L'évolution de l'arbitrage vidéo passe par l'utilisation de l'intelligence artificielle. © Pixabay, Planet-Fox
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Coupe du monde de football 2022 : l’intelligence artificielle au service de la détection du hors-jeu

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À partir du 21 novembre 2022, le Qatar accueillera la prochaine Coupe du monde de football, et pour la première fois, la FIFA va utiliser un système de détection de « hors-jeu semi-automatisé ». Pour cela, douze caméras suivront les joueurs en permanence, tandis qu'un capteur sera à l'intérieur même du ballon. Le tout avec une dose d'intelligence artificielle et d'animation 3D.

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Malgré la généralisation de la VAR (assistance vidéo), le hors-jeu demeure le principal sujet de discorde dans le football. En France, en Angleterre ou dans les compétitions internationales, tout se joue désormais au millimètre, et les caméras sanctionnent souvent des attaquants pour une pointure de chaussure... Devant le petit écran, on découvre les raisons du coup de sifflet, mais dans les tribunes et sur le terrain, c'est souvent la frustration.

Théâtre de la prochaine Coupe du monde de football en fin d'année, le Qatar va inaugurer la technologie dite « semi-automatisée » de détection du hors-jeu. L'objectif : aider les arbitres à prendre des décisions plus rapides et cohérentes sur les situations de hors-jeu. En gros, éviter de passer par le car régie et de perdre plusieurs minutes à décider, s'il y a hors-jeu ou pas.

Douze caméras suivent 29 points de données sur le corps du joueur. © FIFA

Un capteur dans le ballon

Validée par le MIT Sports Lab, l'équipe TRACK de l'université de Victoria et une équipe de recherche de l'École Polytechnique de Zurich (ETH), cette nouvelle technologie utilise 12 caméras placées sous le toit du stade afin de suivre le ballon ainsi que chaque joueur (jusqu'à 29 points de données contrôlés 50 fois par seconde), ce qui détermine leur position exacte sur le terrain. Les 29 points de données contrôlés comprennent les extrémités (tête, pieds, mains...) et les membres pertinents (bras, jambes) pour l'analyse des situations de hors-jeu.

Pour aller encore plus loin, la FIFA annonce que l'Al Rihla, le ballon officiel Adidas, sera équipé d'un capteur d'unité de mesure inertielle (IMU). Ce capteur, placé au centre du ballon, envoie des données à la salle de visionnage 500 fois par seconde, permettant une détection très précise du moment exact où le ballon est joué. Puisqu'il faut le rappeler, le hors-jeu se définit à partir du départ du ballon, et donc du geste du passeur.

Une animation 3D sera diffusée sur les écrans du stade. © FIFA

Une validation humaine

En combinant les données provenant du ballon et des joueurs, et à l'aide d'une intelligence artificielle, la nouvelle technologie transmet automatiquement une alerte de hors-jeu aux arbitres vidéo chaque fois que le ballon est reçu par un attaquant qui se trouvait en position de hors-jeu au moment où le ballon a été joué par son coéquipier.

Avant d'en informer l'arbitre sur le terrain, les arbitres vidéo valident la décision proposée en vérifiant manuellement le moment de passe qui aura été déterminé automatiquement ainsi que la ligne de hors-jeu qui aura été elle aussi générée automatiquement. Ce processus ne prend que quelques secondes, ce qui permet de prendre des décisions plus rapides et plus précises sur les situations de hors-jeu.

Une fois la décision confirmée par les arbitres vidéo et l'arbitre sur le terrain, les données utilisées pour prendre la décision sont transposées dans une animation 3D détaillant précisément la position des membres des joueurs au moment où le ballon a été joué. Cette animation 3D, montrée sous le meilleur angle possible et semblable à ce qui se fait déjà avec la goal line technology, sera ensuite diffusée sur les écrans géants du stade et mise à la disposition des chaînes de télévision.

Pour en savoir plus

Football : vers l'arbitrage assisté par ordinateur

À partir du 30 novembre, la Fifa profite de la Coupe arabe au Qatar pour tester l'arbitrage semi-automatisé du hors-jeu. Une dizaine de caméras est dédiée aux mouvements des joueurs, et une application décide si le joueur est hors-jeu ou pas au moment de la passe de son coéquipier. Une technologie qui pourrait se généraliser à tous les championnats.

