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Les JOJ 2020, terrain d'expérimentation des technologies

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Près de 2000 athlètes de moins de 18 ans ont participé aux Jeux Olympiques de la Jeunesse à Lausanne et dans les environs. L’occasion unique pour l’EPFL, en partenariat avec l’UNIL et le CHUV, de tester des outils développés en laboratoires qui seront bientôt disponibles pour le grand public.

L’EPFL est impliquée depuis de nombreuses années dans le développement de technologies inédites pour le sport. Elle s’est investie dans le programme éducatif de ces JOJ au travers d’expériences technologiques développées en collaboration avec le Centre Sport et Santé UNIL/EPFL et le CHUV. Pascal Vuilliomenet, chef de projet à la Vice-présidence pour l’innovation, connait sur le bout des doigts la trentaine de laboratoires qui mènent des projets de recherche et de développement en lien avec le sport. Son rôle est de susciter des synergies: « Un événement majeur comme les JOJ 2020 est une occasion de fédérer de nombreux acteurs sur des projets appliqués et une chance d’initier et de renforcer des collaborations. »

«Un événement majeur comme les JOJ 2020 est une occasion de fédérer de nombreux acteurs sur des projets appliqués et une chance d’initier et de renforcer des collaborations.»

Le sport, la prévention, la santé

La venue à Lausanne des JOJ a donné aux trois institutions l’occasion unique de promouvoir un projet audacieux et inédit appelé «Health for Performance». Il allie technologie, connaissance sportive et notion de prévention autour d’un thème: la santé au service de la performance.

Dans un but éducatif, les athlètes ont pu créer un avatar, un double digital alimenté par l’ensemble des données des tests qu’ils effectuent. Ces activités ont défini leurs caractéristiques musculo-squelettiques et leur profil moteur, ils ont mis en exergue leurs points forts et leurs faiblesses. Regroupés dans une application, développée par Katapult, une start-up de l’EPFL, les résultats ont permis de faire une évaluation personnalisée.

Ce travail a été possible grâce à la collaboration étroite avec le Centre de Sport et Santé UNIL/EPFL. «C’est un cercle vertueux: entité de terrain, le CSS nous fait part de ses besoins, des produits et services qu’ils désirent développer. Nous cherchons ensuite les laboratoires capables de concevoir les outils qui l’intéressent. Le CSS teste les prototypes et nous donne des retours. Toutes les données récoltées représentent un vivier incroyable, qui nourrit d’autres axes de recherche», détaille Pascal Vuilliomenet.

Les dômes des JOJ ont accueilli une exposition interactive © EPFL 2020 / Alain Herzog

Nouveau paradigme

La volonté affirmée de «Health for Performance» sur le plan de l’entraînement est de donner un nouveau souffle aux pratiques des sportifs en changeant de paradigme, l’idée n’étant plus d’évaluer uniquement la force physique, la vitesse ou l’endurance, mais la qualité des mouvements afin d’optimiser le développement du potentiel de chacun. «Tout le monde veut faire du trail, c’est à la mode. On veut soulever des poids toujours plus lourds, courir vite, aller toujours plus loin. Qu’arrive-t-il ? La blessure ! Nous aimerions amener une conscience, un point de vue qualitatif, afin que le sportif cesse de se demander combien mais qu’il s’interroge sur le comment», explique Stéphane Maeder. Responsable du centre de Sport et Santé UNIL/EPFL, il a imaginé avec son équipe les différents outils de mesure mis à la disposition des athlètes des JOJ, qui seront progressivement déployés au CSS.

Laboratoires et start-ups au service de la santé dans le sport

L’avatar mis au point par la start-up Katapult s’enrichira de nouvelles technologies – développées par l’EPFL l’UNIL, le CHUV et les autres partenaires de SmartMove. Il deviendra de plus en plus fin dans ses analyses. On s’intéressera par exemple à l’impact du sommeil et de l’alimentation sur la santé et les performances, on pourra même vérifier notre bien-être physiologique grâce aux biomarqueurs présents dans la sueur. Plusieurs laboratoires et start-ups de l’EPFL vont contribuer à cet enrichissement.

