Utilisation de la RFID pour le chronométrage lors d'événements sportifs

Utilisation de la RFID pour le chronométrage lors d'événements sportifs

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Il ne fait aucun doute que les Jeux olympiques ont évolué depuis l'Antiquité. Dans la Grèce antique, ils se déroulaient à Olympie tous les quatre ans, du VIIIe siècle avant J.-C. au IVe siècle après J.-C., et comprenaient des épreuves sportives telles que les courses de chars, le cross-country, la boxe et la lutte.


Lors de la renaissance des Jeux olympiques modernes à Athènes en 1896, la lutte, la natation, l'escrime, la gymnastique, l'athlétisme, le cyclisme, l'haltérophilie et le tir figuraient parmi les disciplines olympiques. Aujourd'hui, les Jeux olympiques comprennent environ 302 épreuves réparties dans 28 sports : neuf sports majeurs et de nombreuses disciplines internationales.


Cependant, il n'y a pas que le sport qui a changé. Les technologies modernes, comme l'identification par radiofréquence (RFID), font désormais partie intégrante de nombreux événements sportifs.


Les chronomètres classiques ne suffisent plus pour la mesure du temps en compétition. Des sports comme le marathon, le triathlon, le cyclisme et d'autres disciplines utilisent des chronomètres RFID, ainsi que d'autres dispositifs de haute technologie tels que les faisceaux infrarouges et les pavés tactiles électroniques.


L'utilisation de la RFID se généralise lors des compétitions. Les Jeux olympiques étant devenus un événement sportif international, un niveau de sécurité toujours plus élevé est nécessaire. La RFID a été utilisée pour la première fois en 2008 lors des Jeux olympiques de Pékin, pour le contrôle des billets. Ces derniers étaient équipés de puces RFID afin d'accélérer leur validation aux entrées et de prévenir la fraude. Près de 3 millions de spectateurs, journalistes et athlètes ont utilisé ce système de billetterie sans fil.


L'utilisation de chronomètres RFID pendant les courses garantit une précision optimale. Ces chronomètres sont précis à la milliseconde près, même si les résultats sont généralement publiés au centième de seconde près. C'est 40 fois plus rapide qu'un clignement d'œil, ce qui permet de déterminer la victoire ou la défaite d'un athlète avec une précision fractionnelle. Cette précision est particulièrement importante pour les courses courtes, comme le 100 mètres, qui ne durent qu'une dizaine de secondes.

Un ballon de football avec une puce électronique

L'idée d'utiliser un ballon de football équipé d'une puce électronique lors des compétitions internationales circule depuis longtemps. L'utilisation de ces puces a été sérieusement débattue après la Coupe du Monde de la FIFA 2002, marquée par de nombreuses erreurs d'arbitrage. On estimait notamment qu'il fallait améliorer le système afin qu'il puisse, par exemple, corriger une sortie de terrain, déterminer avec précision la validité d'un but ou encore aider à résoudre les situations litigieuses. À ce propos, revenons un instant sur quelques moments marquants de l'histoire du football.

Angleterre 1966. Dans les tribunes du stade le plus célèbre de Grande-Bretagne, 93,000 90 supporters de football se sont rassemblés pour encourager leurs équipes à grands cris et chants. La ferveur, tant dans les tribunes que sur le terrain, était à son comble, mais le temps réglementaire de la finale de la Coupe du monde entre l'Angleterre et l'Allemagne de l'Ouest, qui s'est prolongé jusqu'au coup de sifflet final, n'avait pas permis de désigner un vainqueur. À la 12e minute de la prolongation, alors que le score était de 2-2, le joueur anglais Jeff Hurst, balle au pied, pénétra dans la surface de réparation et décocha une frappe. Les tribunes restèrent figées. Le ballon heurta la barre transversale et rebondit, soit sur la ligne, soit au-delà. Le défenseur dégagea aussitôt le ballon en touche.

L'arbitre principal du match n'était pas certain que le ballon ait franchi la ligne de but. L'arbitre assistant, Tofik Bahramov, a validé le but. Ce but a offert aux Anglais la gloire et le titre de champions du monde de 1996. L'équipe nationale allemande était sous le choc, et les 400 millions de téléspectateurs qui ont suivi la finale n'ont pas pu déterminer si le but avait été validé. Pendant près de 35 ans, le débat sur la validité du franchissement de la ligne de but a persisté. Cependant, ces dernières années, de nouvelles technologies d'imagerie ont permis de conclure définitivement que le ballon n'avait pas entièrement franchi la ligne, mais qu'il était trop tard.

Ce n'est pas le seul exemple de dégagement controversé au pied au football. Il y a quelques années, lors d'un match de FA Cup entre Watford et Chelsea, l'arbitre a commis une autre erreur. La tête de Heydar Helguson a touché le but, le ballon est retombé, mais n'a pas franchi la ligne. Le but a été accordé et le match s'est soldé par un match nul. Le ralenti télévisé après la rencontre a clairement montré que le ballon n'avait pas franchi la ligne, mais le but a été validé.

