09 Juillet 2018  |  Sensorique
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 05/2018

Un petit capteur pour de grandes performances sportives

Elsbeth Heinzelmann*

Lorsqu’en 2010, l’Institut for Human Centered Engineering HuCE de la Haute école spécialisée bernoise (BFH) et l’École fédérale de sport Macolin (EFSM) se sont lancé dans un projet de recherche, l’heure était venue pour Axiamo. Louis Heyer, entraîneur-chef chez Swiss Athletics, s’est enthousiasmé des résultats de l’entraînement et a voulu mesurer les paramètres de course de ses athlètes. La bonne coopération entre les développeurs de la BFH, les scientifiques du sport et les entraîneurs de l’EFSM a conduit à la fondation de la start-up Axiamo.

Le monde du sport a retenu son souffle lorsque le Jamaïcain Usain Bolt a couru les 100 mètres en moins de 9,6 secondes en finale des championnats du monde d’athlétisme à Berlin le 16 août 2009. Seules 124 personnes ont réussi cette performance physique et psychologique exceptionnelle. Usain Bolt a, quant à lui, franchi cette barrière 49 fois dans sa carrière et a décroché six médailles d’or.
 
Le système d’analyse de course Axiamo XRUN est commandé par une application mobile pour tablettes. Des mesures sont possibles pendant l’entraînement et en compétition. (Photo: BFH)
 
Une «simple» affaire de biomécanique ?
Bien que la biomécanique soit actuellement considérée comme une science interdisciplinaire regroupant l’anatomie, la mécanique et la physiologie, ses origines remontent au IVe siècle. À l’époque, Aristote, philosophe et médecin passionné par les processus de mouvement, observait la course et le saut ainsi que le vol des animaux.
Le médecin particulier de l’empereur Marcus Aurelius, Claudius Galenus, a complété, 400 ans plus tard, l’étude de l’appareil locomoteur en décrivant la position et l’action des muscles. Léonard de Vinci a construit des automates artificiels à partir de ses recherches sur l’«Homme Machine».
Aujourd’hui courir est à la mode. Selon Swissrunners, quelque 200’000 personnes pratiquent chaque année la course à pied. Elles peuvent compter les pas effectués et additionner les calories. Mais il n’est pas possible… ou n’était pas possible d’éviter les problèmes de santé, d’améliorer l’entraînement et d’augmenter les performances en compétition. Aujourd’hui, le capteur Axiamote d’Axiamo vient à la rescousse. Ce composant peut être utilisé sur n’importe quel terrain, 24 heures sur 24. Il enregistre les mouvements grâce à un capteur inertiel intégré, en combinant plusieurs capteurs d’accélération et de vitesse de rotation, par exemple.
 
Du laboratoire au marché
La puce intégrée mesure, en dix degrés de liberté, l’accélération 3D, la rotation et le champ magnétique terrestre, ainsi que la pression atmosphérique. Elle transmet les données à un écran, puis un spécialiste évalue le déroulement des mouvements et prend, si nécessaire, des mesures contre les surcharges. Les médecins et les scientifiques du sport, les physiothérapeutes, ainsi que tous les professionnels qui s’intéressent aux données précises du mouvement des sportifs et veulent en connaître l’origine, sont considérés comme des experts actifs. Des thérapies spécifiques ou un changement du déroulement des entraînements sont des mesures contre les surcharges. Le sportif – ou le patient – porte sur le corps le petit capteur de 35 x 25 x 7 mm, pesant 8,5 g ou le fixe aux lacets de sa chaussure. Comme le capteur Axiamote ne présente aucune partie mobile, il est très résistant aux chocs et peut être utilisé dans des conditions difficiles. La batterie fonctionne plus de deux heures avec un échantillonnage continu à haute fréquence et un enregistrement dans la mémoire flash intégrée. Un boîtier en silicone protège le capteur de l’humidité en cas d’utilisation sous la pluie.
Aussi bien les experts que les profanes utilisent le même capteur. Seul le logiciel permettant de lire les données est différent. Pour répondre aux questions des coureurs, l’application Axiamo XRUN permet d’améliorer l’entraînement avec des informations spécifiques. Pour les données générales de mouvement, les médecins et physiothérapeutes peuvent, par exemple, accéder à des données brutes détaillées et très précises grâce à l’application Axiamo XDATA.
 
