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La course à l’innovation dans le sport

Posté le par La rédaction dans Innovations sectorielles

Les chercheurs et développeurs repoussent les limites et améliorent les performances des sportifs. Comment les plans d’expériences ont aidé WL Gore à optimiser leurs processus ?

Avec le report des Jeux olympiques de Tokyo et de nombreux marathons à travers le monde en raison de la pandémie de COVID-19, la polémique autour des chaussures Vaporfly de Nike (le modèle permettant aux meilleurs marathoniens d’améliorer leurs temps de plusieurs minutes)[1] s’est tue momentanément. Mais l’avantage que ces chaussures procurent aux athlètes de haut niveau (ainsi qu’aux coureurs lambda qui cherchent à battre leurs propres records) fait débat dans l’univers de la course à pied. Les records explosent course après course, et les marques concurrentes s’activent pour combler leur retard.

L’éthylène-acétate de vinyle (EVA) est utilisé depuis longtemps dans les semelles intermédiaires des chaussures de course, car il est léger, bon marché et offre un excellent amorti. Mais comme il s’agit d’un copolymère aléatoire, les fabricants de mousse peuvent uniquement faire varier ses caractéristiques pour l’instant. L’avancée majeure de Nike est due, en partie, à l’utilisation de la mousse ZoomX, une version propriétaire du Pebax, dont les propriétés de copolymère à blocs sont exploitées dans la Vaporfly et d’autres modèles de la gamme. Cette mousse légère et très performante[2], associée à une plaque en fibre de carbone incurvée brevetée par Nike, crée un effet de ressort qui limite la perte d’énergie à chaque foulée. Autrement dit, les bons coureurs peuvent courir plus vite, plus longtemps.

La natation de haut niveau a connu une révolution du même ordre au début des années 2000, quand les combinaisons intégrales sont devenues la norme. Dès l’introduction par Speedo de la combinaison LZR Racer en 2007, les nageurs ont commencé à améliorer leur pénétration dans l’eau et leur flottabilité. La LZR a fait des émules et, 17 mois après son lancement, 130 records du monde ont été battus.[3] Ces combinaisons ont été interdites en compétition à partir de 2010.

Si la Vaporfly n’a pas été interdite en compétition, World Athletics, la fédération internationale d’athlétisme, a décrété une suspension temporaire de toute nouvelle technologie pour les chaussures jusqu’aux Jeux olympiques, avant que ceux-ci soient reportés. L’instance dirigeante entend mener des études complémentaires sur l’effet de la mousse utilisée et de la conception des chaussures sur les performances des athlètes.[4]

Acquérir une discipline propice à l’innovation

Quelles sont les conséquences pour les chercheurs et les scientifiques qui rivalisent d’ingéniosité dans le développement de vêtements de sport de haute technologie ? Il est peu probable que les réglementations sportives freinent l’innovation. La capacité à réaliser des progrès technologiques significatifs à un coût abordable sur le marché grand public reste l’idéal vers lequel tendent de nombreuses marques. Lorsque les coûts baisseront et que la concurrence comblera son retard, Nike ne devrait pas conserver son avantage bien longtemps.

La découverte en 1969 du PTFE expansé a transformé l’activité de W.L. Gore & Associates et révolutionné les membranes de tissu respirant imperméable. Depuis des dizaines d’années, le logo en forme de losange de GORE-TEX incarne la marque de l’excellence dans les vêtements et les chaussures de plein air : « Guaranteed to Keep You Dry » (la garantie de vous maintenir au sec).[5] La dernière innovation de Gore, GORE-TEX INFINIUM, est utilisée dans les vêtements de sport techniques pour offrir une meilleure protection par temps sec. Ses propriétés coupe-vent et sa finesse extrême promettent un vrai gain de confort et de performances. Les technologies des produits de Gore combinent différents avantages afin d’accroître les performances dans des conditions climatiques et des activités très diverses.

Pour les entreprises à la pointe de l’innovation dans la technologie du sport, l’adoption d’une approche stratégique orientée données accroît la productivité des scientifiques et des ingénieurs, qui tirent davantage d’enseignements de leurs expériences, tout en réduisant les coûts de développement des produits. Une telle discipline est nécessaire pour réaliser des prouesses de R&D qui feront les gros titres. Une meilleure prévisibilité facilite la planification et permet de travailler plus efficacement. Dotées des outils adéquats pour gérer le processus, les entreprises prendront plus vite de meilleures décisions, anticiperont mieux les échéances clés des projets et écourteront les délais de commercialisation de leurs dernières innovations.

Garder une longueur d’avance

C’est exactement ce type d’approche disciplinée de l’innovation qui pousse W.L. Gore à mettre au point de nouvelles technologies et à créer de nouveaux produits. Si Gore a su demeurer à l’avant-garde, c’est parce que l’entreprise a toujours intégré la science dans la conception de ses produits, ainsi que dans chaque aspect de ses procédés de fabrication, partout dans le monde.

