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27.02.17 - Des chercheurs de l’EPFL ont réussi à fournir, pour la première fois, des temps de passage précis à chaque porte tout au long d’un slalom. Le système permet de calculer la vitesse et la trajectoire des skieurs plus précisément qu’un GPS.

En slalom ou slalom géant, les règles sont les mêmes, il faut passer des portes le plus vite possible. Mais pour analyser la performance de l’athlète, les outils à disposition ne fournissent que des informations partielles. Elles se limitent à quelques temps intermédiaires, et aux images vidéo qui doivent ensuite être analysées manuellement. Les entraîneurs s’appuient aussi sur les systèmes de positionnement par satellite, qui permettent d’obtenir la trajectoire et la vitesse du skieur, mais certains de ces outils sont complexes à utiliser.

Benedikt Fasel et l’équipe du Laboratoire d’analyse et de mesure des mouvements (LMAM) ont combiné plusieurs technologies pour suivre scrupuleusement les skieurs sur chaque tronçon du parcours. «Ce qui est intéressant c’est d’avoir un ensemble de systèmes qui sont utilisés pour différentes applications, mais qui, réunis, permettent de déterminer précisément et d’une manière automatisée le timing, la vitesse et la trajectoire.»

En plus des accéléromètres et des gyroscopes qui prennent en compte l’accélération et la vitesse angulaire - données à partir desquelles on peut connaître l’orientation des différentes articulations comme la hanche, le genou ou le tronc – les chercheurs ont ajouté un système magnétique pour obtenir le temps de passage de chaque porte.

Les capteurs inertiels ne donnent pas directement la vitesse ou la position du skieur. Ces informations doivent être calculées à partir des accélérations mesurées et sont fortement affectées par des erreurs, comme les vibrations dues à la vitesse et aux mouvements de l’athlète. «Un GPS ordinaire ou bas de gamme comme utilisé dans les téléphones portables peut mesurer la vitesse et la position en réduisant ces erreurs. Mais ces systèmes ne sont pas assez précis, nous aimerions une résolution de 10 à 15 cm», note Benedikt Fasel. C’est ainsi qu’est née l’idée de coupler les données des capteurs inertiels avec celles des aimants.

Des portes aimantées

Pour ponctuer la piste, les chercheurs ont muni chacune des portes d’un aimant. Le skieur porte un magnétomètre qui détecte les portes et lorsqu’il s’en approche: «Le champ magnétique est le plus fort au moment où le skieur passe vraiment la porte. Si on connaît l’amplitude, on peut aussi calculer la distance. Grâce à ces informations, on peut savoir où se trouve le skieur par rapport à la porte et en déduire sa vitesse.» En connaissant la position exacte des portes, les erreurs de vitesse et de trajectoires calculées à partir des accélérations peuvent être corrigées à chaque passage de porte.

La méthode a été validée sur 17 courses d'un parcours de slalom géant. Une caméra à haute vitesse a corroboré les mesures prises par le magnétomètre et a prouvé que le skieur passait la porte au moment précis où l’amplitude du champ magnétique était la plus grande. Le Laboratoire de l’EPFL a déposé un brevet pour cette technologie.

«Le but final, c’est de permettre à l’athlète et à son coach de comprendre, non pas de manière intuitive, mais grâce à des données scientifiques quels sont les points perfectibles. Les aimants aident à connaître la trajectoire avec une grande précision. On peut analyser le parcours du skieur, ses faiblesses et ses forces », conclut le chercheur.

Dossier de presse
http://go.epfl.ch/auA

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