Pointer un individu

Alexandre Alahi, du Laboratoire d’intelligence visuelle pour les transports, s’est intéressé de très près aux mouvements des gens, dans l’optique d’équiper la voiture autonome. Il a mis au point une technologie qui détecte, même au milieu d’une foule, ce que fait une personne, sa posture, l’orientation de son regard, la position de son corps, et cela via une application qui utilise la caméra d’un smartphone. La machine détecte l’individu et peut le reconnaitre même s’il quitte pendant quelques instants le champ de la caméra. Elle perçoit le comportement détaillé de chacun, classifie sa posture, son mouvement et son activité. Cette technologie arrive à extraire le squelette d’une personne en distinguant 17 points. «Dans un contexte sportif, cela donnerait aux entraîneurs des informations précises et détaillées, en temps réel, des mouvements et postures du sportif qu’ils coachent», précise le professeur.

Traquer les mouvements

Le Laboratoire de vision par ordinateur cherche à analyser les mouvements d’un athlète à l’aide d’une ou plusieurs caméras. Pour ce faire, les algorithmes reconstruisent la position dans l’espace du corps du sportif et calculent la trajectoire de ses articulations. Dans son laboratoire, Pascal Fua développe ces technologies pour qu’elles puissent opérer dans des environnements toujours plus complexes.

Le prochain défi : le plongeon de compétition en collaboration avec avec Swiss Timing – la société de chronométrage sportif de Swatch Group. Il s’agira de traquer le plongeur lorsqu’il réalise ses figures. «Notre système devrait aider à rendre les notations plus objectives en compétition, et à améliorer l’entraînement. Nous pourrions superposer les dizaines de plongeons effectués et vérifier la constance du mouvement et potentiellement offrir des suggestions pour son amélioration», précise le professeur.

Bien s’alimenter pour de meilleures performances

Comment garder une glycémie stable chez un marathonien? Améliorer la force explosive d’un sprinter? Arriver à une telle précision de connaissance est possible en théorie, mais la réalité est plus complexe, les variables infinies: «La provenance d’une pomme, sa variété, si elle est bio ou non, vont impacter différemment les individus», explique Chloé Allémann qui gère le projet “Food and You“ au Laboratoire d’épidémiologie digitale.

L’alimentation et la santé sont intimement liées. L’alimentation et les performances sportives le sont tout autant. «Une nourriture équilibrée couplée à la pratique d’une activité physique régulière résoudrait énormément de problèmes, assure la chercheuse. Dans le domaine du sport, nous pourrions personnaliser les besoins nutritionnels de chaque athlète.»

En étudiant l’alimentation et le mode de vie des individus, incluant l’activité physique, le sommeil, le comportement quotidien, l’état de santé, l’analyse du microbiote et le calcul du taux de glycémie, Chloé Allémann se rend compte que chaque personne réagit de manière très individuelle : «Manger une banane avant un effort sera peut-être bénéfique dans un cas et pas du tout dans un autre, car la glycémie varie suivant les personnes.»

L'alimentation joue un rôle prépondérant dans la santé comme dans le sport © Alain Herzog

Porter un laboratoire biochimique sur la peau

La start-up de l’EPFL Xsensio, issue du Laboratoire des dispositifs nanoélectriques, développe des capteurs sur une puce d’à peine 5 mm2, capables de mesurer de nombreux biomarqueurs dans la sueur. Cette puce – développée en collaboration avec Nanolab – est collée sur la peau grâce à un patch connecté. Elle va donner en temps réel et en continu les variations de ces biomarqueurs via, par exemple, un smartphone. «Dans l’optique d’un suivi sportif, nous pouvons choisir d’être informés sur les changements de concentration d’électrolytes, métabolites, protéines. Ces changements d’électrolytes indiquent l’état de déshydratation ou d’acclimatation à la chaleur. Le taux de lactate informe sur l’activité musculaire et le cortisol permet de mesurer le stress. Des données intéressantes également dans le domaine médical», spécifie Esmeralda Megally, CEO et co-fondatrice d’Xsensio

Une minuscule puce collée sur la peau capable de mesurer les biocapteurs dans la sueur © Xsensio

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