magazine issue 2 2024 / Le mental olympique

La respiration : votre alliée pour améliorer votre performance sportive

• written by Masa Iskra, Caterina Salvotti & Nina Zammit
• edited by Elisa Bisagno & Sylvain Laborde

Traduction française de l'article : Sylvain Laborde

Inspirez. Expirez. Inspirez. Expirez. Êtes-vous conscient de la manière dont votre respiration fonctionne ? Dans le domaine sportif, avoir le contrôle sur sa respiration et sa régulation représente un avantage important. S'appuyant sur les dernières découvertes scientifiques, cet article présente l’avantage que peuvent tirer les sportifs de la modification volontaire de leur respiration, afin d’améliorer leur performance, en vue par exemple d’optimiser leur préparation pour les Jeux Olympiques.

Considérons l'exemple d'Emma, une nageuse se préparant pour les prochains Jeux Olympiques d'été. Pour préparer son mental et son corps à la compétition, elle établit une check-list pour planifier soigneusement les activités faisant partie de sa routine précédant la compétition. Après avoir coché plusieurs éléments, ses yeux s'arrêtent sur la gestion de l'activation. Elle a l’habitude de ressentir de l'anxiété avant la course, ce qui l’amène à utiliser des techniques de relaxation. Cependant, elle ne veut pas non plus être trop relâchée au départ, et se laisser ainsi distancer par ses concurrentes. Comment résoudre ce dilemme et atteindre l'activation optimale, à la fois du corps et de l'esprit ? Nous proposons dans cet article des pistes de réponses avec les techniques liées à la modification volontaire de la respiration. 

Les quatre techniques principales de modification volontaire de la respiration

La respiration est essentielle pour la survie de chaque être humain. Alors que l'importance de la respiration a été reconnue à travers toutes les époques depuis l'Antiquité, les cultures orientales sont particulièrement connues pour avoir développé des techniques de modification volontaire de la respiration telles que le Pranayama, c'est-à-dire le contrôle des courants de vie par la régulation de la respiration (Saraswati, 1997, p. 47). De nos jours, les techniques de Pranayama peuvent encore être apprises et mises en œuvre à travers la pratique du yoga.

Dans le contexte sportif, les techniques de modification volontaire de la respiration, que nous désignerons à présent par le terme simplifié de techniques de respiration, ont évolué pour répondre à des exigences spécifiques. Elles sont plus simples que les techniques de Pranayama classiques et plus adaptables à des contextes constamment évolutifs tels que ceux rencontrés sur un terrain de football, un court de tennis, une patinoire ou une piscine.

Les techniques de respiration appliquées dans le domaine sportif peuvent être différenciées en fonction de leur fréquence respiratoire et de leur profondeur. La fréquence respiratoire est mesurée en cycles par minute [cpm], un cycle étant composé d'une inspiration complète et d'une expiration complète. Selon une récente méta-analyse réalisée par notre équipe de recherche au Département de Psychologie de la Performance de l’Université Allemande du Sport de Cologne sous la direction de Sylvain Laborde (Laborde et al., 2022), les quatre techniques principales de respiration couramment utilisées dans le sport sont la respiration lente et rapide contrôlées, l'hyperventilation et l’apnée.

La respiration lente contrôlée (également popularisée sous le terme de cohérence cardiaque) représente la technique de respiration qui a suscité le plus d'intérêt dans la recherche et dans la pratique sportive. Elle est réalisée à une fréquence inférieure à 10 cpm, le plus souvent à 6 cpm, en inspirant par le nez et en expirant par la bouche avec les lèvres serrées. Pour la réalisation de la respiration lente contrôlée, il est important de mobiliser la zone abdominale, ce qui signifie que le ventre (plutôt que la poitrine) sort et rentre pour accompagner respectivement l’inspiration et l’expiration, afin d’optimiser entre autres l’activité du diaphragme. 

