ÉCOULEMENT DES LIQUIDES DANS LES TUBES ÉLASTIQUES
88. Inflnence de l'élasticité des tuyanx de conduite snr récoulement des liquides.
— Les lois du mouvement ondulatoire des liquides ont une grande importance physiologique, car elles sont applicables au mouvement des liquides dans le» tubes extensibles et élastiques. JusquMci, nous n'avons considéré que le cas où l'écoulement s'effectue dans un système de tubes à parois rigides et inextensibles ; on a vu qu^alors le mouvement du liquide consiste , en général , dans un mouvement de progression rectiligne. 11 n'en est pas toujours de même, quand les tubes ont des parois extensibles, qui, en se dilatant, permettent aux mole-* cules liquides de s'écarter de la ligne droite: en pareil cas, le liquide peut être animé à la fois d'un mouvement de progression et d'im mouvement ondulatoire.
On conçoit, d'ailleurs, facilement que, même dans un tube élastique , de» ondes ne puissent prendre naissance que si la charge ou force motrice agit d'une manière intermittente ; car , dans le cas où son action serait continue et cons* tante , le tube élastique se dilaterait dans toute sa longueur jusqu'à ce que sa force d'élasticité fasse équilibre à la tension du liquide en mouvement, et, a partir de ce moment, l'écoulement s'effectuerait comme«dans un tube rigide.
Nous allons immédiatement considérer le cas d'un système de tubes extensibles et élastiques ; nous supposerons que la force motrice agisse par saccades te reproduisant à intervalles réguliers, et que la quantité de liquide qui pénètre à chaque saccade dans le système soit égale à celle qui ca sort , de sorte que b masse totale du liquide contenu dans l'ensemble des tubes ne varie pas. Ce sont là, en effet, les conditions que réalise l'appareil de la circulation sanguine dans l'organisme humain ; nous ferons toutefois remarquer qu'ici le problème «»t eih core plus compliqué, par suite de la présence de deux systèmes semblables, ceini de la grande et celui de la petite circulation , en communication l'un avec l'autre.
Cela posé, nous savons qu'un corps élastique réagit contre toute force qui «i produit l'allongement; on vertu de cotte réaction, égale et de sens contraire I la force dilatante, le corps tend à reprendre sa forme première, et il la represi effectivement sitôt qu'il est soustrait à rinflucnce de la cause déformatrice. S donc on pousse dans l'intérieur d'iin tube élastique déjà plein une nouveh quantité de liquide , la portion du tube où pénètre cette ondée liquide se dihle; mais, en môme temps, elle exerce sur sou contenu une pression en rapport avec la distension qu'elle subit; cette pression fait cheminer Fondée liqoiil dans la portion suivante du tube, qui se distend à son tour, pendant que la pfl^ tion précédemment dilatée re\îent à son volume primitif. La distension partiek ît des parois se propage ainsi de proche en proche jusqu'à l'extrémité termottl du tube; arrivée en ce point, elle se réfléchirait, si le tube était fermé, etlet (piide serait renvoyé dans la direction d'où il vient : le tube serait alors parcouru dans toute sa longueur , alternativement dans un sens et dans l'antre, par une onde qui irait en s'affaiblissant graduellement après chaque réfleiKi* successive , jusqu'à ce que finalement ré<|uilibre se soit rétabli dans de no*^ velles conditions de distension.
l^^.ft^I,I^ME^T nss l(01'ii>es nvNS i.KS tvhfr tii.ASTiQUEP. Ifin
M.tis.en sii[ij>nsa»t rommi' nous l'avons Tait . tjn'à thaqiip nouvel nfdiiK ilc liqiiiilt' il t«rtedu Uiy.iu une <|uantité de liquide é^ile à celle <|ui y pénètre, le nioiiirinent niululatoire se terminera à lii iia du tube, sans l'avenir sur ses p«: car, en ce point, la poussée de l'ondée liquide, au lieu de distendre les pami», cliassera au deliorf le ti'op-plein de cette portion du syslème. Par conaé- '|ural, dans le cas que nous considérons en ce moment, \es ondes prog;i'e6sives «nnt seules en jeu , et. après le passage de cliaque onde, le liquide rentie au n-pus. juspiVi eo qu'un nouvel afllux de liquide détermina l;i formiiliou d'une iumvelle ondi-.
