Laboratoire interactif · physiologie cardiovasculaire
Le laboratoire du cœur
Un muscle creux qui bat environ 100 000 fois par jour et fait circuler plusieurs milliers de litres de sang. Ici, un modèle publié du ventricule gauche et des artères calcule en direct les pressions, les volumes et le débit. Vous pouvez l’accélérer, le fatiguer, rigidifier ses artères, rétrécir une valve et écouter ses bruits.
Avant de commencer · trois unités
Des mmHg, des battements par minute et des litres par minute
La pression du sang se mesure en millimètres de mercure (mmHg). 120 mmHg, c’est la pression qui soulève une colonne de mercure de 12 cm, ou une colonne d’eau d’environ 1,6 m. Une tension de « 12/8 » signifie 120 mmHg pendant l’éjection (la systolique) et 80 mmHg entre deux battements (la diastolique).
La fréquence cardiaque compte les battements par minute (bpm). Le débit cardiaque, en litres par minute (L/min), est le volume éjecté à chaque battement multiplié par la fréquence : 70 mL × 70 bpm ≈ 4,9 L/min.
🎧 Les bruits du cœur sont très graves : casque ou enceinte conseillés, volume bas au départ. Ce laboratoire est un outil pédagogique : il ne pose aucun diagnostic.
Boucle pression-volume du ventricule gauche
Chaque battement dessine une boucle, parcourue dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Ses coins sont les mouvements des valves. Droite rouge : fin de systole, sa pente mesure la contractilité (Suga et Sagawa, 1974). Courbe verte : fin de diastole.
Diagramme de Wiggers : un battement
Pressions, volume du ventricule gauche et ECG sur un cycle. Survolez pour lire les valeurs, touchez ou faites glisser pour choisir un instant. FM : fermeture mitrale · OA : ouverture aortique · FA : fermeture aortique · OM : ouverture mitrale.
Défis
Six énigmes à résoudre sur le banc. Réglez, puis cliquez sur « Valider ma réponse » : une mauvaise réponse donne un indice, et la solution peut s’afficher après trois essais.
Deux pompes dans un seul muscle
Le cœur est un muscle creux, à peu près de la taille d’un poing, divisé en quatre cavités. À droite, une oreillette et un ventricule envoient le sang vers les poumons. À gauche, une oreillette et un ventricule l’envoient vers tout le corps. Quatre valves imposent un sens unique. Survolez ou touchez chaque structure.
Le trajet d’une goutte de sang
Pourquoi deux pompes ?
Les deux circuits sont en série : tout le sang qui sort du ventricule droit revient, après les poumons, dans le ventricule gauche. En moyenne, les deux ventricules pompent donc exactement le même débit. Mais pas à la même pression.
Le circuit des poumons est court, large et proche : environ 25 mmHg suffisent. Le circuit du corps est long et plein de petites artères qui résistent : il faut environ 120 mmHg. D’où une paroi du ventricule gauche bien plus épaisse que celle du droit.
| Côté droit | mmHg | Côté gauche | mmHg |
|---|---|---|---|
| Oreillette droite | 0 à 5 | Oreillette gauche | 5 à 12 |
| Ventricule droit | 25 / 0 à 5 | Ventricule gauche | 120 / 5 à 12 |
| Artère pulmonaire | 25 / 10 | Aorte | 120 / 80 |
Quatre valves, un seul sens
Les valves n’ont aucun muscle. Ce sont des clapets de tissu qui obéissent aux pressions : une valve s’ouvre quand la pression en amont dépasse celle d’en aval, et se ferme dès que le sang tente de revenir. Entre oreillettes et ventricules, les valves mitrale et tricuspide sont retenues par des cordages. À la sortie des ventricules, les valves aortique et pulmonaire ont la forme de trois petits nids de pigeon.
Le « toum-ta » que l’on entend au stéthoscope est le bruit de ces fermetures : B1 quand les valves mitrale et tricuspide se ferment, au début de la contraction ; B2 quand les valves aortique et pulmonaire se ferment, à la fin de l’éjection.
Un muscle qui ne s’arrête jamais
À 70 battements par minute, le cœur bat 70 × 1 440 ≈ 100 800 fois par jour.
Le myocarde se nourrit lui-même par les artères coronaires, les toutes premières branches de l’aorte. Il ne peut presque pas travailler sans oxygène : si une coronaire se bouche, la zone qu’elle irrigue souffre en quelques minutes. C’est l’infarctus.
La pompe en quatre temps
Un battement dure moins d’une seconde et se découpe en quatre temps : le ventricule se contracte valves fermées, éjecte, se relâche valves fermées, puis se remplit. En 1915, Carl Wiggers a tracé ensemble les pressions de l’oreillette, du ventricule et de l’aorte. Son diagramme montre une règle simple : chaque fois que deux pressions se croisent, une valve s’ouvre ou se ferme.
Les quatre temps d’un battement, sur le cœur du banc
Le signal électrique arrive, le muscle se contracte. La pression du ventricule dépasse vite celle de l’oreillette : la valve mitrale se ferme (B1). La valve aortique reste fermée. Le volume ne change pas, seule la pression monte.
La pression du ventricule dépasse celle de l’aorte : la valve aortique s’ouvre. Le sang part, le volume chute du volume d’éjection. L’aorte se gonfle et stocke une partie du sang.
Le muscle se relâche. Dès que la pression du ventricule repasse sous celle de l’aorte, la valve aortique se ferme (B2). Toutes les valves sont fermées : la pression chute, le volume ne bouge pas.
La pression du ventricule passe sous celle de l’oreillette : la valve mitrale s’ouvre. Le ventricule se remplit, vite puis lentement. Dans le vrai cœur, la contraction des oreillettes ajoute un dernier apport, que ce modèle ne simule pas.
Quand le cœur accélère, c’est la diastole qui paie
Systole courte, diastole élastique
La contraction dure à peu près le même temps quel que soit le rythme. Quand le cœur accélère, c’est surtout le temps de remplissage qui raccourcit. À très haute fréquence, le ventricule n’a plus le temps de se remplir : le volume d’éjection baisse et le débit finit par diminuer.
