Sport et robotique, un partenariat d’avenir ?

En avril 2026, à Pékin, une dizaine de robots humanoïdes ont concouru à un semi-marathon aux côtés de coureurs humains. Le robot vainqueur a franchi la ligne des 21 kilomètres en 50 minutes 26 secondes, devançant de 6 minutes le record détenu par l’humain Jacob Kiplimo. Le même mois, la revue Nature a publié les résultats d’un robot pongiste japonais capable de battre des joueurs humains professionnels.

Ces performances peuvent donner l’impression que la machine rattrape, et parfois même dépasse, l’athlète. Mais l’implication des technologies dans le sport ne se limite pas à l’ambition de créer des robots humanoïdes capables de nous surpasser. Les chercheurs tentent surtout de mieux comprendre le corps humain, améliorer les conditions d'entraînement, la rééducation et l’analyse du geste sportif.

« Les sportifs utilisent depuis longtemps des machines spécialisées dans les protocoles d’entraînement », rappelle Antoine Eon, maître de conférences à l'université de Poitiers et membre de l'équipe RoBioSS (Robotique Biomécanique, Sport et Santé). « Au fil du temps, ces machines se sont complexifiées […] On assiste depuis quelques années à la fusion de beaucoup de compétences et de technologies dans l’aide à l’entraînement. Réalité virtuelle, intelligence artificielle, mécatronique, biomécanique, robotique humanoïde […] permettent de créer de machines particulièrement pertinentes pour l’entraînement mais aussi la rééducation », affirme le chercheur.

PERFECTIONNER LES GESTES DES ATHLÈTES

L’équipe RoBioSS est née en 2010 à l’Institut PPrime de Poitiers, de la fusion d’une équipe de mécanique du geste sportif et d’une équipe de mécanismes et robotique. « Naturellement, nous nous sommes mis à collaborer sur des projets à l’intersection des deux disciplines », raconte Antoine Eon. Ces recherches prennent la forme de dispositifs capables d’analyser les mouvements des sportifs ou de les aider à reproduire certains gestes techniques.

Parmi les projets réalisés par RoBioSS, le chercheur met en avant le bras de nage robotisé imaginé avec ses collègues Matthias Samson et Raphaël Guignabel. « Notre système est un bras simplifié, réalisé par moulage du bras d’un athlète. Il ne peut réaliser, à l’heure actuelle, qu’un mouvement de flexion-extension de l’épaule autour d’un axe fixe », détaille Antoine Eon.

Le robot-nageur est fixé sur un chariot qui évolue le long du bassin afin de simuler différentes vitesses de nage. « L'intérêt de ce bras robotisé réside dans sa capacité à répéter de nombreux mouvements de manière très précise, sans craindre d'instaurer une fatigue musculaire », précise le chercheur. Les capteurs placés sur le dispositif aident à mieux comprendre les mécanismes de la natation, pour optimiser les performances de nage des nageurs professionnels.

Un autre projet de RoBioSS, breveté, vise cette fois l’apprentissage du geste en gymnastique. Développée avec le chercheur Arnaud Decatoire, la machine guide mécaniquement le mouvement pour aider l'athlète à reproduire le bon geste. « Elle impose une force à suivre à l’articulation engagée dans le mouvement [par exemple l’épaule], et mesure ce que le sujet produit. […]  Ainsi, si la personne force correctement, alors le système se déplacera correctement », explique Antoine Eon.

L’objectif est notamment de faciliter l’apprentissage de gestes techniques difficiles ou potentiellement dangereux, tout en limitant les risques de blessure. « Après avoir calculé un geste sur mesure, le sujet pourra s’entraîner, assis, sans risque de chute » affirme le chercheur. 

Pour Antoine Eon, ces dispositifs s'inscrivent dans une boîte à outils plus large. « La capture de mouvement, associée à la biomécanique, permettent de mesurer le geste réel. La réalité virtuelle simule un environnement et d’étudier la réaction de l’humain à la variation de cet environnement. La mécatronique permet de concevoir des dispositifs permettant d’agir sur l’humain, d’induire un comportement désiré ou d’évaluer ses capacités », résume-t-il.

DES TECHNOLOGIES AU SERVICE DES SPORTIFS 

À Rennes, l’équipe MimeTIC, commune à Inria et à l’université de Rennes 2, s’est quant à elle penchée sur la réalité virtuelle appliquée au sport.

Le projet REVEA, lauréat du Programme Prioritaire de Recherche (PPR) Sport, a notamment accompagné l’équipe de France olympique de boxe pour les Jeux olympiques de 2024. Son objectif était de permettre aux boxeurs de travailler certaines situations de combat difficiles à répéter dans des conditions réelles. « Quand on veut travailler la défense, il vous faut quelqu’un en face qui vous attaque. Très vite, on est limité par le nombre de répétitions qu’on peut faire sans se blesser », explique Franck Multon, directeur de recherche à Inria et responsable MimeTIC.

Casque sur la tête, le boxeur affronte alors un adversaire virtuel dont les chercheurs contrôlent chaque mouvement. Le système enregistre le temps de réaction, les déplacements ou encore la position de garde.

