Interventions et appels de nuit: risque cardiovasculaire pour les pompiers ?

Article de vulgarisation initialement publié dans Soldats du feu magazine n°82, Septembre Octobre 2017, pp 59-62.

Une étude publiée dans le journal de référence Chronobiology International par notre équipe de recherche s’est penchée sur l’effet d’une activité opérationnelle nocturne sur les variations de la pression artérielle de 30 sapeurs pompiers professionnels [1].

Pourquoi l'activité opérationnelle nocturne aurait-elle un impact sur le risque cardiovasculaire ?

Les pressions artérielles systolique et diastolique sont soumises à une variation rythmique dont la période (τ) doit correspondre à environ 24h [2] chez les personnes en bonne santé. Les causes de ces variations sont multifactorielles. Elles répondent le plus souvent à des demandes d’adaptation faites au corps, normalement plus importantes en journée que la nuit pour les animaux diurnes.

Dans les grandes lignes, cette synchronisation permet de maintenir durablement le bon état du système cardiovasculaire. Le corps dispose alors des moyens adaptatifs pertinents au moment le plus propice: sollicité le jour lorsque l’être humain en a le plus besoin, le système cardiovasculaire est mis au repos la nuit pendant la période de sommeil, ce qui permet de le sauvegarder d’une usure prématurée et d'inscrire sa capacité adaptative dans la durée.

Le travail de nuit et le travail posté sont connus pour avoir habituellement des effets perturbateurs sur les rythmes biologiques, incluant ceux de la pression artérielle. Compte tenu du fait que l’activité opérationnelle de sapeur-pompier peut exposer à des demandes d’adaptation parfois violentes et récurrentes (efforts physiques, charge émotionnelle procurée par les interventions extraordinaires mais aussi par la répétition des petits irritants quotidiens...) à toutes heures du jour et de la nuit, nous avons supposé que la sollicitation opérationnelle tout au long des 24h pouvait entrainer d'une manière ou d'une autre une désorganisation de la régulation des rythmes de la pression artérielle. Sans-arrêt sollicité, le système cardiovasculaire des sapeurs-pompiers serait alors mis à rude épreuve.

Compte tenu de l’abondante littérature scientifique évoquant la vulnérabilité cardiovasculaire des sapeurs-pompiers (hypertension, arrêts cardiaques, maladies...), nous nous sommes posés la question du rôle que pourrait jouer cette perturbation des rythmes biologiques, en intégrant dans nos réflexion le facteur de l'exposition régulière tout au long d’une carrière.

L'hypertension artérielle est connue sous le nom de "tueur silencieux", il est donc particulièrement important de considérer ce qui pourrait la masquer d'une manière ou d'une autre (la pression artérielle chute-elle bien la nuit ? Garde-elle une période optimale de 24h ?) lors des visites médicales d'aptitudes, ou lors de démarches de prévention menées par les services de santé de nos services incendies.

Nous avons donc voulu vérifier si les sapeurs-pompiers dont le régime de garde incluait une composante nocturne pouvaient manifester une perturbation des rythmes de leurs pressions artérielles systoliques et diastoliques, et induire des phénomènes d'hypertensions non détectés par les examens cliniques habituels et officiels.

Comment avons-nous procédé pour le mesurer ?

Nous avons recruté un panel de 30 sapeurs-pompiers professionnels du SDIS 71, service incendie français de taille moyenne, et déclarés en pleine santé et non hypertendus par leur médecin traitant. Cet état était confirmé par l’historique des visites médicales d’aptitude du service incendie tout au long de leur carrière de sapeur-pompier, mais également par une visite médicale supplémentaire incluant une procédure classique de mesure de la pression artérielle (mais à horaire standardisé) avant intégration dans le dispositif de recherche.

Les participants avaient 12 ans d’expérience en moyenne (âge de 30 à 46 ans), avaient une bonne hygiène de vie, pratiquaient tous régulièrement une activité physique, et étaient tous de type mâle caucasien. Aucun d'entre eux ne se plaignait ou ne manifestait de symptômes cliniques d’intolérance au travail de nuit. L’expérimentation était ouverte aux femmes, mais aucune n’a fait acte de candidature.