Autre conséquence : le muscle cardiaque est nourri surtout pendant la diastole, quand il est relâché et ne comprime plus ses propres artères coronaires. Un cœur très rapide a donc à la fois plus besoin d’oxygène et moins de temps pour en recevoir.
Dans le modèle, le pic de contraction arrive 0,2 s + 0,15 × la durée du cycle après son début (Stergiopulos et al., 1996). Dans le vrai cœur, l’effort accélère aussi la relaxation.
Lire le diagramme de Wiggers
Cœur de repos du modèle, 70 bpm. Choisissez une étape pour la situer sur le diagramme.
Pendant la diastole, la pression de l’aorte baisse lentement : l’aorte élastique rend le sang qu’elle a stocké. C’est l’effet Windkessel (« chambre à air » en allemand).
Loi de Frank-Starling
Plus il se remplit, plus il éjecte
En 1918, Ernest Starling résume des expériences sur des cœurs de chien : l’énergie de la contraction dépend de la longueur des fibres au repos. Un ventricule plus rempli est plus étiré, et il se contracte plus fort. C’est la loi de Frank-Starling.
Elle garde les deux ventricules en équilibre sans aucun nerf : si le ventricule droit envoie un peu plus de sang, le gauche se remplit un peu plus et éjecte un peu plus au battement suivant.
La courbe s’aplatit : au-delà d’un certain remplissage, le gain devient faible, mais la pression de remplissage, elle, continue de monter. Changer la contractilité fait passer d’une courbe à l’autre.
Dans le modèle, l’effet vient de l’élastance : à chaque instant de la systole, la pression vaut l’élastance multipliée par le volume au-dessus de 10 mL. Un ventricule plus plein atteint plus tôt la pression de l’aorte.
Trois leviers sur la boucle pression-volume
La boucle, carte d’identité du ventricule
Au lieu de tracer pression et volume selon le temps, on peut tracer la pression selon le volume. Un battement devient une boucle : remplissage en bas, contraction isovolumique à droite, éjection en haut, relaxation isovolumique à gauche.
En 1974, Hiroyuki Suga et Kiichi Sagawa montrent que les coins de fin de systole tombent sur une même droite, quelle que soit la charge. Sa pente, l’élastance de fin de systole, mesure la force propre du muscle. En bas, la courbe de fin de diastole décrit la souplesse du ventricule.
Ces deux lignes permettent de distinguer les trois leviers du débit : la précharge (le remplissage), la postcharge (ce contre quoi le ventricule éjecte) et la contractilité.
Le travail du cœur
L’aire de la boucle est un travail : une pression multipliée par un volume. C’est l’énergie que le ventricule donne au sang à chaque battement, le travail d’éjection.
Et le ventricule droit ?
Il éjecte le même volume, mais contre une pression environ cinq fois plus faible (25 contre 120 mmHg). Sa boucle a la même largeur mais bien moins de hauteur : son travail est bien plus petit. Le banc ne le simule pas : sur la coupe, il suit simplement le rythme du ventricule gauche.
Deux pompes, deux circuits
Le cœur n’est pas une pompe, mais deux, collées l’une à l’autre. Le cœur droit envoie le sang dans les poumons. Le cœur gauche l’envoie dans tout le reste du corps. Les deux battent en même temps et éjectent le même volume, environ 70 mL par battement au repos. Le sang parcourt donc un circuit en huit : poumons, cœur gauche, organes, cœur droit, et de nouveau les poumons.
La double circulation
Chaque point représente un peu de sang. Rouge : riche en oxygène. Bleu-violet : appauvri. Touchez un organe, les poumons ou une pompe. Vue de face : la droite du corps est à gauche de l’image.
Débits d’organes : tableau d’Andersen (1968), repris par Åstrand et Rodahl. Temps d’un tour : volume sanguin ÷ débit, une moyenne. Les couleurs d’oxygénation sont approchées.
Petite circulation
Le ventricule droit pousse le sang dans l’artère pulmonaire. Dans les poumons, le sang se charge en oxygène et rejette du dioxyde de carbone. Il revient par les veines pulmonaires dans l’oreillette gauche.
Piège classique : l’artère pulmonaire transporte du sang pauvre en oxygène, et les veines pulmonaires du sang riche en oxygène. Une artère part du cœur. Une veine y revient. Le nom ne dit rien de l’oxygène.
Grande circulation
Le ventricule gauche pousse le sang dans l’aorte. Elle se divise pour irriguer chaque organe. Les veines caves ramènent le sang à l’oreillette droite.
Les deux circuits sont en série : à chaque tour, tout le sang passe par les poumons. Les organes sont en parallèle : chacun reçoit sa part, réglée par ses propres artérioles. À l’effort maximal, les muscles en reçoivent près de 9 litres sur 10.
Un tour en une minute environ
Un adulte a environ 5 L de sang, soit 7 % du poids du corps. Au repos, le cœur en pompe environ 5 à 6 L/min. En moyenne, un globule rouge fait donc le tour complet en à peu près une minute : c’est le volume divisé par le débit.
À l’effort maximal, le débit atteint 25 L/min dans le tableau utilisé ici. Le tour ne prend plus qu’environ 12 s.
Le sang ne passe pas le même temps partout. Environ 64 % du volume sanguin se trouve dans les veines de la grande circulation, contre 13 % dans les artères et 7 % dans les artérioles et les capillaires (Guyton & Hall). Les veines sont un réservoir : le sang y passe près des deux tiers de son voyage. L’animation respecte ces proportions.
Le sang veineux n’est pas bleu : il est rouge sombre. Le bleu est une convention des schémas. Au-dessus d’une veine, la peau renvoie un peu moins de lumière rouge qu’ailleurs : par contraste, elle paraît bleutée (Kienle et al. 1996).