« Le gros défi, c’est d’être capable de s’assurer que ce que l’on fait en réalité virtuelle reflète bien ce qu’ils font dans la réalité », souligne Franck Multon. « Un humain possède [environ] 200 os et 600 muscles […] un avatar virtuel ne reproduit donc pas parfaitement les mouvements réels » poursuit-il. Ainsi, le chercheur est souvent amené à discuter et à collaborer avec des roboticiens qui partagent notamment l’enjeu de « rediriger le mouvement humain vers une machine, qu'elle soit virtuelle ou physique ». 

Le projet REVEA a été mené en lien étroit avec les sportifs et les entraîneurs. « On a interagi avec les sportifs de haut niveau et les entraîneurs nous ont dit : "non, là ça va pas", "je n'y crois pas", ou "là il est trop rapide", "il est trop fort". » Trois années de conception ont été nécessaires. Le projet a depuis dépassé le cadre olympique, lorsque la start-up française VR Boxing a repris la technologie pour développer un outil d'entraînement destiné aussi bien aux athlètes de haut niveau qu'aux amateurs.

Le rugby, le handball ou encore le cyclisme ont également fait l’objet de recherches dans des logiques similaires. Ces technologies jouent également un rôle croissant dans le handisport, où prothèses intelligentes et dispositifs robotiques ouvrent de nouvelles possibilités en matière de performance et de rééducation.

DES ENJEUX ÉTHIQUES

L’assistance technologique au sportif questionne également la limite avec le dopage technologique. Certaines inventions ont déjà été reconnues comme telles. C’est le cas des combinaisons de natation permettant de gagner plusieurs dixièmes de seconde, ou encore d'un pédalier conçu par RoBioSS pour l'équipe de France de BMX, finalement interdit pour les Jeux de Paris 2024. « Les différentes nations ont toujours optimisé leurs protocoles d'entraînement et leurs matériels pour maximiser les chances de réussite du sportif. Un matériel unique est un moyen de rétablir une forme d'égalité des chances quand c'est possible », explique Antoine Eon, qui a participé à sa conception.

L'introduction massive de capteurs dans la pratique sportive soulève également des interrogations. Certains permettent de mesurer le sommeil, la fréquence cardiaque ou encore la température de la peau, parfois grâce à des patchs collés directement sur le corps. 

Les montres et bagues connectées sont déjà très répandues, mais pour Franck Multon, les capteurs spécifiques à chaque discipline, dans les gants des boxeurs, les protège-dents des rugbymen ou les pédales des cyclistes, posent de nouvelles questions sur l’utilisation de ces données. Qui peut y accéder ? Comment sont-elles utilisées ? « À partir du moment où le sportif sait qu'il est mesuré quotidiennement et que derrière, ça peut avoir un impact sur sa sélection, cela pose de vraies questions éthiques », observe le chercheur.

ET LES ROBOTS QUI JOUENT ? 

À Bordeaux, l'équipe Rhoban du Laboratoire bordelais de Recherche en Informatique, rattaché à l'université de Bordeaux, fondée par Olivier Ly, Hugo Gimbert, Loïc Gondry, développe des robots humanoïdes autonomes qui participent depuis 2011 à la RoboCup, compétition internationale dont l'objectif affiché est de battre une équipe humaine de football d'ici 2050. Le laboratoire a remporté cinq titres mondiaux dans la catégorie Humanoid KidSize, dont le dernier en 2023.

Selon Céline Dobigeon, enseignante au département Génie mécanique et productique de l’IUT de Bordeaux et membre de l’équipe, l’enjeu dépasse largement le divertissement. « La compétition force les équipes à confronter leur environnement virtuel au monde réel, sur un robot (système mécatronique), ce que le jeu d’échecs ne permettait pas », explique-t-elle. Le football a été choisi à la fois pour sa popularité et pour la complexité de leur pilotage et du travail collectif qu’il impose. À l’issue de chaque édition, les équipes partagent d’ailleurs leur code et leur matériel.

« Une fois qu'on sera habitué à tout ça, est-ce que les gens seront prêts à rester devant leur télé et à regarder un match de robots humanoïdes ? Je ne sais pas », s'interroge Céline Dobigeon.

Les chercheurs interrogés convergent sur un point : il est difficile de prévoir de manière certaine l’avenir de l’alliance entre sport et robotique. Cela étant, pour eux, à court terme, les robots ne remplaceront probablement pas les sportifs, mais serviront surtout d’outils d’assistance. Céline Dobigeon imagine l’évolution des robots capables de mémoriser les stratégies d'un adversaire et de servir de partenaires d'entraînement.

Franck Multon, lui, voit émerger des outils d’aide à la décision pour les entraîneurs afin de détecter des jeunes talents, prévenir les blessures ou repérer du surentraînement.

Mais il rappelle aussi les limites de toute approche purement technologique : « La performance est plurifactorielle. La technologie, l'IA, ne résoudront pas tout, en particulier les facteurs psychologiques, humains. Quelqu'un qui n'est pas bien dans sa vie privée et qui va aller faire de la compétition avec toutes les technologies qu'on peut lui mettre, ça ne résoudra pas son problème ».