🇫🇷 FrancePhysique-ChimieST2SBiophysique & Mécanique des fluides biologiques
🏥CH 01Physique médicale🏥 ST2S · Physique-Chimie pour la Santé

Biophysique & Mécanique des fluides biologiques

Pression artérielle (systolique/diastolique), débit sanguin, loi de Poiseuille (Qv∝r⁴), phénomènes de diffusion (loi de Fick) et osmose (pression osmotique), potentiel membranaire.

🏥 Pression et débit sanguin
Pression artérielle
Définition
Pression exercée par le sang sur la paroi des artères. VALEURS NORMALES : Systolique (cœur en contraction) : 120 mmHg ≈ 16 kPa Diastolique (cœur au repos) : 80 mmHg ≈ 10,6 kPa → Notation : 12/8 ou 120/80 mmHg CONVERSIONS : 1 mmHg = 133 Pa 1 atm = 101 325 Pa = 760 mmHg HYPERTENSION : > 140/90 mmHg → risque cardiovasculaire HYPOTENSION : < 90/60 mmHg → risque de malaise PRESSION HYDROSTATIQUE : P = ρ × g × h (La position du corps modifie la pression sanguine : debout vs allongé)
Loi de Poiseuille — débit vasculaire
Formule clé
DÉBIT VOLUMIQUE dans un tube cylindrique : Qv = ΔP × π × r⁴ / (8 × η × L) Qv : débit volumique (m³/s) ΔP : différence de pression (Pa) r : rayon du tube (m) η : viscosité dynamique (Pa·s) L : longueur (m) ÉQUIVALENT LOI D'OHM : Résistance hydraulique : R_h = 8ηL/(πr⁴) ΔP = Qv × R_h CONSÉQUENCES MÉDICALES : • Qv ∝ r⁴ : réduire r de moitié → débit divisé par 16 ! • Athérosclérose : dépôts lipidiques réduisent r → R_h augmente → Cœur doit augmenter ΔP pour maintenir Qv → hypertension
La dépendance en r⁴ explique la gravité des sténoses vasculaires : une réduction de 30% du rayon divise le débit par 4 environ (0,7⁴≈0,24).
Exercices
EX-BIO1FacileDébit cardiaque

Cœur : 75 bpm, volume systolique = 70 mL/battement. Calculer le débit cardiaque en L/min.

🧮 Résoudre avec IA
EX-BIO2IntermédiaireLoi de Poiseuille

Artère : r=3mm, L=10cm, η=3×10⁻³Pa·s, ΔP=4kPa. Calculer Qv.

🧮 Résoudre avec IA
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Propriétés des médicaments