Maria Lanzerath, responsable mondiale des statistiques chez Gore, explique ainsi la valeur ajoutée de l’analyse des données pour l’entreprise : « Nous examinons les données et prenons des décisions en conséquence. Ce n’est ni de l’intuition, ni du flair. L’analytique fait partie intégrante de notre entreprise. »

Chez Gore, les statisticiens travaillent en étroite collaboration avec les ingénieurs et les scientifiques afin de garantir la qualité et la fiabilité à tous les niveaux. Maria Lanzerath travaille au sein du pôle des opérations mondiales de Gore avec des équipes pluridisciplinaires d’ingénieurs de procédés et de scientifiques pour résoudre des problématiques ou répondre à des besoins spécifiques. Son équipe s’appuie sur les statistiques pour surveiller et améliorer la qualité des produits Gore et de leurs procédés de fabrication. Maria Lanzerath explique que, dans les opérations de traitement du textile de Gore, l’équipe se heurte à une forte variabilité des produits fabriqués, en raison notamment de la volatilité des matières premières impliquées. La variabilité est, selon elle, « un enjeu qui exige de bonnes méthodes et une compréhension des procédés. »

L’équipe de statisticiens apporte sa contribution à un grand nombre d’opérations au sein de la société Gore. Elle permet de prendre des décisions orientées données tout en donnant aux ingénieurs — parmi les plus avant-gardistes du secteur — la possibilité de se recentrer sur la création de produits et procédés.

L’analyse des données donne des résultats

L’analyse des données aide les équipes de Gore à poser les bonnes questions et à collecter les bonnes données pour au final prendre les bonnes décisions. Maria Lanzerath explique que cette méthode lui permet de résoudre les problématiques de fabrication les plus complexes. Grâce aux plans d’expériences, l’équipe de Maria Lanzerath peut configurer des analyses répondant aux besoins des ingénieurs de Gore.

« Avec les plans d’expériences, je peux mettre au point des essais sous certaines conditions afin de déterminer une fenêtre de fonctionnement pour un procédé de production donné », affirme Maria Lanzerath. « Par exemple, lorsque nous [utilisons un adhésif pour] laminer des films PTFE sur un tissu, nous devons choisir une température, une vitesse de traitement, une tension et une pression, et identifier la meilleure méthode pour presser les deux matériaux ensemble. Autrement dit, nous devons gérer plusieurs facteurs à la fois. »

D’un point de vue mathématique, la résolution de ce problème pourrait impliquer un modèle multivarié ou multifactoriel. « Nous sélectionnons certaines combinaisons de facteurs, les testons et examinons les résultats de 20 ou 30 essais. Ainsi, même avec mille combinaisons potentielles, il suffit d’en exécuter un petit nombre pour identifier la fenêtre de procédé optimale », déclare Maria Lanzerath. « Je ne sais pas ce que serait le pôle technique sans les plans d’expériences et tous ces outils d’analyse [qui nous permettent] de poser les bonnes questions et de prendre une décision orientée données. »

Démocratiser l’innovation

Certaines innovations marquent un changement majeur dans le sport de haut niveau : les records tombent et les instances dirigeantes ont bien du mal à suivre. D’autres augmentent l’endurance humaine dans les climats les plus extrêmes et donnent lieu à des exploits historiques.

La pandémie de COVID-19 ayant conduit à des mesures de distanciation sociale dans le monde entier, les grands rassemblements sportifs et les sports d’équipe professionnels n’occupent plus le devant de la scène. Mais les sports individuels, comme le cyclisme, la course à pied et la randonnée, bénéficient d’un gain de popularité inattendu dans certains pays. Après tout, la plupart des consommateurs d’articles de sport techniques privilégient le confort et la fiabilité, qui peuvent faire toute la différence au niveau du plaisir ressenti et de la capacité à participer.

Quel que soit l’objectif, les chercheurs et développeurs qui repoussent les limites et améliorent les performances des sportifs de haut niveau contribuent tout autant à changer la donne pour le grand public.

Rejoignez-nous gratuitement le 4 aout lors d’un webinaire au sein duquel vous apprendrez comment les plans d’expériences ont aidé WL Gore à optimiser leurs processus.

[1] https://www.nytimes.com/interactive/2018/07/18/upshot/nike-vaporfly-shoe-strava.html

[2] https://www.pebaxpowered.com/en/pebax-technology/

[3] https://www.nytimes.com/2009/07/25/sports/25swim.html?smid=em-share

[4] https://www.theguardian.com/sport/2020/jan/28/controversial-nike-vaporflys-escape-ban

[5] https://www.gore-tex.com/technology/what-is-gore-tex

Pour aller plus loin

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