Auteur : F. LABAUNE
Présentation : Ce document permet de mettre en place une séance de TP avec des secondes sur le thème “Corps humain et santé” et permettant de mettre en évidence l’augmentation de la fréquence cardiaque et de la consommation de dioxygène au cours d’un effort, à condition de disposer d’interfaces Orphy Portable et du capteur avec la ceinture “Polar”.
Mots-clés : Fréquence cardiaque – ventilation – ExAO avec Orphy Portable.
Public visé : Enseignants, élèves de lycée et de collège.
Objectif principal : Visualiser la ventilation, la consommation de dioxygène et la fréquence cardiaque au cours de différentes activités.
Avec Orphy, il est possible de mettre en évidence la consommation de dioxygène et la fréquence cardiaque captée avec la ceinture pectorale “Polar” ainsi que la ventilation alors que le cobaye est au repos ou en activité.
Un des problèmes est que le capteur cardio nécessite une fréquence d’échantillonnage particulière si on veut visualiser une fréquence cardiaque acceptable (on ne peut pas faire de simples mesures directes). Un autre problème provient de la mesure de la consommation de dioxygène : elle est simplement estimée à partir de mesures de la ventilation (la machine considère que l’on expire un air à 17% de dioxygène – on se passe alors de la sonde à dioxygène, ce qui vu sa fiabilité est un atout) ce qui ne correspond pas vraiment à une réalité. Le dernier problème est qu’aucun thème ne convenait à ce que je voulais faire.
J’ai créé un nouveau thème que vous pouvez télécharger et importer dans une des banques de Visuel Orphy.
pour télécharger le fichier “ACTIV.THM”
Mode d’emploi d’importation d’un thème dans une banque de Visuel Orphy :
Lancez Visuel Orphy. A partir de la fenêtre d’accueil, cliquez sur “Préparer un thème”
Une “Fenêtre de création de thème” s’ouvre. Cliquez sur l’onglet de la banque dans laquelle vous voulez importer le thème (que vous avez précédemment téléchargé en retenant bien le chemin d’accès à ce fichier en “.THM”). Ensuite, menu “Fichier -> Importer”, une fenêtre “Ouvrir” apparaît (voir capture d’écran ci-dessous). Baladez vous dans vos différents répertoires pour récupérer “ACTIV.THM”. Cliquez sur OK.
Activité :
Une fois le thème chargé dans une banque, il suffit de passer par “Ouvrir un thème” et recherchez le thème “Activité cardiorespiratoire au cours d’un effort” dans la banque que vous avez choisi.
Le capteur cardio (ceinture cardiaque) 
et le capteur pression relative (manomètre +/- 20 hPa) relié au masque ou à une enceinte volumétrique doivent être branchés.
Cliquez sur “Poursuivre”
Une fenêtre s’ouvre avec trois graphiques :
– Un pour visualiser le rythme cardiaque. Il faut que l’élève équipé de la ceinture “Polar” ne s’éloigne pas trop du capteur sinon, il y a des risques de pertes de données (par ailleurs, la ceinture doit être correctement placée, juste sous la poitrine, dans le bon sens et avec des électrodes bien mouillées, suffisamment tendue pour assurer un bon contact et ne pas risquer qu’elle glisse).
– Un pour visualiser les mouvements respiratoires et leur amplitude avec la difficulté de donner des chiffres pour cette dernière. J’ai demandé aux élèves d’estimer leur fréquence respiratoire et de donner la hauteur en cm entre une inspiration (une bosse) et une expiration (un creux).
– Un dernier qui permet de visualiser une estimation de la consommation de dioxygène. Encore une fois, c’est le genre de valeur à prendre avec des pincettes car le logiciel estime que l’on expire un air à 17% de dioxygène et ce sont des valeurs qui sont propres à chaque élève (on ne parle pas d’intensité respiratoire).
Les 30 premières secondes, l’élève est debout au repos près de l’interface, il respire bien par la bouche, sans forcer… Ensuite, un effort de 20 flexions reparties sur 30 secondes. Ces flexions sont dictées par des “bips”, il faut que votre PC soit équipé d’au moins un haut-parleur. S’il ne rigole pas, s’il reste près de l’interface et s’il continue à respirer par la bouche, on doit constater une augmentation de la fréquence cardiaque, une augmentation de la fréquence respiratoire et de l’amplitude des mouvements respiratoires et la pente de consommation de dioxygène s’accentue. De 60 à 100 secondes, l’élève arrête ses efforts mais continue à respirer près et dans l’appareil… (récupération).
Un exemple de ce qu’on peut obtenir :