3 groupes ont été constitués selon leur régime de garde [3] et leur type d’activité au sein du service incendie :

• Le groupe A (12 SP) travaillait en centre d’incendie et de secours mixte (dit CIS mixte) au sein duquel évoluait sapeurs-pompiers professionnels et volontaires, remplissant principalement des missions opérationnelles (secours à personnes, incendie, secours routier, opérations diverses). Deux chefs de groupes (superviseurs opérationnels sur interventions nécessitant de deux à quatre véhicules) faisaient partie de l'effectif des participants. Les sapeurs-pompiers de ce groupe travaillaient principalement en garde postée de 24h entre lesquelles s'intercalaient occasionnellement des gardes de 12h en journée. (Les volontaires du centre assuraient les astreintes en semaine et complétaient les effectifs des gardes postées durant les week-end, vacances et jours fériés). L'engagement opérationnel était réalisé selon le mode dit du « piquet tournant intégral », autrement dit, tous les sapeurs-pompiers de la garde « tournaient » sur tous les engins du centre en fonction de leurs compétences (conducteurs, écheliers, chefs d'agrès, chefs d'équipe...), selon la règle du « dernier sorti, premier dedans », permettant de distribuer la charge opérationnelle de manière équitable sur tout l’ensemble de l’effectif présent lors de la garde. Le repos de sécurité allait de 24 à 72h entre chaque garde. En été, la durée de repos entre les gardes du groupe A était plus courte, et le nombre total de gardes de 24h par semaine incluant une composante nocturne était plus important de ~25%. Le nombre d'interventions nocturnes (20h-6h) était quant à lui multiplié par deux entre la session d'hiver et celle d'été (moyenne estivale de ~2 interventions nocturnes par garde et par pompier). Le nombre d'interventions en nuit profonde (0h-6h) était multiplié par quatre entre hiver et été (moyenne estivale de ~1 interventions en nuit profonde par garde et par pompier).
• Le groupe B (9 SP) était composé de sapeurs-pompiers du CTA/CODIS (Centre d’appel 18 / 112 et organe de gestion de crise des services d’incendie et de secours en France), répondant aux appels de secours, réalisant le traitement de l’alerte et gérant la montée en puissance des opérations de secours de grande ampleur. Le centre était à 100% composé de sapeurs-pompiers professionnels. Deux chefs de salle (superviseurs) faisaient partie du groupe. Les sapeurs-pompiers de ce groupe travaillaient principalement en gardes de 12h jour, et 12h nuit, intercalant parfois quelques gardes de 24h. En été, le nombre total de gardes incluant une composante nocturne par semaine et par sapeur-pompier était multiplié par deux. Le nombre d'appels nocturnes par opérateur et par garde (20h-6h) était multiplié par deux entre la session d'hiver et celle d'été (moyenne estivale de ~41 appels par nuit et par opérateurs en été). Le nombre d'appels en nuit profonde (0h-6h) était également multiplié par deux en été (moyenne estivale de ~12 appels en nuit profonde par garde et par opérateur en été).
• Le groupe C (9 SP) était composé d’officiers dont les missions étaient administratives et diurnes (Service Hors Rang, dit "SHR", 09h - 17h). Ces officiers pouvaient parfois être d'astreinte pour raisons opérationnelles, mais aucun d'entre eux ne l'était pendant la durée du protocole. L'un de ces officiers était l’un des décideurs du service incendie et pouvait ponctuellement être sollicité en cas de crise majeure en dehors de ses heures d'astreinte. Aucun réveil nocturne lié à l'activité professionnelle n'a été reporté.

L’ensemble de ces groupes a été suivi pendant deux sessions de mesures en été et en hiver, grâce à un dispositif de Mesure Ambulatoire de la Pression Artérielle (Spacelabs, la référence internationale en matière de fiabilité de la MAPA), et ce pendant plus de 8 jours consécutifs. La fréquence des mesures par 24h, était d’une mesure toutes les heures de 6h à 23h, et une mesure toute les deux heures de 23h à 6h pour plus de commodité [3].

D’autres mesures physiologiques et psychologiques y étaient associées : 13 autres variables comme l’activité physique (actigraphie), l’attention, la tolérance à l’agressivité, la qualité du sommeil, ou encore le rythme veille/sommeil des sapeurs-pompiers ont été également mesurées. Chaque variable à fait l’objet d’un traitement statistique adapté permettant de repérer les changements de rythmes, les désynchronisations significatives et de réaliser ultérieurement les comparaisons nécessaires entre les différents groupes. Ces résultats ne seront toutefois pas abordés ici.

Quels sont les résultats de l'investigation en matière de pression artérielle ?

30 sapeurs-pompiers ont participé à l'étude hivernale, 29 d'entre eux ont réalisé les mesures estivales (1 abandon pour cause de maladie dans le groupe A). Rappelons que chez les personnes en bonne santé et ayant une activité diurne, ces rythmes montrent un profil relativement régulier sur 24h, avec une pression artérielle minimale pendant la nuit, et une pression plus élevée en journée avec un pic en milieu de matinée, un autre en fin d'après-midi ainsi qu'un très léger creux intermédiaire (Hermida et al., 2001; Smolensky et al., 1976).

Rythmes des pressions artérielles systoliques et diastoliques : le cas des rythmes de 12h.

