La respiration pour la course à pieds – Partie 2

PARTIE 2 : Comment respirer en courant

(Grand merci à MFV, PhD et multi-bostonienne, pour la relecture de ce manuscrit)

Si vous n’avez que quelques secondes :

La respiration peut devenir limitante lors de la course à pieds et provoquer l’essoufflement. Afin de retarder ce phénomène, il peut être intéressant de mettre en place des habitudes respiratoires en courant :  respirer plus lentement, plus profondément, par le nez, mais aussi ne pas hésiter à forcer l’expiration et travailler la synchronisation locomotion-ventilation.

Si vous avez quelques minutes, lisez la suite…

Bienvenue dans cette seconde partie de ce résumé-commentaire de l’article de Harbour et collaborateur (2022) à propos de la respiration lors de la course à pieds. Dans la première partie, nous avions pris le temps de comprendre comment la respiration est impliquée dans la course à pieds, en assistant à la fois la demande énergétique et la locomotion. Ensuite, nous avions évoqué les situations où la fonction respiratoire est limitante : hyperinflation des poumons, détournement du sang, hyperventilation. Ces trois problèmes surviennent lors d’une mauvaise utilisation de la chaîne respiratoire et/ou d’une faiblesse de cette dernière. Ils peuvent en outre se renforcer entre eux et aboutissent à l’essoufflement. N’hésitez pas à aller consulter cette première partie. Dans cette seconde partie, nous allons discuter des solutions possibles pour remédier à cela. Certaines pratiques respiratoires peuvent-elles retarder l’essoufflement et donc de courir plus longtemps ? Ou bien permettent-elles d’être essouffler à des vitesses plus élevées, et donc de courir plus vite ?

On notera alors que les outils respiratoires proposés n’ont pas tous fait l’objet de tests en bonne et due forme. Ainsi, il s’agit parfois de spéculations raisonnables plutôt que de protocoles éprouvés, notamment en situation de course à pieds. Ils sont néanmoins proposés de façon raisonnable car inspirés de travaux basés sur la physiologie générale, ou sur d’autres sports tels que le cyclisme ou la natation.

Ralentir la fréquence respiratoire

Comme cela a été expliqué dans la partie précédente, une haute fréquence respiratoire peut apporter des problèmes lors d’un effort (cf. L’hyperventilation, partie 1). De plus, il semblerait qu’une respiration lente soit moins consommatrice d’énergie. Mais surtout, ralentir la respiration force naturellement l’athlète à compenser en augmentant le volume respiratoire. Pour des raisons purement mécaniques, cela va augmenter l’efficacité de la ventilation : une plus grande partie de l’air respirée parviendra aux alvéoles pulmonaires¹. Toujours sur des considérations mécaniques, plusieurs études ont montré que, lors d’efforts modérés, l’amplitude respiratoire était assez plastique. Cependant, à haute intensité, l’amplitude maximale est atteinte et seule la fréquence respiratoire peut augmenter pour survenir à la demande énergétique. Donc, le ralentissement de la fréquence respiratoire est une stratégie vraisemblablement plutôt adaptée à l’intensité modérée.

Un autre intérêt à ralentir la fréquence respiratoire durant l’effort concernerait l’effet sur le système nerveux. Lorsque la respiration est lente, l’effort est perçu comme moins intense et les ressources mentales sont plus disponibles. Dans l’ensemble, l’athlète peut ainsi éprouver une plus grande maîtrise et un plus grand plaisir lors de l’effort.

Enfin, les auteurs de l’article préconisent d’utiliser également la fréquence respiratoire comme un indicateur de l’effort. Lors d’une course, maintenir une vitesse constante peut être crucial. En maintenant une amplitude respiratoire constante (à 60% de la capacité utile) et une fréquence respiratoire constante (en s’aidant de la cadence des pas ou d’un enregistrement audio par exemple), la moindre accélération aura pour effet de créer un léger essoufflement. L’athlète aura ainsi un signal pour ralentir.

