Fiche de révision · CAP agricole — Biologie

Le cœur, les poumons, le sang

Le corps à l'effort

Comment le dioxygène de l'air arrive-t-il jusqu'aux muscles ? De la ventilation aux échanges gazeux, en passant par le débit cardiaque.

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Ordonner le trajet de l'air

Expliquer la ventilation et les échanges gazeux

Calculer un débit cardiaque

Relier les adaptations du cœur à l'effort

Thème « fonctionnement » du CCF4La question type : « pourquoi respires-tu plus vite quand tu montes une brouette ? » La réponse suit ce parcours : l'air entre, l'oxygène passe dans le sang, le cœur l'envoie aux muscles.

Le trajet de l'air

Sept étapes, dans l'ordre

1 — Fosses nasales

2 — Pharynx

3 — Larynx

4 — Trachée

5 — Bronches

6 — Bronchioles

7 — Alvéoles

Le trajet va du plus large au plus fin, comme un arbre qui se ramifie. Il se termine dans les alvéoles pulmonaires : c'est là et nulle part ailleurs que se font les échanges gazeux avec le sang.

La ventilation

Une seule est toujours active

Temps	Le diaphragme	Ce qui se passe dans la cage thoracique
Inspiration toujours active	Il se contracte et s'abaisse ; les côtes se relèvent.	Le volume augmente → la pression baisse → l'air entre.
Expiration au repos passive	Il se relâche et remonte.	Les poumons se vident d'eux-mêmes, sans effort musculaire.
Expiration à l'effort active	Les muscles abdominaux se contractent.	Ils chassent l'air plus vite et plus complètement.

Attention à l'erreur classiqueOn lit souvent que « l'expiration est passive ». C'est vrai au repos seulement. Dès que l'effort augmente, elle devient active — c'est pourquoi on souffle bruyamment en portant une charge.

Les échanges gazeux

Une diffusion, pas une pompe

La diffusion est le passage spontané d'un gaz du plus concentré vers le moins concentré. Aucun mécanisme actif, aucune énergie : les gaz se déplacent seuls, parce qu'il y en a plus d'un côté que de l'autre.

Dans l'alvéole, le dioxygène passe vers le sang et le dioxyde de carbone en sens inverse. C'est possible parce que les parois de l'alvéole et du capillaire sont très fines et accolées.

Dans l'air	Inspiré	Expiré
Dioxygène (O₂)	≈ 21 %	≈ 16 %
Dioxyde de carbone (CO₂)	≈ 0,04 %	≈ 4 %

L'air expiré contient encore beaucoup de dioxygène — c'est ce qui rend le bouche-à-bouche efficace.

Schéma — spécimen pédagogique

Transport et débit cardiaque

Le calcul à savoir refaire

Débit cardiaque = fréquence cardiaque × volume éjecté à chaque battement.

Au repos : 70 batt/min × 70 mL4,9 L/min

À l'effort : 160 batt/min × 100 mL16 L/min

Rapport effort / repos× 3,3

70 × 70 = 4 900 mL, soit 4,9 L

À l'effort, les deux facteurs augmentent en même temps : le cœur bat plus vite et envoie davantage de sang à chaque battement. C'est pourquoi le débit peut tripler — voire davantage chez une personne entraînée.

Tout cela ne sert qu'à une chose : envoyer plus de dioxygène aux muscles qui travaillent. Quand tu montes une brouette et que tu souffles, ce n'est pas une faiblesse : c'est le système qui s'adapte.

Le transport — Le dioxygène ne voyage pas librement dans le sang : il est transporté par l'hémoglobine, la molécule contenue dans les globules rouges. C'est elle qui donne au sang sa couleur, plus vive quand elle est chargée en oxygène.

Les repères à retenir

7 étapesfosses nasales, pharynx, larynx, trachée, bronches, bronchioles, alvéoles.

21 % → 16 %dioxygène de l'air inspiré à l'air expiré. Le CO₂ passe de 0,04 % à 4 %.

FC × volumele débit cardiaque, en litres par minute.

× 3le débit cardiaque peut tripler à l'effort.

Le vocabulaire

Alvéole pulmonaire — Petit sac au bout des bronchioles ; lieu unique des échanges gazeux avec le sang.

Diffusion — Passage spontané d'un gaz d'une zone concentrée vers une zone moins concentrée, sans mécanisme actif.

Diaphragme — Muscle principal de l'inspiration : il se contracte et s'abaisse pour faire entrer l'air.

Hémoglobine — Molécule des globules rouges qui transporte le dioxygène dans le sang.

Débit cardiaque — Volume de sang envoyé par le cœur chaque minute : fréquence × volume éjecté par battement.

Ventilation — Ensemble des mouvements d'inspiration et d'expiration qui renouvellent l'air des poumons.