Le football est le seul sport professionnel à ne pas utiliser la vidéo. Combinée au traitement d'images vidéo, elle pourrait permettre d'établir la vérité et de mettre fin aux litiges. Cependant, la FIFA estime que son utilisation risque de ralentir le jeu et de briser le rythme que les supporters recherchent dans ce sport. Comme l'a déclaré John Baker, arbitre en chef de la Fédération anglaise de football, à la radio publique nationale américaine (NPR) : « L'un des principaux attraits du football réside dans le jeu continu. Si l'arbitre interrompt constamment la rencontre pour visionner des moments litigieux, les joueurs, les entraîneurs et les supporters seront très déçus. » Lors de la finale de la Coupe du monde de la FIFA 1996, de nombreuses caméras auraient dû être installées autour du terrain pour filmer la rencontre. L'analyse d'une grande quantité de données aurait ensuite permis de déterminer la position exacte du ballon et de vérifier s'il avait franchi la ligne de but.

Les débats autour des décisions arbitrales contestables font partie intégrante du football mondial depuis le XIXe siècle. Ces décisions ont engendré colère, animosité et conflits, allant jusqu'à entraîner la mort de joueurs, de supporters et de membres du public à travers le monde. Au cours de la dernière décennie, plus de 100 supporters ont été blessés ou tués lors d'affrontements et d'émeutes. De nombreuses menaces de mort ont été proférées à l'encontre d'arbitres, y compris lors de matchs de Ligue des champions. Afin de pallier l'incertitude liée aux décisions arbitrales, source potentielle de polémiques, l'idée d'utiliser un ballon de football équipé d'une puce électronique a été proposée.

Afin de préserver le dynamisme du jeu tout en utilisant la technologie pour un comptage précis des buts, à l'instar de la finale de la Coupe du Monde de 1966, Adidas-Salomon AG, Cairos Technologies AG et l'Institut Fraunhofer ont développé le système de microprocesseur RFID. Ce système se compose d'une microprocesseur placée au centre du ballon et de 10 antennes disposées autour du terrain. Le système de suivi développé par Cairos présente des avantages significatifs par rapport au traitement d'images vidéo. Il permet, avec une faible quantité de données, de déterminer avec précision la distance entre les objets. Ainsi, les données peuvent être traitées en temps réel pour déterminer si un but a été marqué, entre autres. Les antennes fournissent la position exacte du ballon. Cette localisation précise permettrait à l'arbitre assistant Tofig Bakhramov de prendre instantanément la bonne décision. Cependant, l'utilisation de la RFID dans le football fait encore débat. Caractéristiques techniques d'un ballon de football équipé d'une microprocesseur.

En combinant la technologie RFID de pointe avec des techniques de triangulation (la triangulation est l'utilisation de calculs tridimensionnels pour déterminer des positions exactes), Cairos a mis au point un système permettant de localiser le ballon et les joueurs en temps réel, n'importe où sur le terrain de football. Cette nouvelle technologie suit les objets grâce à des micropuces RFID intégrées aux ballons et aux maillots des joueurs. La puce transmet des signaux à des antennes disposées autour du terrain. À chaque transmission, les signaux identifiant un objet sont envoyés de chaque puce à six antennes situées sur le périmètre du terrain et une à chaque coin. Cela permet de localiser précisément les joueurs et le ballon à tout moment du match. Lorsqu'un attaquant tire au but, le chronomètre fixé au bras de l'arbitre vibre à mesure que le ballon approche de la ligne de but. Il affiche ensuite l'icône « But » lorsque le ballon a franchi la ligne.

Cette nouvelle technologie utilise des étiquettes RFID actives fonctionnant dans la bande de fréquence ISM de 2.4 GHz. La haute fréquence permet une transmission de données à haut débit sur une large portée. La bande ISM étant libre, le système peut être déployé partout. Le système Cairos a une portée de 300 m x 300 m et peut traiter environ 100 000 mesures par seconde. Sa précision est de l'ordre du centimètre, même si l'objet se déplace à 140 km/h. Les émetteurs, batteries comprises, mesurent environ 2 x 2 x 0.5 cm, soit la taille d'une pièce de monnaie, ce qui facilite l'insertion de la puce dans un ballon de football.

Problèmes liés à l'utilisation d'un ballon de football à microprocesseur

Cette nouvelle technologie a été testée pour la première fois au stade de Nuremberg, en Allemagne, où des spécialistes de l'Institut Fraunhofer pour les circuits intégrés ont réalisé les premiers essais. Le premier ballon de football équipé d'une puce a été baptisé Pelius (en référence au fils de Poséidon et de Tyr dans la mythologie grecque) et était opérationnel début 2005. Il ne diffère en rien d'un ballon de football classique : poids, élasticité, rebond – tous ces paramètres sont conservés. De plus, une puce intégrée permet d'enregistrer les statistiques de la vitesse de vol du ballon après l'impact.

