Quand la physique et le football ne font qu’un… Gaëtan Guironnet, enseignant d’EPS et Grégory Toulouse en sciences physiques ont proposé à leurs collégiens de Saint-Cloud une démarche scientifique autour de l’efficience d’une équipe de football. A l’aide d’une application, les élèves recueillent des données sur l’interaction des joueurs entre eux durant des matchs. « L’expérimentation n’était pas une illustration du cours mais bien le support du cours ».
Quel est ce projet qui mêle sciences-physiques et EPS ?
Enseignants d’éducation physique et sportive (E.P.S.) et de sciences physiques et chimiques (S.P.C.), nous enseignons depuis 20 ans dans un collège de la banlieue parisienne. Forts de notre expérience de projets interdisciplinaires, nous nous sommes interrogés sur une action pédagogique à mener en 2024, année olympique mais aussi année de la physique[1].
Nous nous sommes appuyés sur l’application « FizziQ »[3] afin de créer un carnet d’expérimentation. Le support de l’expérimentation sera un cycle de football sur un terrain extérieur de 12 séances.
Les thématiques d’expériences seront d’une part l’interaction entre le placement des joueurs et l’activité des partenaires et des adversaires (grâce à la géolocalisation des joueurs par le capteur GPS du smartphone et l’agrégation de l’ensemble des positions des deux équipes sur un terrain), et d’autre part l’activité individuelle des joueurs par la quantification de la distance parcourue et l’accélération moyenne analysée au regard du poste occupé.
Que font les élèves au cours des séances ?
L’enregistrement des données s’effectue lors d’un match en 6 contre 6 sur un tier de terrain de football à 7 dans le sens de la largeur. Avec un inapte lors de ce cycle, l’ensemble des 24 élèves peuvent pratiquer en même temps au cours de deux matchs en parallèle de deux mi-temps de cinq minutes.
La variété des téléphones des élèves et des moyens de fixations nous engagent à quelques ajustements qui ne sont pas cachés aux élèves ni vécus comme un échec mais comme un processus expérimental de collecte de données d’une expérience scientifique de terrain.
L’intérêt de connaître ses données et de travailler sur son activité a rapidement donné du sens au projet et élevé le niveau d’attention nécessaire à la coordination de chaque pratiquant collecteur de ses données (charger son téléphone, télécharger la dernière version de l’application, configurer les capteurs de la même façon que le groupe et envoyer son carnet d’expérience par mail aux enseignants).[5]
Quels en sont les résultats ?
Quels sont les effets en EPS ?
Le premier impact sur les joueurs est de discuter sur des données objectivables et individualisées au-delà de leur ressenti et de leur connaissance de l’activité en dehors de ce que donne l’enseignant en cours d’EPS. Comment demander à des joueurs débutants de se placer sur un terrain et de s’adapter au jeu de leurs partenaires et de l’équipe adverse si on ne peut pas leur faire un retour précis et visuel sur leur position eet leur volume de jeu lors du match ? Les outils numériques nous permettent de donner une représentation graphique et commune de l’activité de chaque joueur mais aussi de l’activité par rapport aux coéquipiers ce qui permet de faire évoluer les représentations et l’activité des joueurs.
Nous pouvons quantifier cette évolution par la discussion tactique d’avant match beaucoup plus précise sur le positionnement de chacun. Lors du match, l’entraide entre les joueurs et l’évolution au sein d’une zone déterminée est beaucoup plus respectée. Il en résulte des déplacements plus efficaces et un placement des joueurs sur le terrain plus précis.
Le score, qui est un indicateur scientifique du rapport de force de l’affrontement collectif, n’est pas assez précis pour le joueur sans expérience du jeu pour entrer dans une activité d’adaptation à son environnement complexe. Il n’a pas assez de vécu pour s’imaginer virtuellement dans le schéma tactique de son équipe. L’enjeu est de lui donner des repères en situation et individualisés sur son activité.
Bien sûr, cela n’enlève pas le travail technique qui est une condition sine qua non pour réaliser la stratégie mise en place et les indicateurs rendus visibles sur le terrain. La place du joueur n’est pas remplacée par l’environnement numérique car malgré la vision de jeu l’efficacité de son action est conditionnée par sa réalisation technique et motrice.
Et en sciences-physiques ?
Cette utilisation d’outil de mesure et de notion de physique sur un terrain de sport a contribué à faire dialoguer les profils « scientifiques » intéressés par l’analyse des données et les outils mathématiques nécessaires pour les faire émerger et d’autre part les « sportifs et sportives » pour permettre de quantifier et qualifier leurs actions.
La relation directe et vécue, expérimentée par le corps de chaque pratiquant permet de rendre concrètes des notions d’accélération, de vitesse et de distance parcourue qui permettent d’avoir un point d’appui commun, différent de celui décrit par un manuel scolaire.
Les notions nécessaires à la compréhension du fonctionnement d’un GPS telles que la satellisation (gravitation et loi de Newton), la trilatération et la vitesse de communication entre le satellite et le téléphone permettent de rebondir sur certains dysfonctionnements vécus sur le terrain.
En quoi vos élèves ont-ils adhéré au dispositif ?