Face aux manques de données actuelles sur cette stratégie, les auteurs insistent sur l’importance de l’explorer prudemment et au cas par cas.

Respirer profondément

Ci-dessus, nous avons vu que, mécaniquement, diminuer la fréquence respiratoire a pour conséquence d’augmenter l’amplitude respiratoire. Cette augmentation du volume se fait en engageant les muscles de la respiration. Ceux-ci peuvent être inspiratoires ou expiratoires, principaux ou accessoires. Selon les muscles utilisés, la forme respiratoire sera plutôt à dominante abdominale ou thoracique. La respiration abdominale consiste à engager principalement le diaphragme. Cette respiration tend à ralentir la fréquence cardiaque, à améliorer le stress oxydant post-exercice, le contrôle de la posture et la pression artérielle. À l’inverse, une respiration à dominante thoracique (qui utilise peu le diaphragme et plus les muscles accessoires) est associée à une limitation du flux respiratoire, à un plus gros effort pour respirer, à de l’hyperventilation et à une moindre stabilité posturale. De plus, un contrôle des différents niveaux de la respiration pourrait permettre de mieux exploiter les volumes respiratoires, afin d’affiner la relation initiale entre fréquence et amplitude décrite plus tôt. Ceci étant dit, les bénéfices concernant l’engagement du diaphragme sont assez bien connus en général mais très peu étudiés en ce qui concerne l’activité physique. En outre, engager le diaphragme pendant l’effort peut sembler assez contre-intuitif pour un athlète, surtout après des années d’automatisme. À mon sens, cet outil nécessite une phase de travail hors-effort assez importante. Toujours est-il que, si les bénéfices de la respiration abdominales peuvent effectivement être transposées lors de la course à pieds, on peut imaginer que cela pourrait limiter les risques d’essoufflements favorisés par la respiration thoracique, en plus d’apporter plus de contrôle sur l’effort et la coordination thoracico-lombaire.

Respirer par le nez

La respiration nasale, par opposition à la respiration buccale, présente de nombreux avantages. C’est pourquoi elle fait figure de priorité lors de l’enseignement de la respiration. Décrire ses avantages nécessiterait un article entier. Citons le fait que le flux nasal conditionne l’air qui va dans les poumons (température, humidité) et le filtre. De plus, les auteurs de l’article résumé ici n’ont pas signalé le fait que l’on se déshydrate moins en respirant par le nez : en passant d’une expiration nasale à une expiration buccale, la perte d’eau augmente de 42% (Svensson et al., 2006). En outre, la respiration nasale stimule la production de monoxyde d’azote, un gaz vasodilatateur qui favorise les échanges gazeux, et bronchodilatateur qui ouvre les voies respiratoires². L’utilisation du nez permet également un meilleur maintien postural au niveau de la tête, et impacte la mécanique glotopharyngée. Transposé à l’effort, cela pourrait éviter le phénomène d’obstruction du larynx induite par l’exercice (cf. L’hyperinflation des poumons, partie 1). La respiration nasale est également associée à de meilleures fonctions cognitives au repos, un bénéfice a priori souhaitable lors d’un effort. Historiquement, il a été observé que lorsque le volume minute dépasse environ 40 L/minute, la respiration nasale laisse place à la respiration buccale. Même si les données sont encore balbutiantes, il semblerait que le corps soit beaucoup plus flexible. Une étude a montré que, même à 85% de la VO_2max, les sujets arrivaient à maintenir la respiration nasale. Une autre étude a montré que les athlètes en respiration nasale arrivaient à produire une même puissance qu’en respiration incontrôlée mais en respirant plus lentement, en réduisant l’hypocapnie et en augmentant le monoxyde d’azote². On a déjà vu que respirer plus lentement pouvait être une stratégie bénéfique. Et on a aussi vu que l’hypocapnie pouvait être problématique (cf. L’hyperventilation, partie 1). À propos du monoxyde d’azote, il se pourrait que ce dernier soir la clé de l’adaptation à l’effort en respiration nasale. En effet, cette voie permet un flux d’air plus restreint que par la bouche. Mais la production de monoxyde d’azote permettrait « d’ouvrir » les voies respiratoires et de permettre à la respiration nasale de répondre pleinement aux besoins énergétiques. Ce phénomène se met en place, au moins partiellement, et peut être observé dès la première séance. Mais l’adaptation complète à l’effort en respiration nasale semble plutôt prendre 10 à 12 semaines, voire 6 mois. Le principal point d’interrogation sur cet outil concerne le fait que cette forme respiratoire va favoriser l’engagement du diaphragme. Comme vu précédemment, cela est a priori souhaitable. Mais il est possible que la charge de travail supplémentaire supporté par le diaphragme provoque une fatigue de ce dernier (cf. Le détournement du sang, partie 1). Donc, il est recommandé d’explorer cet outil prudemment et progressivement, afin de renforcer ce muscle au même titre que les autres.

