Anatomie et physiologie du système respiratoire : de l’air au sang

Respirer se fait sans y penser, ce qui donne l’illusion d’un mécanisme simple. Il ne l’est pas. Pour comprendre l’anatomie et la physiologie du système respiratoire, il faut suivre l’air pas à pas : il traverse le nez, le pharynx et le larynx, descend la trachée, se répartit dans des bronches puis des bronchioles toujours plus fines et finit sa course dans les alvéoles, où l’oxygène rejoint le sang. Le diaphragme fournit l’essentiel de l’effort, et au repos l’expiration se fait toute seule. Ce guide reprend ce trajet étape par étape, puis aborde les muscles, l’espace mort, les effets de l’âge et les signes qui doivent alerter un thérapeute.

Comment fonctionne le système respiratoire (anatomie et physiologie) ?

En bref : L’air entre par le nez, traverse le pharynx et le larynx, descend la trachée, puis emprunte un arbre respiratoire qui compte environ une vingtaine de générations de ramifications, des bronches aux bronchioles, jusqu’aux régions alvéolaires. Les poumons contiennent plusieurs centaines de millions d’alvéoles, dont le nombre varie fortement selon les individus, pour une surface d’échange de l’ordre de 100 mètres carrés : l’oxygène y passe dans le sang, le dioxyde de carbone en sort. Le principal muscle inspiratoire est le diaphragme, qui se contracte, s’aplatit et crée la dépression aspirant l’air ; au repos, l’expiration ne demande aucun effort. Trois processus enchaînés font le travail : ventilation, diffusion, perfusion. Au repos, 5 à 8 litres d’air traversent les poumons chaque minute ; lors d’un effort très intense, la ventilation peut dépasser 100 litres.

La fonction première de l’appareil respiratoire tient en deux verbes : capter l’oxygène de l’air inspiré et éliminer le dioxyde de carbone, un déchet de la production d’énergie qui devient dangereux s’il s’accumule. Il ne travaille jamais seul : le système circulatoire porte l’oxygène vers les organes et ramène le dioxyde de carbone. Le même appareil règle aussi la température de l’air inspiré, retient la poussière et produit la voix [1].

Trois processus doivent s’enchaîner pour que l’oxygène passe réellement dans le sang [2] :

1. La ventilation : l’air inspiré puis expiré par les poumons.
2. La diffusion : le transfert passif des gaz entre les alvéoles et les capillaires.
3. La perfusion : le sang pompé vers les poumons, puis vers les tissus.

Les ordres de grandeur donnent la mesure du travail accompli. Au repos, 5 à 8 litres d’air traversent les poumons chaque minute, et environ 30 cl d’oxygène passent des alvéoles vers le sang. Lors d’un effort très intense, la ventilation peut dépasser 100 litres d’air par minute et l’extraction d’oxygène peut atteindre environ 3 litres par minute [2].

Quelle est l’anatomie de l’appareil respiratoire, du nez aux alvéoles ?

L’appareil respiratoire est une succession de conduits qui vont du large au minuscule : nez, pharynx, larynx, trachée, bronches, bronchioles, puis alvéoles, où s’ouvre une immense surface d’échange.

Le nez, le pharynx et le larynx

L’air entre par les fosses nasales. Le nez participe au réchauffement, à l’humidification et à la filtration de l’air : ses trois cornets superposés le réchauffent sur une large surface vascularisée et l’humidifient [3]. Quand l’air passe par la bouche, ce conditionnement est moins efficace.

Après le nez, l’air traverse le pharynx, puis atteint le larynx. Celui-ci forme l’entrée de la trachée et permet de parler et de chanter [3]. Pendant la déglutition, la protection des voies aériennes repose sur plusieurs mécanismes, notamment la fermeture de la glotte, l’élévation du larynx et le mouvement de l’épiglotte.

La trachée et l’arbre bronchique

La trachée mesure 10 à 12 cm et reste ouverte grâce à une vingtaine d’anneaux cartilagineux en fer à cheval. Elle se divise en deux bronches souches. L’arbre respiratoire comporte ensuite environ une vingtaine de générations de ramifications jusqu’aux régions alvéolaires. Les conduits s’affinent jusqu’à l’épaisseur d’un cheveu, et les bronchioles, d’environ 1 mm, n’ont plus de cartilage [3].

Au bout du trajet, les poumons contiennent plusieurs centaines de millions d’alvéoles, dont le nombre varie fortement selon les individus. Ces bulles d’environ 0,2 mm offrent une surface de l’ordre de 100 mètres carrés, soit environ cinquante fois celle de la peau [3]. C’est ce chiffre qu’il faut garder en tête : la respiration est d’abord une affaire de surface.