Les profils journaliers de la pression artérielle des sapeurs-pompiers du groupe CIS (A) et du groupe CTA (B) était parfois singuliers, comme illustré ci-dessous pour l'un des participants du groupe A.

Les profils de ces deux histogrammes sont caractérisés par deux creux, un principal à 3h du matin et un plus petit à 15h, et deux pics d'amplitude égales, respectivement à 10h et 21h. L'analyse statistique de ces données montre que les variations des pressions artérielles systoliques et diastoliques avaient ici une période majoritaire de 12h (p=0.001) alors qu'elle doit être habituellement de 24h. Lorsqu'elle était détectée, la composante de 24h l'était seulement avec une amplitude plus faible que celle de 12h; une fois en hiver pour la pression diastolique (p<0.06), une autre fois en été pour la pression systolique (p<0.002).

En tenant compte de la méthode de mesure utilisée (MAPA) et des seuils recommandés dans la littérature de référence (135/85 mmHg pour une pression artérielle moyenne pendant la durée de l'éveil, 120/70 mmHg durant le sommeil, voir Hermida et al., 2013; Mancia et al., 2013), il faut ici souligner que les valeurs moyennes de pression artérielle de ce sapeur-pompier correspondaient à une hypertension artérielle. Par ailleurs, le fait que, pour les deux saisons, les périodes étaient de 12h plutôt que 24 suggère ici que cette périodicité de 12h n'est pas due à un phénomène transitoire.

Si le même phénomène a été constaté chez deux autres sapeurs-pompiers, l'un du groupe CIS (A) et l'autre du groupe CTA (B), 17 autres séries temporelles issues de ces mesures validaient au moins une période τ=12h de manière sur l'une ou l'autre des pressions artérielles des sapeurs-pompiers, en hiver et en été. 16 d'entre elles concernaient uniquement les groupes CIS et CTA, des sapeurs-pompiers exposés au travail de nuit.

Rythmes des pressions artérielles systoliques avec une période τ≠24h en fonction des groupes et des saisons.

Si l'on considère cette fois l'ensemble des périodes τ≠24h des différentes séries temporelles recueillies en hiver et en été, l'on constate que ces dernières n'étaient pas non plus distribuées de manière égale entre les trois groupes. Une seule série temporelle avec une période τ≠24h (PA systolique avec τ=12h) a été détectée dans le groupe SHR (C), comparées aux 25 séries temporelles qui montraient de manière séparée ou simultanée, soit en hiver soit en été, une période τ≠24.0h pour les pressions artérielles systoliques et diastoliques des sapeurs-pompiers des groupes CIS (A) et CTA (B). Cette différence était statistiquement significative pour les trois groupes concernant la pression artérielle diastolique en été (p=0.01), mais pas en hiver. La différence entre les trois groupes n'était pas validée pour la pression artérielle systolique, bien que la significativité soit presque atteinte (p=0.08).

La proportion de sapeurs-pompiers avec une période dominante τ≠24h était plus élevée en été qu'en hiver (24.1% vs. 20.0% pour la pression artérielle systolique, et 31.0% vs. 13.3% pour la pression artérielle diastolique).

En été, le groupe SHR (C) différait nettement des groupes CTA (B) et CIS (A) pour la pression artérielle systolique (p=0.042) et diastolique (p<0.015). Pour le groupe du CTA (B), la désynchronisation était plus fréquente en été qu'en hiver (p=0.046).

Curieusement, les périodes prépondérantes des pressions artérielles systoliques et diastoliques de deux des sapeurs-pompiers du CTA différaient non seulement d'une période de 24h classique, mais étaient également désynchronisées entre elles. Par conséquent, les rythmes des pressions artérielles systoliques et diastoliques étaient en situation de "free-run" par rapport aux synchroniseurs habituels de l'environnement (désynchronisation externe), mais aussi vis à vis de l'organisation temporelle interne (désynchronisation interne).

Les analyses statistiques ont également montré que les périodes τ du rythme de l'activité physique mesuré par actographie restait paradoxalement de 24h pour tous les sapeurs-pompiers participants, en été comme en hiver sur l'ensemble des mesures effectuées. Les déviations constatées pour la pression artérielle se produisaient donc indépendamment de ce rythme.

Il faut rappeler ici a saisonnalité des charges de travail opérationnel nocturnes des groupes A (interventions) et B (appels), respectivement multipliées par 2 et 4 en été. Le nombre de gardes effectuées par le groupe CTA (B) et le groupe CIS (A) augmentait en été, impliquant une durée de repos moins importante entre deux gardes.

Que peut-on en déduire ?

Cette expérience montre qu’il existe ici un lien entre la charge de travail opérationnel nocturne et la perturbation du rythme de 24h des pressions artérielles systoliques et diastoliques des sapeurs-pompiers opérationnels, perturbations connues dans la littérature pour provoquer une usure prématurée ainsi qu’une vulnérabilité accrue du système cardiovasculaire.