tS. ProgTHSion et moaTement ondulatoire des liquides dans les tubes élastiipies. — H «l é\*ideiit, a priori, que l'extensibilité des tubes doit avoir luie influence ^r 1» vitesse d'écoulement, influence qui se traduit pur un ralentissement du innrant. En effet, si le tube était rigide, inextensible, à l'instant niâme où une OTtjîne quantité de liquide pénétreml par l'une des extrémités du système, une funtilA égale devrait s'échapper par l'autre extrémité, [cai', les liquides étant l peu près incompressibles , la colonne liquide contenue dans le tube avancentlout d'une pièce, comme nn corps solide , puis s'arrêterait jusqu'à ce que rwiivée d'une nouvelle ondée la fit avancer derecher, et ainsi de suite ; dans ttr conditions , l'écoulement serait saccadé , discontinu , et comme la vitesse mil l^^s-g^lnde , la résistance le serait aussi, et il faudrait une force considénble pour b vaincre,] Quand , au contraire, le tube est extensible, la quanfité de liquide introduite n'est entièi'ement expulsée du système qu'à l'instant et l'oude concomitante en a pai-couru toute la longueur ; en même temps , cMIe masse additionnelle doit s'écouler plus lentement qu'elle n'a pénélrë dans binUiine ; car, de même qu'il n'existe pas de corps absolument rigide et que, fU coneéquent , on ne peut jamais réaliser, d'une manière rigoureuse, un écou- Imenl de liquide dans un tube à parois rigides, de même il n'y a pas de corps «HZ extensible pour n'opposer aucune résistance à la force qui le distend. Si fcneuDe ondée liqujdeest poussée dans l'intérieur d'un tube élastique, non- «olcment elle en dilate les parois au niveau de l'endroit où elle a pénétré, mais •seore elle transmet une partie de son impulsion à toute la masse contenue dans lêffBtème et la fait avancer parallèlement à l'axe du tube. Au moment où l'afflux 4i liquide cesse, la première portion du tube a atteint son maximum de distenliwrt commence déjà à revenir à son calibre primitif; la pression développée par b retrait dos parois agit, à l'égard du reste du tube, comme le ferait l'arrivée ie nouvelles quantités de liquide, en sorte que la progression du liquide se con- Sirap sans inlerniption, La deuxième portion du tube se dilate à son tom-, sous fmfliMTice de l'ondée qui lui est envoyée parla première portion revenue à ses " inâ primitives; cette rblatation partielle se tnnismet de la même mx- SQCc^seivement à la troisième portion, à la quatrième et ainsi do suite. En iw, tant que durent ces alternances de renflement et de retrait qui se ^nl de proiJie en proclie d'un point à l'autre du tube , le liquide coni «uccessivement progresser.
1Ï>M. k l'endroit même où s'opèrent , à un moment donné, successivement ■ dilïtilion et le rétréci.^semenl dti tube, ce mouvement oscillatoire des parois HUf^ïe rommuniqueau contenu el iniprinu.-à cbuque molécule liipiide un
moufement de va-et-vient semblable à celui dont nous avons parlé d da mouvement ondulatoire des liquides; car des ondes alternative luites et rentrantes prennent naissance dans la paroi du tube et par son contenu, de la même manière qu'elles se succèdent à la surface d animé d'un mouvement ondulatoire.
Si rextrémité terminale du tuyau était fermée , chaque molécul une courbe elliptique fermée, semblable à celle de la Fig. 68, C; ma que nous avons écarté cette supposition et qu'en conséquence tout le <
tube est animé d'un moav< A B gressif , il y a coexistence
nier mouvement et du moui dulatoire. La trajectoire d une molécule quelconque pr
n,. n. - Onde âTec tr^ution diwcte. f«nne analogue à celle de 1
A ; à mesure qu'on s'éloign* gine du tube, Tonde devient do plus en plus aplatie, la portion de la qui revient en arrière diminue de plus en plus par rapport à celle q en avant ; fmalement Tonde disparait entièrement et les molécules meuvent en ligne droite.
