réalité virtuelle pour la préparation olympique

« La France occupe une position de leader international pour l’usage de la réalité virtuelle dans le sport. » Franck Multon, directeur de recherche à l’Institut national de recherche en informatique et en automatique (Inria), le dit sans emphase. Depuis plus de vingt ans, des professionnels des sciences du sport et de la réalité virtuelle associent leurs compétences au sein de l’antenne rennaise de l’institut. Cet avantage marginal permettra-t-il aux Français de remporter davantage de médailles cet été à Paris ?

AuInstitut National du Sport, de l’Expertise et de la Performance (Insep), temple des champions de France, les boxeurs bénéficient déjà de leur travail. Casque de réalité virtuelle sur la tête, l’un d’eux continue de frapper dans le vide. Plongé dans son combat, face à un adversaire virtuel mais réaliste, il termine la séance épuisé, le sourire aux lèvres. Mamadou Bakary Diabira, entraîneur adjoint de boxe anglaise au centre français de l’Insep, affirme vivre cette situation à chaque fois qu’il propose à un nouveau boxeur d’essayer la réalité virtuelle.

« Ce n’est pas une solution miracle, mais cela améliore les performances de nos athlètes. Ils prennent ces sessions virtuelles comme du vrai travail », assure-t-il, soulignant également la possibilité de proposer un entraînement à l’encontre d’un athlète blessé, mais sans coups. « C’est un outil complémentaire dans l’arsenal des entraîneurs. La réalité virtuelle reste une infime partie de leurs méthodes de formation. » souligne Richard Kulpa, coordinateur du projet Revea, qui vise à optimiser les performances sportives grâce à la réalité virtuelle.

Évitez les entraînements risqués

Outre l’équipe d’Inria Rennes qui porte le projet, des universitaires de Marseille et de Reims travaillent sur le sujet, soit au total une vingtaine de personnes. Revea fait partie des 11 projets financés, à hauteur de 4,3 millions d’euros, par le programme prioritaire de recherche sur le sport de haut niveau, lancé en 2020 et doté au total de 20 millions d’euros par l’État.

Trois disciplines olympiques – la boxe, l’athlétisme et la gymnastique – bénéficient de cette expertise. Les fédérations de boxe et d’athlétisme ont demandé la possibilité de travailler virtuellement sur la défense et la prise de décision lors de la passation de pouvoir. Objectif : trouver une alternative à un véritable entraînement, source de blessures.

“Dès qu’on fait de la réalité virtuelle, les questions qu’on se pose sont : qu’allons-nous apporter de plus et pourquoi ne pouvons-nous pas le faire dans la vraie vie ? ?”

Richard Kulpa, coordinateur du projet Revea

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” Travailler la défense en boxe est problématique, car cela nécessite d’encaisser des coups. Avec le ‘boxe invisible’ (boxe dans le vide), le boxeur n’est pas confronté à un adversaire, il ne s’entraîne pas à anticiper. Avec la réalité virtuelle, on peut créer un avatar, contrôler la séquence et quantifier la performance de l’athlète. Le nombre de coups reçus, par exemple”, poursuit le professeur universitaire de sciences du sport.

Des avatars qui ne se lassent pas

De la même manière, l’avatar sprinter ne se fatigue pas et maintient sa vitesse de pointe tout au long des passages. Son coéquipier, bien réel, peut multiplier les départs sur quelques appuis. Et pour mettre le sprinteur sous pression, il est même possible d’ajouter des adversaires virtuels. “L’athlète peut pratiquer une bonne prise de décision en faisant jusqu’à trente répétitions, car le départ est moins énergivore. En réalité, un passage complet, à pleine vitesse, ne peut être répété que cinq ou six fois. fois”, contextualise Franck Né, responsable du collectif 4×100 mètres féminin.

En gymnastique, des chercheurs rémois ont développé des avatars de gymnastes pour leur permettre d’observer sous toutes les coutures leurs propres mouvements, et même ceux dont ils ne maîtrisent pas encore l’enchaînement. Les figures réalisées par l’athlète sont capturées séparément et l’intelligence artificielle se charge de les réunir.

« Le casque ressemblait à un jeu vidéo totalement immersif. C ‘est impressionnant.”

Zachari Hrimèche, gymnaste

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« Au cheval d’arçons, notre spécialiste Benjamin Osberger a été pris comme modèle. J’ai pu analyser son mouvement et comprendre comment placer mon poids sur une silhouette que je ne maîtrisais pas. » poursuit le spécialiste du saut d’obstacles.