La respiration rapide contrôlée, en revanche, implique une augmentation de la fréquence respiratoire au-delà du rythme habituel. Cette technique a été moins étudiée jusqu’à présent que la respiration lente contrôlée, et il n’existe pas de protocole standard à l’heure actuelle. Cependant, la respiration rapide contrôlée est généralement réalisée à des fréquences allant de 25 à 60 cpm chez les novices et même à des fréquences plus rapides (120 cpm ou plus) chez les pratiquants expérimentés du Pranayama. La respiration rapide contrôlée est effectuée en respirant superficiellement par le nez pour prendre de petites quantités d'air et éviter l'hyperventilation. Comme pour la respiration lente contrôlée, le mouvement respiratoire pour la respiration rapide contrôlée est accompagné par des mouvements de la zone abdominale, le ventre (plutôt que la poitrine) sortant et rentrant pour accompagner respectivement les phases d’inspiration et d’expiration.

L'hyperventilation volontaire a souvent été mentionnée comme synonyme de la respiration rapide contrôlée. Cependant, il existe une différence cruciale entre ces deux techniques de respiration, qui se situe au niveau de la profondeur de la respiration. Lors de la pratique de l'hyperventilation volontaire, les sportifs respirent rapidement mais prennent également de plus grandes quantités d'air que pendant la respiration rapide contrôlée. Cette technique doit être appliquée avec prudence, et l'état d'hyperventilation doit rester léger et bref, comme cela sera expliqué plus en détail ultérieurement.

Enfin, l’apnée, comme le suggère le mot lui-même, implique des périodes pendant lesquelles le pratiquant ne réalise ni inspiration ni expiration. Les apnées peuvent être réalisées après une inspiration complète ou après une expiration complète.

Techniques de respiration en fonction de la fréquence et de la profondeur de la respiration

Les effets physiologiques et psychologiques des techniques de respiration

De manière générale, les techniques de respiration peuvent être catégorisées en celles qui visent à induire une relaxation ou une activation au niveau psychophysiologique. Au niveau physiologique, la modification volontaire de la respiration entraîne des changements dans l'activité du système nerveux autonome. Ce système est divisé en deux branches, les branches parasympathique et sympathique, communément connues sous les expressions "repos et digestion" et "combat ou fuite". Alors qu'une activité plus élevée dans la branche parasympathique entraîne la relaxation, une activité plus élevée dans la branche sympathique entraîne l'activation. En plus du système nerveux autonome, la respiration module également l'activité cérébrale, influençant les processus cognitifs, émotionnels et sensorimoteurs (Heck et al., 2017). Ensemble, ces changements psychophysiologiques ont été proposés comme étant à l'origine des effets améliorant la performance sportive.

Techniques de respiration selon le mécanisme principal de régulation mis en jeu avec le système nerveux autonome

Après avoir appris comment chaque technique est correctement réalisée, la prochaine étape vers l'utilisation efficace de la respiration modifiée volontairement dans la performance sportive est une compréhension approfondie des effets spécifiques que chaque technique exerce sur le corps et l'esprit. Tout d’abord, il a été démontré que la respiration lente contrôlée augmente l'activité parasympathique via l'activation du nerf vague, entraînant une relaxation psychophysiologique. Cet effet peut être accentué en prolongeant la phase d'expiration et en bénéficiant ainsi de la diminution naturelle du rythme cardiaque qui se produit lorsque nous expirons. Au niveau théorique, la respiration lente contrôlée est proposée pour influencer le lien bidirectionnel entre le cerveau et le cœur, conformément au modèle d'intégration neuroviscérale (Sevoz-Couche & Laborde, 2022 ; Smith et al., 2017). En activant le réseau autonome central dans le cerveau et en augmentant la variabilité du rythme cardiaque médiée par le nerf vague, un indice de l'activité parasympathique, la respiration lente contrôlée est suggérée pour améliorer la régulation du fonctionnement émotionnel, cognitif et cardiaque. Une régulation améliorée à ces niveaux peut aider les athlètes à faire face aux symptômes perturbateurs de l'anxiété pré-compétitive, telle qu’une diminution trop importante de l’activité parasympathique, ou bien à des émotions négatives liées par exemple au doute ou à la perte de confiance. Au niveau cognitif, des améliorations ont été observées au niveau de l'attention, de l'inhibition, de la mémoire de travail et de la flexibilité cognitive (Laborde et al., 2019, Paul & Garg, 2012), des aspects liés à la concentration et à la vigilance pour les sportifs.

