Fédération Suisse des Sports Équestres FSSE

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La technique de pointe en faveur du bien-être du cheval:
des analyses 3D biomécaniques grâce à des capteurs

20 septembre 2021 09:00

En tant que cavalier ou entraîneur, il n’est pas toujours facile de juger correctement les mouvements du cheval depuis la selle ou à l’oeil nu. De plus, il n’est pas toujours simple de reconnaître quels sont les facteurs qui sont déterminants pour le succès ou l’échec lors d’un saut ou de l’exécution d’une reprise de dressage. C’est donc ici que la technologie moderne des capteurs réunissant l’intelligence artificielle et la technologie GPS peut être d’un grand secours au quotidien. Une étude scientifique effectuée dans le saut d’obstacles a utilisé un tel capteur lors d’un test pratique.

La bioméchanique complexe du saut d’obstacle. | © imago La bioméchanique complexe du saut d’obstacle. | © imago

Les maladies de l’appareil locomoteur chez le cheval sont fortement liées à la compétition et aux entraînements quotidiens. Chez le cheval de saut d’obstacles, les charges répétitives et les conditions de surface inadaptées peuvent causer des blessures graves pouvant mettre fin à une carrière sportive. Dans ce contexte et dans le cadre d’une étude, un capteur non invasif intégré dans la sangle a permis de déterminer quels sont les critères importants qui définissent une bonne biomécanique chez un cheval de saut d’obstacles.

 

Technologie aérienne pour le sport équestre

Grâce à la technologie ultramoderne, les capteurs peuvent mesurer des paramètres précis qui permettent d’identifier les aspects cruciaux pertinents pour analyser la performance ou pour prévenir des blessures.

Dans l’étude en question, il a été possible d’analyser qualitativement et quantitativement les cinq phases critiques d’une séquence de saut, à savoir l’approche, la battue, la phase de vol, l’atterrissage et la remise en équilibre. Différents paramètres ont été mesurés pour chacune de ces phases. Grâce à une technologie de pointe utilisée dans l’aviation, le capteur permet d’afficher des données uniques telles que la trajectoire réelle en 3D. Un ensemble d’algorithmes d’analyse a été développé et utilisé. Deux objectifs, vérifiables en pratique, ont été formulés. Ces résultats étaient proches des données publiées précédemment par d’autres auteurs et arrivaient aux mêmes conclusions.

Critères mesurés dans l’étude. | © màd Critères mesurés dans l’étude. | © màd

La mathématique du saut d’obstacles

Il existe de nombreuses études scientifiques décrivant la biomécanique du cheval lors du saut sur différents types d’obstacles. Les résultats les plus importants concernent la position à la battue, l’accélération des membres postérieurs lors de la battue ainsi que la charge des membres antérieurs à la réception. Chacun est capable de voir à l’oeil nu que la biomécanique du cheval lors du saut (déroulement des membres quittant le sol) ne ressemble en rien à une foulée de galop normale. On sait aussi que plus le cheval se rapproche de l’obstacle, plus la distance, la durée et la vitesse au sol de la foulée sont réduites. La combinaison idéale de ces trois facteurs est nécessaire au succès d’une bonne battue. On sait aussi qu’une bonne distance de battue (la hauteur du saut plus 20% de cette hauteur) permet à toutes les articulations et à tous les muscles de développer une trajectoire de vol idéale (parabole) tout au long du saut.

La phase de vol prend du temps et dépend de la hauteur et de la largeur de l’obstacle. Plus la hauteur est élevée, plus la phase de vol est longue. Il en va de même pour la longueur de la parabole du saut, plus l’obstacle est haut et large, plus la longueur du saut est importante. On sait encore que la charge sur les membres antérieurs à l’atterrissage augmente avec la hauteur des obstacles. De plus, entre le moment de la battue et l’atterrissage, le cheval ne devrait en aucun cas être dérangé par des aides extérieures telles que mouvements du cavalier, cravache, éperons ou actions de main. De telles actions ne feraient que détériorer la qualité de la parabole du saut. Il a également été démontré que la vitesse de déplacement était un facteur à risque plus élevé que la hauteur du saut en termes de source de faute à l’obstacle. Afin d’éviter la faute, il est donc capital que le cheval dispose de suffisamment de temps pour terminer sa parabole et son atterrissage. Dans ce contexte, les nouvelles technologies jouent un rôle important dans la description biomécanique du mouvement du saut.

