Pression et applications médicales
Pression exercée par une force sur une surface, unités (pascal, bar, mmHg), pression dans un liquide et principe de la perfusion par gravité, tension artérielle, escarres et matelas anti-escarres, seringues.
1. La pression
Définition
Une force $F$ (N) répartie sur une surface $S$ (m²) exerce une pression $p = \dfrac{F}{S}$ en pascals (Pa). Autres unités : $1$ bar $= 10^5$ Pa ; $1$ mmHg $\approx 133$ Pa ; $1$ cmHg $\approx 1\,333$ Pa. Pour une même force, plus la surface est petite, plus la pression est grande.
Exemple · Escarres
Un patient de $70$ kg ($P \approx 690$ N) repose sur une surface de contact de $0{,}35$ m² : $p \approx 1\,970$ Pa en moyenne. Mais sur les talons ($S \approx 10$ cm² chacun), la pression locale est beaucoup plus forte : on change régulièrement la position et on utilise des matelas qui répartissent les appuis.
2. Pression dans un liquide
Propriété · Principe fondamental de l'hydrostatique
Dans un liquide de masse volumique $\rho$ (kg/m³), la différence de pression entre deux points séparés par une hauteur $h$ vaut $\Delta p = \rho \times g \times h$. La pression augmente avec la profondeur.
Exemple · Perfusion
Pour vaincre une pression veineuse d'environ $10$ mmHg ($1\,330$ Pa) avec une solution de masse volumique $1\,000$ kg/m³, il faut $h \geq \dfrac{1\,330}{1\,000 \times 9{,}8} \approx 0{,}14$ m. On place la poche bien plus haut (environ $1$ m) pour assurer le débit.
3. La tension artérielle
Propriété · Mesure
La tension artérielle s'exprime en cmHg ou mmHg : « $12/8$ » signifie $120$ mmHg (pression maximale, systolique) et $80$ mmHg (minimale, diastolique), en plus de la pression atmosphérique. Elle se mesure au tensiomètre, brassard au niveau du cœur.
Expérience · Mettre en évidence la pression dans un liquide
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Exercices corrigés
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Calcul de pression
★☆☆Une force de $200$ N s'exerce sur $0{,}5$ m². Pression ?
Unités
★☆☆Convertir $2{,}5$ bar en pascals.
mmHg en Pa
★☆☆Convertir $120$ mmHg en pascals.
Lire une tension
★☆☆Que signifie une tension de « $14/9$ » ?
Talons
★★☆Avec l'exemple du cours, quelle pression s'exerce si tout le poids ($690$ N) reposait sur les deux talons ($2 \times 10$ cm²) ?
Prévention des escarres
★☆☆Citer trois moyens de prévention des escarres.
Matelas à air
★★☆Pourquoi un matelas à air réduit-il le risque d'escarres ?
Pression hydrostatique
★★☆Différence de pression entre la surface et $2$ m de profondeur dans une piscine ($\rho = 1\,000$) ?
Hauteur de perfusion
★★☆La poche est $1{,}2$ m au-dessus du point de perfusion. Pression due à la colonne de liquide ? En mmHg ?
Perfusion qui ne coule pas
★★☆Une perfusion s'arrête quand on abaisse la poche. Expliquer.
Hauteur minimale
★★★Pour une pression veineuse de $15$ mmHg ($2\,000$ Pa), hauteur minimale de la poche ?
Tensiomètre
★☆☆Pourquoi place-t-on le brassard du tensiomètre au niveau du cœur ?
Bras levé
★★★Le brassard est $20$ cm au-dessus du cœur ($\rho_\text{sang} = 1\,060$ kg/m³). De combien la mesure est-elle sous-estimée, en mmHg ?
La seringue
★★☆On appuie avec $10$ N sur le piston d'une seringue de section $1$ cm². Pression dans le liquide ?
Petite ou grosse seringue
★★★Avec la même force, la pression est-elle plus grande dans une seringue de section $0{,}5$ cm² ou de $2$ cm² ?
Expérience de la bouteille
★☆☆Dans l'expérience du cours, quel jet va le plus loin ? Pourquoi ?
Hypertension
★☆☆Une tension de $16/10$ est-elle normale ?
Fauteuil roulant
★★☆Pourquoi les personnes en fauteuil doivent-elles se soulever régulièrement ?
Pression atmosphérique
★☆☆Valeur approximative de la pression atmosphérique au niveau de la mer ?
Vrai ou faux
★★☆a) $p = F \times S$. b) La pression augmente avec la profondeur. c) $1$ bar $= 10^5$ Pa.
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