La pression le long du circuit
Ligne fine : la pression qui oscille à chaque battement. Trait blanc : la pression moyenne. Adulte allongé, valeurs typiques. Survolez ou touchez le graphique.
Valeurs d’après Guyton & Hall (2021, chap. 14 et 39). Elles varient d’une personne à l’autre. Debout, le poids de la colonne de sang ajoute environ 90 mmHg dans les veines des pieds.
La chute se fait dans les artérioles
L’aorte et les grosses artères perdent très peu de pression : ce sont de larges tuyaux. La grande chute a lieu dans les petites artères et surtout les artérioles : environ la moitié de la pression y disparaît. Ce sont les robinets de la circulation. En se resserrant ou en se relâchant, elles règlent le débit de chaque organe.
À l’entrée des capillaires, il ne reste qu’environ 35 mmHg, puis environ 10 mmHg à la sortie. C’est assez pour pousser un peu de liquide hors des vaisseaux et nourrir les tissus. Pas assez pour abîmer des tubes dont la paroi n’a qu’une seule couche de cellules.
Dans les veines, la pression est si faible que le retour du sang a besoin d’aide. Des valvules empêchent le reflux, et les muscles des jambes pressent les veines à chaque pas.
Une petite circulation à basse pression
Dans l’artère pulmonaire, la pression n’est que de 25/8 mmHg, environ cinq fois moins que dans l’aorte. Les poumons offrent peu de résistance. Dans leurs capillaires, la pression reste vers 7 mmHg : le liquide ne s’échappe pas vers les alvéoles, qui restent sèches. Pour le même débit, le ventricule droit travaille donc bien moins que le gauche, et sa paroi est bien plus fine.
Pourquoi le sang ralentit dans les capillaires
Le même débit traverse chaque étage du circuit. Or débit = section × vitesse. Touchez une barre pour lire le calcul. Sections totales d’après Guyton & Hall.
Comme un fleuve qui entre dans un lac
Un fleuve ralentit en entrant dans un lac, puis accélère en le quittant. Le sang fait de même. L’aorte n’a qu’une section d’environ 2,5 cm². Elle se divise en artères, puis en artérioles, puis en milliards de capillaires. Chaque capillaire est minuscule, mais tous ensemble offrent une section d’environ 2 500 cm² : mille fois plus.
Le débit étant le même à chaque étage, la vitesse est divisée par mille. Elle passe d’environ 33 cm/s dans l’aorte à 0,3 mm/s dans les capillaires. C’est l’équation de continuité : Q = S × v.
Ce ralentissement est une chance. Un capillaire mesure 0,3 à 1 mm de long : le sang y reste 1 à 3 s, le temps des échanges d’oxygène, de nutriments et de déchets. Ensuite, les veines se regroupent, la section diminue et le sang accélère de nouveau.
À l’effort, des capillaires fermés au repos s’ouvrent : la section augmente, et la vitesse dans les capillaires augmente moins que le débit. Le graphique garde des sections fixes : c’est une simplification.
Les coronaires : le cœur se nourrit en diastole
À gauche, une coupe transversale des ventricules. Les petites artères partent de la surface et plongent dans le muscle. À droite, le débit dans les coronaires au fil des battements. Courbes schématiques, bandes claires : systole.
Durée de la systole estimée par l’intervalle QT (formule de Bazett, QTc = 0,40 s). C’est une approximation, cohérente avec les mesures de Weissler et al. (1968) : environ 0,42 s à 60 bpm.
Le cœur a ses propres artères
Le cœur ne se nourrit pas du sang qui traverse ses cavités. Il a ses propres artères, les coronaires. Elles naissent à la racine de l’aorte, juste au-dessus de la valve aortique.
La coronaire gauche se divise vite en deux : l’interventriculaire antérieure, qui descend vers la pointe, et la circonflexe, qui fait le tour par la gauche. La coronaire droite fait le tour par la droite. Le plus souvent, elle irrigue aussi le nœud sinusal et le nœud auriculo-ventriculaire, deux pièces du système électrique du cœur.
Au repos, les coronaires reçoivent environ 225 mL/min, 4 à 5 % du débit cardiaque, pour un organe d’environ 300 g. Le muscle cardiaque retire déjà environ 70 % de l’oxygène du sang qui le traverse, contre environ 25 % pour l’ensemble du corps. Pour recevoir plus d’oxygène à l’effort, il doit donc surtout augmenter son débit, jusqu’à 3 à 4 fois plus.
Écrasées pendant la systole
Quand le ventricule gauche se contracte, son muscle comprime les vaisseaux qui le traversent, surtout dans sa couche interne, le sous-endocarde. Le débit de la coronaire gauche s’effondre et peut même s’inverser un instant. Le ventricule gauche reçoit donc l’essentiel de son sang pendant la diastole, quand il se relâche. Le ventricule droit, où la pression est faible, est irrigué pendant tout le cycle.
Pourquoi la tachycardie est un piège
Quand le cœur accélère, la systole raccourcit un peu, mais la diastole raccourcit beaucoup. À 60 bpm, le ventricule gauche passe environ 36 s par minute en diastole. À 150 bpm, environ 22 s. Il travaille plus et dispose de moins de temps pour se nourrir. Si une coronaire est rétrécie, c’est donc souvent à l’effort que le muscle manque d’oxygène : c’est l’angine de poitrine.
L’électricité du cœur
Chaque battement commence par une impulsion électrique. Elle naît toute seule dans un petit amas de cellules de l’oreillette droite, puis suit un chemin précis, avec une pause bien placée. Des électrodes posées sur la peau en captent l’écho : c’est l’électrocardiogramme, ou ECG.
Le trajet de l’influx
Suivez l’onde d’activation, en jaune, et l’ECG qui se dessine en même temps, à 60 bpm. Touchez une étape pour vous y arrêter, ou faites glisser le curseur. Vue de face : la droite du corps est à gauche de l’image.