Il est évident qu*à partir du moment où le mouvement ondulatoire et où le mouvement de progression persiste seul , la vitesse d'écoul devenir uniforme, car elle ne varie que par suite de la concomitano vement ondulatoire. Toutes les fois que dans un tube élastique il se p variations de vitesse du counint , les parois du tube sont nécessain niées d*oscilUitions qui se conununiquent au liquide : en supposant, pie , que la vitesse augmente eu un point donné, la portion du tub aval , recevant une plus grande quantité de liquide , doit se distend rétrécira , au contraire, si la vitesse en amont a diminué.
Si. Iill—if êm réiasticilé dM tsyiaz éê coadnita sur la taal iMÉjuir êm ToBdft. — Plus les parois d*un tuln^ élastique se sibles, plus la hauteur de Tonde liquide «|ui le |vuvourt est co et plus aussi la longueur en est petite. Si , en eiîet . les parois cèd* ment à la press«îoa du liquide, la portion du tube située près de Tor trée se dilatera assez rapidement (Kmr loger en entier Tondêe li«]ukl< poussée. Si . au contraire, les }>an>b op(H>sent une grande rêsislanc tension. Tonde saiUante qui prendra naissance aura une grande longu* en r\^\^iuche , une foible hauteur.
Ku même tenip^. la vitesse île transmission du nnuiveuient ondul augmenter avec la rigi^litè du tube. A la limite, c'est-<à-dirv lians un b rigidité s^^rait alkiiolue. Tonde se profiagerait a\tv une vitesse i kuigueur serait infiniment gnmle, s^i luuteur iutiniiueut petite: ei le mt«*ivement vibratoire nVxislemit plus et ferait place à un mouiei qut* de pr^vressivMi nvtiltgi)^*.
La dibtaliiHi subie (ar un tube élastique dêfk^ul, nou-s^'ulemeiil i
det^ |.%anMs« mais eiKtHV «le la grandeur de la ihvsskui exerce
Mu^vlleflnetit iutivduil. Or b (hv^v^mi bterale à l\ingine du
ÉCOl'I.EMENT liES LIIJIKI'HS DANS LKS TUUES ÉLASTigilKS. 165
lia mrome ties résislances cpie lo liquide h à viiinti-e dans tout son parirs, et ctledimîniied'un point à l'autre, en raison de la i-ésistance déjà dé- ;Mte ; e'esl ainsi, comme on l'a vu, que, dans un système ramifié , elle tombe >leineDt en aval des points de bifurcation: la pression dùninuanl, le mou- KBirnt ondulatoire doit s'afiaiblir dans le niémc rapport.
Du moment que la force motrice est intermittente, Técoulemcnt des liquides dvM les tuj^ux de conduite diffère donc , suivant que les parois du système ■nnt éluaticpies ou rigides , toutes clioscs égales d'ailleurs. Avec des tubes lipAn, le mouvement du liquide conlenu dans tout le système suit exactement 1>? ntfiDes pliQscs i}uc rafflux qui a lieu d'une Tuçon brusque et intermittente 3 roririw d'entrée , de sorie qu'à un instant donné il passe par toutes Ira HCtions du système des volumes é^ux de liquide et que les varialiMi» de ta vitesse de progression sont synclirones, de même sens et de mhne intensité dans l'étendue entière du système; à chaque nouvel afflux è- liquide, la vitesse croît jusqu'Â une certaine valeur maxima, puis dimiirae de nouveau pour i-edevenir nulle, et, à l'instant où ta pression cesse de fbûre sentir à l'oripne du tube, le conteoii du système tout entier rentre M»'i au r<-;His. Quand, au contraire, le tuyau est élastique, il n'y a que les mol*nilps liquides situées tout près de l'orifice d'entrée qui prennent des vitesses «B rapport, à chaque instant, avec l'impulsion correspondante de l'ondée lipide qtù pénètre dans le système. Et ce ne sont pas les mêmes molécules qui pBcoumit successivement les diverses phases du mouvement; chaque molécule « possède qu'au moment de son passage à travers l'orifice d'entrée la vitesse requise par i'élal de la force motrice à l'instant considéré ; dans le reste du syslème. l'écanlement continue