CNRS La lettre innovation

Partenariats, création d'entreprises, brevets, licences, événement... Retrouvez tous les mois les dernières actualités de la valorisation et de l'innovation au CNRS.

Brevets et licences

Un modèle mathématique pour optimiser la course d'un pur-sang

À partir de vitesses mesurées sur des chevaux durant une course et d'un système d'équations différentielles, une équipe du Centre d'analyse et de mathématiques sociales1 est capable de déterminer la répartition optimale de l'effort sur le parcours, en tenant compte de sa longueur et de sa topographie.

illustration

Aucun pur-sang ne peut mener toute une course à sa vitesse maximale. Pour optimiser sa performance et ses chances d'arriver en tête, il importe donc de savoir comment le cheval doit répartir ses efforts sur la longueur du parcours. Cette question, les jockeys tentent de la résoudre à leur manière à chaque course. Des scientifiques du Centre d'analyse et de mathématiques sociales lui apportent une réponse mathématique. Ils ont créé un modèle constitué d'un système d'équations différentielles, qui permet de calculer la vitesse optimale à adopter tout au long du parcours. Un projet financé par l'Agence pour les mathématiques en interaction avec les entreprises et la société2 (Amies).

Un modèle mathématique avait déjà été développé pour déterminer la performance optimale d'un coureur à pied. Pour l'adapter à la course de chevaux, le laboratoire avait besoin de données de terrain. L'étude3 s'est appuyée sur des mesures de vitesses et de positions effectuées en 2019 durant une dizaine de courses sur l'hippodrome de Chantilly (Hauts-de-France). Les données, fournies par France Galop, ont été recueillies par la société McLloyd, spécialiste du tracking dans le sport et l'hippisme, à l'aide d'un petit dispositif de 90 grammes placé sous la selle de chaque cheval. À partir de ces données captées à haute fréquence (dix mesures par seconde), une information physiologique clé pour l'optimisation des performances du cheval a pu être déterminée : la courbe représentant l'évolution de sa consommation d'oxygène (énergie aérobie) pendant la course.

En cherchant à optimiser l'effort fourni par le cheval durant la course, le modèle met en évidence les meilleures stratégies : à quel moment doit-il fournir le maximum d'énergie, quelles sont les phases décisives d'accélération, etc. La simulation rend aussi compte de l'effet des courbes et des pentes sur le terrain. « L'effet des virages sur la vitesse des chevaux est jusqu'ici peu connu, ce qui ouvre la voie à une nouvelle compréhension de leurs performances durant les courses », indique Amandine Aftalion, directrice de recherche CNRS et directrice adjointe du Centre d'analyse et de mathématiques sociales.

Plus généralement, le modèle mathématique pourrait s'avérer utile dans le tracé d'un hippodrome : en identifiant les difficultés et leurs effets sur les performances des chevaux, il devient possible de concevoir un hippodrome selon le type de courses que l'on souhaite organiser. Mis entre les mains d'un entraîneur, sous la forme d'une application simple, il pourrait aussi faciliter la sélection des chevaux en vue d'une course. À terme, l'approche mathématique des performances hippiques pourrait même contribuer à renouveler la pratique des paris.

L'équipe du laboratoire continue d'améliorer son modèle générique d'optimisation des courses d'endurance (avec un travail sur le 10 000 mètres). Du côté des courses hippiques, le développement d'une application est envisagé, mais il passe par un travail d'identification des besoins réels des utilisateurs potentiels, et par une simplification du code, afin de pouvoir le diffuser sur des équipements portables.

 

1 Centre d'analyse et de mathématiques sociales (CNRS/EHESS)

2 L'Amies est une unité d'appui et de recherche CNRS/Université Grenoble Alpes

3 Optimal speed in Thoroughbred horse racingMercier Q., Aftalion A. PLoS ONE. 2 décembre 2020

Contact :

Amandine Aftalion / Directrice de recherche CNRS au Centre d'analyse et de mathématiques sociales / amandine.aftalion@ehess.fr