Publié le 30 novembre 2021 par Fabrice Auclert

Chaque week-end, c'est source de polémique et d'injustice sur tous les terrains de football du monde. La règle du hors-jeu, déjà complexe au demeurant, est devenue de plus en plus compliquée à arbitrer, et désormais tout se joue au centimètre près ! Et comme il y a de gros enjeux sportifs, mais aussi économiques derrière chaque décision, la Fifa et les différentes fédérations internationales font appel aux dernières technologies pour limiter au maximum les erreurs.

Certes, l’arbitrage vidéo s'est généralisé depuis plusieurs années, mais il n'empêche toujours pas les erreurs d'appréciation puisque c'est l'œil humain, derrière ses écrans qui détermine s'il y a hors-jeu ou pas, et qui transmet l'information aux arbitres sur le terrain.

Les arbitres disposent désormais d'une vraie régie audiovisuelle pour juger les positions de hors-jeu © FIFA

Un test grandeur nature à un an de la Coupe du monde

Pour tenter de trouver la meilleure solution possible, la Fifa va tester un système semi-automatisé, conçu notamment avec des ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) mais aussi des universités de Melbourne et de Zurich. Le test grandeur nature a lieu à partir d'aujourd'hui lors de la Coupe arabe, qui se déroule au Qatar. Une compétition qui n'a pas été choisie par hasard puisque c'est une vraie répétition avant la Coupe du monde 2022 qui aura lieu dans un an, à la même période, dans les mêmes stades.

Cette technologie s'appuie sur 10 à 12 caméras placées sous le toit du stade, et elle a déjà été expérimentée en Europe du côté de l'Allemagne, l'Espagne et l'Angleterre. Ces caméras suivent 29 points de données par joueur, et 50 fois par seconde. Elles permettent de quadriller le terrain, et de détecter en temps réel le départ du ballon par rapport aux positionnements des attaquants. Un quadrillage en 3D puisque le règlement stipule qu' « un joueur se trouve en position de hors-jeu si n'importe quelle partie de sa tête, de son tronc ou de ses jambes est dans la moitié de terrain adverse (ligne médiane non comprise) et plus près de la ligne de but adverse que le ballon et l'avant-dernier adversaire ».

Les lignes apparaissent au moment où le ballon quitte les pieds du joueur. En bleu, les attaquants. En rouge, les défenseurs. © Fifa

Des données transmises quasi en temps réel

Auparavant, on se contentait de regarder les pieds du joueur, et désormais il faut prendre en compte sa tête ou son torse, et l'œil humain ne suffit plus pour apprécier au mieux la position de l'attaquant. En fait, les caméras permettent de tracer des lignes sur le terrain, une pour l'attaquant au moment du départ du ballon, et les autres représentent les défenseurs. C'est un peu le même principe que pour une photo finish dans une épreuve d'athlétisme.

Selon la Fifa, les données collectées sont transmises quasiment en temps réel à la cellule d'assistance vidéo à l'arbitrage (VAR). Là, il y a désormais un arbitre spécialement dédié au hors-jeu qui, en quelques secondes, donnera son avis à l'arbitre de la rencontre. Ce dernier décidera si le joueur qui est signalé hors-jeu faisait partie ou pas de l'action.

« La technologie est très importante et utile à la fois dans la préparation d'avant-match et dans le processus de prise de décision pendant les matches », explique Pierluigi Collina, légende de l'arbitrage, aujourd'hui responsable de l'arbitrage de la Fifa. « Dans une situation de hors-jeu, la décision est prise après avoir analysé non seulement la position des joueurs mais aussi leur implication dans le mouvement. La technologie - aujourd'hui ou demain - peut tracer une ligne mais l'évaluation d'une interférence avec le jeu ou avec un adversaire reste entre les mains de l'arbitre. »

Ce qui signifie que, contrairement à la Goal-Line Technology, utilisée pour déterminer si un ballon a franchi la ligne de but, c'est l'arbitre qui aura encore le dernier mot. Reste à savoir si les deux arbitres de touche auront encore une utilité dans les années à venir...


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