ET EXTENSIBLES

110. Influence de l'élasticité et de l'extensibilité de parois du tuyau sur l'écoulement. — Lorsque la force motric qui provoque l'écoulemeutest constante et que le régime est étabi l'élasticité des parois des tuyaux a uniquement pour conséquenc une augmentation du diamètre de ceux-ci. Cet accroissement d diamètre cesse d'ailleurs au moment où, en chaque point de paroi, la composante normale due à l'élasticité fait équilibre à pression latérale.

L'étude du cas dans lequel la force motrice est intermittente et plus complexe; mais elle est aussi plus intéressante pour J médecin. Non seulement, en effet, les parois des artères possédée une élasticité parfaite dans les conditions où cette élasticité s'exerce mais encore la force motrice du cœur est intermittente, comiE . nous l'avons vu plus haut.

Si une force constante était employée à produire un écoulemer '"1 dans un tube rigide, le liquide, par suite de son incompressibilitc s'avancerait, comme le ferait un corps solide, d'un mouvemei d'ensemble pendant toute la durée d'action de la force motrice . puis demeurerait au repos pendant tout le temps durant lequel 1 i force motrice cesserait d'agir. L'écoulement serait donc inter i mittent comme la force motrice.

Il n'en est plus de même si les parois du tuyau sont élastique et douées d'une assez grande extensibilité. Pendant que la fore agit, en effet, pour faire pénétrer dans le tuyau un volume V d liquide, les parois du tuyau se dilatent jusqu'à une certaine dislanc de l'origine. Mais cette dilatation n'est pas instantanée; par suite à l'impulsion provenant de l'arrivée d'un volume V de liquidt J incompressible se transmet en partie, et presque instantanément • à l'extrémité opposée du tuyau et un certain volume y de liquidt

ROLE DE L'ÉLASTICITÉ DES ARTÈRES. 201 •écoule. La dilatation à l'origiDe du tuyau est doue en somme, ■lie àla différence entre le volume V qui arrive et le volumes lui s'écoule pendant la durée d'action de la force motrice. Lorsque elle-ci cesse d'agir, les parois dilatées vont revenir à leur état uiitial et développer une force qui agit, par rapport aux portions suivantes du tuyau, comme la force motrice elle-même. Donc pendant le temps que mettra cette portion dilatée à revenir sur ellemême l'impulsion qui résulte de l'élasticité des parois, transmise presque instantanément à l'extrémité du tuyau, fera progresser encore le liquide à la manière d'un solide et amènera l'écoulement d'un volume v'; en même temps, la portion suivante des parois se dilatera à son tour pour loger le volume de liquide égal a la différence entre (Y-v) et le volumes' écoulé pendant que cette dilatation se produit. Cette deuxième région dilatée reviendra ensuite à sa position première et les mêmes phénomènes se reproduiront de proche en proche le long du tuyau.

De là ressortent deux faits importants : 1° l'écoulement du liquide continue à se produire après que la force motrice initiale a cessé d'agir; 2° la dilatation des parois, produite à l'origine par l'arrivée d'une certaine quantité de liquide, se propage deproche en proche jusqu'à l'autre extrémité du tuyau.

Si donc la force motrice n'agit qu'une fois, l'écoulement durera un certain temps et cessera au moment où la dilatation des parois du tuyau se sera propagée jusqu'à l'orifice d'écoulement.

Supposons au contraire que les intermittences de la force motrice soient assez rapprochées et la longueur du tuyau assez grande pour qu'une nouvelle quantité de liquide arrive avant le moment où la dilatation des parois s'est propagée jusqu'à l'extrémité du tube élastique; les phénomènes que nous venons de décrire se reproduiront et le liquide ne cessera à aucun moment de s'écouler. L'écoulement sera donc continu et non intermittent comme la force motrice. La vitesse d'écoulement sera d'ailleurs variable, mais elle ne s'annulera à aucun moment.

