Jeux Olympiques : comment la science est au service du sport

Publié Par Auteur invité, le dans Sport

Par Yanarthus.

De nombreux sports sont mesurés et chronométrés et il est logique que des sciences soient utilisées aux Jeux Olympiques : électronique (le domaine noble de la physique), informatique (le domaine noble des mathématiques)… Mais on trouve aussi de la science là où on ne l’attend pas et on pourrait facilement concevoir des sujets d’examen intitulés « Autour des Jeux Olympiques » dans beaucoup de disciplines scientifiques.

Des probabilités et des règles à calcul

Évidemment, comme dans toute activité humaine, il y a des mathématiques aux Jeux Olympiques. On a déjà appliqué les probabilités au football sur ce site (ici et ) et il semblerait que Céline Géraud maîtrise bien ce domaine puisque, pour lancer la retransmission de la finale de tir au pistolet en feu rapide à 25 m, elle a annoncé qu’il y avait 6 finalistes pour 3 médailles, donc 3 chances sur 6 de médaille pour le participant français. On peut trouver son modèle un peu rudimentaire et signaler une défaillance dans la compétence « réduire une fraction », mais c’est un début. Et Jean Quiquampoix a obtenu une médaille d’argent, preuve que Céline Géraud avait raison.

Mais l’irruption la plus fréquente des mathématiques dans les commentaires télévisuels se produit par l’exaspérante expression « il va falloir sortir la règle à calcul » ou, plus rare étant donné l’âge des journalistes de France Télévisions, « il va falloir sortir la calculette ».

Ainsi, pendant les qualifications du 100 mètres masculin, Patrick Montel a dégainé la phrase magique pour savoir si Jimmy Vicaut, qui venait de parcourir la distance en 10,19 s allait se qualifier pour les demi-finales. Il est vrai que le problème était particulièrement difficile : il fallait savoir si le temps du coureur français serait parmi les huit meilleurs des concurrents classés au-delà de la troisième place sur l’ensemble des séries qualificatives. Ce problème ouvert nécessitait donc la mise en œuvre des compétences « ordonner deux nombres décimaux » et « dénombrer les entiers jusqu’à 8 » où l’on voit bien que l’usage d’une règle à calcul est déterminant.

Sac de nœuds au volley-ball aux Jeux Olympiques de Rio

La phrase magique a aussi été prononcée à propos de la qualification de l’équipe de France masculine de volley-ball pour la suite de la compétition et je dois avouer que j’ai commencé par ricaner. Dans la plupart de ces situations, la calculatrice ne sert évidemment à rien et il suffit de faire l’effort d’une étude de cas systématique qui va rarement bien loin. Mais ici, d’une part l’analyse exhaustive est assez fastidieuse et d’autre part, il pourrait y avoir effectivement un calcul à effectuer !

La poule de l’équipe de France est constituée de six équipes qui se rencontrent toutes les unes les autres dans la formule championnat ; les quatre meilleures sont qualifiées pour la suite (Céline Géraud dirait qu’il y a 4 chances sur 6 de se qualifier). Les critères de classement des équipes sont les suivants :

  1. Nombre de victoires (il n’y a pas de match nul en volley-ball)
  2. Nombre de points (3 pour une victoire 3 sets à 0 ou 3 sets à 1, 2 pour une victoire 3-2, 1 pour une défaite 3-2 et 0 pour une défaite 3-1 ou 3-0)
  3. Ratio de sets (rapport du nombre de sets gagnés au nombre de sets perdus)
  4. Ratio de points (rapport du nombre de points gagnés au nombre de points perdus) inscrits au cours des matches (il faut 25 points pour gagner un set)
  5. Résultat(s) de la (des) confrontation(s) particulière(s)

Pour classer les équipes, ces critères sont suivis dans cet ordre en passant au suivant en cas d’égalité. Alors que chaque équipe a disputé quatre de ses cinq matches, le classement s’établit ainsi :

Classement JO volleyball

Les matches restant à jouer aujourd’hui sont, dans cet ordre chronologique : États-Unis/Mexique, Italie/Canada, Brésil/France.

Que peut-on dire avant ces trois matches ? L’Italie est certaine d’être première, le Mexique sûr d’être dernier et éliminé. Une seule équipe sera éliminée parmi les quatre autres, auxquelles on s’intéresse exclusivement à présent.

