La science au service de la performance sportive

Le ten­nis de table, sport de raquette popu­laire dans le monde entier, est une dis­ci­pline olym­pique depuis 1988. Il fait l’ob­jet d’é­tudes uni­ver­si­taires, dans les­quelles les cher­cheurs ana­lysent les sché­mas et les tac­tiques de jeu afin d’améliorer la per­for­mance des joueurs en com­pé­ti­tion. Des cher­cheurs de l’É­cole cen­trale Lyon membres du Labo­ra­toire d’in­for­ma­tique en images et sys­tèmes d’in­for­ma­tion (LIRIS UMR 5205 CNRS) tra­vaillent en étroite col­la­bo­ra­tion avec la Fédé­ra­tion fran­çaise de ten­nis de table (FFTT), l’organisme char­gé de la ges­tion du ten­nis de table en France qui four­nit un enca­dre­ment tech­nique au groupe de très haut niveau. Les cher­cheurs ana­lysent des vidéos des matchs des joueurs dis­po­nibles en ligne sur les pla­te­formes de dif­fu­sion, et tentent d’i­den­ti­fier des sché­mas de jeu, à par­tir de jeux de don­nées conte­nant des séquences de coups de raquette rela­ti­ve­ment courtes (quatre à cinq coups en moyenne) mais com­plexes (une ving­taine de des­crip­teurs par coup). Le tra­vail s’ac­cé­lère à l’approche des Jeux olym­piques qui se tien­dront cet été à Paris.

Cet article a été publié dans notre maga­zine Le 3,14 sur la science et le sport.
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Dans un match de ten­nis de table, les joueurs frappent, à tour de rôle, la balle avec leur raquette et la font rebon­dir sur le côté de la table où se trouve l’ad­ver­saire – sauf lors d’un ser­vice, où la balle doit rebon­dir sur les deux côtés. Un échange est donc per­du par un joueur s’il ne ren­voie pas la balle confor­mé­ment à ces règles. Il gagne un set lors­qu’il atteint 11 points ou plus, avec une dif­fé­rence de deux points entre lui et son adversaire.

Dans leurs tra­vaux, les cher­cheurs diri­gés par Romain Vuille­mot, ont mis en place des méthodes d’analyse fine de matchs. Ain­si, ils ana­lysent la posi­tion des joueurs, la façon dont ils se déplacent lors de la frappe, le mou­ve­ment et la tra­jec­toire de la balle. Les scien­ti­fiques se sont foca­li­sés sur l’a­na­lyse des com­bi­nai­sons de coups gagnants, afin de carac­té­ri­ser les tac­tiques des joueurs. Selon les entraî­neurs de la FFTT, une tac­tique consiste en deux coups consé­cu­tifs pour un des joueurs, ce qui signi­fie que dans l’échange, elle se joue en trois coups. Le joueur au ser­vice contrôle les deux pre­miers coups du jeu, puis réagit selon la balle ren­voyée par son adver­saire, afin d’éventuellement conclure le point. Les échanges au-delà des trois pre­miers coups peuvent avoir un inté­rêt tech­nique, qui prend le des­sus sur la tactique.

Trou­ver des tac­tiques ne se limite pas aux com­pé­ti­tions de ten­nis de table. D’autres sports tels que le foot­ball ou la boxe en usent, même s’ils com­portent beau­coup plus de contacts phy­siques entre les joueurs. Au foot­ball, cepen­dant, une séquence est défi­nie comme une liste de plu­sieurs mou­ve­ments consé­cu­tifs effec­tués par le même joueur ou par des joueurs dif­fé­rents, mais de manière asyn­chrone, là où le ten­nis de table est for­te­ment syn­chrone au fil des échanges. Ain­si, dans une série de coups consé­cu­tifs au ten­nis de table, les deux joueurs appa­raissent alter­na­ti­ve­ment dans une séquence. Cela signi­fie qu’il existe une forte cor­res­pon­dance entre la séquence de coups et le joueur, avec des actions/réactions, anti­ci­pa­tions et dominations.

Les cher­cheurs ont ana­ly­sé la séquence des coups dans un échange jus­qu’à ce qu’il soit rem­por­té par l’un des deux joueurs. Une séquence a la struc­ture suivante :

• Un ser­vice (du côté droit ou du côté gauche) qui touche l’une des neuf zones d’im­pact pos­sibles du côté de la table de l’adversaire

• Une séquence de coups décrite par le type de coup (contrôle, attaque ou pous­sée), le fait qu’il s’a­gisse d’un revers ou d’un coup droit et la zone d’impact de la balle. 

