Dans ce chapitre, nous allons répondre aux questions suivantes :

Comment définir la pression dans un liquide ? Comment varie la pression dans un liquide ? Comment la tension artérielle est-elle définie et mesurée ?

Plusieurs activités interactives sont proposées permettant de découvrir et d’ apprendre les notions  du chapitre.
Afin de répondre aux questions soulevées, nous allons aborder les notions suivantes :

• • La force pressante et la pression
  • La variation de la pression avec la profondeur
  • La loi fondamentale de la statique des fluides
  • La tension artérielle systolique et diastolique
  • Le principe de la mesure d’une tension artérielle.

Activité 1 : Qu’appelle-t-on une force pressante ?

Lorsqu’on marche sur de la neige, nos pieds s’enfoncent provoquant ainsi la déformation de la neige ; la force exercée par nos pieds sur la neige est appelée force pressante. Elle correspond au poids de la personne.

Quelle relation existe-t-il entre la force pressante et la pression ?

Si l’on reprend l’exemple des pas sur la neige, la pression de nos pieds sur la neige va dépendre de la surface de contact entre nos chaussures et la neige appelée surface pressée ainsi que de la force pressante. Ainsi, on définit la pression P comme le rapport de la force pressante sur la surface pressée :

P = F / S

F : la force pressante en Newton (N)
S :  la surface pressée en m ²
P : la pression en Pascal (Pa)
Remarque : d’autres unités pour la pression sont utilisées comme le bar ou le cm de mercure.

Question 1 : Un objet de poids 75 N est posé sur le sol. Sa surface de contact avec le sol est de 𝟩𝟧 𝖼 𝗆 𝟤 .

Quelle est la pression exercée par cet objet sur le sol ?

( 𝟣 𝖼 𝗆 𝟤 = 𝟣 × 𝟣𝟢 − 𝟦 𝗆 𝟤 )

Question 2 : Un randonneur dont le poids total en tenant compte de son équipement est 120 N souhaite marcher dans la neige.  Chacune de ses chaussures  a une surface de 𝟥𝟢𝟢 𝖼 𝗆 𝟤 .

Comme il ne veut pas s’enfoncer dans la neige, il adapte des raquettes à ses chaussures doublant ainsi la surface de contact avec la neige. Quelle est la bonne pression exercée par le randonneur muni de raquettes ?

Activité 2 : Comment varie la pression avec la profondeur ?

Le facteur principal influant sur l’organisme humain en plongée est la pression exercée par l’eau.

La pression exercée sur le plongeur augmente avec la profondeur d’immersion (de l’ordre de 10 𝟧 ${}^{\mathsf{5}}$ Pa tous les 10 m soit 1 bar tous les 10 m).

Par exemple, à 30 mètres de profondeur, un plongeur est soumis à 4 bar de pression totale ; cette pression inhabituelle pour un être humain va provoquer différents phénomènes, que le plongeur doit connaître.

À grande profondeur, il faut alors utiliser scaphandres, bouteilles d’air comprimé, etc...

La majeure partie du corps humain, composée de liquides et solides incompressibles, n’est pas directement affectée par les variations de pression. Cependant, pour un être humain debout, la pression du sang au niveau de la tête sera inférieure à celle au niveau des pieds. Pour une personne allongée, le sang étant à la même hauteur partout, sa pression sera donc la même en tout point du corps.

La loi fondamentale de la statique des fluides.

La loi fondamentale de la statique des fluides permet d’exprimer la différence de pression entre deux points A et B d’un liquide (on considère que A est au-dessous de B).

Loi fondamentale de la statique des fluides :
la différence de pression entre deux points A et B d’un fluide en équilibre de masse volumique ρ s'exprime par :

 𝖯 = 𝖯 𝖠 − 𝖯 𝖡 =  𝗑 𝗀 𝗑 𝗁

où g est l’intensité de la pesanteur, h la différence d’altitude entre A et B et ρ la masse volumique du fluide.

g en N/kg
ρ en kg/m ³
h en m
ΔP en Pa

Activité 3 : Quelle différence fait-on entre la pression artérielle et la tension artérielle ?

Le sang circule dans les artères sous une pression supérieure à la pression atmosphérique appelée pression artérielle. La tension artérielle T est définie comme étant la différence entre la pression artérielle du sang et la pression atmosphérique telle que :

T = P _sang – P _{atmosphérique}

Quel est le principe de la mesure d’une tension ?

La tension artérielle T est exprimée par deux chiffres :

• Le chiffre supérieur est appelé tension systolique et correspond à la valeur de la tension sanguine lors d’une contraction cardiaque (systole).
• Le chiffre inférieur est appelé tension diastolique et correspond à la valeur de la tension sanguine entre deux contractions cardiaques (diastole).
• La tension se mesure à l’aide d’un tensiomètre et la mesure est donnée non pas en Pascal mais en centimètre de mercure.

Hypertension artérielle

L’hypertension artérielle (HTA) est la maladie chronique la plus fréquente en France. Liée à une pression anormalement élevée du sang dans les vaisseaux sanguins, elle semble anodine car elle généralement silencieuse. Elle constitue pourtant, lorsqu’elle n’est pas contrôlée, l’une des principales causes de complications cardiovasculaires, cérébrovasculaires ou neurodégénératives (infarctus du myocarde, AVC, maladie d’Alzheimer…). Des mesures hygiéno-diététiques seules, ou le plus souvent associées à un traitement médicamenteux, permettent  de normaliser la pression artérielle. Néanmoins, jusque 30 % des patients ne répondent pas, ou insuffisamment, aux traitements actuellement disponibles. Pour y remédier, des approches interventionnelles et de nouvelles cibles thérapeutiques liées à la physiopathologie de la maladie sont à l'étude.

L’hypertension artérielle (HTA) est une maladie caractérisée par une tension artérielle trop élevée.

On parle d’hypertension artérielle lorsque l’une et/ou l’autre de ces valeurs, mesurée au repos, est supérieure aux valeurs normales : 14 cm de mercure pour la tension systolique et 9 cm de mercure pour la tension diastolique.

Ce qu’il faut retenir du cours

Dans un même liquide, la pression augmente avec la profondeur. Deux points différents mais situés à la même profondeur sont à la même pression. La loi fondamentale de la dynamique des fluides s’exprime par la relation : ΔP = PA - PB = ρ x g x h ; avec A situé en-dessous de B et h correspondant à la dénivellation, c’est-à-dire à la différence de hauteur entre les points A et B. Les pressions s’expriment en Pa, ρ étant la masse volumique du fluide en kg/m3 , g est l’intensité de pesanteur en N/kg et h la dénivellation en m.