D'autre part, les effets activateurs de la respiration rapide contrôlée et de l'hyperventilation volontaire ont été attribués à une augmentation de l'activité sympathique et à une diminution de l'activité parasympathique. En éprouvant une réponse de "combat ou fuite", un individu peut par exemple remarquer une augmentation de son rythme cardiaque et de la quantité d'oxygène utilisée par le corps. Ce changement physiologique améliore la création et la fourniture d'énergie, améliorant le fonctionnement musculaire, en particulier dans les fibres musculaires à contraction rapide. De plus, pendant l'hyperventilation volontaire, le pH sanguin est augmenté, ce qui entraîne un rétrécissement des vaisseaux sanguins et entraîne un délai de la sensation du besoin d’inspirer. Malgré les similitudes de ces deux techniques, les perceptions subjectives qui leur sont liées peuvent différer. Alors que se sentir énergique et particulièrement vigilant est fréquent après avoir effectué une respiration rapide contrôlée, une hyperventilation prolongée peut s'accompagner d’une sensation de panique et d'agitation (Balters et al., 2018 ; Gilbert, 1999). En raison de ces sensations, le terme "hyperventilation" est souvent perçu de manière négative. Contrairement à l'hyperventilation induite par l'anxiété, pendant l'hyperventilation volontaire, les individus exercent un contrôle intentionnel sur leur respiration. Néanmoins, dans certains cas le ressenti peut différer, par exemple les patients souffrant de troubles paniques éprouvent des sensations nettement plus négatives pendant l'hyperventilation volontaire que les sujets sains, malgré des réponses physiologiques similaires (Wollburg et al., 2008). Cette découverte a été attribuée à une mauvaise interprétation des signaux corporels comme de l'anxiété au niveau cognitif, ce qui invite à la prudence dans la mise en œuvre de l'hyperventilation volontaire chez les athlètes souffrant de troubles paniques et d'anxiété. 

De manière intéressante, l’apnée entraîne une coactivation parasympathique et sympathique, augmentant l'activité dans les deux branches. Contrairement à l'hyperventilation, pendant l’apnée le pH sanguin est réduit à cause de l’augmentation du CO₂, ce qui entraîne un élargissement des vaisseaux sanguins. D'autres changements dans le corps incluent une diminution du rythme cardiaque et une redistribution du flux sanguin pour préserver la fonction des organes vitaux essentiels tels que le cerveau en cas de déficit en oxygène (Eichorn et al., 2017 ; Gilbert, 1999). Dans le sport, l’apnée est souvent associée à l'immersion dans l'eau, il est donc également pertinent de noter que l'eau froide accentue davantage la coactivation des deux branches.

En raison de ces effets distincts, chaque technique doit être mise en œuvre de manière intentionnelle pour améliorer la performance sportive. La section suivante présente les situations pendant lesquelles les athlètes peuvent utiliser des techniques de respiration spécifiques, en utilisant des exemples issus de disciplines olympiques.

Mise en œuvre de la respiration modifiée par les sportifs

Les possibilités de mise en pratique des techniques de respiration introduites varient selon les disciplines sportives en raison de la diversité des exigences cognitives et motrices auxquelles doivent faire face les athlètes (voir Laborde et al., 2022). Par exemple, les sprinteurs de 100 mètres peuvent bénéficier de l'activation rapide juste avant la course, tandis que pour les coureurs de marathon un ensemble plus diversifié de techniques de respiration pourra être adopté, afin de répondre aux différentes phases de l'événement. De plus, la respiration peut être modifiée non seulement pendant la performance sportive, mais également avant / après l’entraînement et la compétition.