Nous avions la conviction de la plus-value de notre dispositif pédagogique et didactique. Au regard de la nouveauté du dispositif, du nombre de manipulations à faire pour arriver à un résultat visible, nous avons senti une certaine perplexité de la part des élèves lors de la présentation au laboratoire de physique. Mais après une phase de mise en place, l’adhésion des élèves à la vue des données disponibles sur leur jeu a été exponentielle à 3 niveaux :
Sur l’implication dans l’expérimentation par la préparation de son matériel, le paramétrage de ses capteurs et l’envoi des données aux enseignants, permettant un travail sur les données de chaque joueur et de l’équipe avec l’enseignant de SPC.
L’expérimentation n’était pas une illustration du cours mais bien le support du cours si bien que le travail sur les données individuelles de l’élève a été un puissant levier de rigueur dans la mise en œuvre du protocole expérimental.
Au-delà du support à rendre pour le concours, la précision des informations a permis d’augmenter l’attention lors des séances d’E.P.S. pour préparer au mieux son match, non pas forcément pour gagner mais pour améliorer ses statistiques et son placement visible de tous. Il en ressort une augmentation de la distance parcourue pour certains joueurs et une pertinence accrue dans l’activité défensive collective.
Dès lors, la précision des retours et la visibilité des évolutions de chaque joueur dans des équipes stables a permis de situer chaque élève dans un projet de jeu discuté en équipe et permettant à chacun de trouver sa place.
Quelle place finalement laisser aux écrans dans le sport ?
Ce projet a été une expérience positive pour les élèves et les enseignants car elle a permis d’utiliser les outils numériques au service d’une expérience scientifique pour améliorer les compétences de chaque élève. Cela a rendu visibles les bugs et autres calibrations à faire pour rendre opérationnel et crédible un appareil de mesure, même un smartphone.
Au-delà du doute à avoir sur certaines valeurs produites par un capteur ou une application, les élèves ont pu voir que sans activité motrice de leur part, les nuages de points ne sont pas que des pixels mais représentent bien des efforts et une dépense énergétique qui n’est pas virtuelle. Ce mode de fonctionnement est similaire à ceux utilisés par les clubs et sportifs professionnels.
Ce n’est donc pas l’écran qui cause la sédentarité mais l’usage que l’on peut en faire comme le démontrent ce projet et le témoignage que les élèves peuvent en faire. Sans réseaux sociaux, mais avec la vision de l’activité de chaque joueur de son équipe et de l’équipe adverse, la discussion a été plus dense notamment par des arguments chiffrés ou visuels révélés par l’agrégation de données faites par l’enseignant.
Il n’y a pas de dépendance à l’outil puisque la connaissance des données n’est pas connue pendant le match. Reste à développer l’application pour que cette étape de mise en forme fastidieuse s’automatise et laisse plus de temps pour l’analyse et la mise en perspective des données.
Il est intéressant de voir que l’évolution des élèves est passée d’une exacerbation des exploits individuels (marquer des buts, rater des passes) au début du cycle vers une valorisation des efforts de chacun au service du collectif rendu possible par l’analyse des données de géolocalisation sur le terrain et de quantification des efforts (distance parcourue).
La victoire du PSG en Ligue des champions nous a renforcés dans notre vision puisque la stratégie de l’entraîneur, qui utilise énormément les outils numériques et les datas scientists, a été de passer d’une valorisation du jeu de l’équipe au service d’un buteur, à une valorisation de l’effort individuel au service du collectif.
De nouvelles idées pour l’an prochain ? Quel bilan faites-vous du forum du Café pédagogique ?
Nous sommes effectivement avec quelques collègues ouverts à toutes opportunités permettant de faire le lien entre des thématiques en relation avec l’évolution de la société et le profil des élèves dont nous avons la charge de faire acquérir les compétences fondamentales du socle. En fonction des profils de classe en début d’année et des envies nous pouvons nous activer dans la participation à une action transdisciplinaire. Cela implique l’engagement des élèves mais aussi de la communauté éducative.
La participation au forum du café pédagogique est un sentiment contradictoire. C’est d’abord une joie de pouvoir partager un projet qui nous anime avec des collègues d’autres disciplines et environnements professionnels. Et en même temps, la cérémonie de clôture fait ressortir le même questionnement : pourquoi cet espace de rencontre n’est pas institutionnalisé dans un temps professionnel, au titre d’un temps de formation et de partage entre membres de la communauté éducative ?
Tout comme pour le projet sport et sciences, la participation au forum du café pédagogique est une expérience qui se vit et qui permet de mettre des actions et des visages sur des mots que l’on peut lire sur internet chaque matin dans l’expresso. Nous renforçons ici l’idée du processus d’hominisation de l’Homme par la technique et les outils technologiques de l’archéologue A. Leroi Gourhan[7] cité par Dominique Nibart en conclusion de ce forum. Et si le forum du café pédagogique participait au projet du XXIe siècle de faire nation par l’éducation ?
Propos recueillis par Julien Cabioch
[1] https://fondation-lamap.org/annee-de-la-physique
[4] https://sfpnet.fr/nuit-de-la-physique-theme-physique-sport
[5] https://www.sfpnet.fr/palmares-nuit-de-la-physique-2024
[6] Francisco Varela (1993), l’inscription corporelle de l’esprit. Sciences cognitives et expérience humaine.
[7] André Leroi Gourhan (1964), Le geste et la parole. Technique et langage.
