Fête de la science : des chercheurs de Montbonnot-Saint-Martin aident les sportifs grâce à la vidéo

L’analyse de mouvement, késako ?

Ces recherches regroupent un ensemble de techniques et de connaissances pour mesurer et comprendre le mouvement. Pour y parvenir, on mesure par exemple à quelle vitesse le genou se déploie pendant la locomotion ou quelle force exerce la main quand on grimpe. Je coordonne un programme national, en collaboration avec des collègues de toute la France, où nous utilisons la vidéo pour étudier et mesurer les mouvements pendant les performances sportives de haut-niveau.

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Le mouvement est mesuré par la vidéo

Traditionnellement en analyse de mouvement nous utilisons des capteurs que nous plaçons sur le sujet. Je suis sûr que vous en avez déjà vu : ces petites boules blanches utilisées pour les effets spéciaux au cinéma. Malheureusement, si elles sont très précises, elles ne sont pas du tout adaptées au contexte du sport. La pose de marqueurs prend trop de temps, elle n’est pas possible en compétition et les capteurs peuvent même gêner les athlètes dans leur mouvement.

La vidéo, c’est mieux pour le sportif

Eh pas du tout pour le chercheur ! Là est le challenge. En effet, même si notre œil voit globalement bien le mouvement, l’ordinateur lui ne voit qu’un ensemble de pixels sans distinction claire. Nous utilisons alors des techniques dites d’apprentissage automatique.

L’ordinateur « apprend » à reconnaître à partir de milliers d'exemples d’images à quoi ressemble un pied, une main, un genou... Une fois le modèle ajusté, les vidéos des performances sportives sont soumises à ces modèles de prédiction qui repèrent pour chaque image où se trouvent ces différentes parties du corps.

Des capteurs pour mesurer la force

La vidéo permet de déduire la trajectoire des membres mais déduire une force est plus complexe car on peut effectuer le même mouvement en appliquant des forces différentes. Par exemple, en escalade, pour grimper on peut utiliser surtout ses jambes, surtout ses bras ou plus classiquement une combinaison de tous les membres. Donc mesurer les forces à partir de la vidéo est plus compliqué car celles-ci sont « cachées ».

Nous utilisons plutôt des capteurs capables de mesurer la force sous ses trois dimensions. En combinant les forces exercées par les points d’appui et la trajectoire des membres grâce à la vidéo, nous calculons toutes les forces internes exercées aux articulations par les muscles. Nous avons notamment travaillé avec l’équipe de France d’escalade de vitesse, qui s'entraîne à Voiron, où un mur a été équipé de capteurs de force installés dans les prises, en combinaison avec les techniques d’analyse de trajectoire du corps à partir de la vidéo.

La recherche permet-elle d’améliorer les performances des sportifs ?

Il est difficile de mesurer notre impact sur la performance des athlètes, tant leurs résultats reposent sur un nombre important de facteurs, de leur forme physique à leur condition mentale.

Au cœur de la performance de haut-niveau, c’est l’entraîneur qui coordonne au mieux tout cet ensemble. C’est lui notre interlocuteur principal. Nous lui apportons un complément d’information objective, sur la pratique en termes d’effort, qu’il intègre ensuite dans son projet d’accompagnement de la performance.