La partition habituelle hypercapnie/hypoxie ne produit pas les bénéfices escomptés par un entraînement régulier.
Le travail hypercapnique, en particulier, ne me semble pas du tout développer les capacités d'apnée. Il peut servir à tester les capacités de résistance d'un apnéiste. Mais il s'agit dès lors d'évaluation, et non pas de formation. À mon avis, ce travail ne génère pas une adaptation physiologique propre à faire progresser en apnée. Du moins c'est mon expérience, et mon hypothèse.
Schagatay, E., Richardson, M. X., & Lodin-Sundström, A. (2012). Size Matters : Spleen and Lung Volumes Predict Performance in Human Apneic Divers. Frontiers In Physiology, 3, 173. https://doi.org/10.3389/fphys.2012.00173
Bouten, J., Caen, K., Stautemas, J., Lefevere, F., Derave, W., Lootens, L., Van Eenoo, P., Bourgois, J. G., & Boone, J. (2019). Eight weeks of static apnea training increases spleen volume but not acute spleen contraction. Respiratory Physiology & Neurobiology, 266, 144‑149. https://doi.org/10.1016/j.resp.2019.04.002
Les mammifères marins possèdent plusieurs mécanismes qui leur permettent de rester immergés pendant de longues périodes. L'immersion de la tête provoque une « réponse d'immersion » caractérisée par une vasoconstriction sélective et une réduction du rythme cardiaque (Andersen, 1966). L'oxygène disponible est conservé pour les organes les plus sensibles à l'asphyxie, le cœur et le cerveau, ainsi que pour les muscles sollicités (Butler et Woakes, 1987), tandis que d'autres organes dépendent du métabolisme anaérobie (revu par Lin, 1982 ; Elsner et Gooden, 1983 ; Kooyman, 1989). [...] Les humains présentent également une réponse d'immersion (Scholander et al., 1962 ; Irving, 1963) similaire, mais généralement moins prononcée, à celle des mammifères marins (Lin, 1982). Cette réponse est provoquée par l'apnée et la stimulation des récepteurs du froid de la partie supérieure du visage (Schuitema et Holm, 1988), comme cela se produit lors de la plongée en apnée (Schagatay et Holm, 1996). Les différences individuelles dans l'ampleur de la réduction de la fréquence cardiaque observée chez l'humain vont d'une variation négligeable à une variation de 70 ± 80 % par rapport à la fréquence cardiaque avant la plongée (Arnold, 1985). Des études intergroupes ont révélé que les plongeurs apnéiques entraînés présentent une bradycardie plus prononcée et des durées d'apnée plus longues que les sujets inexpérimentés (Irving, 1963 ; Hong et Rahn, 1967 ; Schagatay, 1991 ; Schagatay et Andersson, 1998a). [...] La corrélation positive entre la bradycardie et la durée de l'apnée chez l'homme implique un effet de conservation de l'oxygène de la réponse (Schagatay et Andersson 1998a), ce qui pourrait être d'une grande utilité pour le plongeur apnéique. [...]
Vingt-quatre sujets sains (13 hommes et 11 femmes d’âge moyen de 26 ans) ont participé à un programme d’entraînement de gymnastique aérobique de 2 mois afin d’augmenter leur consommation maximale d’oxygène ( _V O 2max ). [...] Neuf sujets en bonne santé (cinq hommes et quatre femmes d'âge moyen de 25 ans) ont pratiqué l'apnée en effectuant une série d'apnées à effort maximal de cinq minutes par jour pendant deux semaines. [...] Alors que le réflexe d'immersion est resté inchangé après deux mois d'entraînement physique, un entraînement à l'apnée pendant deux semaines a accentué la bradycardie et prolongé la phase de détente. L'augmentation du temps d'apnée était donc principalement dû à un décalage du point de rupture physiologique et à une légère tendance à l'allongement de la durée de la phase de lutte. Cela indique que des facteurs principalement associés à l'accumulation de PaCO₂, ou au traitement des informations des chimiorécepteurs, pourraient avoir été altérés par les apnées quotidiennes. Une diminution de la réponse ventilatoire à la PaCO₂ a été observée chez des plongeurs entraînés (Schaefer 1955 ; Song et al. 1963). L'augmentation du réflexe d'immersion est un autre facteur susceptible de contribuer à la prolongation de la phase de détente. Nos résultats concordent avec les observations de bradycardie prononcée et d’apnées longues chez les plongeurs professionnels (Irving 1963 ; Hong et Rahn 1967 ; Schagatay 1991 ; Schagatay et Andersson 1998a), ce qui suggère que leur réflexe d'immersion amplifié et leur capacité apnéique supérieure sont au moins en partie le résultat de leur entraînement à l’apnée.
Schagatay, E., Van Kampen, M., Emanuelsson, S., & Holm, B. (2000). Effects of physical and apnea training on apneic time and the diving response in humans. European Journal Of Applied Physiology, 82(3), 161‑169. https://doi.org/10.1007/s004210050668
Les humains et autres mammifères ont une réponse à l'immersion consistant en un ensemble de réflexes qui sont activés lorsque notre visage est refroidi (comme par l'eau lors d'une plongée) ou si nous retenons notre souffle. Le réflexe d'immersion est un astucieux mécanisme physiologique permettant à l'organisme de tolérer un faible niveau d'oxygène. Ceci est en partie réalisé par un rythme cardiaque plus faible et en partie par une constriction des vaisseaux sanguins périphériques dans les bras et les jambes pour diriger le sang vers les organes internes vitaux comme le cœur et le cerveau qui ont le plus besoin d'oxygène. Les changements dans le corps se produisent relativement rapidement, dans les 30 secondes.
Stig Severinsen, Breatheology : The Art of Conscious Breathing, éd. Glaucus Pub Ltd Inc, 2009.
C'est principalement le système cardiovasculaire qui permet des plongées incroyables. De nombreuses réponses de plongée humaine ont également été observées chez les mammifères marins : le sang qui irrigue la périphérie du corps est rappelé au cœur du torse, et la fréquence cardiaque est réduite, assurant une plus grande économie d'utilisation de l'oxygène. Le phoque par exemple, qui peut plonger à environ 300 mètres, ralentit son pouls de 120 battements par minute à 20.
Plusieurs études d'Umberto Pelizzari ont révélé que dans une apnée stationnaire dans l'eau, sa fréquence cardiaque ralentit progressivement à 30 battements par minute. Le phénomène est encore plus évident lors d'apnée en profondeur.
Umberto Pelizzari et Stefano Tovaglieri, Manual of freediving, éd. Idelson-Gnocchi Ltd., 2004.
Un travail sur l'attention.
L'entraînement foncier développe la quantité de myoglobine dans les tissus musculaires, et développe une forme de troisième réservoir d'O2 : d'abord les poumons, ensuite l'hémoglobine, enfin la myoglobine.
L'entraînement technique permet de développer des gestes et des postures qui vont limiter et rentabiliser la consommation énergétique.
Des apnées fréquentes vont développer la réponse d'immersion (baisse du rythme cardiaque, relaxation), favoriser le développement de la rate et la contraction splénique lors de l'apnée. On privilégiera toujours la fréquence des apnées à leur difficulté.
La consommation de jus de betterave (une alimentation enrichie en nitrates) va favoriser le transport de l'O2 dans l'hémoglobine.
Des assouplissements réguliers, notamment du diaphragme, vont amplifier la mobilité de la cage thoracique, pour développer la capacité pulmonaire et réduire les risques d'accident en profondeur.
Enfin, des lectures et des réflexions sur les phénomènes de l'attention vont permettre de comprendre comment se relâcher.