À cause du match Brésil/France dont le perdant restera à deux victoires, il suffit de gagner son dernier match pour être sûr de se qualifier. En revanche, une défaite n’est pas automatiquement éliminatoire. Néanmoins, elle le serait pour les États-Unis si son score est de 3-0 et pratiquement aussi s’il est de 3-1. C’est à peu près tout ce qu’on peut affirmer de façon « rigoureuse » sans entrer dans une analyse très « pédestre ».

On peut cependant effectuer quelques « projections ». Pour le dernier match de l’équipe de France, affronter chez elle la très forte équipe du Brésil, pas encore qualifiée et aussi obligée d’obtenir un bon résultat, est une très mauvaise affaire… Malgré leur classement, les États-Unis ont a priori la tâche la plus facile en terminant contre l’équipe la plus faible et peut-être démobilisée. On pourrait croire que le Canada va probablement perdre contre une Italie invaincue, mais, comme ce match n’a pas d’enjeu pour elle, l’équipe transalpine pourrait être tentée de laisser au repos ses meilleurs joueurs en vue de la suite de la compétition. La France et le Brésil auront l’avantage de jouer en dernier et ces deux équipes connaîtront donc le résultat qu’elles doivent obtenir pour se qualifier. Que se passera-t-il alors s’il existe un résultat qui « arrange tout le monde » ? En tout cas, voilà un match décisif qui rappellera le terrible France – Brésil du championnat du monde 1986 que la France devait gagner au moins 3 sets à 1 et qui avait donné lieu à un troisième set dantesque.

Et c’est une situation où l’on pourrait vraiment devoir faire des calculs autres que des additions…

Chimie verte

Il y a aussi de la chimie dans ces Jeux Olympiques.

chimie

Non, ça, c’est dépassé.

Au cours du marathon féminin, on a pu entendre Stéphane Diagana (bien) parler d’hyponatrémie : un coureur risque une sérieuse défaillance lorsque la concentration des ions sodium dans son sang devient « inférieure à 135 millimoles par litre ». Comme quoi on peut employer un langage rigoureux sans faire peur. Mais l’affaire chimique de cette première semaine de Jeux Olympiques est incontestablement le mystérieux verdissement de l’eau du bassin de plongeon, rapidement annoncé résolu en des termes pour le moins sibyllins dans cet article :

« Les réservoirs d’eau manquaient de certains des produits chimiques utilisés dans le processus de traitement de l’eau », a ainsi communiqué la Fédération, ajoutant « en conséquence, le niveau de PH de l’eau est sorti de la fourchette normale, provoquant cette décoloration. »

Une variation de « niveau de pH » (et pas ce ridicule « PH » : PH, ça veut juste dire Philippe Houy) qui fait verdir de l’eau… Comprenne qui pourra. Toujours est-il que je n’ai rien entendu pour remettre en cause cette explication qui ferait rire n’importe quel jeune au lycée.

Une explication qui fait plop

Continuons de descendre dans la classification des sciences d’Auguste Comte et passons à la physique. Nous retrouvons le volley-ball pour entendre l’explication du service flottant par le consultant de France Télévisions : « C’est ça, un service flottant réussi. C’est quand la balle tombe comme une pierre à l’endroit où on ne l’attend pas. C’est le mouvement de la main qui frappe la balle, qui en fait la rétrécit, et la balle, quand elle est en l’air, s’élargit, redevient ronde et au moment où elle redevient ronde, ça fait un plop et la balle tombe ». Pour ceux qui préféreraient la version audio de cette explication limpide, ils peuvent l’écouter ici (à partir de 1h22min20s). Et pour ceux qui voudraient lire autre chose que ce qui se dit au Bar des Sportifs, ils peuvent lire une thèse démontrant que « le phénomène de variation de la forme de la balle au cours du temps ne peut expliquer convenablement l’existence de trajectoires flottantes », ou encore cet article beaucoup plus accessible, qui conclut : « Nous avons aussi tordu le cou aux explications invoquant une déformation du ballon. En laissant tomber des projectiles du haut d’un viaduc, ils zigzaguent aussi ».

Comme quoi il y a des domaines où la méthode scientifique s’applique encore et où une expérience peut remettre en cause un modèle dépassé. Suivez mon regard.

Classement des médailles après la neuvième journée :

  1. États-Unis 520
  2. Royaume-Uni 289
  3. Chine 285
  4. Russie 214
  5. France 181
  6. Japon 169
  7. Allemagne 143
  8. Italie 134
  9. Australie 133
  10. Corée du Sud 122

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