Une pause bien placée
Sans le frein du nœud AV, oreillettes et ventricules se contracteraient presque ensemble. Grâce à lui, les oreillettes ont le temps de finir de remplir les ventricules. Entre les deux étages, un anneau fibreux fait isolant : le seul passage électrique est le nœud AV, puis le faisceau de His.
Le nœud AV protège aussi les ventricules. Si les oreillettes s’emballent, comme dans la fibrillation auriculaire, il ne laisse passer qu’une partie des influx.
Tout le ventricule d’un coup
Les fibres de Purkinje conduisent à 1,5 à 4 m/s, le muscle ventriculaire à 0,3 à 0,5 m/s seulement (Guyton & Hall). Grâce à ce réseau rapide, les ventricules se dépolarisent en quelques centièmes de seconde, de la pointe vers la base. Ils se contractent donc presque d’un bloc et chassent le sang vers le haut, vers les valves.
Une hiérarchie de pacemakers
Plusieurs tissus du cœur peuvent battre seuls. Le plus rapide commande les autres :
- nœud sinusal : 60 à 100 fois par minute au repos ;
- nœud AV : 40 à 60 fois par minute ;
- fibres de Purkinje : 15 à 40 fois par minute (Guyton & Hall).
Si le nœud sinusal se tait, ou si l’influx est bloqué en route, le suivant prend le relais, plus lentement. C’est un rythme d’échappement.
Ce que voit l’ECG
Chaque électrode enregistre la somme de l’activité de millions de cellules. Une onde de dépolarisation qui avance vers l’électrode positive donne une déflexion vers le haut. Le nœud sinusal et le faisceau de His sont trop petits pour être vus. Seules les grandes masses de muscle dessinent les ondes : P pour les oreillettes, QRS et T pour les ventricules.
Deux cellules, deux potentiels d’action
En haut, une cellule du nœud sinusal. En bas, une cellule du muscle ventriculaire, activée environ 0,18 s plus tard. Réglez le système nerveux autonome, puis touchez le tracé du bas pour envoyer une stimulation supplémentaire.
Une cellule qui se dépolarise toute seule
Une cellule du nœud sinusal n’a pas de potentiel de repos stable. Après chaque potentiel d’action, elle redescend vers −55 à −60 mV, puis remonte lentement. Cette remontée est portée en partie par un courant entrant, surtout d’ions sodium, au nom étonnant : le courant « funny », noté If (DiFrancesco 2010). Vers −40 mV, des canaux calciques s’ouvrent : c’est le potentiel d’action.
La pente de cette remontée fixe la fréquence cardiaque. Plus elle est raide, plus vite le seuil est atteint.
L’accélérateur et le frein
Le système sympathique libère de la noradrénaline : If et les courants calciques augmentent, la pente se raidit, le cœur accélère. Le nerf vague libère de l’acétylcholine : la cellule s’éloigne du seuil et la pente s’aplatit, le cœur ralentit.
Au repos, le frein domine. Un cœur privé de ses nerfs, comme après une greffe, bat plus vite : environ 118 − 0,57 × âge battements par minute, soit une centaine à 30 ans (Jose et Collison 1970).
Le plateau, puis la période réfractaire
Une cellule ventriculaire repose vers −90 mV. Son potentiel d’action monte en une milliseconde grâce aux canaux sodiques, puis reste en plateau près de 0 mV pendant environ 0,2 s, grâce à l’entrée de calcium. Au total, il dure 0,25 à 0,3 s.
Pendant presque tout ce temps, la cellule est réfractaire : aucune stimulation ne peut la réexciter. Le cœur ne peut donc pas se tétaniser comme un muscle squelettique. Il se relâche forcément entre deux battements, et le ventricule a le temps de se remplir.
Modèle schématique : formes et valeurs typiques d’après Guyton & Hall (2021, chap. 9 et 10). Les effets du système nerveux autonome sont approchés.
Lire un ECG
Papier standard : 25 mm/s et 10 mm/mV. Un petit carreau vaut 0,04 s et 0,1 mV ; un grand carreau, 0,2 s et 0,5 mV. Le créneau du début est l’étalon : 1 mV = 10 mm. Faites glisser les branches A et B du compas, ou touchez le tracé, puis notez l’écart.
La méthode, pas à pas
- Régularité : les intervalles RR sont-ils égaux ?
- Fréquence : 60 ÷ RR, en secondes. Ou 300 ÷ le nombre de grands carreaux entre deux R. Si le rythme est irrégulier : le nombre de QRS sur 6 s, multiplié par 10 (Hampton 2019).
- Onde P : y en a-t-il une avant chaque QRS ?
- PR : du début de P au début du QRS. Normalement 0,12 à 0,20 s.
- QRS : normalement moins de 0,12 s (Surawicz et al. 2009).
- QT : du début du QRS à la fin de T. Il raccourcit quand le cœur accélère, alors on le corrige : QTc = QT ÷ √RR (Bazett 1920). Il est dit allongé au-delà d’environ 0,45 s chez l’homme et 0,46 s chez la femme (Rautaharju et al. 2009).
Galerie de rythmes · tracés schématiques
Huit tracés en dérivation II, construits avec le même gabarit (McSharry et al. 2003). Ils montrent les signes principaux : ce ne sont pas des enregistrements de patients. Bande de 6 s.
Un vrai ECG se lit sur 12 dérivations, dans son contexte. Ce chapitre apprend à reconnaître des formes : il ne permet pas de poser un diagnostic.
La tension artérielle
À chaque battement, le cœur pousse environ 70 mL de sang dans une aorte déjà pleine. Les grosses artères se gonflent, puis se vident doucement jusqu’au battement suivant. La pression oscille donc entre un maximum, la systolique, et un minimum, la diastolique. On l’écrit « 120/80 », en millimètres de mercure (mmHg). En France, on dit souvent « 12/8 », en centimètres de mercure.
Un ballon et un robinet
Le cœur remplit des artères élastiques, qui se vident à travers les petites artères. En haut, le schéma. En bas, la pression dans l’aorte (rouge) comparée à l’adulte de référence (pointillés), puis le débit qui entre dans l’aorte et celui qui en sort. Modèle simplifié à trois éléments.
