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Une unité de cours (UC) = 45 minutes

Programme des enseignements 

1. Capteurs et mesures de la performance (2 UC)

1.1. Géolocalisation pour le positionnement des sportifs. Elizabeth Colin et Laurie CONTEVILLE – 2UC.

La géolocalisation du sportif est un indicateur qui permet de monitorer ses performances en accédant à la distance parcourue et aux vitesses de pointe et moyenne. Cette information doit remonter à l’entraîneur avec une précision d’environ 20 cm. La précision requise est très élevée aussi bien en extérieur et encore plus en intérieur où la présence de multi-trajets rend l’estimation de la position encore plus complexe. Dans ce cours, Laurie Conteville et Elizabeth Colin, présentent les principes, techniques et technologies les mieux adaptées pour répondre à ces contraintes ainsi que des exemples d'application.

1.2. Energy sources of muscle contraction and how to measure them, Paola Zamparo - 2 UC.

Muscles can be viewed as machines that convert chemical energy into mechanical energy. The chemical energy used during muscle contraction comes from ATP hydrolysis. ATP must then be resynthesized, and this can occur using three different biochemical pathways that represent different types of engines that the muscle can choose based on its needs:

1. 1. a fast and powerful engine (alactic anaerobic mechanism) that is used if the exercise is very short and intense but that is exhausted very quickly (just few seconds);
   2. a less powerful and slower engine (oxidative mechanism) that is however able to function for very long periods and that is used if the exercise is prolonged (even if intense);
   3. an engine with intermediate characteristics both in terms of speed and power (lactic anaerobic mechanism).

Collectively, these mechanisms work to maintain a constant concentration of ATP in the muscle, depending on the intensity and duration of the exercise.

2.3. Monitoring de la charge de travail. Exemple dans les sports collectifs, Jacques Prioux - 2UC

Cet enseignement sera dispensé par Jacques Prioux. Dans un premier temps, le concept de charge de travail sera étudié. Les méthodes de mesure de la charge de travail seront ensuite abordées. Enfin, les relations entre la charge de travail, la performance sportive, et les blessures seront présentées.

 2.  Analyse de données et intelligence artificielle (7 UC)

2.1   Data ping : Analyse et visualisation de données de performance du tennis de table. Romain Vuillemot et Aymeric Erades - 2UC

Ce cours proposé par, Romain Vuillemot et Aymeric Erades, s’appuie sur l’ouvrage Data Ping (à paraître chez Springer Nature), qui synthétise des travaux de recherche sur le tennis de table, en mettant l'accent sur l'analyse et la visualisation des données liées à la performance dans ce sport. Il couvre toute la chaîne de traitement des données, de la collecte à l'analyse exploratoire, en passant par la modélisation et la communication des résultats à destination des analystes, des entraîneurs et du grand public. Data Ping propose une base de données de plus de 100 matchs annotés, couvrant divers styles de jeu, profils et types de rencontres (simples, doubles, doubles mixtes). Il est également accompagné d'exercices, de code et de matériel en ligne libre de droits.

2.2   Modèles de Deep Learning informés par la physique pour l’analyse vidéo des matchs de Tennis. Faten Chaieb - 2 UC.

Ce cours introduira dans un premier temps une approche d’analyse vidéo de matchs de Tennis. Seront abordées la reconnaissance d’actions, le suivi des joueurs et de la balle. Dans ce cours, Faten Chaieb accordera une attention particulière aux approches Physics-Informed Neural Networks (PINNs), qui intègrent les lois physiques et des connaissances a priori afin d’améliorer la performance et la robustesse des modèles.

2.3   Biomécanique de la natation, Nicolas Bideau - 2 UC.

L’évaluation des paramètres biomécaniques en natation constitue un enjeu majeur pour l’optimisation des performances. Actuellement, les capteurs embarqués tels que les centrales inertielles permettent de collecter des données via des séries temporelles multivariées sur des durées longues en situation d’entraînement et de compétition. L’intégration de ces données dans des algorithmes d’apprentissage automatique constitue une avancée significative pour l’évaluation des nageurs. Nicolas Bideau présentera des approches innovantes combinant IMU, sciences des données et analyses biomécaniques permettant de quantifier et de classifier les habiletés techniques de nageurs.

