Activité expérimentale n°10 - Académie de Clermont

Grosse fatigue du Dr Home
Objectifs :
APP REA VAL
 Identifier le caractère périodique d’un signal sur une durée donnée.
 Déterminer les caractéristiques d’un signal périodique.
NOTE
/20
Compétences travaillées (capacités et attitudes) :
 APP : rechercher, extraire et organiser l’information en lien avec une situation.
 REA : effectuer des mesures avec précision, effectuer un calcul simple.
 VAL : exploiter et interpréter des observations, des mesures.
Panique au CHU de Clermont-Ferrand, un courant d’air a balayé les
électrocardiogrammes posés sur le bureau du Docteur Home. Fatigué par sa
nuit de garde, il peine à les réattribuer à chacun de ses patients. Sa secrétaire
se souvient juste que parmi les quatre patients :
er
-
Le 1 souffre d’arythmie complète par fibrillation auriculaire : son
rythme cardiaque est très irrégulier,
-
Le 2
-
Le 3
est un sportif dont le cœur bat moins vite que celui d’une
personne pleine santé,
-
Le 4
a un pace maker : c’est un stimulateur cardiaque qui permet aux personnes souffrant
d’insuffisance cardiaque d’avoir un rythme cardiaque quasi régulier.
nd
a un cœur en pleine santé,
ème
ème
Aidez-le à attribuer à chaque patient son électrocardiogramme. Vous disposez pour cela d’un extrait de leur
examen médical.
DOCUMENTS A VOTRE DISPOSITION :
Document 1 : Identification d’un phénomène périodique
Un phénomène périodique est un phénomène qui se reproduit identique à lui-même au bout d’un même intervalle de
temps.
Document 2 : Période d’un phénomène périodique
La période, de symbole T, est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le phénomène se reproduit identique à
lui-même. Son unité dans le Système International des unités (SI) est la seconde de symbole s.
Document 3 : Fréquence d’un phénomène périodique
La fréquence, de symbole f, est le nombre de fois qu’un évènement se reproduit à l’identique en une seconde. Son
unité dans le Système International des unité (SI) et le hertz, de symbole Hz.
La fréquence étant le nombre de périodes par seconde, c’est donc l’inverse de la période.
On a la relation suivante : f 
1
1
et par conséquent T 
où f est la fréquence en Hz et T la période en seconde.
f
T
Document 4 : Extraits des électrocardiogrammes envolés
Électrocardiogramme A :
Électrocardiogramme B :
Électrocardiogramme C:
Électrocardiogramme D :
Échelle horizontale : 25 mm/s
Échelle verticale : 10 mm/mV
VOTRE MISSION : REPONDRE AUX QUESTIONS
1. Comprendre un électrocardiogramme : APP 20 minutes conseillées
1.a. Que mesure un électrocardiogramme ?
1.b. Quelle est la grandeur physique mesurée en ordonnée ?
1.c. Quelle est la grandeur mesurée en abscisse ?
1.d. Quelle longueur représente 1 s sur les électrocardiogrammes.
APPEL N°1
Appeler le professeur pour lui présenter vos réponses.
2. Exploitation des électrocardiogrammes : REA 30 minutes conseillées
2.a. Encadrez un motif se reproduisant régulièrement sur l’électrocardiogramme A de l’ANNEXE .
2.b. Si possible, pour chaque enregistrement de l’ANNEXE, découpez le motif qui se répète régulièrement, collez-le dans le
tableau ci-après :
Electrocardiogramme A
Electrocardiogramme B
Période :
Rythme cardiaque :
Fréquence :
Patient :
Période :
Rythme cardiaque :
Fréquence :
Patient :
Electrocardiogramme C
Electrocardiogramme D
Période :
Rythme cardiaque :
Fréquence :
Patient :
APPEL N°2
Période :
Rythme cardiaque :
Fréquence :
Patient :
Appeler le professeur pour lui présenter vos résultats.
2.c. Pour chaque électrocardiogramme, déterminer la période puis la fréquence du phénomène périodique.
2.d. En déduire le rythme cardiaque.
APPEL N°3
Appeler le professeur pour lui présenter vos résultats.
3. Attribution des électrocardiogrammes : VAL 10 minutes conseillées
3. Attribuez à chaque patient son électrocardiogramme.
APPEL N°4
Appeler le professeur pour lui présenter votre conclusion.
REPÈRES POUR L’ÉVALUATION
L'évaluation permet d’apprécier, selon quatre niveaux, l’acquisition par le candidat de chacune des compétences évaluées
dans le sujet.
