Performances optimisées en ski cross

Pour un départ victorieux : une acquisition de données sur le terrain et une analyse efficace de ces données

Devenu discipline olympique en 2010 aux jeux de Vancouver, le ski cross est une course particulièrement spectaculaire, comme on a pu le voir lors des derniers jeux olympiques de Sotchi. Les français y ont brillé, avec un podium entièrement tricolore (l'or pour Jean-Frédéric Chapuis, l'argent pour Arnaud Bovolenta d’Arêche-Beaufort et le bronze pour Jonathan Midol).

HBM a pu participer à l’une des actions d’optimisation de performance entreprises par la Fédération  Française de Ski (FFS).  « Dans ce type de compétition, le départ est particulièrement important et il a une grosse incidence sur le déroulement de la course. Pour améliorer nos performances à ce niveau, nous avons mis au point un système qui permet d'analyser le comportement des athlètes au moment où ils s'appuient sur les poignées de départ. Et pour cela, nous utilisons des technologies de HBM », explique Nicolas Coulmy, directeur du département sportif et scientifique à la FFS.

Dans un premier temps, la FFS avait travaillé les techniques de départ à l'aide d'un ergomètre, dans une salle d'entraînement. Pour aller plus loin, elle a souhaité réaliser ces essais dans des conditions réelles de course, sur une montagne enneigée. Cela supposait d'instrumenter les poignées de départ, d'acquérir puis traiter les grandeurs de force fournies par les capteurs.

Pour mener à bien son opération, la FFS fait appel à Des-I-D, animée par Pierre Désarmaux, qui est plus particulièrement spécialisée dans le management de projets. La société intervient sur des projets à fort potentiel d’innovation et dans l’aide au management de projets complexes ou  multi-compétence. La carrière dans l’entreprise Salomon-Amer du dirigeant et sa connaissance  du milieu ont conduit la FFS à faire appel à Des ID.

Les choses sont allées rapidement, explique Pierre Désarmaux : « Nous avons commencé par élaborer le cahier des charges fonctionnelles, dans lequel les attentes de la FFS étaient bien précisées. L'application nécessitait de mettre en place des capteurs de force sur les poignées et de faire l'acquisition et le traitement des informations obtenues. Connaissant HBM de longue date, je savais que la société avait potentiellement la solution pour traiter l'ensemble du problème, du capteur au traitement des mesures. Nous l'avons alors impliquée dans l'élaboration du projet. HBM nous a proposé une solution technique bien adaptée et nous a mis en contact avec la société Astrym, à qui nous avons confié le développement de l'application d'acquisition ».

La solution HBM comprend des capteurs à jauges de contrainte, en version basse température, un système d'acquisition de données SoMat et le logiciel de dépouillement des mesures nCode GlyphWorks.

Dans cette affaire, le capteur a nécessité des développements spécifiques, explique Pierre Désarmaux : « Nous avons conçu avec le client, la FFS, puis développé et fait fabriquer, grâce également à Claude Nanjod, expert reconnu en mécanique de haute précision, un corps d'épreuve cylindrique sur mesure, qui vient s'insérer entre les poignées d'appui des skieurs et le bâti supportant ces poignées. Ces capteurs comportent chacun deux ponts de jauges collés afin de mesurer les forces exercées selon deux directions perpendiculaires. La difficulté a été de concevoir avec la connectique standard du marché des sorties axiales afin qu'il n'y ait pas de fils dans la zone du portillon de départ où se placent les skieurs et ainsi assurer l'intégrité du dispositif ».

L'effort sur les poignées au moment du départ est élevé, l'application a été conçue pour un effort global de 200 daN, soit 100 daN pour chaque poignée.

En termes d'acquisition, l'application de FFS est relativement simple, avec seulement 4 voies de mesure (deux capteurs sur chaque poignée), pas de grandes exigences métrologiques ni de grosses contraintes dynamiques. « Il y avait tout de même une contrainte importante : la station d'acquisition étant utilisée en montagne et en extérieur, appelée à être souvent déplacée, il fallait qu'elle soit compacte, fonctionne sur batterie et supporte les conditions d'un milieu hostile : froid, chocs, humidité, neige », explique Pierre Désarmaux. La Somat, capable notamment de travailler jusqu'à -20 °C, répondait bien à cette nécessité. Et ce d'autant plus qu'elle se décline dans un grand nombre de variantes et qu'il est possible d'adapter la configuration au plus près du besoin, petit ou grand, tout en offrant la possibilité d'extensions futures.

Astrym, à qui a été confié le développement du logiciel applicatif, avait déjà réalisé plusieurs applications avec des produits HBM, notamment la mesure de vibrations sur une machine de traction sur rail (à des fins de maintenance) et la mesure de contraintes sur une grosse presse de 65.000 tonnes. « HBM est un véritable partenaire pour nous. Au-delà de la fourniture de produits performants, il nous soutient et nous accompagne commercialement, ce qui est très appréciable pour une jeune société comme la nôtre », se réjouit Sylvain Tremouilhac, responsable de Astrym.

Le développement de l'application a été réalisé avec un PC classique équipé du logiciel de paramétrage et de traitement fournis par HBM. Dans un premier temps, les paramétrages ont été définis : nombre de voies, échelles, unités de mesure, incertitudes, fréquence d'acquisition (500 Hz), format des enregistrements, etc. L’analyse des données mesurées a été réalisée  à l'aide du logiciel nCode GlyphWorks. « Nous voulions un logiciel offrant de puissantes fonctions de traitement, tout en étant intuitif et facile à utiliser, et présentant de bonnes fonctionnalités pour éditer des rapports. Il ne faut pas oublier que le but des essais est d'obtenir des résultats faciles à analyser sans avoir à passer du temps à faire des conversions et des traitements sur les données. nCode GlyphWorks offre toutes ces caractéristiques », commente  Sylvain Tremouilhac. Lors d'une démonstration à la FFS, Astrym avait développé en un petit quart d'heure une petite application qui aurait pris deux jours avec un tableur Excel...

Une autre fonctionnalité est particulièrement appréciée : c'est la fonction "Run", qui consiste à organiser les enregistrements des essais par incrémentation : autrement dit, chaque essai se voit automatiquement attribuer un nom de fichier, ce qui est beaucoup plus pratique (lors du dépouillement) que d'avoir plusieurs enregistrements dans un même fichier.

Lors des essais sur le site de ski, GlyphWorks et Somat ont été connectés sur une tablette durcie qui permet de piloter l'enregistrement et de visualiser les résultats.