FC dans une eau à 30, 25, 20°C sont respectivement inférieur de 6, 17 et 19 battements par minutes (bpm) par rapport à une immersion dans une eau à 35°C.
L’étude de Muller & al indique le même rapport lorsque les sujets sont au repos dans l’eau. Les travaux de Craig & Dvorak sont également cités, ils trouvent une augmentation de la FC en position verticale à des températures entre 36 et 37°C mais une diminution de FC lors de température inférieur à 35°C. Park & al en 1999 ne constatent pas de différence significative entre la fréquence cardiaque au repos (FCR) au sec et la FCR en immersion à une température d’eau de 30 et 35°C. De plus ils remarquent, une augmentation de la pression systolique ainsi que du débit systolique, cette augmentation est plus importante lors d’immersion à une température de 30°C qu’à 35°C.
I.2.1.E Effets de l’immersion
L’immersion induit une diminution apparente du poids du corps, qui permet de travailler sur le pourcentage de remise en charge du poids du corps lors des programmes de rééducation physique.
Pour Collot & Griveaux en 2007, la remise en charge progressive en fonction du niveau d’immersion équivaut aux valeurs suivantes : (valeurs de poids apparent en pourcentage du poids réel dans une eau douce.)
Cou = 7 %
Fourchette sternale = 20%
Xiphoïdienne = 40%
Ombilicale = 60 %
Pubienne = 70 %
Fémorale = 90%
Tibiale = 100%
Ces valeurs sont quelques peu différentes avec celles émises par Badelon (1994). Pour le reste de l’étude, je garderai les valeurs trouvées par les auteurs précédents. Ils relèvent une différence individuelle importante de ce poids apparent pour un même niveau d’immersion en fonction de la morphologie, de la phase respiratoire et de la pathologie de la personne.
Concernant le système cardiovasculaire, Cider & al (2005) ne trouvent pas d’effet significatif de l’immersion en eau chaude (33-34°C) par rapport à l’air libre en position assise sur la FC, la ventilation, la fréquence respiratoire et la pression artérielle. La pression veineuse centrale augmente de la même manière lors d’une immersion sternale qu’une immersion ombilicale d’après l’expérience de Larsen & al en 1994.
Les recherches de Greenleaf & al de 1980 rejoignent les conclusions de Begin & al et de Epstein en 1976 sur les effets de l’immersion sur les fluides du corps humain. Ils constatent une augmentation significative du volume sanguin au niveau des capillaires pulmonaires. L’immersion provoque une redistribution du volume sanguin par l’action de la pression hydrostatique des membres inférieurs vers la partie du corps non immergée Watenpaugh & al en 2000, observent une augmentation significative du diamètre auriculaire gauche en immersion, mais pas de différence significative entre hommes et femmes.
Ils remarquent, comme les travaux précédents, une augmentation de la pression systolique au terme de 2h d’immersion. Ils ne constatent pas de réduction de la FC au terme de 3 heures d’immersion, alors qu’il existe une réduction de la FC pour la même période au sec. Le système nerveux sympathique n’est donc pas activé de la même manière en immersion, comparé aux données trouvées au sec.
L’ensemble des travaux concernant les changements de FC en immersion à différentes profondeurs (immersion sternale à une immersion au niveau des genoux) tirée de l’étude de Graef, I.F. & Kruel, L.F.M. (2006) exposent un constat évident : plus l’immersion est importante, plus la FC diminue (diminution significative vis-à-vis des mêmes conditions à l’air libre).
Tableau 1. Récapitulatif des effets de l’immersion. (Collot & Griveaux, 2007)
