Déterminants de la loi de Fick

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Déterminants de la loi de Fick

Message non lude liamgallagher » 07 Mar 2018, 16:12

Bonjour à tous,

Une nouvelle fois je pose une question, étant en pleines révisions pour les partiels.
Dans la promo personne n'est d'accord sur la réponse à donner et c'est une question qui revient souvent dans nos annales :
Quel est le déterminant le plus important dans la loi de Fick ???
Je serais tenté de répondre le gradient de pression partielle, mais d'autres disent la surface d'échange, la durée d'échange, l'épaisseur de la membrane...
Bref une idée ?

Merci !
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Re: Déterminants de la loi de Fick

Message non lude Koura » 07 Mar 2018, 16:53

Salut,

Nous aussi elle revient souvent cette question...
J'ai répondu comme toi le gradient de pression partiel comme déterminant le plus important même si y a les autres déterminants également.
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Re: Déterminants de la loi de Fick

Message non lude Takeshima » 07 Mar 2018, 19:44

L'année dernière il ne nous a pas été demandé de classez ces déterminants par ordre d'importance, seulement de les citer ;)
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Re: Déterminants de la loi de Fick

Message non lude didu974 » 10 Mar 2018, 06:30

Lois de la diffusion.
La diffusion d'un gaz à travers un tissu est régie par la loi de Fick: la diffusion est proportionnelle à la surface du tissu (S: 50 à 100 m2 pour la barrière alvéolo-capillaire) et inversement proportionnelle à l'épaisseur (E: 0,5 μm pour la barrière alvéolo-capillaire) de ce tissu; elle est aussi proportionnelle au gradient de concentration ( ou de pression: P1 - P2) de part et d'autre du tissu; elle est enfin proportionnelle à une constante de diffusion (D) qui tient compte des caractéristiques du gaz (cette constante est proportionnelle à la solubilité du gaz (Sol) et inversement proportionnelle à la racine carrée de son poids moléculaire (PM). Cette constante de diffusion est 20 fois plus élevée pour CO2 que pour O2.


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Re: Déterminants de la loi de Fick

Message non lude Yves Benisty » 10 Mar 2018, 18:46

Réponse très complète de Didu974. Quelques détails...

Quand j'explique la loi de diffusion des gaz, je parle de moteur (la différence de concentration) et de circonstances favorisantes (l'épaisseur et la surface de l'interface, sa perméabilité, et le gaz considéré). Si on explique les choses ainsi, on place la différence de concentration comme élément le plus important.

Le temps de diffusion n'intervient pas dans la loi de Fick car celle-ci détermine le débit de diffusion. En toute logique, la quantité de gaz qui diffusera dépend du temps, puisque quand on multiplie un débit (en lires par seconde par exemple) par un temps, on obtiendra une quantité qui est proportionnelle au temps. Concernant les échanges d'O2 et de CO2, la réserve de diffusion est importante (l'équilibre des concentrations est atteint au premier tiers du temps de contact). Mais le paramètre temps peut intervenir lors de l'effort, en cas de grande augmentation du débit cardiaque.

Autre détail, on parle souvent de gradient de pression. C'est une simplification, puisque si on peut parler de pression partielle de l'O2 ou du CO2 dans l'alvéole, on ne peut pas parler de pression partielle puisqu'il s'agit de gaz dissout (et dix sous, c'est pas cher). Mais la loi de solubilité des gaz (loi de Henry) énonce que la quantité de gaz que l'on peut dissoudre dans un liquide dépend, à température égale, de la pression partielle du gaz exercé au-dessus du liquide. Autrement exprimé, si on met toujours la même pression d'O2 au-dessus du sang et qu'on attend très longtemps, il se dissoudra toujours la même quantité d'O2 dans le sang.

En tenant compte de ce phénomène, on peut comparer les pressions partielles des gaz dans l'alvéole et les tensions des gaz dissous dans le sang en les exprimant tous les deux par une pression.

En résumé, un gaz diffuse de l'endroit où il y en a le plus vers l'endroit où il y en a le moins. Quand il diffuse à travers un interface, le débit de diffusion est proportionnel à la surface de l'interface et inversement proportionnel à son épaisseur. Ce débit de diffusion dépend également d'une constante de diffusion, et le CO2 est 20 fois plus diffusible que l'O2.

Ces deux lois, de Henry et de Fick, permettent d'expliquer plein de choses en physiologie pulmonaire, mais également en plongée.
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Re: Déterminants de la loi de Fick

Message non lude liamgallagher » 11 Mar 2018, 17:51

Bonjour,

Merci à vous pour ces réponses précises.
Si j'entends bien, la question "quel est le déterminant le + important ? " est + que vague...
La question a probablement été mal retranscrite je suppose.
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Re: Déterminants de la loi de Fick

Message non lude Yves Benisty » 11 Mar 2018, 18:09

S'il est difficile de parler de déterminant important dans une formule de physique, on peut considérer que sans différence de concentration, et ce quelles que soient l'épaisseur, la surface et la perméabilité de l'interface, il n'y aura pas de diffusion.

On peut donc répondre à la question, et affirmer que le déterminant le plus important est la différence de concentration.
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