Les premiers tests effectués par Pelia ont donné de bons résultats, suite auxquels la nouvelle technologie a été utilisée pour la première fois lors du Championnat du monde junior de septembre 2005 au Pérou. Quatre des cinq stades accueillant la compétition en étaient équipés. Durant le tournoi, les arbitres ont dû interrompre le jeu à plusieurs reprises pour changer le ballon en raison du desserrement de la puce électronique. On dispose de très peu d'informations sur les problèmes rencontrés lors de la transmission des signaux du ballon à l'horloge fixée au bras de l'arbitre. Outre le desserrement de la puce, d'autres problèmes ont été signalés. Après la Coupe du monde junior au Pérou, Sir Bobby Charlton, ancien joueur de l'équipe nationale d'Angleterre, a déclaré : « J'aurais souhaité que cette technologie soit plus largement adoptée. Au moins, nous saurions si le ballon a été marqué ou non. »

La FIFA est restée discrète sur les succès et les échecs précis des premiers essais. Les responsables étaient favorables à un perfectionnement de la technologie avant d'en autoriser l'utilisation.

Après avoir testé la technologie améliorée lors de la Coupe du monde des clubs au Japon en décembre 2005, la FIFA a publié un communiqué indiquant que son objectif était d'obtenir une fiabilité à 100 % de cette technologie. Par conséquent, le ballon de football à microprocesseur ne serait pas utilisé lors du prochain championnat de juin 2006. Une fois la technologie conforme aux normes de la FIFA, l'organisation allouera les ressources nécessaires à son utilisation.

La technologie semble simple : une minuscule puce et quelques capteurs sur la ligne de touche. Mais tout l’enjeu est de taille : les terrains de football sont soumis à des impacts violents, et le défi consiste à développer une technologie fiable, capable de résister à des contraintes constantes. Suite à la décision de la FIFA d’interdire l’utilisation d’un ballon équipé d’une puce électronique lors de la Coupe du Monde en Allemagne, Adidas a publié un communiqué officiel indiquant notamment que l’entreprise se concentrerait sur l’amélioration du système avant son utilisation en compétition de haut niveau.

Le 13 décembre 2007, au stade international de Yokohama, la FIFA a présenté une nouvelle version du ballon électronique : le Teamgeist II. Il a été décidé de se limiter à une seule fonction : indiquer si le ballon a franchi la ligne de but ou non.

Le ballon possédait auparavant davantage de fonctionnalités, mais il a été décidé d'opter pour une technologie plus simple, fonctionnant comme suit : sous le but, des câbles de 2 mm sont installés à une profondeur d'environ 15 à 20 cm. Ces câbles créent un champ magnétique auquel réagit la puce intégrée au ballon. La mise en œuvre de cette technologie ne prend pas plus d'une journée. Lorsque le ballon franchit la ligne de but, il transmet un signal aux montres des arbitres. Ce signal est crypté, ce qui le rend infalsifiable.

Cependant, l'International Football Association Board, qui est habilitée à modifier les règles du football, n'a pas encore pris sa décision finale concernant l'utilisation d'un ballon de football muni d'une puce électronique.

Le CTRUS, ballon de football à microprocesseur développé par la société japonaise AGENT, est la toute dernière innovation en la matière. Véritable prouesse technologique, le CTRUS ne nécessite aucun gonflage et son poids et son volume restent constants. Grâce à des microprocesseurs, il est possible de déterminer la trajectoire du ballon. S'il franchit la ligne de but ou la ligne de touche, le ballon s'illumine d'une couleur spécifique. Il est également équipé d'une caméra vidéo qui filme ses mouvements sur le terrain et d'accéléromètres qui enregistrent sa vitesse et la force de la frappe.

Néanmoins, les opposants à l'utilisation d'un ballon de football muni d'une puce électronique affirment que l'introduction de cette technologie pourrait nuire considérablement au football. Ce point de vue est partagé par l'entraîneur Swanson, qui a déclaré : « L'histoire a montré qu'au fil des ans, même avec les technologies les plus avancées, on ne réussit pas toujours. Les aléas font partie intégrante du jeu, qu'il s'agisse du mauvais temps, d'un terrain en mauvais état ou d'une faute non sifflée. Sans ces aléas, nous perdrons inévitablement certains des atouts majeurs de ce sport… »

Quoi qu'il en soit, l'idée d'intégrer une puce électronique dans un ballon de football pour suivre sa trajectoire est novatrice et unique. L'homme est par nature en quête de perfection, surtout dans un sport aussi compétitif que le football. Si le but de Jeff Hurst lors de la Coupe du monde de 1966, synonyme de victoire pour l'Angleterre, restera à jamais gravé dans l'histoire, l'utilisation d'un ballon de football équipé d'une puce électronique laisse espérer que les buts controversés appartiendront un jour au passé.


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