VT1, Nasal Breathing et Feedback visuel

Avoir un retour visuel en temps réel sur sa ventilation change la manière de ventiler… et les chiffres le confirment.

Le focus attentionnel est nettement amélioré comme déja documentés dans de nombreux articles de ce blog et comme l'illustre ci-dessous

295 w Hidden vs Seen datas

Dans le cadre du profilage physiologique complet, point d'ancrage du protocole Ventilatory Strategies & Training, sur un même athlète, nous avons comparé plusieurs blocs d'état stable visant à déterminer le VT1, avec et sans feedback visuel, ainsi qu’avec et sans ventilation nasale.

Résultat à 295w

Un pattern ventilatoire plus efficient avec le feedback, et un vrai potentiel de la ventilation nasale à 295 W.

Seen datas Tv 3,28 L / Rf 23,24 vs hidden datas Tv 2,78 L Rf 30,2

• amélioration du Tv 17,5 %

• amélioration de la Rf de 22%

Avec Profil de performance ventilatoire et des zones cibles à suivre, le retour visuel est un élément de gain certain.

Une ceinture comme TYMEWEAR Vital strap pro bien calibrée est un atout précieux

Les études sur le profil de performance ventilatoire :

Ricci, C., & Bouverot, Z. (2025). Ventilatory Strategies : A New Dimension of Sports Performance. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.17657685

311w Vs 318w (Mouth Breathing), la ventilation nasale qui peut repousser le point d'équilibre local

311w Vs 318w mouth seen datas

À 318 W, l’athlète n’était pas encore adapté pour maintenir la ventilation nasale, mais il est très probable qu' àprès seulement quelques mois du protocole Ventilatory Strategies & Training il aurait eu:

• une meilleure adaptation de son système ventilatoire et voies aériennes supérieures

• une meilleure mobilisation et coordination de ses muscles ventilatoires

• force et endurance

• tolérance au cO2

Ce qui auraient repoussé son seuil ventilatoire 1

Ce que nous avons mesuré

- VO2: consommation d’oxygène

- Rf: fréquence respiratoire

- Tv: volume courant (L par respiration)

- Ve: ventilation minute (L/min)

- EqO2: équivalent ventilatoire de l’oxygène (plus bas = plus efficient)

- FeO2: fraction d’O2 expirée (plus bas = meilleure extraction)

- SmO2: saturation musculaire en O2 (proxy de l’équilibre apport/demande)

- THb: signal indicatif du volume sanguin local

Feedback visuel: un pattern ventilatoire plus efficient

Comparons 295–311 W avec feedback vs. 295 W «caché» (sans retour visuel).

Sans feedback (295 W «M1 hidden»)

- Rf ~31 bpm, Tv ~2,80–2,92 L

- Ve ~85–89 L/min

- EqO2 ~21–22 (élevé)

- FeO2 ~15,3–15,6% (élevé)

Avec feedback (311 W SEEN, plus de puissance pour… moins de ventilation)

- Rf ~28–31 bpm, Tv ~3,22–3,26 L

- Ve ~73–75 L/min (plus bas malgré +16 W)

- EqO2 ~17,6–17,8 (mieux)

- FeO2 ~14,1–14,2% (mieux)

Lecture simple:

- Moins de “petites” respirations, plus de volume par cycle.

- Moins d’air ventilé pour plus de puissance.

- Meilleure efficacité ventilatoire (EqO2 plus bas).

- Meilleure extraction d’O2 (FeO2 plus bas).

En clair, le feedback visuel aide l’athlète à caler sa respiration: fréquence un peu plus basse, volume courant plus ample, et un coût ventilatoire réduit pour un même (ou plus haut) output. C’est typiquement le pattern que l’on recherche pour retarder la dérive ventilatoire et tenir plus longtemps près du seuil.

Pourquoi ça n’a pas tenu à 318 W vs 311W… et ce que ça implique

À 318 W (bouche ouverte), les marqueurs montrent:

- Rf ~29–33 bpm, Tv ~3,05–3,41 L

- Ve ~82–88 L/min

- EqO2 ~18,3–18,9 (remonte)

- FeO2 ~14,6–18,1% (tendance à la hausse)

- SmO2 plus bas (~32–38%), signe d’une demande élevée

L’athlète n’a pas pu maintenir la ventilation nasale à 318 W faute d’adaptation spécifique.