Les poumons et la plèvre

Le poumon droit compte trois lobes, le gauche deux. Ce dernier est plus petit parce qu’il partage la moitié gauche du thorax avec le cœur. La plèvre, une membrane glissante dont les deux couches ne sont séparées que par un peu de liquide, laisse les poumons changer de forme sans heurt [1].

Quelle est l’anatomie de la trachée et de l’œsophage, et que voit-on en bronchoscopie ?

Trachée et œsophage sont voisins dans le médiastin, la région centrale de la poitrine. Celle-ci contient aussi le cœur, le thymus, des ganglions lymphatiques et une portion de l’aorte et de la veine cave [4]. Le médiastin sépare les deux cavités pleurales, chacune contenant un poumon.

La bronchoscopie donne une vue directe de cet arbre. Le bronchoscope souple, une sonde munie d’une lumière et d’une caméra, peut être introduit par le nez ou par la bouche ; il descend la trachée et montre l’intérieur des voies respiratoires les plus larges [5]. Il sert au diagnostic, mais aussi à certains gestes thérapeutiques. Le bronchoscope rigide, lui, est principalement utilisé pour des interventions qui demandent un meilleur contrôle des voies aériennes ou des instruments plus importants.

Quels sont les muscles respiratoires et comment fonctionnent-ils ?

Le diaphragme est le principal muscle inspiratoire. En forme de voûte au repos, il se contracte à l’inspiration, se raccourcit, s’aplatit et s’abaisse : la pression négative qui en résulte fait entrer l’air. Au repos, l’expiration est passive : le muscle se détend et les fibres élastiques du poumon se rétractent [3].

Le diaphragme ne travaille pas seul pour autant. Les intercostaux et les scalènes participent aussi à la respiration calme. D’autres muscles, comme les sternocléidomastoïdiens, deviennent surtout des muscles accessoires lorsque l’effort respiratoire augmente.

Le recours visible à ces muscles accessoires figure parmi les signes de difficulté respiratoire relevés à l’inspection, avec la respiration rapide, le tirage intercostal et la respiration paradoxale. En position du trépied, bras appuyés sur les jambes ou sur la table d’examen, certains patients leur donnent un meilleur bras de levier [6].

Pour un thérapeute, la leçon est très concrète. Une personne au repos dont le cou travaille à chaque inspiration ne respire pas comme elle le devrait, et cela se voit sans aucun instrument.

Quelle est la différence entre l’espace mort anatomique et l’espace mort physiologique ?

L’espace mort physiologique est la partie de l’arbre respiratoire qui ne participe pas aux échanges gazeux. Il réunit deux composantes [7] :

Composante	Ce qu’elle recouvre
Espace mort anatomique	L’oropharynx, la trachée et les voies respiratoires
Espace mort alvéolaire	Les alvéoles ventilées mais non perfusées
Espace mort physiologique	La somme des deux

Il correspond normalement à 30 à 40 % du volume courant. Il monte à 50 % chez un patient intubé et dépasse 70 % en cas d’embolie pulmonaire massive, d’emphysème sévère ou d’état de mal asthmatique [7]. À ventilation minute identique, l’augmentation de l’espace mort réduit la ventilation alvéolaire efficace et donc l’élimination du dioxyde de carbone.

Le volume de référence, lui, est modeste. Une respiration normale déplace environ 0,5 litre d’air. La capacité vitale va d’environ 3 litres chez une femme de petite taille à 6 litres chez un homme de grande taille, et il reste 1 à 1,5 litre dans les poumons après une expiration maximale [3].

D’où une conséquence pratique. Les conduits de l’espace mort anatomique gardent à peu près le même volume d’un souffle à l’autre, alors que le volume courant varie. Plus la respiration est superficielle, plus la part de chaque souffle qui n’atteint jamais les alvéoles est grande.

Comment l’appareil respiratoire change-t-il avec l’âge ?

Parmi les principales modifications observées avec l’âge [8] :

• Le débit de pointe diminue : la vitesse d’expiration baisse, par perte d’élasticité des poumons.
• La capacité vitale diminue : la cage thoracique se rigidifie et les poumons perdent en élasticité.
• Les muscles respiratoires s’affaiblissent.
• Les défenses du poumon perdent en efficacité.

Chez une personne en bonne santé, ces changements provoquent rarement des symptômes. Ils réduisent la capacité maximale et allongent le temps de récupération, sans empêcher un adulte âgé bien entraîné de fournir un effort intense. Le risque de pneumonie augmente en revanche, et ces altérations sont aggravées par une maladie cardiaque ou pulmonaire, surtout provoquée par le tabac [8].

