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Transport non linéaire de fluides dans l’arbre trachéobronchique

Marcel Filoche

Mardi 30 mai

Chez l’homme, le système qui distribue l’air inspiré depuis les voies aériennes supérieures jusque vers la zone d’échange air-sang (les régions acinaires) consiste en une structure branchée hautement ramifiée, comportant en moyenne 15 générations : l’arbre trachéobronchique. Des millions d’années d’évolution ont conduit à cette structure de transport essentiellement linéaire et optimale en conditions normales. Cependant, les procédures et thérapeutiques pratiquées dans le contexte médical peuvent s’écarter de ce cadre optimal, rendant le transport de fluides fortement non linéaire et non homogène. Nous montrerons ainsi dans deux situations précises, à savoir l’expiration forcée et la thérapie par substitution de surfactant (TSS), que l’interaction du fluide avec la paroi bronchique et sa séparation aux bifurcations de la structure arborescente jouent un rôle prépondérant dans la compréhension de la performance globale de transport. Dans le cadre de la TSS, cette performance est pilotée par une double contrainte qui est aisément satisfaite chez le nourrisson, mais qui peut en revanche de réduire de manière chez l’adulte considérable la fenêtre acceptable des paramètres d’administration (dose, concentration, positions), et possiblement conduire à des échecs cliniques sans rapport avec la biochimie détaillée du surfactant.