En raison de l'effet général de relaxation provoqué par la respiration lente contrôlée, cette technique a été utilisée dans une variété de disciplines sportives, ainsi que dans la vie quotidienne. Les avantages de la pratique régulière de la respiration lente contrôlée ont été démontrés sur la performance en basketball, danse, course à pied, natation et cyclisme. Le potentiel de cette technique réside dans sa pratique régulière (si possible quotidienne), permettant aux adaptations physiologiques de se produire. Pour une incorporation optimale de la respiration lente contrôlée, les sportifs peuvent effectuer cette technique avant ou après les sessions d'entraînement, ainsi que comme routine d’endormissement avant le coucher. De plus, la respiration lente contrôlée peut devenir une technique essentielle pour contrer l'anxiété ou le stress d’avant compétition. Les athlètes peuvent également bénéficier des effets relaxants après la compétition ou l'entraînement pour récupérer mentalement et physiquement. Il n'est pas recommandé de pratiquer la respiration lente contrôlée pendant la pratique sportive, car si elle n'est pas entraînée correctement, elle peut provoquer un inconfort respiratoire ainsi qu’une baisse des performances.

L'effet activant de la respiration rapide contrôlée en fait une technique optimale à mettre en œuvre immédiatement avant une séance d'exercice courte et intense, lors de laquelle les athlètes ont besoin de force maximale ou doivent être très alertes. Par exemple, les lanceurs de poids peuvent mettre en pratique cette technique pour favoriser la mise en œuvre de leur force maximale. De plus, la respiration rapide contrôlée peut être pratiquée dans la vie quotidienne pour bénéficier de son effet activant ainsi que pour son action sur le renforcement abdominal. Ainsi, la respiration rapide contrôlée peut également être intégrée dans une routine matinale, afin de provoquer un état de concentration et d’activation optimal pour la pratique sportive ultérieure.

L'augmentation du pH sanguin obtenue grâce à l'hyperventilation volontaire fait de cette technique une stratégie optimale pour favoriser une récupération rapide entre des sprints intenses. Un coureur effectuant des séries de sprint dans le cadre d'une séance d'entraînement peut donc réaliser 20 à 30 secondes d'hyperventilation volontaire pendant la phase de récupération pour permettre une récupération plus rapide pour la série suivante. En cyclisme, l'hyperventilation volontaire effectuée pendant 30 secondes avant chaque série de sprints s’est révélée efficace pour permettre de maintenir un effort soutenu de haute intensité tout au long de l'entraînement (Sakamoto et al., 2014). En raison de l'augmentation de l'oscillation du corps provoquée par l'exécution de cette technique, il n'est cependant pas recommandé de l'implémenter dans des sports où l’équilibre joue un rôle déterminant sur la performance.

Avec l’hyperventilation volontaire, il est possible que les changements physiologiques qui en résultent soient confondus avec des symptômes d'anxiété. Pour éviter cela, il est très important de bien expliquer cette technique avant de la pratiquer, en détaillant les effets bénéfiques que l'on peut en attendre, ainsi que ses effets secondaires potentiels.

L’apnée induit des avantages physiologiques similaires à ceux obtenus lors de l'entraînement en haute altitude en raison de la restriction de l'apport en oxygène. Par conséquent, l’apnée peut offrir une alternative économique et efficace en termes de temps lorsque de telles adaptations physiologiques sont avantageuses pour la performance, par exemple chez les coureurs de longue distance. En natation, des apnées de différentes durées sont couramment utilisées lors des entraînements, car les phases d’apnée sont étroitement liées à l'exécution des mouvements. De manière générale, des interventions à long terme avec l’apnée sont nécessaires pour obtenir un avantage au niveau physiologique et peuvent être intégrées à de nombreux programmes d'entraînement dans différentes disciplines. Par exemple, un entraînement d’apnée dynamique pendant 2 semaines (c'est-à-dire des phases d’apnée réalisées pendant la nage) a conduit à une nage en style libre et sous l'eau plus rapide, avec la réduction du rythme cardiaque proposée comme mécanisme sous-jacent de l’amélioration de performance (Mulder et al., 2021). La réalisation d’apnées pendant une compétition (dans des sports autres que la natation/plongée) n'est pas recommandée, car la réduction de l'apport en oxygène aux muscles peut alors entraver la performance. En revanche, incorporer des phases d’apnée durant l’entraînement de d’autres sports peut dans certains cas provoquer des adaptations physiologiques supérieures à un entraînement réalisé en conditions respiratoires normales.

