Chapitre 4 — Équilibres et troubles acido-basiques · Topic 3 : Troubles acido-basiques et diagramme de Davenport · Leçon 3.2

⏱️ Durée : 16 min
🎓 Niveau : PASS / LAS / L1 Santé
📚 Topic : Troubles acido-basiques et diagramme de Davenport
🔑 Prérequis : Les quatre troubles acido-basiques (L3.1) ; tampon bicarbonate et Henderson-Hasselbalch (L2.1–L2.2)
🤖 Synthèse rédigée avec assistance IA à partir des cours universitaires et de sources académiques de référence.

Le diagramme de Davenport est l’outil graphique central de l’analyse acido-basique : il représente [HCO₃⁻] en fonction du pH et permet de visualiser, localiser et suivre tout trouble acido-basique. Cette leçon en construit les éléments un par un — isobares PCO₂, droite normale d’équilibration et quadrants — avant d’apprendre à le lire.

🎯 Objectifs pédagogiques

  • Définir le point N sur le diagramme de Davenport et justifier ses coordonnées ;
  • Tracer et interpréter les isobares PCO₂ (troubles respiratoires) ;
  • Définir la droite normale d’équilibration (DNE) et sa pente, et comprendre son rôle ;
  • Distinguer DNE et droites d’équilibration (DE) parallèles ;
  • Localiser les quatre quadrants du diagramme complet et identifier le type de trouble associé à chaque zone.

🧭 Plan de la leçon

  1. Intérêt et axes du diagramme de Davenport
  2. Le point N : état acido-basique normal
  3. Les isobares PCO₂
  4. La droite normale d’équilibration (DNE)
  5. Les droites d’équilibration (DE) parallèles à la DNE
  6. Le diagramme complet : quatre quadrants

1. Intérêt et axes du diagramme de Davenport

Un graphe pour visualiser tout l’état acido-basique

Le diagramme de Davenport représente la concentration en bicarbonates [HCO₃⁻] (axe des ordonnées, en mmol/L) en fonction du pH (axe des abscisses). Il permet :

  • de localiser l’état acido-basique d’un patient par un unique point P ;
  • de visualiser le type de trouble (respiratoire ou métabolique) selon la position de P par rapport au point N ;
  • de suivre l’évolution du trouble et l’effet d’une compensation ou d’un traitement.

2. Le point N : état acido-basique normal

Coordonnées du point N

Le point N est défini par :

  • pH = 7,40 (abscisse)
  • [HCO₃⁻] = 24 mmol/L (ordonnée)
  • PCO₂ = 40 mmHg (déduit des deux précédents via Henderson-Hasselbalch)

En réalité N est une zone correspondant aux plages normales (pH 7,38–7,42 ; [HCO₃⁻] 22–26 mmol/L), mais on la symbolise par un point pour simplifier les tracés.

Zone de normalité (pH 7,40 ± 0,02 ; HCO₃⁻ 24 ± 2 mmol/L) sur le diagramme de Davenport.
Figure 1 — Zone de normalité (point N) : pH = 7,40 ± 0,02 ; [HCO₃⁻] = 24 ± 2 mmol/L ; PCO₂ = 40 mmHg.

3. Les isobares PCO₂

Courbes à PCO₂ constante

Une isobare PCO₂ est la courbe sur laquelle PCO₂ est constante. Le long d’une même isobare, [acides fixes] varie mais PCO₂ est fixée. L’équation d’une isobare est donnée par Henderson-Hasselbalch :

[HCO₃⁻] = a × PCO₂ × 10(pH − 6,1)

Pour une PCO₂ donnée, [HCO₃⁻] augmente exponentiellement avec le pH. Les isobares forment donc des courbes croissantes dans le diagramme. Leur famille comprend :

  • L’isobare 40 mmHg, qui passe par N — isobare normale
  • Des isobares à PCO₂ élevée (ex. 60 mmHg) — situées au-dessus/gauche (acidose respiratoire)
  • Des isobares à PCO₂ basse (ex. 30 mmHg) — situées en-dessous/droite (alcalose respiratoire)
Isobares PCO₂ (30, 40, 60 mmHg) dans le diagramme de Davenport [HCO₃⁻] en fonction du pH.
Figure 2 — Famille d’isobares PCO₂ (30, 40, 60 mmHg). L’isobare 40 mmHg passe par N. Les troubles respiratoires correspondent à des déplacements d’une isobare à l’autre.
Déplacement isobare sur le diagramme de Davenport lors de troubles respiratoires purs (variation de PCO₂).
Figure 3 — Trouble respiratoire pur : déplacement du patient d’une isobare à une autre (PCO₂ varie, [acides fixes] reste constant).
L’isobare 40 mmHg comme repère