Réglages
Pourquoi un « Windkessel » ?
Le mot allemand désigne la chambre à air des anciennes pompes à incendie. La pompe pousse l’eau par à-coups, mais l’air comprimé rend le jet continu. Stephen Hales a fait la comparaison dès 1733. Otto Frank en a tiré un modèle mathématique en 1899.
Nos grosses artères font la même chose. Pendant l’éjection, elles stockent une partie du sang en se distendant. Pendant la diastole, la valve aortique est fermée, mais le sang continue de couler vers les organes, poussé par le retour élastique des parois. Regardez les deux débits sous la courbe : l’entrée est pulsée, la sortie presque continue.
Deux leviers, deux effets
La résistance freine la sortie du sang. Les deux pressions montent ensemble, la diastolique autant que la systolique. En première approximation, la pression moyenne vaut débit × résistance.
La raideur change surtout l’écart entre les deux, la pression pulsée (ou différentielle). Une aorte raide amortit mal chaque éjection : la systolique grimpe, la diastolique baisse. Dans l’étude de Framingham, la systolique monte avec l’âge tout au long de la vie, alors que la diastolique plafonne vers 50 à 60 ans puis baisse (Franklin et al., 1997). Après 60 ans, l’hypertension est donc souvent « systolique isolée ».
Le modèle ignore les ondes de pression réfléchies par les bifurcations. Dans des artères raides, l’onde de pouls va plus vite et l’onde réfléchie revient pendant la systole, ce qui la fait monter encore. Une vitesse de l’onde de pouls carotido-fémorale au-delà de 10 m/s signe une atteinte des artères (ESC/ESH, 2018).
Les pressions selon chaque levier
Systolique (rouge) et diastolique (turquoise) calculées par le même modèle, l’autre levier restant à sa valeur actuelle. Le point marque le réglage en cours.
À vous : prendre la tension au brassard
Un patient virtuel, une tension inconnue. Le brassard se gonfle au-dessus de la systolique, puis se dégonfle d’environ 2,5 mmHg par battement. Écoutez (volume modéré, casque conseillé). Cliquez au premier son, puis quand les sons disparaissent. La page retient la pression lue au dernier battement avant votre clic.
Appuyez sur « Gonfler et mesurer ». Aucun son ne part avant ce clic.
Les bruits de Korotkov
En 1896, Scipione Riva-Rocci invente le brassard gonflable relié à une colonne de mercure. En 1905, le médecin russe Nikolaï Korotkov découvre qu’on peut écouter la tension avec un stéthoscope posé au pli du coude.
Tant que le brassard serre plus fort que la systolique, l’artère reste écrasée : silence. Dès que la pression du brassard passe sous la systolique, l’artère s’ouvre un bref instant à chaque battement. Le jet de sang, turbulent, fait un bruit sec : c’est la systolique. Quand le brassard passe sous la diastolique, l’artère reste ouverte en permanence, le flux redevient calme et les bruits disparaissent : c’est la diastolique.
On décrit cinq phases : des coups nets (I), un souffle (II), des coups plus forts (III), un son étouffé (IV), puis le silence (V). La simulation imite grossièrement ces changements.
Les bons gestes
- Cinq minutes de repos, assis, dos appuyé, jambes non croisées, sans parler.
- Brassard à la bonne taille, à hauteur du cœur, sur le bras nu.
- Gonfler environ 20 à 30 mmHg au-dessus de la pression où le pouls du poignet disparaît.
- Dégonfler lentement, de 2 à 3 mmHg par seconde environ. Plus vite, on rate le vrai premier son.
Chez certaines personnes âgées ou hypertendues, les bruits disparaissent un moment puis reviennent : c’est le trou auscultatoire. Sans le contrôle du pouls au poignet, on peut alors nettement sous-estimer la systolique.
Et les tensiomètres automatiques ?
Ils n’écoutent rien. Un capteur mesure les petites oscillations de pression dans le brassard, provoquées par l’artère qui bat dessous. Elles sont minuscules au-dessus de la systolique, maximales vers la pression moyenne, puis s’éteignent sous la diastolique. C’est la même petite vibration que l’aiguille du manomètre, à gauche.
L’appareil repère le maximum, qui donne la pression moyenne. Puis il estime systolique et diastolique par des règles tirées de l’expérience, par exemple là où l’amplitude vaut environ 55 % et 85 % du maximum (Geddes et al., 1982). Chaque fabricant garde son propre algorithme.
Un appareil validé doit se tromper en moyenne de 5 mmHg au plus, avec un écart-type de 8 mmHg au plus, face à des mesures au stéthoscope (norme ISO 81060-2:2018). Choisissez un modèle au bras, validé, avec un brassard à votre taille.
Ce que voit l’appareil
Amplitude des oscillations du brassard à chaque battement, pour le dernier patient mesuré. Courbe schématique : sa forme réelle dépend du bras, du brassard et de l’appareil.
Normale ou élevée ? Classification ESC/ESH 2018
Pression mesurée au cabinet médical, chez l’adulte. Réglez une valeur, ou reprenez votre mesure au brassard. La catégorie retenue est la plus haute des deux chiffres.
| Catégorie | Systolique | Diastolique |
|---|---|---|
| Optimale | < 120 | et < 80 |
| Normale | 120–129 | et/ou 80–84 |
| Normale haute | 130–139 | et/ou 85–89 |
| HTA grade 1 | 140–159 | et/ou 90–99 |
| HTA grade 2 | 160–179 | et/ou 100–109 |
| HTA grade 3 | ≥ 180 | et/ou ≥ 110 |
HTA systolique isolée : systolique ≥ 140 et diastolique < 90. Elle est classée en grade 1, 2 ou 3 selon la systolique.