Un autre fait doit être encore mis en évidence. Il résulte de l'analyse que nous venons de faire du phénomène qui nous occupe que la dilatation des parties successives du tuyau, correspondant à l'arrivée d'un seul volume V de liquide, va en diminuant à mesure qu'on la considère plus loin de l'orifice d'arrivée. Cette dila-

PESANTEUR

tation considérée près de cet orifice est, en effet, avons-nous di égale à V— u; dans la portion suivante du tube élastique elle n'e; plus que (V—v) — v' et ainsi de suite; elle va donc eu diminuai progressivement et doit s'annuler à une certaine distance de l'on gine. A partir de ce point donc, le diamètre du tuyau, malgt l'élasticité de celui-ci, doit rester invariable.

En résumé, lorsqu'une force intermittente agit pour faire pro gresser un liquide dans un tuyau élastique, l'élasticité de celui-( rend l'écoulement, non pas constant et uniforme, mais continu. E- , outre une dilatation se propage le long du tuyau; cette dilatatio; fc diminue d'amplitude à mesure qu'elle s'éloigne de l'origine e i devient nulle à partir d'une certaine distance. ;

111. Application à la circulation des lois de l'écoulet ment dans les tubes élastiques et extensibles. — Les coo- ; tractions intermittentes du ventricule gauche déterminent, à l'ori-.; gine du système artériel, des dilatations identiques à celles qui.i nous venons de décrire et auxquelles on a donné le nom de pid • salions. Elles se font sentir dans toutes les artères jusqu'au niveau du système capillaire où le calibre des vaisseaux reste in va riable et où la vitesse d'écoulement devient à peu près uniforme i On peut donc conclure de là que l'élasticité des artères présente ^ ce premier avantage de rendre continu l'écoulement du sang, écou lement qui serait intermittent si les parois artérielles étaien i. rigides.

Mais on peut analyser plus complètement encore le rôle jom par l'élasticité des parois des vaisseaux, en invoquant les expé- . riences suivantes de Marey.

Deux tubes d'égal diamètre l'un rigide, en verre, l'autreà paroi: élastiques et extensibles, en caoutchouc, sont réunis par des aju- ; tages identiques à un tuyau unique qui débouche dans un flacon de i Mariette. En ouvrant et fermant alternativement un robinet don est muni le tube unique, ou peut faire agir d'une façon intermittente la charge constante exercée par le liquide contenu dans le flacon. Si, dans ces conditions, on recueille dans des vases distinct: le liquide écoulé par l'un et l'autre tube, on constate que, maigre l'égalité de charge qui détermine les deux écoulements, la dépense est plus considérable à travers le tube en caoutchouc qu'à travers le tube en verre. Ces résultats, appliqués à la circulation, montrent

Bs

ROLE DE L'ÉLASTICITÉ DES ARTÈRES. 203 e la dépense étant plus grande grâce à l'élasticité artérielle us obtenons une nutrition de nos tissus qui ne pourrait être lisée, avec des vaisseaux à parois rigides, que par une augmenioD delà force de contraction du muscle cardiaque. Une autre expérience de Marey, de portée d'ailleurs plus gene- Ile peut être invoquée pour démontrer l'utilité de l'élasticité ■s parois artérielles. Aux extrémités d'un fléau de balance sont spendus, d'un côté un poids A, de l'autre, et par l'intermédiaire un fil long et inextensible, un poids B dix fois plus léger. Maigre différence d'action de poids aussi inégaux, le fléau est mainiDU horizontal au moyen d'un arrêt ; mais il peut s'élever du côte poids le plus lourd et rester dans sa nouvelle position grâce a encliquetage. Quand on laisse tomber le corps B d'une hauteur nvenable, la force vive acquise pendant la chute est insuffisante ur soulever le corps A si celui-ci est suspendu par l'interméaire d'un corps inextensible ; mais si la suspension a lieu par ntermédiaire d'un eorps élastique, un ressort à boudin parexeme, le fléau sera soulevé à une certaine hauteur, sera retenu dans tte nouvelle position par l'encliquetage et attirera à lui le corps bien que l'effort développé par la chute de B soit le même ans les deux cas. En effet, la traction, développée au moment où ■i corps B est arrêté dans sa chute, se transmet au corps A, dans ■■i premier cas, par des intermédiaires rigides, non extensibles et eut être considérée comme s' exerçant directement sur ce corps. lu contraire, lorsque le corps A est suspendu par l'intermédiaire un ressort à boudin, la force F développée par la chute de B ne c transmet, pendant le temps très court durant lequel cette force git, qu'à un petit nombre n de spires du ressort. Or, la somme l des réactions élastiques de toutes les spires en nombre N est gale et fait équilibre au poids P du corps A ; la somme s des ■éactions élastiques d'un nombre n de spires est donc inférieure à ^ et l'on conçoit dès lors que la force F puisse être supérieure i s et qu'elle produise, en conséquence, un allongement de la porion supérieure du ressort.

