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Nov
01

À pleins poumons

Notre respiration serait difficile si des molécules bénéfiques ne diminuaient la tension superficielle à la surface des alvéoles pulmonaires.

Une pellicule liquide recouvre les centaines de millions d’alvéoles de nos poumons. Les forces qui règnent à sa surface tendent à contracter, voire à refermer les alvéoles. Pour respirer, nous luttons contre ces forces afin d’augmenter la surface d’échange de la pellicule avec l’air. Cet effort serait impossible si des molécules «tensioactives» n’abaissaient la «tension superficielle» du film liquide, essentiellement aqueux, qui tapisse nos poumons.

Examinons la tension superficielle. Deux molécules proches s’attirent et la force intermoléculaire qui s’exerce entre elles est de très courte portée. Ainsi, lorsqu’une molécule se trouve à l’intérieur d’un liquide, elle est attirée par toutes les molécules environnantes et la résultante des forces intermoléculaires qu’elle subit est nulle. En revanche, une molécule située au voisinage d’une interface liquide–gaz a beaucoup plus de voisines du côté du liquide que du côté du gaz, de sorte qu’elle subit une force résultante orientée vers l’intérieur du liquide dans la direction perpendiculaire à la surface. Pour augmenter la surface d’un liquide, il faut donc amener des profondeurs des molécules constituant cette surface additionnelle et donc exercer un travail. C’est pourquoi les liquides ont tendance à minimiser leur surface de contact avec le milieu environnant et à «arrondir les angles».

Les physiciens ont trouvé une façon commode de représenter le comportement de l’interface d’un liquide : ils considèrent que tout se passe comme si une fine pellicule élastique et extensible était tendue sur toute la

Références

  • A. Bouyssy, M. Davier, B. Gatty, Physique pour les sciences de la vie. La matière, éditions Belin, 1987.
  • Creuwels et al., The pulmonary surfactant system : biochemical and clinical aspects, Lung N. Y., 1997.

Parus dans :

À pleins poumons , R. Lehoucq et J.M. Courty, Pour la Science N°289 pp. 106-107 (novembre 2001)