Physique-chimie pour la santé (ST2S) · Première · Analyser et diagnostiquer
Débit, pression et tension artérielle
Du débit cardiaque à la tension.
En bref
Le médecin qui prend ta tension mesure une pression, et le cardiologue qui évalue ton cœur calcule un débit.
Le médecin qui prend ta tension mesure une pression, et le cardiologue qui évalue ton cœur calcule un débit. Ces deux grandeurs de la physique des fluides sont au cœur du diagnostic cardio-vasculaire.
Le débit d'un écoulement
Le débit volumique D est le volume de liquide qui traverse une section par unité de temps : D = V / Δt, en m³/s (ou L/min).
D = v × S, où v est la vitesse moyenne d'écoulement (m/s) et S la section (m²).
À débit constant, si la section diminue, la vitesse augmente : c'est ce qui se passe au passage d'un rétrécissement artériel.
Le débit cardiaque
DC = fC × VES : débit cardiaque = fréquence cardiaque × volume d'éjection systolique.
Exemple : au repos, fC = 70 battements/min et VES = 70 mL. DC = 70 × 70 = 4 900 mL/min ≈ 4,9 L/min. À l'effort, fC et VES augmentent : le débit peut être multiplié par quatre ou cinq.
Force pressante et pression
Un fluide exerce sur toute paroi une force pressante F, perpendiculaire à la paroi.
P = F / S, avec P en pascals (Pa), F en newtons (N), S en m².
| L'unité | Sa valeur en pascals |
|---|---|
| 1 hectopascal (hPa) | 100 Pa |
| 1 bar | 10⁵ Pa |
| 1 mmHg | ≈ 133 Pa |
| 1 cmHg | ≈ 1 333 Pa |
La pression atmosphérique vaut environ 1 013 hPa, soit 76 cmHg.
La loi fondamentale de la statique des fluides
Dans un liquide au repos, la pression augmente avec la profondeur :
P₂ − P₁ = ρ × g × (z₁ − z₂), avec ρ la masse volumique (kg/m³), g ≈ 9,81 N/kg et z l'altitude (m).
Exemple : dans l'eau (ρ = 1 000 kg/m³), 10 m plus bas, la pression augmente de 1 000 × 9,81 × 10 ≈ 10⁵ Pa, soit 1 bar. C'est pourquoi une perfusion se place au-dessus du patient et pourquoi on mesure la tension au bras, à hauteur du cœur.
Tension artérielle : ce que l'on mesure
La pression artérielle est la pression du sang dans l'artère. La tension artérielle mesurée par le tensiomètre est la différence entre la pression artérielle et la pression atmosphérique.
| La valeur | Le moment |
|---|---|
| Tension systolique | Pendant la contraction du cœur, valeur maximale |
| Tension diastolique | Pendant le relâchement, valeur minimale |
On l'écrit « 12/8 », en centimètres de mercure : 12 cmHg de systolique, 8 cmHg de diastolique (soit 120/80 mmHg).
Principe de la mesure : un brassard gonflé comprime l'artère et arrête le flux ; en le dégonflant, on repère le premier retour du flux (systolique) puis la disparition des bruits ou des oscillations (diastolique). Une tension durablement supérieure ou égale à 14/9 définit l'hypertension artérielle.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
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1.Quelle relation relie le débit D, la vitesse v et la section S ?
2.Si la section d’une artère diminue à débit constant, la vitesse du sang :
3.fC = 60 battements/min et VES = 80 mL. Quel est le débit cardiaque ?
4.Quelle est l’unité internationale de pression ?
5.Une force de 20 N s’exerce sur 0,010 m². Quelle est la pression ?
6.Dans un liquide au repos, la pression :
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