Une mesure ne suffit pas
La tension varie d’une minute à l’autre : effort, stress, café, conversation. Beaucoup de gens ont une tension plus haute chez le médecin qu’à la maison, c’est l’effet « blouse blanche ». On confirme donc une hypertension par des mesures répétées, sur plusieurs consultations, ou hors du cabinet.
À domicile, la Haute Autorité de santé conseille la « règle des 3 » : 3 mesures le matin, 3 le soir, 3 jours de suite. Le seuil est plus bas qu’au cabinet : une moyenne de 135/85 ou plus évoque une hypertension.
Une maladie silencieuse et fréquente
En France, l’étude Esteban (2015) a trouvé une hypertension chez 30,6 % des adultes de 18 à 74 ans, soit presque un sur trois. Près d’un hypertendu sur deux ignorait l’être (Santé publique France, 2018). Elle ne fait pas mal, mais elle abîme les artères, le cœur, le cerveau et les reins, des années durant.
Les recommandations évoluent. L’ESH a gardé cette classification en 2023. En 2024, l’ESC a proposé trois catégories plus simples : pression non élevée (< 120/70), élevée (120–139 ou 70–89) et hypertension (≥ 140/90). Le seuil de l’hypertension au cabinet reste 140/90.
Cette page n’est pas un outil de diagnostic. Seul un professionnel de santé peut interpréter vos chiffres.
Le cœur à l’effort
Au repos, le cœur d’un adulte pompe environ 5 litres de sang par minute. À l’effort maximal, un adulte jeune et entraîné dépasse 20 litres. Pour y arriver, le cœur bat plus vite, se vide mieux à chaque battement, et les muscles prélèvent plus d’oxygène dans chaque litre de sang.
Fréquence cardiaque maximale selon l’âge
Deux formules classiques. Les points sont simulés pour montrer la dispersion réelle : environ 10 battements par minute d’écart-type autour de la formule (bande rouge). Survolez le graphique pour lire les valeurs.
« 220 moins l’âge » : une formule sans étude
La plus célèbre des formules apparaît en 1971, dans un article de synthèse de Fox, Naughton et Haskell. Elle résume à main levée une dizaine d’études, sans analyse statistique (Robergs et Landwehr, 2002).
En 2001, Tanaka, Monahan et Seals rassemblent 351 études et 18 712 personnes, puis vérifient sur 514 volontaires en laboratoire. Leur formule : 208 − 0,7 × âge. Les deux formules se croisent à 40 ans. Avant, « 220 − âge » surestime un peu. Après, elle sous-estime, de près de 10 battements à 70 ans.
Surtout, aucune formule ne vaut pour une personne précise. À âge égal, les FC max réelles s’étalent largement autour de la moyenne. Seule une épreuve d’effort maximale la mesure vraiment.
Zones d’entraînement
Convention courante (montres, clubs), pas une norme médicale. FC max selon Tanaka, pour l’âge choisi à gauche.
Autre repère, celui de l’American College of Sports Medicine : effort modéré entre 64 et 76 % de la FC max, vigoureux entre 77 et 95 % (Garber et al., 2011).
Du repos à l’effort maximal
Même modèle de cœur et d’artères que plus haut, réglé pour un adulte de 70 kg. Montez l’intensité : fréquence, contractilité et retour veineux augmentent, les artères des muscles s’ouvrent. Le moniteur montre le volume du ventricule gauche et la pression dans l’aorte, en temps réel.
Fréquence × volume = débit
Les deux profils du modèle, du repos (0 %) au maximum (100 %). Le point suit votre réglage. Chez le sédentaire, le volume d’éjection plafonne vite. Chez l’entraîné, il continue presque de monter.
Modèle simplifié : un ventricule, un réseau artériel, des réglages choisis pour retrouver les ordres de grandeur publiés. La systole est raccourcie à haute fréquence, comme sous l’effet de l’adrénaline. Le vrai cœur s’adapte aussi par ses nerfs, ses hormones et la répartition du sang entre organes.
Le principe de Fick
En 1870, Adolf Fick remarque que l’oxygène consommé par le corps est forcément celui que le sang a perdu en traversant les organes :
VO₂ = débit cardiaque × (CaO₂ − CvO₂)
CaO₂ est l’oxygène contenu dans un litre de sang artériel : environ 200 mL, porté presque tout entier par l’hémoglobine. CvO₂ est ce qu’il en reste au retour veineux. Au repos, les organes prélèvent environ 50 mL par litre : 5 L/min × 50 mL/L = 250 mL/min d’oxygène.
À l’effort maximal, les muscles prélèvent jusqu’à 150 mL par litre, ou un peu plus. Avec 20 L/min de débit, cela fait 3 L/min, douze fois plus qu’au repos. Environ 80 % du débit part alors vers les muscles actifs, contre moins d’un quart au repos.
Le chiffre le plus élevé que l’on peut atteindre s’appelle la VO₂max. On la rapporte au poids, en mL/kg/min.
VO₂max : ordres de grandeur
Valeurs indicatives, très variables selon l’âge, le sexe et la génétique. Adulte jeune peu entraîné : environ 35 à 45 mL/kg/min pour un homme, un peu moins pour une femme. Coureurs et skieurs de fond d’élite : 70 à 85, parfois plus (Saltin et Åstrand, 1967 ; Bassett et Howley, 2000). La VO₂max baisse d’environ 10 % par décennie après 25 à 30 ans chez les sédentaires (Hawkins et Wiswell, 2003).
Le cœur de l’athlète
L’entraînement d’endurance agrandit un peu les cavités du cœur et épaissit légèrement ses parois. Chaque battement éjecte plus de sang. Au repos, le débit reste d’environ 5 L/min : le cœur bat donc moins vite. Le système nerveux parasympathique, le « frein » du cœur, y contribue aussi.
Une fréquence de repos de 40 à 50 battements par minute est courante chez les sportifs d’endurance. Les critères internationaux de lecture de l’électrocardiogramme de l’athlète considèrent comme normale une bradycardie jusqu’à 30 battements par minute chez un sportif entraîné (Sharma et al., 2017).