Souvent jeunes et déjà familiers avec les jeux vidéo, les sportifs se sont montrés globalement réceptifs. Mais l’objectivation quantifiée de leurs performances a pu susciter des craintes. « Certains craignaient que les entraîneurs utilisent ces données pour faire des choix. Mais cela ne suffit pas.» rassure Richard Kulpa, qui rappelle aussi que, si les chercheurs publient leurs résultats dans des revues scientifiques, les données des sportifs de haut niveau ne sont jamais révélées.

De longs mois de développement

L’Insep a dû être patient avant de pouvoir utiliser les différents casques de réalité virtuelle. Plusieurs mois à plusieurs années de travail de développement et de co-construction entre scientifiques et sportifs auront été nécessaires. Principal obstacle aux différents projets : le temps incompressible de l’acculturation. Les chercheurs ont dû apprendre à décrypter le vocabulaire et les attentes des entraîneurs. Ces derniers ont dû à leur tour saisir les possibilités, mais aussi les limites, des outils technologiques.

Grâce aux retours, le système a continué à s’améliorer. Les sportifs sont ainsi passés des casques filaires à la technologie Bluetooth. « Aujourd’hui, on ne peut pas l’utiliser en extérieur à cause de la sensibilité des caméras. Mais bientôt, des capteurs seront intégrés et les athlètes pourront s’entraîner en extérieur, avec leurs pointes de compétition. » explique Franck Né.

Pour se rapprocher au plus près de l’ambiance des Jeux Olympiques, le casque plonge les sprinteurs dans l’enceinte du Stade de France, avec sa piste violette et le bruit de ses supporters. “Mais par exemple, il manque le ‘hop’, le signal donné par le coéquipier”, regrette la responsable du relais 4×100 mètres féminin.

Efficacité à démontrer

Malgré quatre années de travail, il est encore trop tôt pour tirer des conclusions claires quant à l’efficacité des casques de réalité virtuelle sur les performances des sportifs. « Le grand défi est de permettre aux athlètes d’apprendre quelque chose qui fonctionne aussi sur le terrain. Il faut que cela soit transférable. Nous travaillons selon une logique d’essais et d’erreurs. » reconnaît Franck Multon.

« On remarque que ceux qui ont déjà testé les casques améliorent leur prise de décision dans l’environnement virtuel. Mais nous n’avons aucune perspective pour voir s’il y a un impact dans la réalité. »

Richard Cursaz, responsable de l’équipe de France masculine du 4×100 mètres

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Face au manque d’études, le coach réserve le recours à la réalité virtuelle aux périodes de formation et non à l’approche de grandes échéances. Même constat de flou en gymnastique. Si les gymnastes ont l’habitude de toujours vérifier leur image en vidéo après leur séance, l’outil bien plus immersif de la réalité virtuelle est proposé avec parcimonie. « Nous n’en avons pas encore vu les effets. Nous sommes en phase exploratoire, reconnaît Nicolas Tordi, conseiller scientifique de la Fédération française de gymnastique (FFG). Nous ne savons pas encore quand ni à quelle fréquence le casque devra être proposé.”

Surtout, en gymnastique, l’outil a mis du temps à être proposé. La faute à l’intelligence artificielle qui peine à reconstruire des mouvements éloignés des capacités motrices naturelles comme la marche. “Pour créer l’avatar d’une minute de mouvement, il a fallu trois semaines de travail”, illustre Nicolas Tordi.

Le futur en pointillés

Avec les Jeux Olympiques comme point d’orgue, le projet Revea devrait s’achever fin 2024. Les scientifiques et le monde sportif travaillent en coulisses pour que les liens tissés perdurent et que les travaux engagés se poursuivent. Deux pistes principales se dégagent. Le premier concerne le transfert de travail vers des entreprises voyant des opportunités possibles dans ces technologies. La seconde repose sur la poursuite du financement de l’État ou sur l’investissement des fédérations.

« Je pense que les effets de la réalité virtuelle sur l’apprentissage de la gymnastique se feront davantage sentir en 2028 qu’en 2024. » prédit celui qui soutient la FFG depuis 2000 sur le plan scientifique. “Nous allons mettre tout cela à profit deux ans après les Jeux Olympiques”, corrobore Franck Multon. Reste aux chercheurs, pendant ce temps, à garder une longueur d’avance sur la concurrence pour que les athlètes français conservent cet avantage qui pourrait un jour faire la différence.