Quelles maladies respiratoires sont fréquentes en Suisse, et quels signes doivent alerter ?

L’asthme touche, en Suisse, un enfant sur dix et un adulte sur quatorze [9]. Ses signes caractéristiques sont les sifflements, l’essoufflement, l’oppression thoracique et la toux. Ils varient dans le temps et en intensité.

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) concerne environ 400'000 personnes en Suisse. Ses principaux symptômes sont les expectorations, la toux et la gêne respiratoire. Neuf personnes concernées sur dix fument ou ont fumé pendant de nombreuses années, et environ 20 % des personnes qui fument développent la maladie. Selon la Ligue pulmonaire suisse, le diagnostic est posé entre 40 et 55 ans [10].

Devant un essoufflement, la référence professionnelle range parmi les signes particulièrement préoccupants [11] :

• Au repos : une gêne respiratoire qui persiste sans effort.
• Sur le plan neurologique : une baisse du niveau de conscience, une agitation ou une confusion.
• À l’inspection : un recrutement visible des muscles respiratoires accessoires et/ou un tirage intercostal.
• Signes associés : une douleur thoracique, une perte de poids, des sueurs nocturnes, des palpitations.

Une saturation normale n’exclut pas une embolie pulmonaire [11].

La conduite à tenir dépend du signe. Une dyspnée importante au repos, une détresse respiratoire, une baisse de conscience, une agitation ou une confusion importantes, ou une douleur thoracique inquiétante nécessitent une évaluation médicale urgente et, en cas d’urgence vitale en Suisse, l’appel au 144. Une perte de poids inexpliquée, des sueurs nocturnes ou des palpitations justifient une consultation médicale. Ce sont des signes qu’un thérapeute doit savoir reconnaître, précisément parce qu’ils sortent de son champ.

Où apprendre l’anatomie et la physiologie respiratoires quand on se forme comme thérapeute ?

Deux ressources gratuites en français couvrent le socle. La première est le chapitre « Biologie des poumons et des voies respiratoires » des Manuels MSD, version pour le grand public, dont chaque page porte auteur, relecteur et date de mise à jour [1]. La seconde est la page « Poumons et respiration » de la Ligue pulmonaire suisse, qui détaille l’arbre bronchique, les alvéoles, la mécanique et les volumes [3].

Pour un parcours structuré, l’École de Santé de Suisse Romande, qui publie cet article, consacre au sujet le cinquième de ses neuf week-ends de formation Anatomie Physiologie Pathologie, celui des systèmes cardiovasculaire, respiratoire et rénal : cœur, sang et vaisseaux y sont traités avec les échanges gazeux et l’homéostasie, et le week-end se termine sur l’examen clinique cardiovasculaire et respiratoire. La formation compte 150 heures réparties sur 6 mois, en présentiel à Genève et à Lausanne, ou en ligne et en direct.

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« En anatomie, on retient ce que l’on comprend. Quand une personne saisit pourquoi le diaphragme travaille et pourquoi l’expiration se fait seule, elle n’apprend plus par cœur : elle voit la respiration », souligne François Dupuis, médecin et directeur médical de l’ESSR.

Ce que vous y trouvez :

• Une reconnaissance utile : école reconnue par l’ASCA. La formation constitue une partie de la formation médicale de base pouvant entrer dans les exigences ASCA et RME. Les autres conditions dépendent du registre et de la méthode : méthode reconnue, volume de formation spécifique, formation BLS-AED lorsqu’elle est requise, documents et autres conditions prévues par l’ASCA ou le RME.
• Une légitimité médicale : des cours écrits et supervisés par des médecins, et un diplôme signé par un médecin.
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• Un tarif lisible : 2'950 CHF pour les sessions d’automne et de printemps, payables en 1, 3 ou 5 fois sans frais (tarif au 14 octobre 2026), formation éligible sous conditions au chèque annuel de formation (CAF) genevois de 750 CHF.

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Conclusion

L’anatomie et la physiologie du système respiratoire se résument à un trajet et à une surface. L’air passe du nez au pharynx, au larynx et à la trachée, puis traverse bronches et bronchioles, au fil d’environ une vingtaine de générations de ramifications, jusqu’aux alvéoles. L’oxygène rejoint alors le sang grâce à la ventilation, à la diffusion et à la perfusion. Le diaphragme fait l’essentiel du travail inspiratoire, l’espace mort rappelle que tout l’air inspiré n’est pas utile, et l’âge réduit les réserves sans forcément gêner. Asthme et BPCO sont fréquents en Suisse. Une dyspnée importante au repos, une détresse respiratoire, une baisse de conscience, une agitation ou une confusion importantes, ou une douleur thoracique inquiétante imposent une évaluation médicale urgente, et le 144 en cas d’urgence vitale ; une perte de poids inexpliquée, des sueurs nocturnes ou des palpitations justifient une consultation. Ce socle s’apprend avec des sources fiables ou dans un parcours structuré comme celui de l’ESSR.