Ce remodelage régresse en bonne partie quand on arrête l’entraînement (Pelliccia et al., 2002). Il est à distinguer des maladies du muscle cardiaque, parfois silencieuses, que recherche la visite médicale des sportifs.
À l’effort, ne négligez jamais
- une douleur dans la poitrine ou un essoufflement anormal ;
- des palpitations, pendant ou juste après l’effort ;
- un malaise, pendant ou juste après l’effort.
Arrêtez-vous et parlez-en à un médecin. Ce sont trois des « 10 règles d’or » du Club des cardiologues du sport.
La récupération
À l’arrêt de l’effort, le frein parasympathique revient en quelques dizaines de secondes. Courbes schématiques après un effort maximal. Plus la fréquence baisse vite, meilleure est la forme.
Dans une grande étude d’épreuves d’effort, une baisse de 12 battements ou moins pendant la première minute de récupération était associée à une mortalité plus élevée à 6 ans (Cole et al., 1999). Essayez avec vos chiffres :
Quand le cœur s’arrête
On confond souvent l’infarctus et l’arrêt cardiaque. Ce sont deux urgences différentes. Dans les deux cas, le premier geste est le même : appeler les secours. Face à un arrêt cardiaque, chaque minute compte, et c’est souvent un témoin qui fait la différence.
Ce que montre le moniteur
Électrocardiogramme (activité électrique) et pression artérielle, en temps réel. Tracés schématiques, calculés avec le même modèle que les chapitres précédents.
Infarctus
- Ce qui se passe
- Une artère du cœur se bouche, le plus souvent par un caillot formé sur une plaque d’athérome. Une partie du muscle manque d’oxygène.
- La personne
- Consciente, elle respire. Elle a souvent mal dans la poitrine.
- Le danger
- Le muscle privé d’oxygène meurt peu à peu. L’infarctus peut aussi déclencher un arrêt cardiaque.
- Que faire
- Appeler le 15. Rester au repos.
Arrêt cardiaque
- Ce qui se passe
- Le cœur ne pompe plus. Le plus souvent, son activité électrique devient chaotique : c’est la fibrillation ventriculaire.
- La personne
- Elle s’effondre, ne réagit plus, ne respire pas ou respire mal, par à-coups (les « gasps »).
- Le danger
- Le cerveau n’est plus irrigué. Sans aide, la mort survient en quelques minutes.
- Que faire
- Appeler le 15 ou le 112, masser, défibriller.
Les signes de l’infarctus
- Une douleur au milieu de la poitrine, qui serre, écrase ou brûle, comme un étau.
- Elle dure plus de quelques minutes, au repos comme à l’effort.
- Elle peut s’étendre au bras gauche, aux deux bras, à la mâchoire, au cou, au dos ou au haut du ventre.
- Souvent avec un essoufflement, des sueurs, des nausées, un malaise, une angoisse.
Chez les femmes, les personnes âgées et les diabétiques, les signes sont plus souvent trompeurs : grande fatigue, essoufflement, douleur au ventre ou dans le dos, nausées, parfois sans vraie douleur dans la poitrine.
Appelez le 15 tout de suite, même en cas de doute. N’attendez pas que ça passe. N’allez pas aux urgences par vos propres moyens, et ne conduisez pas. Restez au repos, assis ou allongé. Le médecin régulateur du SAMU vous dira quoi faire. Plus l’artère est rouverte tôt, plus on sauve de muscle cardiaque.
Les numéros d’urgence en France
- 15SAMU, urgence médicale. Un médecin régulateur répond.
- 112Numéro d’urgence européen, gratuit, depuis n’importe quel téléphone dans l’Union européenne.
- 18Sapeurs-pompiers. Ils se coordonnent avec le SAMU.
- 114Par SMS, tchat ou visio, pour les personnes sourdes, malentendantes ou qui ne peuvent pas parler.
Donnez l’adresse exacte, dites ce que vous voyez, et ne raccrochez pas le premier.
Arrêt cardiaque : les gestes qui sauvent
Recommandations du Conseil européen de réanimation (ERC, 2021) pour un témoin. Ce résumé ne remplace pas une formation.
-
1
Reconnaître
La personne ne réagit pas quand on lui parle et qu’on lui touche les épaules. Elle ne respire pas normalement : aucun souffle, ou des mouvements lents et bruyants. Au moindre doute, agissez comme pour un arrêt.
-
2
Appeler
Appelez le 15 ou le 112, haut-parleur activé, sans quitter la victime. Si quelqu’un est là, envoyez-le chercher un défibrillateur. Au téléphone, on vous guidera.
-
3
Masser
Personne sur le dos, sur un sol dur. Mains l’une sur l’autre au milieu de la poitrine, bras tendus. Enfoncez de 5 à 6 cm, 100 à 120 fois par minute. Relâchez complètement entre deux appuis. Ne vous arrêtez pas, ou le moins possible.
-
4
Défibriller
Allumez le défibrillateur automatisé externe (DAE) et suivez sa voix. Collez les électrodes sur la peau nue, comme sur le dessin. Il analyse le rythme et ne choque que si c’est utile. Personne ne touche la victime pendant l’analyse et le choc. Puis reprenez aussitôt le massage.
Non formé ? Le massage seul suffit. Si vous êtes formé et en capacité, alternez 30 compressions et 2 insufflations.
À plusieurs ? Relayez-vous environ toutes les 2 minutes : masser épuise vite, et la qualité baisse sans qu’on s’en rende compte.
Le droit. En France, toute personne peut utiliser un DAE, même sans formation (décret du 4 mai 2007). La loi du 3 juillet 2020 crée le statut de « citoyen sauveteur », qui protège celui qui porte secours.
Le bon rythme : 100 à 120 par minute
Un métronome à 110 par minute, au milieu de la zone recommandée. Le son ne démarre qu’après votre clic, volume modéré.
Testez votre rythme
Appuyez sur le grand bouton, au doigt, à la souris ou avec la barre d’espace, comme si vous massiez. Le test dure 30 secondes à partir du premier appui.