Niveau A : le candidat a réalisé l'ensemble du travail demandé de manière satisfaisante selon les critères précisés dans le sujet
ou avec une ou deux interventions de l’examinateur, concernant des difficultés identifiées et explicitées par le candidat et
auxquelles il apporte une réponse quasiment de lui-même.
Niveau B : le candidat a réalisé l'ensemble du travail demandé de manière satisfaisante selon les critères précisés dans le sujet
mais avec quelques interventions de l’examinateur concernant des difficultés ou erreurs non identifiées par le candidat mais
résolues par celui-ci :
- après avoir réfléchi suite à un questionnement ouvert mené par l’examinateur
- ou par l’apport d’une solution partielle dans le cas d’une compétence affectée d’un fort coefficient.
Niveau C : le candidat reste bloqué dans l’avancement de la tâche demandée, malgré les questions posées par l’examinateur.
Des éléments de solutions lui sont apportés, ce qui lui permet de poursuivre la tâche.
Niveau D : le candidat a été incapable de réaliser la tâche demandée malgré les éléments de réponses apportés par
l’examinateur. Cette situation conduit l’examinateur à fournir une solution complète de la tâche : par exemple un protocole à
réaliser ou des valeurs à exploiter pour permettre l’évaluation des autres compétences du sujet.
Comprendre des électrocardiogrammes (2 aides « papier » possibles)
Les critères retenus pour l’évaluation de la compétence S’APPROPRIER sont les suivants : Rechercher, extraire et organiser
l’information en lien avec une situation.
Lors de l'appel n°1, le professeur vérifie si l’élève a compris ce qu’est un électrocardiogramme.
Solution partielle (APP) :
 Un électrocardiogramme mesure le rythme cardiaque : nombre de battements du cœur par minute.
 Pour répondre aux questions 1.b., 1.c. et 1.d. aidez-vous de l’unité.
Solution totale (APP) :
 Un électrocardiogramme mesure le rythme cardiaque.
 La grandeur physique mesurée en ordonnée est la tension émise par le cœur lors des oscillations.
 La grandeur physique mesurée en abscisse est le temps.
 Sur le papier 1 s correspond à 25 mm.
Exploitation des électrocardiogrammes (4 aides « papier » possibles)
Les critères retenus pour l’évaluation de la compétence REALISER sont les suivants : Effectuer des mesures avec précision ;
Effectuer un calcul simple.
Lors de l'appel n°2, le professeur vérifie si l’élève a bien découpé le motif qui se répète régulièrement.
Solution partielle (REA) :
 Le motif découpé doit pouvoir se superposer immédiatement après.
 Il existe un électrocardiogramme pour lequel il n’est pas possible de découper un motif qui se répète régulièrement.
Solution totale (REA) :
Electrocardiogramme A
Electrocardiogramme B
Electrocardiogramme C
Electrocardiogramme D
Pas de motif régulier
Lors de l'appel n°3, le professeur vérifie si l’élève a réussi à déterminer convenablement la période, la fréquence et le rythme
cardiaque.
Solution partielle (REA) :
 Pour déterminer la période, pensez à utiliser l’échelle horizontale.
 Pour déterminer le rythme cardiaque, rappelez-vous la définition du rythme cardiaque et que la période mesurée
représente la durée d’un battement du cœur.
Solution totale (REA) :
Electrocardiogramme A
Electrocardiogramme B
Période : 18/25 = 0,72 s
Rythme cardiaque : 60/0,72 = 83 battements/min
Fréquence : 1/0,72 = 1,4 Hz
Période : 18/25 = 0,72 s
Rythme cardiaque : 60/0,72 = 83 battements/min
Fréquence : 1/0,72 = 1,4 Hz
Electrocardiogramme C
Electrocardiogramme D
Période : 26/25 = 0,96 s
Rythme cardiaque : 60/0,96 = 62 battements/min
Fréquence : 1/1,04 = 0,96 Hz
Période :
Rythme cardiaque :
Fréquence :
Attribution des électrocardiogrammes (1 aide « papier » possible)
Les critères retenus pour l’évaluation de la compétence VALIDER sont les suivants : Exploiter et interpréter des observations,
des mesures.
Lors de l'appel n°4, le professeur vérifie si l’élève a réussi à attribuer convenablement les électrocardiogrammes.
Solution totale (APP) :
 Électrocardiogramme A : Patient n°2
 Électrocardiogramme B : Patient n°4
 Électrocardiogramme C : Patient n°3
 Électrocardiogramme D : Patient n°1
ANNEXE
Electrocardiogramme A :
Electrocardiogramme B :
Electrocardiogramme C:
Electrocardiogramme D :