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Questions fréquentes

Pourquoi le poumon gauche est-il plus petit que le poumon droit ?

Le poumon gauche est plus petit parce qu’il partage la moitié gauche du thorax avec le cœur [1]. Il compte deux lobes, contre trois pour le poumon droit. Cette asymétrie fait partie des notions d’anatomie respiratoire étudiées dans la formation Anatomie Physiologie Pathologie de l’ESSR, en Suisse romande.

Pourquoi vaut-il mieux respirer par le nez que par la bouche ?

Le nez prépare l’air avant qu’il ne poursuive sa route par le pharynx et le larynx : il participe à son réchauffement, à son humidification et à sa filtration. Ses trois cornets superposés le réchauffent sur une large surface vascularisée et l’humidifient [3]. Quand l’air passe par la bouche, ce conditionnement est moins efficace.

Combien d’air respire-t-on par minute au repos et à l’effort ?

Au repos, 5 à 8 litres d’air traversent les poumons chaque minute, et environ 30 cl d’oxygène passent dans le sang. Lors d’un effort très intense, la ventilation peut dépasser 100 litres d’air par minute et l’extraction d’oxygène peut atteindre environ 3 litres par minute [2].

Quel rôle joue la formation Anatomie Physiologie Pathologie de l’ESSR pour l’ASCA et le RME ?

L’ESSR est une école reconnue par l’ASCA. Sa formation Anatomie Physiologie Pathologie constitue une partie de la formation médicale de base pouvant entrer dans les exigences ASCA et RME. L’obtention d’une reconnaissance dépend ensuite de la méthode thérapeutique choisie et des autres conditions propres à chaque registre : méthode reconnue, volume de formation spécifique, BLS-AED lorsqu’il est requis, documents à fournir. La formation compte 150 heures réparties sur 6 mois, à Genève, à Lausanne ou en ligne en direct.

Relu par le Dr François Dupuis, médecin, directeur médical de l'ESSR, ancien chef de clinique HUG (Voir la bio)

Article publié par l'ESSR, qui propose la formation Anatomie Physiologie Pathologie. Rédigé au mieux de nos connaissances au 14 octobre 2026 ; les informations sur les autres organismes proviennent de leurs sites. Une erreur ? Écrivez-nous, nous corrigeons.

Références

[1] Présentation du système respiratoire - Troubles pulmonaires et des voies aériennes - Manuels MSD pour le grand public, Manuels MSD, consulté le 7 septembre 2026.

[2] Échanges d’oxygène et de dioxyde de carbone - Troubles pulmonaires et des voies aériennes - Manuels MSD pour le grand public, Manuels MSD, consulté le 7 septembre 2026.

[3] Poumons et respiration | Ligue pulmonaire suisse, Ligue pulmonaire suisse, consulté le 7 septembre 2026.

[4] Cavité thoracique - Troubles pulmonaires et des voies aériennes - Manuels MSD pour le grand public, Manuels MSD, consulté le 7 septembre 2026.

[5] Bronchoscopie - Troubles pulmonaires et des voies aériennes - Manuels MSD pour le grand public, Manuels MSD, consulté le 7 septembre 2026.

[6] Évaluation du patient présentant des troubles pulmonaires - Pneumologie - Édition professionnelle du Manuel MSD, Manuel MSD, édition professionnelle, consulté le 7 septembre 2026.

[7] Insuffisance ventilatoire - Réanimation - Édition professionnelle du Manuel MSD, Manuel MSD, édition professionnelle, consulté le 7 septembre 2026.

[8] Effets du vieillissement sur le système respiratoire - Troubles pulmonaires et des voies aériennes - Manuels MSD pour le grand public, Manuels MSD, mise à jour juillet 2025.

[9] Asthme | Ligue pulmonaire suisse, Ligue pulmonaire suisse, consulté le 7 septembre 2026.

[10] BPCO | Ligue pulmonaire suisse, Ligue pulmonaire suisse, consulté le 7 septembre 2026.

[11] Dyspnée - Pneumologie - Édition professionnelle du Manuel MSD, Manuel MSD, édition professionnelle, consulté le 7 septembre 2026.