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Validité et fiabilité d'une application iPhone pour le saut vertical

par A. Manolova | 24 Février 2015

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Les sauts verticaux font partis des tests de terrain les plus utilisés. En effet, la performance en saut vertical participe directement ou indirectement à la performance finale dans de nombreuses disciplines, notamment en sports collectifs (e.g., football, basketball, handball). Ils sont simples à mettre en place, la plupart des sportifs peuvent les pratiquer et ils ne nécessitent pas de matériels. En plus de la hauteur maximale verticale atteinte lors du saut, ils permettent d'estimer la puissance produite par les membres inférieurs l'utilisation de formules mathématiques.

Or, pour une évaluation fiable tant au niveau de l'exactitude des données qu'au niveau de la répétition dans le temps, il est nécessaire d'utiliser un matériel de qualité. Deux critères sont essentiels pour choisir cet équipement : i) il doit être valide, c'est-à-dire qu'en comparaison à un appareil de référence, les mesures qu'il fournit doivent être cohérentes et les plus proches possible ; et ii) il doit être reproductible, c'est-à-dire que lors d'une répétition de mesures les valeurs ne varieront que très peu voire pas du tout entre chaque mesure.

Figure 1. Captures d'écran de l'application My Jump.

Pour évaluer la hauteur de saut vertical, il existe de nombreux équipements fonctionnant selon différents principes. La méthode de référence est la mesure du temps de vol ou de la vitesse de décollage via une plateforme de force. Néanmoins le coût élevé et l'utilisation quasiment limitée au laboratoire ont poussé les entraîneurs et préparateurs physiques à se tourner vers des solutions plus économiques et surtout plus pratiques faisant appel à différentes méthodes(e.g., Vertec, Myotest, Jumpmètre, tapis de Bosco, Optojump, caméra haute-vitesse, etc.). Cependant, la plupart de ces outils restent ou imprécis, ou coûteux, ou les deux. De plus, les appareillages les plus avancés nécessitent un traitement des données via un logiciel adapté ce qui augmente le temps de traitement des données. Et lorsque le nombre de sauts à faire passer est élevé, un temps précieux peut être perdu.

Depuis l'avènement des smartphones, les technologies portables ont sans cesse évoluer. Aujourd'hui, le plus célèbre d'entre eux, l'iPhone, possède depuis sa version 5 une caméra permettant d'enregistrer des images à une fréquence de 120 Hz. Une application nommée My Jump ne coûtant que 5.99 euros a été développée afin d'estimer la hauteur de saut vertical via la vidéo. Mais qu'en est-il de sa validité et de sa reproductibilité ?

L'étude réalisée

Pour répondre à cette question, un chercheur espagnol (le co-créateur de l'application) et deux chercheurs britanniques ont testé la validité et la reproductibilité de l'application en comparaison avec une plateforme de force. Pour cela, 20 étudiants masculins ont participé à l'étude. Ils devaient réaliser 5 sauts verticaux avec contre-mouvement préparatoire (CMJ)sur une plateforme de force, tout en étant filmés simultanément au moyen d'un iPhone 5s.

Dans les deux cas, la méthode de calcul utilisée se basait sur le temps de vol lors du saut (i.e., entre le moment où les pieds quittent le sol et le momemt de l'atterrissage) grâce à cette équation :

Formule hauteur de saut maximale

La plateforme de force mesure le temps de vol en fonction des forces appliquées sur elle. Lorsque les pieds quittent la plaque, la force chutent à 0 et lorsque le sujet atterrit, les forces appliquées augmentent. Tandis que pour l'application iPhone, il faut enregistrer la vidéo du saut (idéalement, uniquement la partie des pieds, de face). L'utilisateur sélectionne ensuite lui-même la trame où les pieds viennent de quitter le sol et celle où l'un des deux pieds touche le sol. L'application calcule ainsi le temps écoulé. La fréquence d'échantillonnage de la plateforme de force utilisée était de 1000Hz, soit 1000 données enregistrées par seconde, et celle de la caméra de l'iPhone 5s était de 120Hz.

Dans le cas de l'application, deux personnes n'ayant aucune formation dans le traitement d'images ont procédé chacune au choix des trames de début et de fin de saut. Des analyses statistiques ont ensuite été réalisées sur les données recueillies pour comparer les deux méthodes d'évaluation de la hauteur de saut. Les chercheurs ont donc déterminé la corrélation intraclasse entre les deux méthodes et la reproductibilité de la méthode entre 5 sauts et entre différents utilisateurs

Résultats & Analyses

Les principaux résultats de cette étude montrent que l'application My Jump est valide et reproductible pour mesurer la hauteur de saut vertical en comparaison à la plateforme de force. En effet, les résultats ont montré une corrélation intraclasse excellente de 0.997 et un coefficient de variation de 3.4-3.6% sur une répétition de 5 mesures. La moyenne des différences entre les deux méthodes était de 1.1 et 1.3 ± 0.5 cm en fonction des deux utilisateurs qui ont réalisé l'expérimentation et la moyenne des différence entre les deux utilisateurs était de 0.1 ± 0.4 cm. Les valeurs obtenues à l'aide de My Jump était significativement plus faibles que celles obtenues avec la plateforme de force. Néanmoins, la corrélation entre les deux méthodes étant fortes (r = 0.995), cette différence restera constante.

Applications pratiques

Il est très intéressant de voir qu'une application coûtant presque 6 euros fait pratiquement aussi bien qu'une plateforme de force pour la mesure de saut vertical. De plus, malgré le choix manuel des trames de décollage et d'atterrissage, la différence de mesure entre les deux utilisateurs n'était que d'1 millimètre. L'utilisation de l'application étant relativement simple, et pour ce prix, elle semble donc être une excellente alternative de terrain pour tous les possesseurs d'iPhone.

La principale limitation de cette application est la fréquence d'échantillonnage de la caméra de l'iPhone. En effet, plus la fréquence sera élevée, plus la mesure sera précise. Cependant, depuis la sortie de l'iPhone 6, la fréquence est montée à 240 Hz. Cela laisse donc supposer une réduction de l'erreur de mesure.

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Références

  1. Balsalobre-Fernandez C, Glaister M and Lockey RA. The validity and reliability of an iPhone app for measuring vertical jump performance. J Sports Sci Article in press, 2015.

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