La ventilation comporte deux temps : l'inspiration, au cours de laquelle les poumons se remplissent d'air en se gonflant, et l'expiration, au cours de laquelle ils se vident tout en se rétractant.

Les poumons sont composés de tissus inertes et n'ont aucune capacité leur permettant, à eux seuls, d' augmenter leur volume. Ce sont les déplacements des structures ostéo-cartilagineuses et musculaires (diaphragme) qui imposent les changements de configuration pulmonaire.

Les muscles inspirateurs

Au cours de l'inspiration, la cage thoracique doit augmenter son volume afin que l'air puisse pénétrer dans les poumons. Ce mouvement de dilatation est assuré par un ensemble de muscles présentant tous une insertion au moins sur une ou plusieurs structures ostéo-cartilagineuses thoraciques.

Lorsqu'ils se contractent en prenant appui sur des structures extra thoraciques (bras, colonne cervicale, bassin...), ces muscles déplacent vers l'extérieur les structures thoraciques, ce qui augmente le volume des poumons (arrimés à la cage thoracique par la plèvre).

Le diaphragme

Le muscle inspirateur principal et obligatoire est le diaphragme. Il peut assurer à lui seul la ventilation, notamment dans les situations de repos ou d'activité physique limitée. Quelles que soient les autres modalités ventilatoires (effort, chant, ventilation thoracique supérieure, costo-diaphragmatique ou "abdominale"), le diaphragme est obligatoirement sollicité ( voir le chapitre 2: Le diaphragme )

Les muscles inspirateurs accessoires

Ces muscles vont être sollicités dans l'inspiration lorsque celle-ci doit se faire avec des volumes importants, quand elle doit être rapide, ou lorsque le sujet veut mobiliser préférentiellement une région thoracique (ventilation thoracique supérieure, ventilation costo-abdominale...).

Les muscles intercostaux externes

Disposés  entre les 12 arcs costaux, 11 muscles intercostaux externes (ICE) participent, de chaque côté, à l'expansion de la cage thoracique au cours de l'inspiration. Localisés au niveau du segment moyen des côtes, ces petits muscles se fixent en haut sur le bord inférieur de la côte sus-jacente, se dirigent obliquement vers l'avant et le bas, pour se terminer sur le bord supérieur de la côte sous-jacente.

Lorsqu'ils se contractent, les muscles ICE se raccourcissent et élèvent les segments antérieur et moyen de l'arc costal, augmentant le volume de la cage thoracique.

Les muscles pectoraux

Le muscle grand pectoral

Les fibres de ce muscles se fixent sur la moitié médiale de la clavicule, de la face antérieure du sternum et des cartilages costaux (du 2ème au 6ème). Elles se dirigent vers le dehors pour se terminer à la face antérieure de l'humérus, donnant au muscle un aspect de triangle à base médiale et sommet latéral.

Le muscle petit pectoral

Situé en profondeur du muscle grand pectoral, les fibres naissent du processus coracoïde de l'omoplate (scapula), se dirigent obliquement vers le dedans et le bas pour se terminer sur les 3ème, 4ème et 5ème côtes.

Lorsqu'ils se contractent en prenant pour point fixe le membre supérieur, ces muscles se raccourcissent et tirent vers le dehors les côtes, dilatant la cage thoracique.

Le muscle serratus antérieur

Les fibres de ce muscle se fixent en arrière sur le bord médial de l'omoplate, contournent horizontalement la cage thoracique en suivant la courbure des côtes, et se terminent sur le segment moyen des côtes, de la 1ère à la 10ème.

Lorsqu'il se contracte en prenant pour point fixe le membre supérieur, ce muscle se raccourcit et tire vers le dehors les côtes, dilatant la cage thoracique.

Les muscles élévateurs des côtes

Ces muscles se fixent en arrière sur l'apophyse transverse de la vertèbre thoracique, se dirigent obliquement vers le bas pour se terminer sur l'arc postérieur de la côte sous jacente.

Lorsqu'ils se contractent, ces muscles élèvent l'arc costal, dilatant la cage thoracique.

Les muscles serratus postérieurs (ou muscles dentelés postérieurs)

Le muscle serratus postérieur et supérieur naît au niveau de l'apophyse épineuse des dernières vertèbres cervicales et des 2 premières vertèbres thoraciques. Il se dirige obliquement vers le bas pour se terminer à la partie postérieure de l'arc moyen des 2ème, 3ème, 4ème, et 5ème arcs costaux.

Le muscle serratus postérieur et inférieur, naît au niveau de l'apophyse épineuse des 2 dernières vertèbres thoraciques et des 2 premières vertèbres lombaires. Ses fibres se dirigent obliquement vers le haut et le dehors pour se terminer à la partie postérieure du segment moyen des 4 dernières côtes.

Lorsque ces muscles se contractent, ils tirent vers l'arrière et le dehors les côtes, dilatant la cage thoracique.

Le muscle grand dorsal

Les fibres de ce volumineux muscle couvrent la moitié inférieure du dos. Elles se fixent sur les apophyses épineuses des vertèbres sacrées, lombaires et thoraciques inférieures, se dirigent vers le haut et le dehors pour se terminer sur la partie haute de l'humérus.

Le muscle trapèze

Ce muscle couvre par ses fibres la nuque et la partie haute du dos. Il se fixe sur l'os occipital et sur les apophyses épineuses des vertèbres cervicales et thoraciques. Les fibres se dirigent latéralement pour se terminer sur la clavicule et la partie haute de l'omoplate.

Lorsqu'ils se contractent en prenant comme point fixe le membre supérieur, ces muscles redressent la colonne vertébrale en effaçant ses courbures, favorisant l'inspiration.

