Chapitre 4 — Physiologie respiratoire · Topic 1 · Leçon 1.3
L’inspiration est un phénomène actif qui repose sur une manipulation des pressions intrathoraciques par la contraction musculaire. Cette leçon détaille les trois pressions clés (atmosphérique, alvéolaire, pleurale) et leur évolution au cours du cycle, et introduit le volume courant (Vt).
🎯 Objectifs pédagogiques
- Définir volume courant Vt et donner sa valeur normale ;
- Identifier les trois pressions : PB, PA, PPl ;
- Suivre leur évolution au cours d’un cycle respiratoire ;
- Comprendre pourquoi l’air entre dans les poumons à l’inspiration ;
- Décrire l’action mécanique des muscles inspiratoires.
🧭 Plan de la leçon
- Volume courant et principe hydraulique
- Les trois pressions au repos et à l’inspiration
- Action mécanique des muscles inspiratoires
1. Volume courant et principe hydraulique
Volume d’air déplacé à chaque respiration normale, au repos.
Vt ≈ 500 mL chez l’adulte sain au repos
Le Vt est plus faible chez l’enfant et l’adulte atteint d’une myopathie. Il est augmenté à l’effort (jusqu’à ~2 L). La ventilation minute VE = Vt × FR (fréquence respiratoire) ≈ 6-8 L/min au repos, jusqu’à 100-150 L/min à l’effort maximal.
L’écoulement d’air se fait toujours du milieu à haute pression vers le milieu à basse pression, jusqu’à équilibre. Pour faire entrer de l’air dans les poumons, il faut donc créer une dépression alvéolaire (pression alvéolaire < pression atmosphérique). C’est le rôle de la contraction des muscles inspiratoires.
2. Les trois pressions au repos et à l’inspiration
Trois pressions gouvernent la mécanique ventilatoire. Par convention, on prend la pression atmosphérique PB = 760 mmHg comme référence (fixée à 0 mmHg). Les autres pressions sont exprimées par rapport à PB.
| Pression | Localisation | Avant inspiration (fin d’expiration) | En cours d’inspiration | Fin d’inspiration |
|---|---|---|---|---|
| PB (atmosphérique) | Air extérieur | 0 mmHg | 0 mmHg | 0 mmHg |
| PA (alvéolaire) | Alvéoles | 0 mmHg (= PB, pas de flux) | −2 mmHg (dépression → l’air entre) | 0 mmHg (poumons remplis, flux nul) |
| PPl (intrapleurale) | Cavité pleurale | −5 mmHg | −7 mmHg | −8 mmHg |
- La pression intrapleurale PPl est toujours négative (elle maintient les feuillets pleuraux accolés).
- La pression alvéolaire PA oscille : négative à l’inspiration (l’air entre), positive à l’expiration (l’air sort), nulle aux points morts inspiratoire et expiratoire (pas de flux).
3. Action mécanique des muscles inspiratoires
Séquence des événements à l’inspiration :
- Les centres bulbo-pontiques augmentent leur décharge sur le nerf phrénique.
- Le diaphragme se contracte : il s’aplatit et s’abaisse → ↑ volume thoracique en hauteur.
- Les intercostaux externes se contractent : les côtes se soulèvent, le sternum bascule vers l’avant → ↑ diamètre thoracique en largeur et profondeur.
- La cage thoracique s’agrandit dans les trois dimensions. Le poumon, solidaire du thorax via la plèvre, s’expand aussi.
- Le volume alvéolaire augmente → la PA diminue (loi de Boyle-Mariotte : P × V = constante à température constante) → PA = −2 mmHg.
- Puisque PA < PB, l’air s’écoule de l’extérieur vers les alvéoles jusqu’à équilibrage.
- En fin d’inspiration, les poumons sont remplis, le flux s’arrête, PA revient à 0.
Si l’on préfère raisonner en pressions absolues plutôt que relatives à PB :
- PA passe de 760 mmHg (repos) à 758 mmHg (inspiration).
- PPl passe de 755 mmHg à 753 mmHg (variation −2 mmHg comme PA, mais toujours en dessous de PB).
La variation est modeste (2 à 3 mmHg), mais suffisante pour mobiliser ~500 mL d’air en 1-2 secondes.
À toutes les phases du cycle, la PPl reste inférieure à PA et à PB. C’est la différence transmurale PA − PPl (positive et permanente) qui maintient les poumons distendus. Cette différence est appelée pression de distension pulmonaire : si elle disparaissait (pneumothorax), les poumons se rétracteraient à leur volume de repos.
🧠 À retenir absolument
- Volume courant Vt ≈ 500 mL au repos.
- L’air suit le gradient de pression (des hautes vers les basses).
- Convention : PB = 760 mmHg = 0 par convention.
- PPl = −5 mmHg (repos) → −7 (inspiration) → −8 mmHg (fin d’inspiration). Toujours négative.
- PA = 0 (repos) → −2 mmHg (inspiration : dépression → l’air entre) → 0 (fin d’inspiration).
- Contraction diaphragme + intercostaux externes → ↑ volume thoracique → ↓ PA → flux d’air entrant.
- Pression transmurale PA − PPl toujours positive → maintien du poumon distendu.
❓ Questions fréquentes
Pourquoi la pression alvéolaire ne descend-elle que de 2 mmHg à l’inspiration ?
Parce qu’une petite dépression suffit pour faire entrer suffisamment d’air. La résistance des voies aériennes est faible, donc un gradient de 2 mmHg mobilise plusieurs centaines de mL d’air en 1-2 secondes. À l’effort ou en cas d’obstruction bronchique (asthme), il faut créer une dépression plus importante — d’où la sensation de dyspnée.
La pression intrapleurale peut-elle devenir positive ?
Non, dans les conditions physiologiques : elle reste toujours négative. Seules des situations pathologiques (pneumothorax compressif, hyperpression thoracique en manœuvre de Valsalva prolongée) peuvent la rendre transitoirement positive, avec des conséquences graves sur le retour veineux et le débit cardiaque.
Comment le poumon suit-il l’expansion thoracique ?
Grâce au couplage pleural. Les deux feuillets pleuraux sont accolés par la dépression intrapleurale : le feuillet viscéral colle au poumon, le pariétal colle à la paroi thoracique. Quand la paroi s’écarte, le feuillet pariétal suit ; comme il est solidarisé au viscéral, ce dernier tire le poumon avec lui. C’est un couplage mécanique passif.
Pourquoi la pression alvéolaire revient-elle à zéro en fin d’inspiration ?
Parce que le flux d’air s’arrête. Tant que la PA est inférieure à la PB, l’air continue d’entrer et la pression remonte progressivement. Elle revient à zéro exactement quand le volume alvéolaire cesse d’augmenter (fin de la contraction inspiratoire) : à ce moment, le gradient est nul, l’air ne circule plus.
🚀 Pour aller plus loin
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.