C’est attendu: la ventilation nasale une intensité à VT1 ou le dépassant légèrement demande du temps (tolérance au CO2, technique, décongestion, force des muscles respiratoires).

Cependant, vu l’efficacité observée à 295 W, il est très plausible qu’avec l’adaptation nécessaire, la ventilation nasale aurait:

• Contenu la montée de Ve et d’EqO2 à 318 W.

• Maintenu une FeO2 plus basse.

• -Et donc décalé le seuil ventilatoire à une puissance un peu plus élevée.

Ce qu’on retient

• Le feedback visuel améliore immédiatement le pattern ventilatoire:

• Plus de volume par respiration, moins d’hyperventilation.

• Meilleure efficacité (EqO2↓, FeO2↓) pour une puissance égale ou supérieure.

• La ventilation nasale, à 295 W, montre un profil très efficient:

• Rf↓, Ve↓, EqO2↓, FeO2↓.

• Idéal pour «repousser» le seuil.

À 318 W, l’enjeu n’est pas la méthode mais l’adaptation:

Avec le protocole Veniltory strategies & Training et les d’adaptations à la ventilation nasale, on peut espérer un décalage du seuil vers le haut.

Feedback respiratoire (biofeedback): stabiliser la commande et optimiser l’efficacité

Mécanismes de base

-La ventilation minute est `VE = Rf × Tv`.

La ventilation alvéolaire utile est `VA = (Tv − VD) × Rf`, où `VD` est l’espace mort.

La performance dépend plus de `VA` que de `VE`.

- La commande ventilatoire résulte de l’intégration chimiosensible (CO2, pH, O2), mécanique (récepteurs pulmonaires/voies aériennes), et efférente (muscles inspiratoires/expiratoires).

- Le biofeedback stabilise les boucles: réduction de la variabilité non-utile de `fR`, lissage de `VT`, diminution du “bruit” moteur et des oscillations chemoreflex.

Bénéfices physiologiques attendus

Diminution du coût ventilatoire pour un même `VA`:

• Une commande plus régulière réduit les accélérations/décélérations inutiles du flux, donc le travail élastique et résistif par cycle.

• Diminution du recrutement expiratoire actif prématuré (coût élevé).

Protection des muscles respiratoires:

• Moins de hautes fréquences “inefficaces” limite la fatigue diaphragmatique et l’activation du metaboreflex respiratoire (qui autrement détourne le débit sanguin des membres).

Amélioration de la stabilité gazométrique:

• Oscillations plus faibles de `PETCO2`/`PETO2`, donc pH artériel plus stable, meilleure tolérance centrale et musculaire.

Couplage cardio-respiratoire optimisé:

• Variabilité cardiorespiratoire plus cohérente (respiratory sinus arrhythmia mieux organisée), favorisant un retour veineux pulsé et un volume d’éjection systolique plus régulier.

Signatures mesurables

• Baisse de `EqO2`/`EqCO2` à charge constante (meilleure efficacité ventilatoire).

• Stabilisation de `PETCO2` (±2–3 mmHg), baisse de la variance de `Rf` et `Tv`.

• Diminution du coût en O2 de la ventilation (inféré par moindre dérive de VO2 à puissance constante).

• Réduction des signes de fatigue diaphragmatique (si mesuré: pression twitch, P0.1 plus stable).

• NIRS périphérique: remontée/maintien de `SmO2` en fin de bloc à charge stable (reperfusion liée à moindre metaboreflex respiratoire).

Modulation fréquence/volume: déplacer le point de fonctionnement vers un minimum de coût

Mécanismes de base

Le coût mécanique de la ventilation suit une courbe en U en fonction de `Rf` et `Tv`:

• Haut `Rf`/bas `Tv` → pertes résistives (débits élevés, turbulence, espace mort alvéolaire relatif élevé).

• Bas `Rf`/haut `Tv` → pertes élastiques (distension, travail élastique).

Un “optimum” minimise le travail total pour une `VE` donnée, en maximisant `VA` et réduisant `VD/VT`.

L’ espace mort physiologique diminue quand `Tv` augmente (jusqu’à un point), car `VD/Tv` baisse et la proportion d’air alvéolaire utile augmente.

Bénéfices physiologiques attendus

Efficacité ventilatoire accrue:

• Pour un même `VE`, un léger déplacement vers `VT` un peu plus élevé et `fR` un peu plus bas augmente `VA` et diminue `EqCO2`/`EqO2`.