Mais cet allongement se traduira par une élévation du bras ;orrespondant du fléau, et ce bras sera maintenu dans sa nouvelle josition par l'effet de l'encliquetage. Dès lors, le ressort doit reveir à sa longueur première, puisqu'il n'est plus soumis qu'à l'ac-

PESANTEUR

tion du poids P du corps A ; l'extrémité supérieure du ressort pouvant s'abaisser, l'extrémité inférieure, et par suite le corps s'élèvera donc de la quantité dont s'est élevé le bras du flé£ Il y a lieu de conclure de là qu'on obtient un meilleur rendemc d'une force lorsqu'on la fait agir par l'intermédiaire d'un cor élastique.

Marey a d'ailleurs vérifié expérimentalement ces conclusion il a constaté, en effet, que lorsque la traction d'une voiture à bi se faisait par un intermédiaire élastique, il y avait une écoooii de travail de 26 7o.

Cette conclusion est applicable à la circulation où l'interm: diaire élastique est constitué par les parois des vaisseaux. Il ( à remarquer que les deux dispositions expérimentales sont ir, semblables, l'eucliquetage qui maintient le fléau dans sa nouve position étant représenté par la valvule sigmoïde, laquelle s'o pose au retour dans le cœur du sang qui a pénétré dans l'aoi pendant la systole ventriculaire.

En somme donc, l'élasticité des parois des vaisseaux augmeo la dépense et procure une économie de travail du cœur, en mêo temps qu'elle rend l'écoulement continu. Ces conclusions fou Dissent l'explication de ce fait que l'ossification sénile des a tères s'accompagne d'une hypertrophie du ventricule gauche ; diminution de l'élasticité des parois artérielles, en efî"et, met cœur dans la nécessité de développer un effort plus coosidérab pour produire le même travail, c'est-à-dire la même dépense ( liquide, et cet accroissement d'efî"ort entraine l'hypertrophie ( l'organe.

112. Sphygraodynamique. — Nous appellerons ainsi, ay Monoyer, l'étude de la pulsation artérielle dont nous avons démo tré l'existence et dont la considération est importante en cliniq par suite de la différence des caractères qu'elle présente dans dive états pathologiques.

Lorsqu'une artère a un parcours assez superficiel, en appliquât le doigt sur la région correspondante on perçoit la pulsation et i'o peut déjà ainsi reconnaître quelques-uns de ses caractères physiques La fréquence du pouls, c'est-à-dire le nombre des pulsaiious < par suite des contractions ventriculaires par seconde, peut êtr; ainsi appréciée ; en outre, une habitude qui s'acquiert assez rapide

SPHYGMODYNAMIQUE. 205

< °Dt permet de distinguer les sensations différentes qui corresponj'iut aux cas où l'artère explorée est pleine de sang (pouls plein), / la quantité de liquide qui circule est relativement faible ï'ouls vide), où les parois artérielles sont fortement tendues, soit excès de sang, soit par la contraction des fibres musculaires de tunique moyenne (pouls dur) et où la tension de ces mêmes irois est faible (pouls mou). La sensation tactile permet encore de îconnaître l'ossification sénile des artères, car non seulement le mis est faible alors, mais encore l'on perçoit, dans l'intervalle , i deux pulsations consécutives, la rigidité du vaisseau artériel. Mais on conçoit que d'autres caractères de la pulsation, non Dins importants peut-être, échappent à l'exploration tactile ; ssi a-t-on construit des instruments, les sphygmographes, deslés à enregistrer les phénomènes du pouls. Sphygmographes. — C'est à Vierordt que revient l'honneur atvoir le premier, en 1855, enregistré le phénomène de la pulsation

Fig. 70. — Sphygmographe de Vierordt.