Caractéristiques des quatre techniques principales de respiration

Étude de cas : une boîte à outils de techniques de respiration en natation olympique et paralympique

L'utilisation d'une seule technique de respiration peut offrir un avantage compétitif lorsqu'elle est mise en œuvre dans le contexte approprié. Cependant, l'utilisation d'un ensemble de techniques de respiration peut se révéler encore plus pertinente, car le sportif peut alors ajuster sa respiration de manière flexible en fonction des demandes de la situation et des besoins individuels variables. Dans le cas présent, nous nous référons à notre nageuse Emma, et nous nous appuyons sur l'expérience des nageurs olympiques et paralympiques concernant l’utilisation de techniques de respiration en compétition (Saint-Martin et al., 2020). Globalement, les nageurs ont rapporté l'utilisation de plusieurs techniques de respiration pour améliorer leur performance et réguler leurs émotions. La sélection de chaque technique en fonction de la situation était évidente à des moments distincts de sa mise en œuvre : "Pendant l'échauffement, j'utilisais une respiration lente. Mais juste avant l'annonce de la course, j'ai commencé à respirer plus rapidement" (Saint-Martin et al., 2020, p. 3573). De plus, la l’apnée et la synchronisation des mouvements de respiration ont été utilisées pour accompagner les mouvements rythmiques de la nage. En crawl, par exemple, les nageurs peuvent associer l'inspiration aux rotations du corps et alterner entre les inspirations du côté gauche et du côté droit du corps pour maintenir l'équilibre. 

Qu'en est-il de la période de récupération ? Aucun des nageurs n'a rapporté l'utilisation de la respiration lente contrôlée après la performance, malgré son potentiel en tant que technique de récupération pour réactiver le système nerveux parasympathique. De manière intéressante, certains nageurs ont déclaré ne pas utiliser de techniques de respiration en raison d'un manque de connaissances sur la manière de les réaliser efficacement. Cette constatation souligne l'importance de fournir des recommandations facilement accessibles et clairement structurées sur la manière d'intégrer les techniques de respiration dans les routines d’entraînement et de compétition des sportifs.

Recommandations pour l'utilisation des techniques de respiration

Il n’existe pas de solution universelle concernant l’utilisation des techniques de respiration dans le sport. En général, il est recommandé de suivre une séance de familiarisation aux différentes techniques de respiration et de les pratiquer sous supervision avant de considérer leur utilisation, car elles peuvent potentiellement entraîner un inconfort respiratoire et des effets indésirables si elles sont mal exécutées. De plus, ces techniques doivent d'abord être mises en pratique lors des séances d'entraînement pour respecter la règle : "Ne rien faire de nouveau en compétition" (Riewald & Rodeo, 2015, p. 226). Plusieurs applications smartphones de métronome respiratoire sont également disponibles sur le marché, proposant des solutions simples pour effectuer ces techniques de respiration. Cependant, pour garantir l'exécution correcte des techniques de respiration et le suivi de leurs effets, nous recommandons de faire appel à un spécialiste.

En conclusion, le potentiel d’optimisation de la performance lié à la modification volontaire de la respiration réside dans le choix approprié des techniques de respiration en fonction de la situation et des effets désirés. Les sportifs de tout niveau peuvent obtenir un avantage compétitif en considérant une gamme de techniques de respiration et en adaptant leurs effets à des besoins spécifiques à travers les situations d'entraînement et de compétition. En plus d'améliorer les performances physiques, les techniques de respiration décrites dévoilent leur potentiel en tant qu'outils pour obtenir des avantages psychologiques, tels qu'une concentration et une vigilance accrue, des effets énergisants, ainsi qu’une réduction des effets néfastes de l'anxiété avant les compétitions.

Références

Balters, S., Murnane, E. L., Landay, J. A., & Paredes, P. E. (2018, May 21). Breath booster!:

Proceedings of the 12th EAI International Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare. PervasiveHealth ’18: 12th EAI International Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare, New York NY USA. https://doi.org/10.1145/3240925.3240939

Benarroch, E. E. (1993). The central autonomic network: functional organization, dysfunction, and perspective. Mayo Clinic Proceedings, 68(10), 988-1001.