• Diminution de l’hyperventilation relative:

• Stabilisation de `PETCO2` et de l’équilibre acido-basique (moins d’alcalose respiratoire transitoire), améliorant la perfomance neuromusculaire.

Réduction de la charge des muscles accessoires:

• Moins de composante résistive à haut débit → moins d’activation des muscles expiratoires et des intercostaux à haute fréquence, retardant la fatigue.

Prévention de l’hyperinflation dynamique:

• Éviter `Rf` trop élevé réduit l’emprisonnement d’air et maintient un volume pulmonaire expiratoire de fin d’expiration (EELV) plus bas → meilleure compliance et capacité inspiratoire disponible.

Signatures mesurables

1. Baisse de `EqCO2` et `EqO2` à `VO2`/puissance identique (amélioration de l’efficacité).

2. FeO2` qui diminue légèrement (meilleure extraction alvéolaire) avec `FeCO2` stabilisé/hausse modérée appropriée.

3. PETCO2` plus stable (ou légèrement plus haut si hyperventilation corrigée), sans dérive excessive.

4. VE`/`VCO2` slope plus faible sur un palier prolongé.

5. NIRS: `SmO2` stable/ascendante en fin de palier à puissance constante (réallocation du débit au profit des muscles locomoteurs).

Conditions/limites

• L’optimum est individuel: morphologie thoraco-pulmonaire, compliance, voies aériennes, entraînement.

• À haute intensité (au-delà de VT2), l’augmentation de `Rf` devient nécessaire pour évacuer le CO2 non métabolique, donc la marge de modulation se réduit.

Ventilation nasale: filtration, NO endogène, stabilité chimiosensible

Mécanismes de base

• Le nez conditionne l’air (température, humidité) et filtre les particules, diminuant l’irritation bronchique et les réflexes protecteurs qui accroissent le coût ventilatoire.

Le flux nasal augmente l’oxyde nitrique (NO) inhalé depuis les sinus, entraînant:

• Vasodilatation pulmonaire régionale → meilleure correspondance ventilation–perfusion (V/Q).

• Bronchodilatation modérée → résistance des voies aériennes réduite.

• Résistance nasale plus élevée à bas/modéré débit stabilise la dynamique inspiratoire (débit plus laminaire), favorisant une distribution alvéolaire homogène.

Bénéfices physiologiques attendus

Amélioration de l’échange gazeux:

• Meilleure V/Q → `PAO2` plus homogène, diffusion plus efficiente, potentialisant une baisse de `EqO2` à VE identique.

Diminution de la réactivité bronchique:

• Flux plus régulier et air conditionné → moins de bronchoconstriction induite par l’exercice, donc moins de coût ventilatoire.

Stabilité chemoreflex:

• Transitions ventilatoires adoucies, évitant les oscillations de `PETCO2`.

Économie respiratoire indirecte:

• Moins d’irritation et de toux/râles d’effort → cycles plus efficaces, moindres débits de pointe inutiles.

Signatures mesurables

• EqO2` et `EqCO2` en baisse modérée à charge égale, surtout si l’athlète hyperventilait par la bouche.

• PETCO2` légèrement plus élevé mais stable (correction d’une hyperventilation superflue).

• Courbe débit-volume plus régulière (si spirométrie d’effort).

• NIRS: tendance à une meilleure stabilité de `SmO2` en palier prolongé (moins de competition vasculaire des muscles respiratoires).

Conditions/limites

• - À des intensités inférieures ou égales au VT1 pour les non adaptés et se prolongeant vers le VT2 en restant nettement en dessous pour les athlètes du protocole Ventilatory Strategies & Training, le débit requis dépasse souvent la capacité nasale, conduisant à un mélange naso-buccal. Les bénéfices persistent tant que la contribution nasale reste significative.

• Anatomie nasale (déviation de cloison, résistance élevée) peut en limiter l’intérêt.

Intégration systémique: ce qui relie les trois leviers

Optimisation de `VA` et baisse de `VD/VT`:

• Rendements visibles via `EqO2`/`EqCO2` plus bas et `PETCO2` mieux régulé.

Diminution du coût en O2 des muscles respiratoires:

• Réduit le risque de metaboreflex respiratoire, donc moins de vasoconstriction des membres → `SmO2` qui se maintient ou remonte en fin de palier à puissance constante.

