Débit, pression et résistance : loi de Poiseuille et écoulement turbulent
- Concept
- Priorité pour les examens : moyenne
Le sang va des hautes vers les basses pressions ; les vaisseaux étroits freinent fortement le débit ; un flux rapide et perturbé devient turbulent et bruyant.
Aussi appelé: Loi de Poiseuille, Nombre de Reynolds
Voir en 3D: Aorte ascendante · Aorte abdominale · Artères carotides
De quoi s'agit-il
Le débit sanguin dans un vaisseau est égal à la différence de pression divisée par la résistance. La résistance dépend très fortement du rayon (à la puissance quatre), ainsi que de la longueur du vaisseau et de la viscosité du sang. L'écoulement est normalement régulier (laminaire) ; à vitesse élevée, au niveau des rétrécissements ou avec une viscosité basse, il devient turbulent, ce qui gaspille de l'énergie et produit des souffles vasculaires et cardiaques.
Données clés
- La viscosité augmente avec l'hématocrite : la polyglobulie (y compris la polyglobulie d'altitude, légère, des habitants de Bogotá) augmente la résistance.
- Le sang se comporte comme moins visqueux dans les petits vaisseaux (effet Fåhræus–Lindqvist), car les globules rouges s'alignent au centre.
- En écoulement laminaire, la vitesse est maximale au centre et nulle à la paroi ; la contrainte de cisaillement sur l'endothélium libère du NO.
Équations
- Q
- débit
- ΔP
- différence de pression
- R
- résistance
- η
- viscosité
- L
- longueur du vaisseau
- r
- rayon
Exacte uniquement pour l'écoulement laminaire stationnaire d'un fluide simple dans un tube rigide ; un bon repère pour le sang.
- ρ
- masse volumique
- v
- vitesse moyenne
- D
- diamètre
La turbulence tend à apparaître au-dessus de ≈ 2 000 dans les tubes droits, plus bas aux bifurcations.
- v
- vitesse
- A
- surface de section
La vitesse augmente là où la surface diminue (sténose).
Corrélation clinique
- Une réduction de 50 % du diamètre (75 % de la surface) commence à limiter le débit en cas de forte demande ; une sténose au-delà de ≈ 70 % le limite au repos.
- Le souffle carotidien et le souffle de la sténose aortique sont des turbulences au niveau d'un rétrécissement ; les sites turbulents favorisent aussi l'athérosclérose.
Testez-vous
Réfléchissez à la réponse, puis touchez la question pour la voir.
Une artériole se contracte et son rayon diminue de moitié. De combien sa résistance change-t-elle ?
Elle est multipliée par environ 16, car la résistance est inversement proportionnelle au rayon à la puissance quatre.
Pourquoi l'ajout d'un lit vasculaire en parallèle abaisse-t-il la résistance totale ?
En parallèle, les conductances (1/R) s'additionnent : la résistance totale est inférieure à celle de chaque lit ; chaque organe reçoit en outre la même pression motrice.
Pourquoi un patient atteint d'anémie sévère peut-il avoir un souffle systolique fonctionnel sans valvulopathie ?
La viscosité basse et le débit cardiaque élevé augmentent la vitesse et le nombre de Reynolds : l'écoulement devient turbulent à travers des valves normales.
Où se situe la plus forte chute de pression dans la circulation, et pourquoi ?
Au niveau des artérioles : elles ont la résistance la plus élevée de tous les segments, du fait de leur petit rayon et de leur tonus musculaire.
Voir en 3D
Les structures de l'anatomie 3D de Durgical où cela se passe.
Thèmes liés
- Pressions systolique, diastolique, moyenne et pulsée
- Compliance et capacitance vasculaires
- Contrôle local et humoral du débit sanguin
- Forces de Starling au niveau du capillaire
- Souffles et hémodynamique des valvulopathies
Maladies liées
- Hypertension artérielle
- Artériopathie oblitérante des membres inférieurs
- Rétrécissement aortique (sténose valvulaire aortique)
- Sténose de l'artère carotide
- Athérosclérose et dyslipidémie
Contenu pédagogique de physiologie ; ce n'est ni un guide diagnostique ni un guide thérapeutique et il ne remplace pas l'avis d'un professionnel de santé. Les valeurs sont des références approximatives. Aucune posologie n'est indiquée.
Sources: Carotid Artery Stenosis (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2025).
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Modèle représentatif, à des fins éducatives uniquement.