encore, sous l'influence de l'onde progressive, tinn que déjà l'arrivée de nouvelles quantités de lirpiide n'a plus lieu. Il en t^lle que le temps pendant lequel le liquide reste au repos dans l'intervalle it deux ondéeR successives diminue de plus en plus , à mesure qu'on s'éloigne te l'origine du tube ; à une distance sufCsante, pour que l'onde n'ait pas encore T*^ par le point considéi-é, quand se produit le choc iléterminé par l'entrée •1 uiie nouvelle ondée, le temps de repos devient nul , et le liquide s'écoule d'ime nuniére mntimie; mais la vitesse de pn^ression olTre encore des oscillations ptriodiques qui Unissent aussi par disparaîtra au uiveau de l'endroit riti a lieu tatmetion de la vagtte ; à partir de ce point , l'écoulement devient uniforme. £a résumé, ee qui caractérise l'influence de l'élasticité des tuyaux de con- <lnte Bur l'écoulement des liquides , dans le cas où la force motrice est inleruUeitlc, c'est la ti'ansformation d'un mouvement de progression saccadé et ^iicenlinv eu un mouvement catitinu et uniforme ; celte transformation s'o- (TuuLint plus rapidement, que la réelslance qui fait obstacle au mouve* 'Meint plus vite l'onde développée dans le tube élastifjue. H Ipplicalion à la circnlation du sang des lois de l'écoulement des liquides les tubes élastiques — Les loi« du mouvcmeul di'H liquides dnus les tubes iqiie» sont directement appbcables A la circulation du sang. Les vaisseaux ' is forment , nimme un l'a déjà dît, deux sy^èmes de tubes élastiques , li lie la grande cnculalton et celui do la petite, on communication l'im avec Tiatrc; à l'origine de chacun de les systèmes , lu couti-ucliou des ventricules
ItiO DE LA PESANTEUH.
(létei'iiiiiic la formation d*iine onde positive, tandis qu'à l'autre extrémité, la di latation dos omllettes produit une onde négative. Ces deux mouvemenis ondo latoires agissent dans le même sens sur le courant sanguin, pui.sque Tonde po sitive fait avancer le liquide dans la direction suivant laquelle elle se propigi ('lle-méine, tandis que Tonde négative marche en sens inverse du mouvemen tie progression qu'elle détermine.
L'onde positive est la plus forte des deux, |>arce qu elle prend naissance di« les gros troncs arténels, où elle rencontre, dès le début, une pression plus éfe vée que celle ù laquelle le sang est soumis dans les gros troncs veineux : auH Tonde positive se propage-t-elle plus loin, et ne disparait-elle qu'à Tentrée di système capillaire, tandis que Tonde négative se fait sentir seulement dans le |H>rtions du système veineux voisines du cœur.
L'onde positive conserve à peu près toute son énergie première jusque diu les artérioles; mais, arrivée à ce niveau, elle s'éteint presque soudainement pu suite de la multiplicité des bifurcations, qui augmente rapidement la résistance
la circulation du sang dépend en partie des conditions dans lesquelles i propage Tonde, en paiiie du rhythme des contractions cardiaques. PeiMiaiitk temps de repos du cœur , la vitesse du courant doit être nulle à l'origine (h système artériel ; à ce niveau, Técoulement est donc intermittent; mais lei liattements du ciiîur se succèdent à des intenalles assez rapprochés pour «pie déjà dans les troncs qui émanent de Taorte, le cours du sang ne s'arrête jamii tout à fait : seulement, il n'y a pas encore une vitesse constante ; ce n'est «p'i partir des capillaires que Técoulement devient régulier. Dans les gros trooo veineux , la vitesse présente de nouveau des rémissions périodiques prudoile par Tonde négative; cependant Técoidement ne redevient plus intermitleOl même au niveau du point où les veines caves et les veines pulmonaires déiHniclient dans les oreillettes.
