Des chercheurs de l’Institut royal de technologie de Suède ont découvert que le ronflement simple sans apnée du sommeil partage exactement le même principe acoustique que la clarinette, selon une étude publiée dans la revue internationale Physics of Fluids, éclairant de nouveaux mécanismes sur les vibrations des tissus mous des voies respiratoires supérieures.
Le ronflement concerne une part importante de la population adulte, estimée à grande échelle selon les critères et les tranches d’âge. En Corée du Sud, les estimations de l’Agence coréenne de contrôle et de prévention des maladies indiquent qu’une partie des hommes et des femmes de plus de 40 ans ronflent. Néanmoins, la grande majorité des recherches médicales s’étant concentrée sur les formes graves d’apnée du sommeil, le mécanisme physique précis du ronflement ordinaire sans obstruction des voies aériennes restait largement méconnu.
Le mécanisme aérodynamique de la clarinette transposé aux voies respiratoires
Une équipe de chercheurs de l’Institut royal de technologie de Suède a mis en évidence que dans le cas d’un ronflement standard dénué de syndrome d’apnée, l’air et les tissus mous de la gorge — en particulier le voile du palais et la luette — interagissent en se repoussant et s’attirant mutuellement pour produire le son. Cette dynamique s’avère comparable au fonctionnement d’un instrument à vent de la famille des bois, la clarinette, où le flux d’air continu se transforme en vibrations sonores. Selon les observations rapportées dans Physics of Fluids, l’air respiratoire en mouvement continu provoque directement l’oscillation des tissus palatins.
Pour mener à bien cette analyse, l’équipe scientifique a conçu un modèle informatique tridimensionnel des voies respiratoires supérieures. L’anatomie buccale comprend le palais dur situé immédiatement derrière les incisives, caractérisé par une surface osseuse très rigide, et plus en arrière, le voile du palais constitué de muscles plus souples. C’est précisément cette zone du voile du palais qui a servi de pivot à l’étude.
Modélisation tridimensionnelle et dynamique des tissus mous
Le modèle a intégré une interaction bidirectionnelle où le passage de l’air inspiré et expiré repousse le voile du palais, modifiant en retour le flux aérodynamique. Les paramètres d’écoulement d’air provenaient des relevés respiratoires réels d’une patiente sujette au ronflement mais exempte d’apnée. Contrairement aux hypothèses scientifiques privilégiant historiquement la turbulence — c’est-à-dire les mouvements d’air irréguliers — comme cause principale du bruit, la recherche démontre que la part de la turbulence dans la genèse sonore ne représente qu’une infime partie. Le son provient presque exclusivement d’une pression aérodynamique irrégulière exercée par l’air sur le palais mou lors des inversions du cycle respiratoire.
L’analyse numérique indique que le tissu souple de l’arrière-palais oscille de manière auto-entretenue, à la manière d’un drapeau agité par le vent tant que l’air circule. L’amplitude des vibrations relevée à l’extrémité du voile du palais s’établit entre 2,8 et 4,2 millimètres, une fourchette conforme aux mesures de 2 à 8 millimètres obtenues par imagerie par résonance magnétique sur des patients endormis.
Correspondance des données acoustiques avec les observations cliniques
Les simulations informatiques ont également permis d’évaluer le volume sonore et la fréquence des sons produits. L’intensité acoustique prédite atteint 75 décibels lors de l’inspiration et 69 décibels à l’expiration, l’inspiration générant ainsi un bruit plus élevé. Le pic sonore principal a été mesuré dans la bande des 90 hertz, ce qui concorde avec la plage de 68 à 138 hertz enregistrée lors des relevés sonores de patients réels.
Cette étude a permis de confirmer que le ronflement peut survenir par la seule oscillation auto-entretenue du voile du palais, même lorsque les voies respiratoires restent ouvertes et ne s’effondrent pas. Feng Li, chercheur principal
Feng Li a également souligné que ces résultats indiquent qu’il est crucial de cibler la réduction des vibrations du voile du palais ou des forces aérodynamiques qui les provoquent dans le cadre des traitements du ronflement. Toutefois, les auteurs reconnaissent certaines limites à leur modèle, fondé sur un tube rectiligne simplifié de 3,8 centimètres de diamètre qui ne prend pas en compte les facteurs d’amplification acoustique des fosses nasales ou des poumons, ce qui pourrait sous-estimer légèrement le volume réel tout en surestimant l’amplitude des oscillations en raison de l’absence de prise en compte de l’absorption d’énergie par les tissus.
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