Conception de l’expérience | © màd Conception de l’expérience | © màd

Objectifs de l’étude

Deux objectifs ont été fixés pour cette étude: d’une part, le contrôle des valeurs biométriques mesurées avec ce capteur dans le saut d’obstacles comparées avec les valeurs publiées par d’autres auteurs, et d’autre part, l’obtention de nouvelles données grâce à une nouvelle technologie.

A cet effet, deux obstacles ont été placés sur la ligne médiane à une distance de 21 m, soit une distance classique de cinq foulées. Les obstacles ont été sautés à des hauteurs de 80 cm, 90 cm, et 100 cm jusqu’à 110 cm. Avec le capteur fixé à la sangle et centré au milieu, les paramètres suivants ont été mesurés: accélération, vitesse, longueur, hauteur, angle de saut.

 

Une analyse fiable

Cette étude a prouvé que lors d’obstacles dont la hauteur et la largeur ne dépassent pas 110 cm, il n’y a pas de différences statistiques pour les critères analysés dans les trois phases du saut (approche, phase de vol et atterrissage) entre un vertical et un oxer. La hauteur et la largeur des obstacles semblent jouer un rôle mineur dans les différents critères mesurés. La parabole du saut ne semble pas différer pour tous les critères analysés entre un obstacle vertical ou un oxer, et ce pour toutes les hauteurs testées. Ces chiffres sont confirmés par d’autres auteurs et cet argument est également relevé par des entraîneurs et des cavaliers expérimentés.

Le critère d’accélération a révélé des valeurs intéressantes en m/s2 qui, converties en G, reflètent bien les forces exercées sur les membres postérieurs notamment au moment de la battue. La cohérence de ces valeurs avec les études précédemment publiées montre que le dispositif est fiable et efficace. Par contre, les valeurs mesurées lors de l’accélération sont nouvelles et il sera intéressant de les approfondir lors de futures expériences.

Une procédure de validation complète du dispositif a été effectuée au printemps 2021 et les résultats sont en cours d’évaluation. Le Service vétérinaire de l’armée suisse en partenariat avec l’Université de Zurich (clinique équine, département de médecine du sport) et une équipe de chercheurs suédois ont réalisé cette validation qui semble déjà montrer une très bonne fiabilité des résultats.

Position du capteur. | © màd Position du capteur. | © màd

Des capteurs pour la recherche et la médecine - mais pas que

La crédibilité et la fiabilité de ce capteur laissent présager de nouveaux axes de recherche dans le domaine de la biomécanique du cheval, permettant de diagnostiquer des boiteries ou des irrégularités d’allures difficilement détectables à l’oeil nu.

A l’avenir, l’équitation avec capteur ne sera plus uniquement utilisée dans la recherche et la médecine, mais elle offrira aux cavaliers des services fiables pour leur quotidien, qu’il s’agisse de l’optimisation des entraînements ou de la prévention de boiteries.

Dr Stéphane Montavon, vétérinaire

Le capteur Alogo Move Pro utilisé dans l’étude. | © Alogo Le capteur Alogo Move Pro utilisé dans l’étude. | © Alogo

L’étude

Montavon, S.; Deillon, D.; Bertolaccini, J. & Deriaz M. (2021). Artificial intelligence and GPS sensor technology for 3D analyses in the biomechanics of jumping horses. Swiss Review of Military and Disaster Medicine, 1, 32-37.

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