'térielle. Le sphygmographe de Vierordt (fig. 70) se com pose d'une ge l pouvant tourner autour d'un axe horizontal et munie en b d'une ilite plaque que l'on applique sur l'artère à explorer ; deux petites jpules situées de part et d'autres de b peuvent recevoir des poids et 3rmettentde faire varier la pression exercée sur le vaisseau. Cette l est réunie, au moyen d'un cadre p auquel e^t fixée une pointe qui se déplace sur un cylindre enregistreur, à une autre tige l\ -paiement mobile autour d'un axe horizontal. La longueur delà f^e / a d'ailleurs été calculée de telle sorte que, grâce au cadre p, ;s déplacements de s, au lieu de se faire suivant un arc de cercle,

PESANTEUR

comme cela arriverait si celte pointe était directement fixée s ia tige l, soient rectilignes et verticaux. P: La multiplicité des articulations de cet instrument modi assez profondément les caractères vrais de la pulsation artériel] La figure /l, en effet, est la reproduction d'un tracé obtenu av le sphygmographe de Vierordt; on voit que les périodes d'ascensi.

Fig. 71. - Tracé obtenu avec le sphygmographe de Vierordt.

et de ^descente de la pulsation y offrent des caractères identiques c qui n est pas exact, comme l'ont montré les tracés obtenus avec 'le instruments plus sensibles que nous allons passer en revue.

Ces instruments sont aujourd'hui extrêmement nombreux c nous ne pouvons les décrire tous ; les uns sont à levier, les autre a ressort, à transmission, etc. ; mais une distinction, importante : établir entre les divers sphygmographes, consiste à les diviser ei deux catégories distinctes suivant qu'ils sont ou ne sont pas disposé pour permettre de mesurer la pression exercée sur l'artère dont oi enregistre les pulsations. L'expérience montre, en effet, que lef caractères des tracés changent dans une certaine mesure avec k vale'Ur de cette pression.

Le sphygmographe de Marey, tel qu'il est actuellement construit, (fig. 72 et 73) se compose d'une gouttière métallique qui s'applique sur le bras et porte des pointes autour desquelles on fait passer un ruban pour fixer l'appareil. La gouttière est évidée dans sa partie médiane et dans ce vide prend place un ressort métallique r i (fig. 73) dont l'extrémité i se place sur l'artère à explorer. Une; ' vis b, qui peut tourner autour de son extrémité inférieure et être-' couchée le long de r, s'articule par son pas avec un bouton filetéK g mobile autour d'un axe horizontal auquel est fixé le levier ins--; cripteur. L'extrémité de celui-ci se déplace sur une feuille dcid

SPHYGMODYNAMIQUE. 207

ipier entraînée avec une vitesse uniforme par un mouvement

liorlogerie dont est muni l'appareil. On voit que, dans cesphyg-

ographe, le plus fréquem- , Ai employé en France, la 3sion exercée sur l'artère

pend de la tension des liens iai fixent l'instrument sur le

as, tension qui ne peut être iiùsurée.

I Le sphygmographe de Beler, au contraire, est disposé manière à permettre la mee de cette pression. L'insument, représenté en persective et en coupe sur la 74, est analogue à celui Marey, mais le contact de extrémité du levier avec l'arre est obtenu indépendameot de la fixation du sphygographe sur le bras ; on alise ce contact, en effet au oyen d'une vis de pression C unie de quatre ailettes et un pignon denté qui enraîne avec une roue D . Une guille E permet de connaître aque fois le nombre de derés dont la roue a tourné et évaluer ainsi en grammes, u moyen d'une graduation réalable, la pression exercée ur l'artère.

Brondel arrive à la mesure de la pression par un procédé difféent. Le sphygmographe passif de Brondel (fig. 75) ressemble omme forme à celui de Marey ; mais le ressort est transformé en n simple levier qui peut tourner autour d'un axe horizontal. Un cond levier, articulé^avec le précédent, est terminé par la plume

PESANTEUR

destinée à inscrire les pulsations; enfin un levier du deuxième genre, coudé à angle droit et le long de la branche horizontale

Fig. 73. — LeYier du sphygmugraphe de Marey.

duquel on peut faire courir des curseurs de poids connus, permet d'exercer sur l'extrémité libre du premier levier, et par suite sur l'artère à explorer, des pressions variables, faibles ou fortes, faciles à mesurer.