[9i«. Inflnwica de Tékslicité des artères tor leur dépeme. — On vient de in le rv\e important (|ue joue Télasticité des artères dans la circuUition , rîÀe qi M. Webor a com|>aré, avec beaucoup de justesse, à celui de la chambre à « (Tune pompt^ à incendie.
(Test donc Télasticité artérielle qui rend «ontinu un écoulement détenoii \vur uno force intermittente: Tébstioité eunmujasine une |Kirtie de la force d( \elop|iéi* |iar la systole du civur, [tour la rt^tituer pendant la diastole; maisel n'ajoute rien à la force du cœur.
De là ivtte ixuiclusitui, en appiirence lo^zique. admise }H^ntiant longtemps, fi la dé|iense est la même dans une artère et dans un tul>e non élastique, toefc clioses égales d'ailleurs. Kn 1857, M. Man*y est venu n*nverser cette opinioi en démontrant expérimentalement que, d;uis le cas iï afflux iutennitteul^f^ lasticilé des artères en augmente la dépense. L'appareil dont M. Mareyab usage, consiste en lui flacon de M;iriotte, d'où part un tul)e(|ui se Infurquec deux; à Tune des bifurcations est adapté un tulv de \erre. à l'autre un tak de caoutchouc, identique au pr^'uiier >*»u^ tous U^ autres rapport<, mais mui à son origine d'une S4m|Ki|ie%U^tiiKv à s'op}H^ser au n'flux; it^sdeux tubes soi temiiné> |Kir di^> ajutigt^ id«Miti<|Ut^^. L'intt*nnittence c^t obtenue |iar lej<
d*un roliioet placé sur le tuU^ iinumim. Lorsque Técouleaieut m.' iait d'iU
fiCOlLEME-NT DES LIQUIDES DANS LES TUBKS ÉLAS'lKjUKt;. I()7
continue, la dépeDse des lieiix tubes est la même, mais loisiiii'il est imermîUent , la dépense du tube élastique l'emporte sni* celle du tube de veire. M. luraud-Tenloii, rapporlanl cette remarquable expérience, en adonné une explication Irês-i'ationnelle , qui est la suivante : si le tube est élastique et nlensible, chaque nouvel afllux de liquide le dilate; de là, falenlissenient de la \ilesa' d. piir suite diminution de la résistance due au frollemenl. La résistance étant moindre, elle absoilwra moins de force motiice, et par conséquent il res- Im une plus grande portion de celte dernière pour faii'e progresser )e liquide. Si, au contraire , le tube est rigide, l'écoulement est intermittent et bnisque;ivBsi la forc« motrice a-l-elle à y vaincre une gi-ande résistance.
En résumé, l'élasticité ai-térielle non -seulement rend continu l'écoulement du rtng, mais encore, tout en n'ajoutant rien k la force du cœur, elle n'en augnraite pas moins I il dépense artérielle, pnr la raison qu'elle diminue la perte de tawtlup au frottement, il en résulte pour l'oi'gane moterii- une économie de foive considérable. Aussi la perte de l'élasticité ai-térielle doit-elle avoir pour con- ■éqifnce une augmentation de force du cœui', d'où son bypertropliie (Mai^y) ;
^l'on Riit, en eÛel. depuis lon^mps ipie l'ossiftcation sénile des artères s'accomf^^ luujoni-s d'une hypertrophie du ventricule gauche; mais l'explication de «ùit restai! à trouver.] 11. Ds la pulsation artérielle , au point de vno physique. — L'onde |K>sitive qui [arconrl le système ai'tériel produit le pbénotiiëne de \a pulsation. Les caracftw phtaques du jiouh artériel constituent les données les plus importantes I Iconiiaitrp pour se renseigner sur l'élnt oi^aoique et fonctionnel de l'appareil <l*llcirctilat)on. Aussi convient-il d'entrer dans quelques détails au sujet des Mditiond phj-siques qui répondent aux divci'ses formes do la pulsation , et de ièam les principaux instruments employés dans l'exploration du pouls.