Cet outil est particulièrement facile à mettre en place – du moins techniquement – par l’adepte de la course à pieds, par un effort conscient, en passant de plus en plus de temps en respiration nasale lors de ses sorties. Il est assez probable que les bénéfices de la respiration nasale par le conditionnement et le filtrage de l’air, mais aussi sur la posture de la tête et les fonctions cognitives soient transposables lors de l’effort : meilleure santé des voies respiratoires, meilleure posture et meilleure cognition, moindres risques d’obstruction du larynx et d’hyperventilation, meilleur engagement du diaphragme. Le seul point limitant concerne « l’ouverture » des voies respiratoires afin de permettre un flux d’air suffisant. Mais ce point peut a priori se résoudre en quelques mois d’entraînement.

Forcer l’expiration

Au repos, la respiration est en général assez équilibrée entre le temps passé à inspirer et le temps passé à expirer. Elle peut être même légèrement déséquilibrée en faveur de l’expiration, ce qui est à mon avis souhaitable (pour cela, je vous renvoie à nouveau à cet article). Lors de l’effort, en revanche, il est fréquent que l’équilibre se déplace vers l’inspiration au détriment de l’expiration. Dans certains cas, cela peut engendrer des limitations (cf. L’hyperinflation des poumons et L’hyperventilation, partie 1). Maintenir l’équilibre en faveur de l’expiration est un outil bien connu des pratiquants de respirations conscientes. Ces motifs respiratoires agissent sur le système nerveux autonome et permettent un état de relaxation. Il semblerait que ces effets soient transposables au contexte de l’effort. Une étude, sur des cyclistes, a en effet montré qu’un motif respiratoire favorisant l’expiration améliorait la variabilité cardiaque, l’efficacité de la ventilation et la consommation d’O₂. Par ailleurs, forcer l’expiration consiste à accentuer l’utilisation des muscles expiratoires, et notamment les couches profondes des muscles abdominaux. En termes de biomécanique, une telle expiration permet au diaphragme d’augmenter passivement son amplitude de mouvement. Elle permet une meilleure répartition du travail avec le diaphragme qui se fatigue donc moins rapidement (cf. Le détournement du sang, partie 1). En outre, l’action de ces muscles expirateurs aura un impact positif sur la stabilisation de la posture. Enfin, les auteurs font l’hypothèse que ce partage de la respiration qui insiste sur l’expiration pourrait éviter d’observer une pression intra-thoracique trop importante qui limiterait les performances du cœur.

Lors de l’effort, en général, l’athlète va naturellement engager ces muscles expiratoires de façon plus prononcée qu’au repos. La mise en place de cet outil consiste donc à forcer ce mécanisme, par exemple en essayant de chasser plus d’air des poumons qu’on ne le ferait instinctivement. C’est pourquoi cet outil, même assez simple, peut apparaître un peu contre nature et demande peut-être un peu plus de temps à être assimilé. Les auteurs de l’article proposent même de mettre en place cet outil en y associant une vibration nasale, comparable à la respiration de l’abeille au yoga (Bhramari Pranayama). Cela peut aider à ralentir l’expiration tout en décuplant la production de monoxyde d’azote dans les fosses nasales, et favoriser notamment l’ouverture des voies respiratoires (cf. Respirer par le nez, ci-dessus). Notons que cet outil semble donner de bons résultats dans le cadre de l’alpinisme (rythme cardiaque plus bas, moins de fatigue…), même si plus d’études sont nécessaires pour confirmer ces observations.