 3. Forces, frottements et mécanique du sport (9 UC)

3.1   Friction, Jean-Christophe Géminard - 2 UC.

Souvent synonyme de perte d’énergie, la friction, en s’opposant au glissement, est cependant souvent utile, voire nécessaire. Jean-Christophe Géminard utilisera les exemples du rebond de la balle en tennis de table sur la raquette et du contact entre les pneumatiques d’un fauteuil d’athlétisme et le sol pour illustrer des concepts utiles à la compréhension, à la modélisation et donc à la maîtrise de cette résistance qui s’oppose au mouvement de deux corps en contact et qui joue un rôle si fondamental dans le sport, comme dans notre vie quotidienne.

3.2   Tribologie et sport : maîtriser les frottements pour optimiser la performance. Fabrice Ville - 2 UC.

La tribologie influence directement le sport à travers le contrôle des frottements, de l’usure et de la lubrification. Dans ce cours, Fabrice Ville analysera les interactions mécaniques entre surfaces en mouvement : contact chaussure-sol, glissement ski-neige, frottement balle-raquette. Il mettra en avant les principes tribologiques essentiels pour améliorer la performance, la durabilité des équipements et la sécurité des athlètes.

3.3   Physique des courses au vélodrome. Christophe Clanet - 2 UC.

Comment doubler un plus rapide que soi ?

Comment passer un relai sans changer de vitesse ?

Comment aller plus vite que son co-équipier tout en restant derrière ?

La première question se pose dans l’épreuve de vitesse individuelle, la deuxième dans la poursuite par équipe et la dernière dans la vitesse par équipe.  Après avoir présenté les différentes courses des Jeux Olympiques 2024, ce cours dispensé par Christophe Clanet, se concentrera sur ces trois questions.

3.4   Biomécanique du ski alpin : de la performance à la prévention des blessures. Frédérique Hintzy - 2UC

Frédérique Hintzy présentera les caractéristiques biomécaniques (cinématique, dynamique, musculaire, énergétique) du déplacement en ski alpin. Un focus sera fait sur la métrologie spécifique et les setups expérimentaux dans cet environnement montagnard instable, et sur le matériel sportif.

 4. Stratégies, modélisation et contrôle du mouvement (7 UC)

4.1   Performance d'un voilier et stratégie en course à la voile, Patrick Bot -2 UC.

A partir des bases physiques de fonctionnement d'un voilier et de l'analyse des forces qui lui sont appliquées, Patrick Bot caractérisera sa performance, en particulier lorsque le voilier doit tirer des bords pour remonter au vent. Il établira ensuite les fondements stratégiques lors d'une course à la voile sur un parcours dans l'axe du vent.

4.2   Comment prédire la vitesse d’un voilier à foil, Marc Fermigier - 2 UC.

Dans ce cours Marc Fermigier analysera les forces appliquées à une embarcation sustentée par des foils et montrera comment construire un programme de prédiction de vitesse (VPP). Cette méthode est appliquée au kitefoil, série apparue aux jeux olympiques en 2024.

4.3   Perception et contrôle du mouvement dans les interactions sportives, Nicolas Benguigui - 3UC.

Pour comprendre les interactions complexes avec l'environnement, les sciences cognitives se donnent pour objectifs d'élaborer et de tester des modèles explicatifs. Le but est ensuite de permettre sur cette base de concevoir des programmes d'entrainement qui vont particulièrement développer les performances dans ces interactions. Dans ce domaine, il existe un débat sur la nature des processus qui sont mis en jeu. L'approche classique des neurosciences cognitives envisage des modèles prédictifs tant au niveau de la perception que du contrôle du mouvement. L'approche écologique ou Gibsonienne propose des modèles prospectifs et parcimonieux dans lesquels la prédiction est bien moins dominante. Ce cours dispensé par Nicolas Benguigui, abordera ce débat en s'appuyant principalement sur les situations sportives de duel et les actions d'interception, de frappe et de capture de balles.

Découverte - Géopolitique et sport (2 UC)

La sportokratura. Lukas Aubin – 2 UC

Dans ce cours, Lukas Aubin propose une analyse de la "sportokratura", un concept qui désigne le modèle politico-sportif russe mis en place sous Vladimir Poutine depuis 2000. Fondé sur une alliance stratégique entre les élites sportives, les oligarques et les responsables politiques, ce système fait du sport un outil central de gouvernance, de puissance symbolique et d’influence géopolitique.