L’isobare normale (40 mmHg) passe par N et délimite deux zones dans le diagramme : les points situés à gauche de cette isobare correspondent à une acidose respiratoire (PCO₂ > 40 mmHg), ceux à droite correspondent à une alcalose respiratoire (PCO₂ < 40 mmHg). Cette isobare est un repère fondamental pour le diagnostic.

4. La droite normale d’équilibration (DNE)

La droite tampon du sang complet

La droite normale d’équilibration (DNE) — aussi appelée droite tampon ou droite d’équilibration du CO₂ — est la partie linéaire de la courbe de titration des tampons fermés du sang in vivo. Elle représente les états du sang lorsque la concentration en acides fixes reste constante (égale à sa valeur normale) tandis que PCO₂ varie.

  • Elle passe par N (le point acido-basique normal).
  • Elle a une pente négative : Δ[HCO₃⁻] / ΔpH = −PT_fermés (pouvoir tampon des tampons fermés, valeur négative).
  • Un déplacement sur la DNE signifie que PCO₂ a varié mais que [acides fixes] n’a pas changé.

La DNE sépare les acidoses métaboliques (points en dessous) et les alcaloses métaboliques (points au-dessus).

Droite normale d'équilibration DNE avec les zones d'alcalose (défaut d'acides fixes) et d'acidose métabolique (excès d'acides fixes).
Figure 4 — Droite normale d’équilibration (DNE) : pente négative, sépare l’alcalose métabolique (au-dessus) de l’acidose métabolique (en dessous).
La pente de la DNE varie avec l’hémoglobine

La pente de la DNE dépend du contenu en hémoglobine du sang, car l’Hb est l’un des principaux tampons fermés. Chez un patient anémique, la teneur en Hb est diminuée, donc le pouvoir tampon des tampons fermés (PT_fermés) est réduit — la pente de la DNE est plus faible (courbe moins inclinée). Ce détail est important pour calculer la variation des acides fixes à partir du diagramme.

DNE à pente diminuée dans un cas d'anémie, dans le diagramme de Davenport.
Figure 5 — Effet de l’anémie sur la DNE : pente réduite (moins d’Hb → moins de pouvoir tampon des tampons fermés).

5. Les droites d’équilibration (DE) parallèles à la DNE

Une DE par état métabolique différent

Une droite d’équilibration (DE) est parallèle à la DNE mais passe par un point correspondant à une concentration en acides fixes différente de la normale. Comme la DNE, un déplacement le long d’une DE correspond à une variation de PCO₂ à [acides fixes] constante (mais cette valeur fixe d’acides fixes est ≠ valeur normale).

  • Toutes les DE sont parallèles entre elles et à la DNE.
  • Une DE est caractérisée par la valeur particulière de [acides fixes] correspondante.
  • La pente de toute DE (= pente de la DNE = −PT_fermés) est la même que celle de la DNE.

Quand on calcule graphiquement la variation des acides fixes (leçon 3.4), on trace la DE passant par le point patient P, puis on cherche son intersection avec la droite pH = 7,4.

6. Le diagramme complet : quatre quadrants

Quatre quadrants définis par deux lignes de référence

Le diagramme de Davenport complet est divisé en quatre quadrants par le croisement :

  • de l’isobare 40 mmHg (ligne verticale de référence pour les troubles respiratoires)
  • de la DNE (ligne diagonale de référence pour les troubles métaboliques)

Les quatre quadrants sont :

  • Supérieur gauche : [HCO₃⁻] > 24 mmol/L ET PCO₂ > 40 mmHg → alcalose respiratoire
  • Supérieur droit : [HCO₃⁻] > 24 mmol/L ET PCO₂ < 40 mmHg → alcalose métabolique
  • Inférieur gauche : [HCO₃⁻] < 24 mmol/L ET PCO₂ < 40 mmHg → acidose métabolique
  • Inférieur droit : [HCO₃⁻] < 24 mmol/L ET PCO₂ > 40 mmHg → acidose respiratoire
Quadrants du diagramme de Davenport : acidoses et alcaloses, respiratoires et métaboliques, avec compensations.
Figure 6 — Diagramme de Davenport complet : quatre quadrants (acidose et alcalose respiratoires ou métaboliques) définis par l’isobare 40 mmHg et la DNE.
Trouble compensé ≠ trouble mixte