Toutefois, à l'échelle individuelle, la privation de sommeil, un temps de repos insuffisant, l’irrégularité des sollicitations opérationnelles au cours des 24h, le manque de régularité dans les cycles veille/sommeil (ex: alternances garde jour / garde nuit en 12h), le stress émotionnel et physique, l’exposition à la lumière artificielle la nuit (par ex : écrans, éclairages classiques...) ou encore des horaires d’alimentation imprévisibles (provoquant une assimilation irrégulière des nutriments) sont autant d’hypothèses qui pourraient également expliquer une partie des phénomènes constatés.

En revanche, le régime de garde (24h ou 12h) ne semble avoir que peu d'impact en lui-même sur les variations de la pression artérielle : peu de différences sont constatées entre les groupes A et B malgré un régime de garde différent.

Elle montre enfin les limites des systèmes classiques de suivi médical, de prévention des risques et de santé au travail, ou même de planification des gardes, au regard des contraintes horaires réelles (travail de nuit, irrégularité des sollicitations, conciliation des temps de vie) qu’impose le travail opérationnel des sapeurs-pompiers tout au long d'une carrière ou d'un engagement...

Éviter de prendre la photo de quelqu'un en train de sauter, puis en déduire qu'il vole...

Le suivi de la régularité des variations sur 24h de la pression artérielle n’est que très rarement (voire jamais) effectué par les médecins traitants et les services de santé des SDIS, et n’est jamais abordé non plus lors des visites médicales d’aptitudes. L’absence totale de détection de ces problématiques pour les personnels de notre étude, que ce soit par leurs propres médecins traitants, mais également par ceux du service de santé (et ce malgré un suivi régulier, attentif, et de qualité) en est un exemple.

En ne prenant que des mesures ponctuelles de la pression artérielle sans tenir compte des horaires, des saisons et de la charge de travail nocturne :

• Il est non pertinent de comparer les mesures entre elles, à l'échelle de l'individu ou du groupe.
• Il n’est pas possible d’affirmer que tout risque d’hypertension artérielle est écarté lors d’une simple visite : de nombreux faux positifs et faux négatifs peuvent être induits dans le diagnostic de l’hypertension artérielle chez les sapeurs-pompiers, comme montré ici pour les sapeurs-pompiers professionnels.

A l'inverse, une standardisation de l'horaire de mesure de la pression artérielle lors des visites médicales n'est quasiment pas possible à organiser pour l'ensemble de l'effectif d'un service incendie. Ceci plaide donc en faveur d’une politique de prévention plus spécifique, basée sur une exploration régulière par mesure ambulatoire de la pression artérielle. Cette exploration supervisée par les médecins du service de santé du service incendie, et devrait théoriquement se réaliser :

• En situation réelle de travail et de vie (incluant activité et repos)
• Régulièrement, à minima une fois par an lors de la période de sollicitation opérationnelle la plus importante
• Couvrir au moins une semaine de mesures (environ deux cycles garde/repos en 24/72 pour les SP professionnels, un cycle d'astreinte pour les SP volontaires) afin de repérer les changements de rythmes circadiens occasionnés par l’activité opérationnelle.

Au-delà du seul service de santé, une meilleure prise en compte de la charge de travail nocturne réelle du sapeur-pompier de garde, que ce soit au niveau managérial, au niveau des recrutements, des règles d'engagement opérationnel ou des plannings pourrait être réalisable en s'appuyant sur des technologies numériques et des algorithmes adaptés, et ce sans surplus de travail pour le service incendie. De même, si le recueil et le traitement des données relatives à la pression artérielle avec des outils classiques peut occasionner une forte augmentation de la charge de travail des services de santé, des solutions numériques automatisées sont d'ores déjà disponibles sur le marché [5]...

Remerciements

Nous souhaitons remercier ici le Fond National de Prévention de la CNRACL pour son aimable participation.

Notes

[1] Plus de 3.500.000 points de mesures ont été récoltés sur l’ensemble du protocole d’une durée d’un an et demi, rendant les résultats statistiques particulièrement fiables et robustes malgré le "faible" nombre de participants, nombre limité tout simplement par le nombre d’appareils de mesure à notre disposition.

[2] D'où le terme circadien (Circa = environ, Dien = une journée)

[3] Le régime de garde exact par sapeur-pompier est indiqué et pris en compte dans la publication

[4] Le matériel pouvait être enlevé pour raisons opérationnelles. Le taux d’adhérence constaté était supérieur à 85% pour les trois groupes.

[5] CAT&D, la startup du Pr Ramon Hermida, expert international de la pression artérielle, commercialise une solution en partenariat avec la startup française AUM.