D’autres des­crip­teurs sont aus­si ana­ly­sés, comme l’effet, la tech­nique et la posi­tion du joueur.

À l’aide d’un nou­vel algo­rithme déve­lop­pé dans leur labo­ra­toire, les cher­cheurs ont construit un gra­phique repré­sen­tant un ensemble d’échanges à par­tir des don­nées visuelles issues d’une vidéo. Les nœuds du graphe repré­sentent les coups, et les arêtes les tran­si­tions entre les coups. Les nœuds sont ordon­nés pour que les ral­lyes soient lus de gauche à droite : le nœud le plus à gauche est le ser­vice et le nœud le plus à droite désigne le vain­queur du rallye. 

« En ana­ly­sant les dépla­ce­ments de chaque joueur, les mou­ve­ments de la raquette et les tra­jec­toires de la balle sur la table, nous pou­vons clas­ser le type de coup en dif­fé­rentes caté­go­ries et ana­ly­ser ce qui se passe lors de chaque point », explique Romain Vuille­mot. « Nous essayons ensuite de com­prendre la stra­té­gie qui se cache der­rière un coup don­né. Pour ce faire, il faut com­prendre ce que fait le joueur en géné­ral et com­ment réagit son adver­saire, c’est-à-dire s’est-il adap­té au jeu de son concur­rent ? Cela est très com­plexe, mais nos graphes per­mettent déjà d’identifier des récur­rences de séquences effi­caces pro­met­teuses. Il suf­fit ensuite de contex­tua­li­ser ces résul­tats, en par­ti­cu­lier en fonc­tion du score ou de la domi­na­tion d’un joueur. » Les points tac­ti­que­ment inté­res­sants sont sou­vent peu nom­breux et pour­tant ils sont sou­vent déci­sifs pour expli­quer une victoire.

Les résul­tats des ana­lyses four­ni­ront aux joueurs et à leurs entraî­neurs les infor­ma­tions per­met­tant de com­prendre et de s’a­dap­ter à leurs adver­saires, afin d’a­mé­lio­rer leurs propres stratégies.

« Ce que nous avons consta­té, c’est que les tac­tiques adop­tées dépendent de chaque joueur, et de son mode de fonc­tion­ne­ment », explique Ayme­ric Erades, doc­to­rant tra­vaillant sur ce pro­jet avec Romain Vuille­mot. « Ce qui est inté­res­sant, c’est qu’un même joueur ne joue­ra pas tou­jours de la même manière. L’i­dée est donc de détec­ter toutes les com­bi­nai­sons de jeu pos­sibles pour ensuite de com­prendre celles qui seront déployées pen­dant le jeu, en par­ti­cu­lier face à un adver­saire dont on connaît les points forts, les points faibles et le style de jeu géné­ral. »

À ce jour, les cher­cheurs ont ana­ly­sé une tren­taine de matchs dans leur inté­gra­li­té et sont en train d’en ana­ly­ser 70 autres. « Ce nombre pour­rait aug­men­ter à l’ap­proche des Jeux olym­piques cet été, car les joueurs de ten­nis de table pré­parent acti­ve­ment leurs com­pé­ti­tions et les entraî­neurs nous demandent davan­tage de don­nées sur de nou­veaux adver­saires », explique Ayme­ric Erades. 

« D’i­ci l’été, nous espé­rons avoir des ana­lyses tac­tiques de tous les adver­saires poten­tiels que l’é­quipe de France est sus­cep­tible de ren­con­trer pour com­prendre com­ment ils jouent et éven­tuel­le­ment faire remon­ter aux cadres tech­niques de la fédé­ra­tion les élé­ments per­met­tant de gagner contre eux », ajoute Romain Vuillemot.

Isabelle Dumé

Réfé­rences :

Explo­ring Table Ten­nis Ana­ly­tics : Domi­na­tion, Expec­ted Score and Shot Diver­si­ty. Machine Lear­ning and Data Mining for Sports Ana­ly­tics work­shop MLSA, 2023

Visual Ana­ly­sis of Table Ten­nis Game Tac­tics. Jour­née Visu 2023, 22 juin 2023, Saclay (France)

Pierre Duluard, Xin­qing Li, Marc Plan­te­vit, Céline Robar­det, Romain Vuille­mot. Dis­co­ve­ring and Visua­li­zing Tac­tics in a Table Ten­nis Game Based on Sub­group Dis­co­ve­ry. ECML/PKDD 2022 Work­shop, Gre­noble, France, 2022. hal-03768114