L'ippIicH^ori lie la main sur l'artère peut fournir quelque,* renseignements lot ^gard, mais c'est itit moyen grossier et tout à fait insiilHsanl. Cependant il prnnet de constater le degré de fréipiencc du pouls. Le nombre des pulsalims aitérielles ilans un temps donné e^t ëviderrtment toujours égal à celui des' "Offeï produites à l'origine du système, c'est-à-dire au [lombre des battements Aineur: toute altération dans le rhylhine du pouls doit doue ètn> rapportée à 1IW irrégularité corres|)ondaiite des battements cardiaques, soit que la pulea- >>m tarie <iuanl à sa force, soit que l'intervalle compris entre deux pulsations rnifécntives ait dee durées inégales.
Mailles caractères distinclifs de chaque piilï-ation en pa j 'lieu lie r dépendent Lmtét du mode suivant lequel l'onde prend naissance à l'origine du systi'nie ar- IniH, UutiM de l'élat des parois vasculaîros. Relativement à ce dernier poîiil il Uiit diKtingucr l'étal de réplétion plus ou moins grand des viùsseaux et le ilrcré de tension des ]iiii-ois vascukires. A la vérité , plus une artère est rem-^ plie de MUp , plus la tension de ses parois est rousidéiable ; mais celte teiilion dépend aus« rie la contraclilité arlérielle : quand les fibres muscidaii-es •pli enlrenl dane la composition de la tunique moyenne des artères Ml contraction, elles rélrécisseiil la lumière du vaisseau et augmentent Ittenàoii ; ccllc-rl diinimte. nu contraire, pendant le reUcbemenl des fibres ' ' En nous ba:^anl sur ces cousidérations, nous aui-ons à distinguer
L Là IfSJLVIEUH.
le iMHils jiJetii ou riiU, et le pouls dur ou riiow. Le pouls est dit plein l'artère reuTenne une grande quantité de aug : il est dur, quand la le i-aisBeau est coostdéraUe.
Pour Juger de l'état des parois artérielles, il n'est pas non plus stn tance de tenir compte de la netteté plus ou moins grande avec laquelle çoit b pulsatioD.
Le pouls faSiie recoonait pour cause, soit une diminution d'^ie contracboiu du tœai , ami l'ioterpositioa de parties molles entre l'i l'inalnmenl qui en mesure le soulèTeroenI , soit un resserrement con du calibre du vaisseau , soit enfin le défaut d'élasticité des parois u1 dans ce dernier cas, la pulsation peut manquer prévue entièrement qui arri^'etréqueBunenl chez les \ieillards. dont les artères atteintes par cation sénilc présentent le» propriétés des tidies rigides.
Les indicaUons les plus importantes sont jbuniie^ pw la forme mè pulsation , c'est-à-dire par la rapidité avec laquelle la pulsation pan d'iflërenles phases. L'application simple du doigt sur l'arlëre est peu nous renwtgner sur ce point ; il Êiul recourir à la représenlalioa grap Nous décrirons dans le paragraphe suitimt lei< mélliodes et les appai ployés pour obtenir le tracé géométrique du pouls: auparatant, noi biie connaître les principales différeuces qu'on oheene dans la fon pulsation prise avec un apparu approprié. [Chaque pulsation e:^t rq par une courbe sinueuse, dans laquelle on distingue trois parties foi laies : Vatcfi\fio». le «oiitmel et la descriit^.]
Les diflerences qui peuvent se renconlrvr dans la pulsation porteo points suivants :
1* Rapidité de raac*H*ioii. Lorsi^ue l'ascension tle b pulsation est le pouls est dît rite : on of^pose à rot état le pouN Uni. Les Fig. 74. 71
présentent des le«. et la Fig IMtuU lent.
Il iin|>orte d la V [Ktulsa\ecsa fr un poul-i frëqu Un' l^nt , tout i
qu'un pouls I
:^' Itafiidilé i crxU. Parfois tit>n descend I 3pr« avoir at summum d'élé' Yi^. Ttï en A Cïeiuple. D'au
