Modélisation de l’évolution de performances sportives ; détection de situations

Maria João Rendas, Asya Metelkina et Luc Pronzato

modélisation paramétrique ; modélisation non paramétrique ; signaux biologiques ; IA ; dopage

L’utilisation de produits dopants dans le cadre de la pratique sportive est un problème important,  qui dépasse aujourd’hui largement le cadre des compétitions sportives de haut niveau, et dont la détection efficace doit reposer sur des outils de dépistage automatisés, permettant l’identification rapide et à faible coût des athlètes possiblement dopés.
La fédération mondiale de référence IAAF (International Association of Athletics Federations, Monaco) et l’I3S développent depuis avril 2017 une collaboration sur la modélisation mathématique de performances d’athlètes de haut niveau. C’est la première fois que l’IAAF collabore avec un organisme de recherche français pour le traitement de ses données dans ce cadre. Le but de cette collaboration (I3S, équipe SIS : Dr Metelkina, Pr Rendas, Pr Pronzato – IAAF : Dr Bermon et Dr Garnier) est la caractérisation probabiliste de l’évolution de la performance d’athlètes tout le long de leur carrière.
L’ABP (Athlete’s Biological Passport) basé sur des indicateurs hématologiques obtenus lors de prélèvements effectués selon des protocoles stricts permet aujourd’hui un triage fiable de l’ensemble d’athlètes suivis. Cependant, les coûts associés à l’ABP limitent le nombre d’athlètes suivis ainsi que la fréquence des prélèvements auxquels chaque athlète est soumis. En utilisant le modèle probabiliste pour signaler l’éloignement des performances d’un athlète par rapport à des évolutions considérées comme normales, cette collaboration doit conduire d’une part à un système de détection précoce de cas de dopage capable de surveiller d’une façon continue un grand nombre d’athlètes, et d’autre part à une optimisation des plans de tests anti dopage.
 
La comparaison de deux approches complémentaires de modélisation (paramétrique versus non paramétrique) visant à représenter les performances d’un ensemble d’athlètes masculins sur des épreuves d‘athlétisme (400, 800, 1500, 5000 et 10000 mètres) sont en cours de publication.
 
Les figures montrent deux carrières détectées comme anormales par la méthode non paramétrique. Le trait bleu épais correspond à la trajectoire de l’athlète, et les autres courbes à un ensemble de trajectoires « typiques ». La figure ci-dessous correspond à un recordman sur 400 mètres, avec des temps bien inférieurs à la population d’athlètes analysée, tandis que la première figure (ci-dessus) correspond au cas d’un athlète dont les performances sur 400 mètres s’améliorent (de manière atypique et douteuse) en fin de carrière.