Éd. 1971-1976

acido-basique (équilibre) (suite)

• Le rein a un rôle majeur en éliminant les acides fixes. Les acides diffusibles passent dans l’urine primitive par filtration glomérulaire. Le rein contrôle le bilan des ions H⁺ dans le tubule par réabsorption des bicarbonates (anhydrase carbonique) et par excrétion des ions H⁺ sous forme d’ammoniaque. La pression artérielle du CO₂, le pH tubulaire, le taux du chlore plasmatique, les réserves de potassium règlent l’anhydrase carbonique et la synthèse de l’ammoniac. Les tampons ont une action immédiate, le poumon agit à court terme et le rein à long terme dans la régulation de l’équilibre acide-base.

Diagnostic et traitement des troubles de l’équilibre acide-base

Il n’y a pas de symptôme évident. Le diagnostic repose sur l’étude du système bicarbonates-acide carbonique, qui est un témoin influencé par les systèmes cellulaires, dont l’étude est impossible.

Pour étudier l’équilibre acido-basique, on peut utiliser l’équation d’Henderson-Hasselbach, la mesure de deux paramètres permettant le calcul du troisième. On peut mesurer pH, CO₂ total et pression de CO₂.

On utilise également d’autres méthodes, comme celle de l’école danoise, fondée sur la notion de l’excès ou du déficit basiques. De nombreux diagrammes sont utilisables. La connaissance de l’équilibre acido-basique n’est qu’un instantané. Un bilan clinique et biologique complet est nécessaire pour comprendre les mobiles du déséquilibre acido-basique.

En cas de perturbation affectant les bicarbonates, on parle de trouble métabolique. En cas de trouble affectant le CO₃H₂, on parle d’acidose ou d’alcalose gazeuses.

L’acidose métabolique se traduit par une baisse des bicarbonates. Causée par un excès d’acides (acidose diabétique, insuffisance rénale, acidose lactique) ou une perte de bases (diarrhée), elle est compensée tant que le poumon intervient pour maintenir le pH. Son traitement implique la restauration des bicarbonates.

L’acidose gazeuse est déterminée par une accumulation du CO₂ par trouble de l’élimination respiratoire (paralysie, insuffisance respiratoire). Les bicarbonates augmentent. Lorsque le pH baisse, l’acidose est décompensée. Le traitement est fondé sur la ventilation artificielle.

L’alcalose métabolique avec élévation du pH et des bicarbonates est due à des pertes acides (vomissements), à un apport excessif de bicarbonates et à une baisse de potassium. La régulation pulmonaire peut maintenir le pH. L’alcalose se décompense lorsque ce mécanisme est dépassé. Le traitement est fondé sur l’acidification.

L’alcalose gazeuse est causée par l’hyperventilation (perte de CO₂). Le pH tend à s’élever. L’abaissement des bicarbonates tend à la compenser.

L’examen du malade est indispensable, car l’intrication fréquente de ces perturbations gazeuses et métaboliques rend compte des difficultés d’interprétation en l’absence d’une étude clinique et biologique complète.

P. V.

P. Mollaret (sous la dir. de), les Acidoses métaboliques (Arnette, 1966).

acier

Alliage de fer et de carbone, contenant moins de 1,8 p. 100 de carbone.

Parmi l’ensemble des produits sidérurgiques (fer, acier, fonte), l’acier tient une première place en raison de ses propriétés aussi bien de malléabilité que de résistance mécanique ; de plus, ses propriétés sont améliorées et diversifiées d’une part avec l’addition d’éléments d’alliage tels que le nickel, le chrome, le manganèse, etc., d’autre part avec la possibilité de traitements thermiques (trempe, revenu, recuit, vieillissement).

Élaboration

L’acier, connu depuis l’Antiquité, était obtenu soit par décarburation de la fonte, soit par carburation ou cémentation superficielle du fer. Dans certains procédés, on obtenait l’acier directement par réduction du minerai de fer à l’aide de charbon de bois. Les diverses méthodes utilisées ne permettaient de fabriquer que des quantités limitées d’acier, suivant des techniques souvent complexes : d’où une qualité irrégulière ; il était aussi difficile de conduire une décarburation incomplète qu’une carburation partielle. Avec l’apparition du procédé Bessemer (1855), puis du procédé Martin-Siemens (1865), l’industrie sidérurgique, et particulièrement la fabrication de l’acier, prit un essor qui la plaça parmi les industries de base de l’économie moderne. Les principaux procédés actuels de fabrication de l’acier sont :

• l’affinage, ou convertissage, de la fonte liquide élaborée au haut fourneau, par soufflage d’air (procédés Thomas, Bessemer) ou d’oxygène pur (procédés Kaldo, LD, OLP) au sein de la fonte contenue dans des appareils, ou poches, afin d’éliminer une partie du carbone ;

• l’affinage sur sole dans un four à réverbère (procédé Martin-Siemens) de la fonte liquide ; la teneur en carbone est abaissée soit par dilution de la fonte avec des ferrailles, ou riblons, soit par oxydation à l’aide de minerai ;

• l’élaboration au four électrique soit par affinage de charges liquides venant d’un convertisseur (four Martin), soit par fusion de charges pures pour l’obtention d’aciers spéciaux de haute qualité.

L’élaboration de l’acier peut également se faire au moyen d’autres procédés utilisés à petite échelle, tels que puddlage, fusion au creuset, métallurgie des poudres, réduction directe de minerais à l’aide de réducteurs gazeux, etc.

Traitements, structures et propriétés

À l’état recuit, c’est-à-dire dans un état physico-chimique relativement stable, la constitution des aciers aux différentes températures et en fonction de la teneur en carbone est donnée par le diagramme d’équilibre fer-carbone. La température de début de solidification (liquidus) décroît avec la teneur en carbone de 1 535 °C pour le fer pur à 1 400 °C pour l’acier à 1,7 p. 100 de carbone. La différence de solubilité du carbone dans les formes allotropiques α, γ et δ du fer pur explique l’étendue des domaines de phases du diagramme d’équilibre. Le fer γ, cubique à faces centrées, peut dissoudre jusqu’à 1,7 p. 100 de carbone à 1 150 °C pour former une solution solide γ cristallisant dans le système cubique à faces centrées, les atomes de carbone étant en position d’insertion parmi le réseau des atomes de fer ; cette solution solide est appelée austénite (du nom du métallurgiste anglais Roberts Austen).