Synchroniser la ventilation et la locomotion

Le nombre de pas par cycle respiratoire a été bien étudié, notamment dans le cadre de la course à pieds. Ce ratio est assez variable : les valeurs 3, 4, 5, 6 et 8 ont été rapportées. Comme on l’a vu précédemment, cette synchronisation apporte des bénéfices et semble se mettre en place spontanément (cf. La respiration comme aide à la locomotion, partie 1). Mettre en place cet outil, en forçant une synchronisation différente de celle que l’on observerait spontanément, peut être une stratégie de mise en place du premier outil décrit, à savoir ralentir la respiration (cf. ci-dessus). En effet, il peut être compliqué de compter le nombre de respiration par minute, surtout en courant. En revanche, un athlète qui met en place une cadence, par exemple de 180 pas par minute, pourra faire coïncider une fréquence respiratoire donnée avec cette cadence. Il a même été proposé que des variations de la fréquence respiratoire, sur une cadence constante, peuvent être utilisées comme les vitesses d’une voiture. Une application de cette synchronisation entre ventilation et locomotion est de privilégier un ratio impair, tel que 5 ou 7 pas par respiration. L’idée derrière cela concerne la prévention du point de côté. Les causes de ce phénomène ne sont pas totalement claires mais on sait qu’il touche environ 70% des adeptes de la course à pieds. On pense que le nerf phrénique, qui stimule la contraction du diaphragme, pourrait être irrité par la répétition de la fin de l’expiration coïncidant avec un impact du pied droit sur le sol. Un ratio impair, de 5 ou 7 pas par respiration, permettrait de terminer l’expiration sur un impact au sol alternant pied gauche et pied droit. Enfin, il est probable que synchroniser la respiration et la locomotion ait un effet bénéfique sur le plan psychologique. Cela aiderait l’athlète à entrer dans un flow lancinant et immersif, entraînant un état de relaxation. Ce dernier aurait alors pour conséquence de diminuer la dépense énergétique et donc d’économiser cette énergie précieuse notamment lors des longues distances.

Conclusion

Beaucoup de ces outils correspondent à la base de la respiration naturelle/complète/fonctionnelle que l’on retrouve dans les écoles de respiration consciente (REBO2T, Oxygen Advantage) qui forment l’essence de mon enseignement. Certains de ces outils sont donc cruciaux à mettre en place hors du contexte de l’effort physique : la respiration nasale, à dominante abdominale, et réalisée lentement. D’ailleurs, à mon avis, les auteurs n’insistent pas assez sur l’intérêt de faire un travail sur la respiration au repos (qui aura a priori des bénéfices sur la qualité de vie) avant de transposer ces principes dans le contexte de la course à pieds. Avec le travail de la méthode REBO2T, l’intégration de la chaîne respiratoire avec le travail postural et le mouvement rend cette stratégie encore plus intéressante. En outre, il est intéressant de voir que les outils décrits dans l’article de Harbour et collaborateurs sont en fait tous interconnectés : respirer par le nez (outil 3) va favoriser l’engagement du diaphragme (outil 2) et cela va a priori ralentir la respiration (outil 1). De même, se concentrer sur le rythme respiratoire va facilement intégrer la fréquence respiratoire (outil 1) et la synchronisation ventilation-locomotion (outil 5). Forcer l’expiration (outil 4) va permettre de ralentir la respiration (outil 1) en insistant sur l’expiration tout en imprimant une cadence respiratoire spécifique, qui va permettre de travailler de travailler sur la synchronisation (outil 5). De plus, forcer l’outil l’expiration (outil 4) peut aussi permettre de travailler sur le rebond du diaphragme afin d’engager ce dernier de façon plus ample (outil 2). Ainsi, il est probable que la mise en place d’un outil rende plus facile la mise en place des autres, ce qui est une bonne nouvelle. On notera que ces outils sont relativement simples à mettre en œuvre. Respirer par le nez ne nécessite pas de connaissance technique particulière. Juste de la pratique. Pareillement, compter ses pas sur l’inspiration et l’expiration est à la portée de tout le monde. En ce qui concerne la mécanique respiratoire proprement dite, et notamment l’engagement du diaphragme, cela peut nécessiter un peu plus de travail, voire beaucoup selon les personnes. Il sera difficile pour une personne de mettre en place l’engagement du diaphragme si elle est tendue dans certaines zones. Et il sera alors difficile de ralentir la respiration. L’approche que je propose, ancrée dans la méthode REBO2T, prend largement en compte ces tensions mécaniques.