Fig. 74. — Sphygmographe de Behier.

Le sphygmographe de Dudgeon, représenté en place sur la fig. 76, est d'un petit volume et d'un maniement très commode; il paraît doué d'une grande sensibilité, à en juger par les détails inscrits sur le tracé de la figure 77 dù à cet instrument et par la comparaison de ce tracé avec celui de la figure 71 dû au sphyi;mographe de Vierordt.

SPHYGMODYNAMIQUE. 209

Caractères des tracés sphygmographiques. — Le tracé du ouïsse compose d'une série de lignes ondulées, identiques entre les. Dans chaque ondulation, y a lieu de distinguer la ligne ascension ab (fig.78), le sommet la ligne de descente bdc, la Qgueur ac.

La ligne d'ascension estgénéiement droite et presque vertiale (13g. 79), ce qui indique que

période de dilatation de l'arre est brusque et rapide ; on It dans ce cas que le pouls est ite, expression qui n'indique en quant à la fréquence des pulations.

Il peut se faire toutefois que ette ligne d'ascension soit incliée comme dans la fig. 80. La datation de l'artère est alors plus

Dte à se produire, on dit que le ouls est lent.

Le sommet peut être aigu Bg. 81) ou présenter un plaeau horizontal (fig, 79) ou avoir ne forme arrondie (Bg. 80).

L'intervallede deux ondes sucessives, et par suite l'inclinaison e la ligne de descente, dépend de a fréquence des pulsations, car n'y a pas en général de repos e l'artère, et une dilatation nouelle commence dès que l'artère st revenue sur elle-même.

Enfin on rencontre souvent sur la ligne de descente, rarement ur la ligne d'ascension, un, deux ou même un plus grand nombre e crochets plus ou moins accusés (fig. 81) ; on dit alors que le ouls est dicrole, tricrote ou polycrote.

Imbert. — Physique médicale. 14

PESANTEUR

On conçoit que, la cause une fois connue de ces diverses parlicularités des tracés sphygmograpbiques, un tracé pris sur un malade déterminé puisse fournir au clinicien de précieux renseignements sur l'état de telle ou telle partie du système circulatoire.

C'est ainsi qu'une ligne d'ascenfeioa verticale indique soit une contraction veiitriculaire brusque et de courte durée, soit une diminu-.

tion de la résistance qu'éprouve le^ sang pour pénétrer dans l'aorte; de mên^e la ligne de descente se rapproche d'autant plus de la verticale que les parois artérielles reviennent plus rapidement à leur position première, c'est-à-direqu'elles possèdent une plus grande force élastique.

Quant au dicrotisme etaupolycrotisme, il est très probablement

Fig. 76. — Sphygmographe de Dudgeon.

pig. 77. Tracé obtenu avec le sphygmographe de Dudgeon.

dft à des ondes secondaires qui se superposent à l'onde principale,

Fig- 78.— Analyse du tracé sphygmographique.

mais le mécanisme de formation de ces ondes secondaires est; encore],imparfaitement connu.

CARDIOGRAPHES. 211 Cardiographes. — Plusieurs dispositions ont été combinées en

Fig. 79.— Tracé de pouls rare vite et à descente lente.

vue d'obtenir l'inscription des battements du cœur. L'explorateur

Fig. 80. — Tracé de pouls lent.

tambour que Marey a fait construire à cet effet se compose d'an

Fig- 81. — Tracé de pouls dicrote.

mbour ordinaire (Bg. 82) dont la membrane en caoutchouc est

Fig. 82. — Cardiographe à tambour de Marey.

munie d'un bouton de liège et qui est mis en communication avec

212 PESANTEUR

ua second tambour inscriptcur. Le premier tambour est contenu ' dans une capsule cylindrique en bois dont le contour est appliqué sur le corps dans la région précordiale ; une vis et un ressort à boudin permettent d'ailleurs de faire plus ou moins saillir à l'exté- t

Fig. 83,— Graphique des mouvements du cœur chez Thomme (Marey).

rieur le bouton en liège qui sera ainsi appliqué avec plus ou moins : de force sur la région à explorer.

La fig. 83 fournit un exemple de graphique obtenu avec le car-:^ ; diograplie que nous venons de décrire. '