Le capteur Axiamo: sa taille compacte et son poids plume de 8,5 g offrent des analyses de mouvement de haute précision et un port confortable. (Photo: BFH)
 
De nouvelles applications
L’équipe de la BFH a développé de nouvelles applications basées sur ce système de capteur. L’intégration du capteur Axiamote dans les protège-tibias des joueurs de football permet, par exemple, de connaître la position des joueurs et leurs actions. À partir de ces données on obtient des informations intéressantes, telles que la possession du ballon, les séquences de passes ou le positionnement tactique de l’équipe. Il en résulte des rapports à valeur ajoutée destinés aux entraîneurs et au personnel technique, car le système peut être mis en place en un rien de temps sur n’importe quel terrain et les joueurs le remarquent à peine.
 
Un grand esprit d’innovation
Un capteur aussi innovant repose sur un grand esprit d’innovation. Bien que les trois fondateurs de l’entreprise soient tous diplômés en ingénierie, ils se sont spécialisés dans divers domaines, tels que le développement de matériel et de logiciels, la conception, le développement d’algorithmes, la gestion de la qualité, ainsi que le marketing.
L’idée de cette plate-forme de capteurs est née de la coopération entre la Haute école spécialisée bernoise de Bienne et l’Office fédéral du sport de Macolin. Louis Heyer, entraîneur-chef de course de Swiss Athletics, s’est renseigné à Macolin sur des données relatives au déroulement des mouvements de ses athlètes. Marcel Jacomet, responsable de l’Institut Human Centered Engineering HuCE de la BFH, a rapidement trouvé des collaborateurs motivés à saisir leur chance en fondant une start-up et commercialiser la plate-forme de capteurs. Ils connaissaient le potentiel du capteur Axiamote.
 
 
Le capteur de course Axiamo XRUN utilisé lors d’une compétition à Metz, en France. (Photo: www.trackandlife.fr)
 
 
Fonder une start-up et se lancer…
Par la suite, la famille des capteurs s’est agrandie, chaque nouveau venu s’adaptant à des besoins particuliers des utilisateurs. Il existe une version pour les athlètes ambitieux qui s’entraînent professionnellement. Ce capteur leur permet de mesurer leur performance, d’optimiser leur entraînement et de surveiller leurs résultats à long terme. Les entraîneurs comparent les performances individuelles; le capteur leur donne un résultat objectif et ils optimisent l’entraînement du sportif, comparent les performances des joueurs et en apprennent davantage sur la dynamique de l’équipe. Le capteur fournit des données de mouvement précises aux instituts de recherche sportive, pour adapter le système à une application personnalisée.
 
Aussi pour les sportifs amateurs
Afin d’attirer un maximum de personnes intéressées, l’équipe d’Axiamo a décidé, l’été dernier, de rendre son innovation accessible aux sportifs amateurs, afin qu’ils puissent évaluer divers facteurs, tels que la longueur et la fréquence des pas ou la durée de contact des pieds avec le sol, par exemple. La façon la plus simple est d’utiliser une application sur un smartphone, une tablette ou un PC. On peut y lire les charges auxquelles le corps est exposé et prendre à temps les précautions nécessaires pour éviter les blessures. «Pour l’instant, nous voulons développer le marché européen des clubs de football de haut niveau et de la relève, mais aussi nous établir dans les ligues nationales», déclare Michael Gasser, le PDG Axiamo.
 
Le centre BFH Technologies en sport et médecine
De plus en plus de personnes souhaitent retrouver la forme, optimiser leurs performances au travail ou au sport. Le centre BFH Technologies en sport et médecine, ainsi que les différents instituts, tels que l’HuCE, l’IRPT et l’EHSM y contribuent. Des spécialistes s’adonnent à la recherche et développent de manière interdisciplinaire des innovations destinées au sport d’élite, à la prévention, à la réhabilitation et à la technique médicale. Des PME, des cabinets médicaux, des hôpitaux et des fédérations sportives font partie de leurs clients.
www.bfh.ch/humantec
 
 
Axiamo GmbH
2560 Nidau
 
Haute école spécialisée bernoise
2012 Berne
Tél. 031 848 33 00
www.bfh.ch
 
Institute for Human Centered Engineering HuCE
Prof. Marcel Jacomet
Tél. 032 321 62 41
www.huce.ch/microlab

 
 

*Journaliste science + technologie


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