Stabilisation acido-basique:

• Moins d’oscillations de pH et de CO2 améliore l’excitabilité neuromusculaire, la coordination et retarde la sensation de dyspnée.

Couplage cardio-respiratoire:

• Ventilation plus régulière → retour veineux phasique plus efficace → volume d’éjection plus stable → dérive cardiaque atténuée pour une charge donnée.

Lecture des données types à puissance constante autour du VT1 potentiel (~316–318 W)

• `VO2` élevé et stable avec légère hausse finale: compatible avec un coût ventilatoire qui ne dérive pas excessivement.

Rf` en hausse modérée (≈ 29 → 33/min) et `VT` en légère baisse (≈ 3.41 → 3.05 L) mais `VE` en hausse modérée (≈ 82 → 88 L/min):

• Si `EqO2` diminue (≈ 18.3 → 18.1) et `FeO2` baisse légèrement, cela signifie une efficacité ventilatoire accrue et/ou V/Q plus favorable.

• SmO2` qui remonte en fin de bloc (≈ 32.7 → 36.2%):

• Signature forte d’un meilleur équilibre perfusion/extraction en périphérie, cohérent avec une charge respiratoire qui n’écrase pas la perfusion musculaire.

Stabilité de `PETCO2` et absence d’hyperventilation marquée:

• Compatible avec une modulation `fR/Tv` plus efficiente et/ou un rôle du flux nasal dans la stabilisation chemoreflex.

Ces marqueurs convergent vers une amélioration de l’efficacité ventilatoire et une protection des ressources périphériques, exactement les bénéfices attendus des trois leviers.

A retenir

- `VA = (Tv− VD) × Rf`: pour une `VE` donnée, une légère hausse de `VT` avec baisse compensatoire de `fR` augmente `VA` tant que `VD/VT` diminue — c’est un premier principe respiratoire, non dépendant d’un protocole spécifique.

- Le coût mécanique total de la ventilation a un minimum: équilibre entre travail résistif (augmente avec `Rf` et débits de pointe) et travail élastique (augmente avec `Tv`).

Se rapprocher de ce minimum réduit la consommation d’O2 des muscles respiratoires.

- La baisse de `EqO2`/`EqCO2` à puissance constante signe une meilleure efficacité ventilatoire (moins de litres ventilés par litre d’O2 consommé/CO2 produit).

- Une remontée de `SmO2` périphérique à charge identique indique une redistribution favorable du débit sanguin (moindre metaboreflex respiratoire et/ou moindre compétition ventilation–locomotion).

- Le NO inhalé via flux nasal a des effets vasodilatateurs pulmonaires reproductibles, améliorant localement V/Q, ce qui tend à abaisser les équivalents ventilatoires pour une `VE` donnée.

Synthèse

- Le feedback VISUEL stabilise la commande, réduit la variabilité inutile, abaisse le coût ventilatoire, protège le diaphragme et améliore la stabilité gazométrique et cardioventilatoire.

- La modulation fréquence/volume déplace le système vers un minimum de coût mécanique, accroît `VA`, diminue `VD/Tv`, abaisse `EqO2`/`EqCO2`, limite l’hyperinflation dynamique et retarde la fatigue des muscles respiratoires.

- La ventilation nasale conditionne le flux, augmente le NO inhalé et homogénéise V/Q, réduisant la réactivité bronchique et stabilisant `PETCO2`, avec une économie ventilatoire indirecte.

- Convergence des marqueurs attendus: baisse d’`EqO2`/`EqCO2`, `PETCO2` stable, `FeO2` en légère baisse, `SmO2` en remontée en fin de palier, dérive modérée de `VE` pour un `VO2` haut mais stable.

Le protocole Ventilatory strategies & training permet d'établir avec une grande précision le profil de performance ventilatoire en associant des Rf-Tv idéaux à des zones de puissance.

Le developpement des habiletés ventilatoires par une meilleure conscientisation mais aussi, mobilisation et coordination des muscles venitlatoires adossés à une amélioration de la force et de l'endurance système ventilatoire, potentialisés par une meilleure tolérance au co2, permet de manipuler sa ventilation de facons efficientes en fonction du contexte de l'effort

Le respect de ce couplage Rf-Tv est un enjeu majeur de performance par l'amélioration drastique du CE à l'effort