Enfin, ces outils concernent les modifications que l’on peut apporter pendant la course à pieds. Il s’agit de points à travailler à l’entraînement avec l’idée de les intégrer lorsque l’on court. Mais des exercices de préparation, sur le renforcement de la chaîne respiratoire ou la tolérance au CO₂, peuvent permettre de progresser. Ils mériteraient un article, voire plus, à eux seuls et, à mon sens, ils méritent que l’on s’y intéresse surtout lorsque la forme respiratoire est correcte. De plus, l’idée de cet article était de convaincre les adeptes de la course à pieds que, au-delà du renforcement général, de l’impact « talon vs. plat vs. avant », de la technologie (notamment les chaussures), l’amélioration peut venir également en modifiant sa façon de respirer pendant la course.

En bonus, je me permets de laisser une dernière astuce : n’oubliez pas de sourire. En effet, une étude a montré que cela suffisait pour faire des économies sur la consommation d’O₂ (2,23% par rapport à une attitude normale, ou 2,78% par rapport à un visage contrarié) et pour diminuer l’effort perçu (Brick et al., 2018)³. Le sourire se marie très bien avec la respiration nasale, alors ne nous en privons pas !

🔥❄️🧠✌️

Sébastien.

¹ Le volume minute est égal au produit de la fréquence respiratoire et de l’amplitude respiratoire. Donc afin de conserver un volume minute stable, une baisse de la fréquence implique une augmentation de l’amplitude. Or, quand on respire un certain volume d’air, l’intégralité de cet air ne parvient pas aux alvéoles. Un certain volume est inutilisable. Il s’agit du volume mort. Respirer plus amplement va « diluer » l’impact de ce volume mort du système respiratoire. Un post de blog sera dédié à cela prochainement.

² Le monoxyde d’azote a également une action antibactérienne et antivirale, qui peut être évidemment très utile dans les voies respiratoires. Il est également impliqué dans la mémoire ou l’érection. Mais c’est une autre histoire.

³ Sur un échantillon de 24 personnes, courant une quarantaine de kilomètres par semaine en 3-4 séances, dont 13 coureurs et 11 coureuses. Il semblerait d’ailleurs que cette astuce du sourire marche mieux chez les coureurs que chez les coureuses…

Références :

Brick, N. E., McElhinney, M. J., Metcalfe, R. S. (2018). The effects of facial expression and relaxation cues on movement economy, physiological, and perceptual responses during running. Psychology of Sport and Exercise. 34, 20-28. https://doi.org/10.1016/j.psychsport.2017.09.009.

Harbour, E., Stöggl, T., Schwameder, H., & Finkenzeller, T. (2022). Breath Tools: A Synthesis of Evidence-Based Breathing Strategies to Enhance Human Running. Frontiers in physiology, 13, 813243. https://doi.org/10.3389/fphys.2022.813243

Svensson, S., Olin, A. C., & Hellgren, J. (2006). Increased net water loss by oral compared to nasal expiration in healthy subjects. Rhinology, 44(1), 74–77.