Eichhorn, L., Erdfelder, F., Kessler, F., Dolscheid-Pommerich, R. C., Zur, B., Hoffmann, U.,

Ellerkmann, R. E., & Meyer, R. (2017). Influence of Apnea-induced Hypoxia on Catecholamine Release and Cardiovascular Dynamics. International Journal of Sports Medicine, 38(2), 85–91. https://doi.org/10.1055/s-0042-107351

Gilbert, C. (1999). Hyperventilation and the body. Journal of Bodywork and Movement

Therapies, 2(3), 184-191. https://doi.org/10.1016/s0965-2302(99)80072-1

Heck, D. H., McAfee, S. S., Liu, Y., Babajani-Feremi, A., Rezaie, R., Freeman, W. J., Wheless, J. W., Papanicolaou, A. C., Ruszinko, M., & Kozma, R. (2017). Breathing as a Fundamental Rhythm of Brain Function. Frontiers in Neural Circuits, 10, Article 115. https://doi.org/10.3389/fncir.2016.00115

Laborde, S., Lentes, T., Hosang, T. J., Borges, U., Mosley, E., & Dosseville, F. (2019).

Influence of Slow-Paced Breathing on Inhibition After Physical Exertion. Frontiers in Psychology, 10, 1923. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2019.01923

Laborde, S., Mosley, E., & Thayer, J. F. (2017). Heart Rate Variability and Cardiac Vagal Tone in Psychophysiological Research - Recommendations for Experiment Planning, Data Analysis, and Data Reporting. Frontiers in Physiology, 8, 213. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2017.00213

Laborde, S., Zammit, N., Iskra, M., Mosley, E., Borges, U., Allen, M. S., & Javelle, F.

(2022). The influence of breathing techniques on physical sport performance: A systematic review and meta-analysis. International Review of Sport and Exercise Psychology, 1-56. https://doi.org/10.1080/1750984X.2022.2145573

Mulder, E. R., Holmström, P. K., & Schagatay, E. K. (2021). Effects of dynamic apnea

training on diving bradycardia and short distance swimming performance. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 62(8), 1037-1044. https://doi.org/10.23736/s0022-4707.21.12549-6

Paul, M., & Garg, K. (2012). The effect of heart rate variability biofeedback on performance

psychology of basketball players. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 37(2), 131–144. https://doi.org/10.1007/s10484-012-9185-2

Riewald, S. A., & Rodeo, S. A. (2015). Science of swimming faster. Human Kinetics.

Saint-Martin, S. V., Turner, M. J., & Ruiz, M. C. (2020). Mental preparation of Olympic and

paralympic swimmers: performance-related cognitions and emotions, and the techniques used to manage them. Journal of Physical Education and Sport, 20(6). https://doi.org/10.7752/jpes.2020.06481

Sakamoto, A., Naito, H., & Chow, C. M. (2014). Hyperventilation as a strategy for improved

repeated sprint performance. The Journal of Strength & Conditioning Research, 28(4), 1119-1126. https://doi.org/10.1519/JSC.0b013e3182a1fe5c

Saraswati, S. (1997). Practical Lessons in Yoga (8th ed.). A divine life society publication.

Sevoz-Couche, C., & Laborde, S. (2022). Heart rate variability and slow-paced breathing: when coherence meets resonance. Neuroscience & Biobehavorial Reviews, 135, 104576. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2022.104576

Smith, R., Thayer, J. F., Khalsa, S. S., & Lane, R. D. (2017). The hierarchical basis of neurovisceral integration. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 75, 274-296. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2017.02.003

Wollburg, E., Meuret, A. E., Conrad, A., Roth, W. T., & Kim, S. (2008).

Psychophysiological reactions to two levels of voluntary hyperventilation in panic disorder. Journal of Anxiety Disorders, 22(5), 886-898. https://doi.org/10.1016/j.janxdis.2007.09.004