SANG Écoulement
Trop souvent, des résultats bien établis en mécanique des fluides classique ont été appliqués à l' hémodynamique, sans même s'assurer de la validité des hypothèses de départ. Il faut, en effet, tenir compte de trois données particulières à l'écoulement du sang : d'abord la nature du fluide, qui est une suspension concentrée de cellules possédant des propriétés mécaniques complexes (viscoélasticité des membranes, grandes déformations) et susceptibles d'interactions fortes entre elles ; ensuite les caractéristiques des vaisseaux ; enfin la nature essentiellement non stationnaire des écoulements.
Mais, en dehors des caractéristiques du fluide, des parois et de la nature des écoulements, il faut prendre en compte aussi les facteurs physico-chimiques : phénomènes d'échanges, tant au sein du fluide qu'au niveau des parois vasculaires (ces phénomènes sont particulièrement accentués par le caractère non stationnaire des écoulements), existence « in vivo » de mécanismes de contrôle et des régulations physiologiques complexes.
Tout cela peut conduire à des écoulements dont la structure est essentiellement différente de celle des fluides classiques (zones stagnantes au niveau des bifurcations vasculaires, inhomogénéité du milieu, etc.).
Rappel des principales définitions en rhéologie
La rhéologie est la science qui étudie la déformation et l'écoulement des corps sous l'influence de contraintes qui leur sont appliquées. Il est bon de rappeler la signification de quelques termes couramment employés en rhéologie. On appelle sollicitation la force qui s'exerce sur un corps ; les contraintes sont les forces (F) s'exerçant sur un élément de surface ds rapporté à l'air de cet élément de surface (τ=F/ds) ; on nomme contrainte tangentielle (shear stress...) la projection de la contrainte appliquée à un élément de surface sur le plan de cet élément de surface ; la contrainte normale est la projection de la contrainte appliquée à un élément de surface sur la normale de cet élément ; le terme de déformation s'applique à la modification des distances mutuelles de différents points d'un corps ; la dérivée de la déformation par rapport au temps est appelée vitesse de déformation ; lorsqu'elle agit en tangentielle, on parle souvent de vitesse de cisaillement (souvent notée γ et exprimée en s—1).
Pour les corps se rapprochant de l'état fluide, on définit alors la viscosité apparente ηa comme le rapport entre la contrainte appliquée et la déformation correspondante (ηa = τ/γ – valeur exprimée en mPa.s). Si cette valeur est constante quelle que soit la vitesse de déformation appliquée, on dira que le fluide est newtonien. Pour tout autre fluide, l'étude de l'écoulement nécessitera la détermination de la fonction τ = f(γ) ou, ce qui est identique, de la relation ηa = f(γ). Suivant la forme des fonctions f et g, on parlera alors de fluide non newtonien, de fluide viscoélastique, de fluide plastoviscoélastique...
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Écrit par
- Jean-François STOLTZ : chef de service au Centre régional de transfusion sanguine, Nancy
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