Un patient dont le point P se trouve dans deux quadrants à la fois (à la jonction) peut correspondre à un trouble compensé (un système normal corrige un autre) ou à un trouble mixte (les deux systèmes sont pathologiques). C’est le contexte clinique et l’analyse de PCO₂ + [HCO₃⁻] + pH qui permettent de trancher — le diagramme seul ne suffit pas.

🧠 À retenir absolument

  • Axes du diagramme : [HCO₃⁻] en ordonnée, pH en abscisse ; point N : pH = 7,40, [HCO₃⁻] = 24 mmol/L.
  • Isobare PCO₂ : courbe à PCO₂ constante ; sur une isobare, [acides fixes] varie. Isobare 40 mmHg passe par N.
  • DNE : droite à [acides fixes] normale (= normale de N), pente négative = −PT_fermés. Sur la DNE, PCO₂ varie, [acides fixes] est fixe et normal.
  • DE : parallèle à la DNE mais [acides fixes] ≠ valeur normale. Même pente que la DNE.
  • Isobare 40 mmHg sépare : gauche = acidose resp., droite = alcalose resp.
  • DNE sépare : dessous = acidose méta., dessus = alcalose méta.
  • Anémie → pente de la DNE diminuée (moins d’Hb = moins de tampons fermés).

❓ Questions fréquentes

Pourquoi les isobares PCO₂ sont-elles des courbes et non des droites ?

L’équation de Henderson-Hasselbalch donne [HCO₃⁻] = a × PCO₂ × 10(pH − 6,1) pour une PCO₂ constante. Cette relation est exponentielle en pH (à PCO₂ fixée), ce qui génère des courbes et non des droites dans le plan ([HCO₃⁻], pH). Sur la plage physiologique étroite de pH (7,0–7,6), ces courbes apparaissent presque linéaires, mais restent théoriquement exponentielles.

Quelle est la différence entre la DNE et une droite d’équilibration (DE) ?

La DNE (droite normale d’équilibration) est la DE particulière passant par N, où [acides fixes] a sa valeur normale. Une DE quelconque est parallèle à la DNE mais corresponds à une valeur d’acides fixes différente de N (excès ou défaut d’acides fixes). Toutes les DE ont la même pente (= −PT_fermés), mais ne passent pas par N.

Que signifie se déplacer sur la DNE ?

Se déplacer sur la DNE signifie que PCO₂ a varié tandis que la concentration en acides fixes est restée constante à sa valeur normale. C’est ce qui se passe lors d’un trouble respiratoire pur (sans composante métabolique) : seul le CO₂ change, les acides fixes ne bougent pas. Un déplacement sur la DNE vers la gauche-haut correspond à une acidose respiratoire ; vers la droite-bas, à une alcalose respiratoire.

Comment calculer la pente de la DNE entre deux points ?

Si on connaît les coordonnées de deux points A et B situés sur la même droite d’équilibration (valeurs ([HCO₃⁻]_A, pH_A) et ([HCO₃⁻]_B, pH_B)), la pente est simplement : pente = (Δ[HCO₃⁻]) / ΔpH = ([HCO₃⁻]_B − [HCO₃⁻]_A) / (pH_B − pH_A). La valeur obtenue est négative (la pente est orientée vers le bas à droite). Sa valeur absolue est le pouvoir tampon des tampons fermés PT_fermés.

Pourquoi le diagramme de Davenport est-il préférable à la seule mesure de pH ?

Le pH seul ne permet pas de distinguer un trouble compensé d’un trouble mixte, ni d’identifier la composante responsable. Le diagramme de Davenport combine trois informations simultanées : le pH (abscisse), [HCO₃⁻] (ordonnée) et PCO₂ (isobare correspondant à la position du point). Ce triplet permet d’identifier le type de trouble (respiratoire, métabolique, mixte), son degré de compensation et d’évaluer la variation des acides fixes par méthode graphique.

Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.

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