Pourquoi ce rythme ?
Le massage comprime le cœur entre le sternum et la colonne vertébrale, et chasse le sang vers le cerveau. En dessous de 100 par minute, le débit est trop faible. Au-delà de 120, les compressions deviennent souvent moins profondes, et la poitrine n’a plus le temps de remonter pour que le cœur se remplisse (Idris et al., 2015).
Chaque pause fait retomber la pression en quelques secondes. Il faut ensuite plusieurs compressions pour la faire remonter (Berg et al., 2001, chez l’animal). D’où la consigne : ne jamais s’arrêter plus que nécessaire. Essayez « Masser » puis arrêtez, sur le moniteur plus haut.
Chaque minute compte
Sans massage ni défibrillation, les chances de survie après une fibrillation baissent d’environ 7 à 10 % par minute. Avec un témoin qui masse, la baisse est plus lente, de l’ordre de 3 à 4 % par minute (Larsen et al., 1993 ; Valenzuela et al., 1997). Ce sont des ordres de grandeur, souvent repris dans les recommandations.
En Europe, environ 8 % des personnes victimes d’un arrêt cardiaque hors de l’hôpital survivent, de 0 à 18 % selon les pays (étude EuReCa TWO, Gräsner et al., 2020). En Suède, la survie à 30 jours était de 10,5 % quand un témoin avait massé avant l’arrivée des secours, contre 4,0 % sans massage (Hasselqvist-Ax et al., 2015).
Se former
Quelques heures suffisent pour apprendre les gestes sur un mannequin, par exemple avec une initiation aux « gestes qui sauvent » ou la formation PSC1 (prévention et secours civiques de niveau 1). Renseignez-vous auprès des pompiers, de la Croix-Rouge, de la Protection civile ou d’autres associations agréées.
Ce test ne mesure que le rythme. Un vrai massage demande aussi de la profondeur, un relâchement complet et de l’endurance : seul un mannequin d’entraînement permet de les travailler.
Glossaire
Les mots du laboratoire, en une phrase chacun.
Sources, modèles et limites
Les calculs du banc reposent sur des modèles publiés, et les seuils cliniques sur les recommandations européennes. Chaque chapitre cite en plus ses propres sources en tête de son fichier JavaScript.
Ce que le modèle simplifie
- Seul le ventricule gauche est simulé. Le côté droit et les oreillettes de la coupe suivent son rythme : leur mouvement est dessiné, pas calculé.
- La pression de l’oreillette gauche est fixe dans le modèle (la précharge). La courbe violette du diagramme de Wiggers, avec ses ondes a, c et v, est une forme approchée.
- Il n’y a pas de contraction des oreillettes : le dernier remplissage de fin de diastole manque, ce qui compte surtout à fréquence élevée.
- Pas de réflexes : quand on change un réglage, le reste ne s’adapte pas. Les profils imitent ces adaptations en changeant plusieurs réglages à la fois.
- Les artères sont réduites à trois éléments (Windkessel) : pas d’ondes réfléchies, donc pas d’incisure nette sur la courbe aortique ni d’amplification de la pression vers les bras.
- Les valves sont des clapets parfaits : ni fuite, ni reflux au moment de la fermeture. Le rétrécissement aortique est une simple résistance.
- L’ECG n’est pas calculé à partir de l’activité électrique : c’est une somme d’ondes (McSharry et al., 2003), calée avec un délai de 25 ms avant la montée de la pression.
- Les durées des phases sont celles du modèle : la contraction isovolumique y est un peu plus longue et l’éjection un peu plus courte que chez l’humain.
- Les bruits B1 et B2 sont synthétisés (bruit filtré et son grave amorti), placés aux instants de fermeture des valves du modèle.
- Les seuils cliniques (tension, fraction d’éjection, gradient) servent à situer les chiffres du modèle. Ils ne font pas un diagnostic.
- La précharge est imposée (pression de l’oreillette fixe) : le modèle ne limite pas le retour du sang vers le cœur. La durée de la contraction ne raccourcit que modérément quand la fréquence monte ; à contractilité constante, le débit plafonne donc vers 130 bpm, ce qui rejoint les études de stimulation cardiaque sans les reproduire exactement.
- Suga H., Sagawa K. (1974). Instantaneous pressure-volume relationships and their ratio in the excised, supported canine left ventricle. Circ. Res. 35:117–126.
- Stergiopulos N., Meister J.-J., Westerhof N. (1996). Determinants of stroke volume and systolic and diastolic aortic pressure. Am. J. Physiol. 270:H2050–H2059.
- Westerhof N., Lankhaar J.-W., Westerhof B.E. (2009). The arterial Windkessel. Med. Biol. Eng. Comput. 47:131–141.
- McSharry P.E., Clifford G.D., Tarassenko L., Smith L.A. (2003). A dynamical model for generating synthetic electrocardiogram signals. IEEE Trans. Biomed. Eng. 50:289–294.
- Wiggers C.J. (1915). Modern Aspects of the Circulation in Health and Disease. Lea & Febiger, Philadelphie.
- Starling E.H. (1918). The Linacre Lecture on the Law of the Heart. Longmans, Green & Co., Londres.
- Klabunde R.E. (2021). Cardiovascular Physiology Concepts, 3e éd. Wolters Kluwer.
- Williams B. et al. (2018). 2018 ESC/ESH Guidelines for the management of arterial hypertension. Eur. Heart J. 39:3021–3104.
- Mancia G. et al. (2023). 2023 ESH Guidelines for the management of arterial hypertension. J. Hypertens. 41:1874–2071.
- McDonagh T.A. et al. (2021). 2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. Eur. Heart J. 42:3599–3726.
- Vahanian A. et al. (2022). 2021 ESC/EACTS Guidelines for the management of valvular heart disease. Eur. Heart J. 43:561–632.
- Lang R.M. et al. (2015). Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults. J. Am. Soc. Echocardiogr. 28:1–39.