Les muscles du cou

Parce qu'ils se fixent par l'une de leurs extrémités sur la partie haute de la cage thoracique (clavicule, omoplate, sternum, première côte), un certain nombre de muscles du cou participe à l'agrandissement thoracique.

C'est le cas notamment des muscles sterno-cléïdo-mastoïdiens, superficiels, et des muscles scalènes, profonds.

La description anatomique des muscles du cou sera étudiée en détail dans le chapitre sur les muscles extrinsèques du larynx.

Les muscles intercostaux internes

Disposés  entre les 12 arcs costaux, 11 muscles intercostaux internes (ICI) participent, de chaque côté, à la rétraction de la cage thoracique au cours de l'expiration. Localisés au niveau du segment antérieur des côtes, ces petits muscles se fixent en haut sur le bord inférieur de la côte sus-jacente, se dirigent obliquement vers l'arrière et le bas, pour se terminer sur le bord supérieur de la côte sous-jacente.

Lorsqu'ils se contractent, les muscles ICI abaissent les segments antérieur et moyen de l'arc costal, diminuant le volume de la cage thoracique.

Le muscle transverse du thorax

Muscle pair, il se fixe par des digitations à la face interne de la moitié inférieure du sternum. Ses fibres se dirigent vers le haut et le dehors pour se terminer sur le cartilage costal des 2ème, 3ème, 4ème, 5ème et 6ème arcs costaux.

Quand il se contracte, ce muscle abaisse les cartilages costaux, réduisant le volume de la cage thoracique.

Les muscles expirateurs

Au cours de l'expiration, la cage thoracique doit diminuer son volume afin que l'air puisse être expulsé hors des poumons. Ce mouvement de rétraction est assuré par les forces élastiques nées au cours de la dilatation inspiratoire et par un ensemble de muscles présentant tous une insertion au moins sur une ou plusieurs structures ostéo-cartilagineuses thoraciques.

Lorsqu'ils se contractent en prenant appui sur des structures extra thoraciques (bras, colonne cervicale, bassin...), ces muscles déplacent vers l'intérieur les structures thoraciques, ce qui diminue le volume des poumons (arrimés à la cage thoracique par la plèvre).

Les muscles abdominaux

Le muscle transverse de l’abdomen

Ce muscle constitue la couche la plus profonde des muscles de la paroi abdominale.

De chaque côté, les fibres musculaires se fixent en arrière sur les vertèbres lombaires, se dirigent horizontalement vers l’avant en contournant la masse viscérale abdominale et se terminent sur son aponévrose.

Le muscle transverse peut être divisé en trois régions fonctionnellement différentes :

• Le tiers supérieur agit en synergie/antagonisme avec le diaphragme, participant de manière importante au contrôle de la pression expiratoire

• Le tiers moyen permet d’ajuster la rigidité de la courbure lombaire

• Le tiers inférieur participe à la stabilité du bassin et agit sur les pressions intra-abdominales en les élevant, à la manière d’un corset

Le muscle oblique interne ou petit oblique

Muscle situé en superficie du muscle transverse, il se fixe en bas sur la crête iliaque. Ses fibres se dirigent vers le haut et l’avant, contournant la taille, pour se terminer pour les plus hautes sur les dernières côtes, et pour les plus basses sur l’aponévrose du petit oblique.

Le muscle oblique externe ou grand oblique

Le muscle oblique externe recouvre de chaque côté l’oblique interne. Ses fibres musculaires se fixent en haut sur les côtes inférieures, se dirigent vers le bas et l’avant pour se terminer sur la crête iliaque pour les basses, et l’aponévrose du grand oblique pour les plus hautes.

En plus de leur action sur l’inclinaison du tronc, les muscles obliques participent à contenir la masse abdominale, et à la repousser vers le haut lors de l’expiration.

Le muscle grand droit

Ce muscle situé à l’avant de l’abdomen, se fixe en bas sur le pubis. Ses fibres se dirigent verticalement vers le haut pour se terminer sur le sternum et les cartilages costaux.

Son action majeure est la flexion du tronc. Il participe également à l’expiration, en tirant vers le bas la partie basse et antérieure de la cage thoracique. La contraction sous ombilicale du grand droit, si elle n'est pas soutenue au préalable par l’activité des muscles transverse, repousse les viscères vers le périnée.

L’activité musculaire du grand droit peut être globale ou étagée, localisée à sa partie haute, moyenne ou inférieure, ou encore se faire de manière successive. Du bas vers le haut, la contraction étagée favorise la poussée des viscères vers le haut, donc l’expiration et la phonation. Du haut vers le bas, elle augmente la pression sur le plancher pelvien.

Les muscles de la ceinture abdominale ont pour effet de mobiliser le tronc en favorisant ou en freinant ses mouvements. Ils contiennent les viscères de la cavité abdominale et peuvent les immobiliser, les déplacer et élever la pression intra-abdominale. En favorisant la remontée du diaphragme et l'abaissement des côtes inférieures, ces muscles abdominaux participent à la diminution du volume de la cage thoracique donc du volume pulmonaire. Leur sollicitation permet de contrôler l'expiration, quand celle-ci doit être prolongée, puissante ou finement contrôlée notamment dans la voix chantée.

Leur contraction peut être globale mais elle doit, surtout dans la phonation, plutôt être sectorisée, transformant la paroi abdominale en un véritable clavier étendu de la ceinture pelvienne au thorax. Il est alors plus facile de coordonner la contraction d’un étage de la ceinture abdominale avec le jeu du diaphragme et/ou celui du plancher pelvien, pour obtenir un contrôle précis et modulable de l’expiration phonatoire.

La sangle musculaire abdominale participe ainsi à la constitution de l'enceinte abdomino-périnéo-diaphragmatique, dont la synergie est fondamentale dans la phonation.