La recherche et l'innovation dans le domaine du sport ont permis la création d'une tenue de compression unique fabriquée à Maurice à travers une collaboration entre le Centre for Biomedical and Biomaterials Research (CBBR) de l'Université de Maurice et RT Knits, acteur de l'industrie textile mauricienne. L'intelligence artificielle (IA) et le machine learning sont au coeur de la conception de cette tenue taillée sur mesure pour les athlètes mauriciens participant aux Jeux Olympiques (JO) de Paris.
Elle peut améliorer leur récupération après des efforts physiques intenses lors des entraînements et compétitions et leur permettre de repousser leurs limites en toute sécurité et efficacité. Au-delà des performances sportives, le CBBR veut exploiter davantage l'IA et les technologies pour améliorer la santé publique.
Chez RT Knits, l'innovation, qui est au coeur de son ADN, a conduit à des investissements significatifs. Depuis 2020, l'équipe de recherche et développement de l'entreprise travaille activement sur un projet alliant textiles techniques et applications quotidiennes. Selon son directeur Kendall Tang, le tissu de cette tenue de compression a été spécialement développé et produit par l'entreprise. «Notre objectif principal était de garantir une récupération optimale tout en maintenant des niveaux de compression constants à chaque utilisation, sans compromettre la durabilité. Pour cela, nous avons choisi des fils spécialisés et optimisé la structure de tricotage pour maximiser les propriétés d'étirement et de récupération. Nous avons également utilisé un microscope électronique à balayage pour examiner les dommages après étirement mécanique», explique-t-il.
En outre, RT Knits a intégré des matériaux plus écologiques, dont des fibres recyclées. Le processus de conception a débuté par une sélection minutieuse du tissu afin de garantir une récupération optimale à 100 %. Les performances du tissu ont été renforcées par l'ajout de finitions antibactériennes et de gestion de l'humidité, visant à améliorer le confort des athlètes. «Ces finitions supplémentaires ont été intégrées pour accroître le confort des athlètes. Les traitements de gestion de l'humidité, désormais indispensables pour tous les vêtements de sport, permettent l'absorption de la sueur et favorisent un séchage plus rapide du vêtement. Afin de contrer les odeurs désagréables causées par la croissance bactérienne, nous avons ajouté un traitement antibactérien spécial et durable», explique Kendall Tang.
RT Knits a investi dans divers équipements, permettant ainsi de fournir des preuves supplémentaires à l'appui de l'hypothèse que la récupération après un effort physique dépend de la capacité des cellules musculaires à éliminer le lactate grâce à un flux sanguin adéquat. «Nos expériences ont montré que la mesure classique du lactate sanguin par piqûre au doigt ne reflète pas fidèlement les processus qui se déroulent dans les cellules musculaires, où le lactate est produit en raison d'un apport insuffisant en oxygène pendant l'effort. La production de lactate est un facteur clé de la fatigue musculaire», souligne Kendall Tang. Pour réduire l'impact environnemental, l'entreprise a abandonné le processus de teinture traditionnel au profit de matériaux teintés avec des pigments durant l'extrusion. Cette méthode innovante permet non seulement d'économiser l'eau, les produits chimiques et l'énergie, mais aussi de garantir un tissu avec une récupération de 100 % tout en minimisant l'empreinte environnementale.
L'IA utilisée pour repousser les limites
La tenue de compression, explique Archana Luximon-Bhaw, directrice du CBBR, a été lancée en 2020 dans le cadre d'un accord de recherche, après que son équipe a développé une membrane de nanofiltration réutilisable, antivirale et antibactérienne, dans le contexte de la préparation à la pandémie. «Une observation attentive est toujours à l'origine de l'émergence d'un nouveau concept», souligne-t-elle. C'est ainsi que, partant de nombreuses observations de l'évolution de la société mauricienne, la tenue de compression a vu le jour. Le CBBR, ajoute-t-elle, a mis à profit son expertise dans les domaines biomédicaux et des matériaux pour démontrer les bénéfices cliniques du port d'une telle tenue et pour déterminer les paramètres responsables de son efficacité.
Dans ce processus de création, une rencontre avec le Professeur Deji Akinwande de l'Université du Texas en 2022 a fourni une nouvelle orientation à la réflexion. «En recherche et développement, nous commençons par une hypothèse, puis nous générons des données pour la vérifier. Avec l'avènement de l'IA, nous pouvons pousser encore plus loin les limites», dit-elle. En effet, les équipes du CBBR et de RT Knits ont collaboré en utilisant des techniques d'apprentissage automatique pour modéliser divers paramètres, tels que l'indice de masse corporelle, l'élasticité du tissu, la pression et le confort, en se basant sur les données collectées. «Nous avons également analysé les données scientifiques disponibles pour élaborer nos propres hypothèses et protocoles d'étude. Une tenue de compression doit être utilisée plusieurs fois et des tests mécaniques du tissu ont été réalisés pour évaluer sa durabilité sous des cycles de stress-étirement», précise la responsable du CBBR.
Tests rigoureux effectués par les athlètes
Selon Archana Luximon-Bhaw, la récupération après l'exercice peut être mesurée par les niveaux de lactate sanguin. Cependant, cette méthode n'est pas très précise et ne reflète pas fidèlement la biochimie réelle qui se produit dans le micro-environnement musculaire. «Nous avons constaté que l'élimination du lactate est corrélée au transport ionique dans les cellules et avons utilisé ces données pour comprendre l'effet des collants de compression sur la récupération après un exercice intense.
Nous avons également conçu une méthode pour sélectionner la taille optimale de la tenue de compression en corrélant la pression appliquée avec les paramètres physiques du corps. Plus important encore, nous avons éliminé les méthodes invasives pour mesurer la fatigue musculaire», précise-t-elle. Dans le processus de conception, les parties du corps nécessitant une compression ont été identifiées et les niveaux de compression optimisés en conséquence. Les tests rigoureux réalisés par des athlètes ont confirmé l'efficacité du produit et les résultats se sont révélés concluants.
Avec le début des JO et l'utilisation de la tenue de compression par les athlètes mauriciens, la responsable du CBBR affirme que nous ne sommes qu'au «début d'un changement de paradigme pour les athlètes mauriciens. Nous en sommes encore à nos premiers pas dans ce type de partenariats collaboratifs à Maurice et nous devons continuer à travailler pour avoir un impact positif sur notre écosystème sportif de haute performance». Elle note que de nombreux pays disposent de centres d'entraînement olympique spécialisés, avec des bases solides en sciences du sport, où la recherche et l'innovation sont au coeur de leurs activités.
Ces centres, dit-elle, identifient et mettent en oeuvre de nouvelles méthodes créatives pour soutenir les athlètes, les patients et le grand public. Archana Luximon-Bhaw cite l'exemple de l'United States Performance Centre, qui effectue des études pour comprendre comment différentes activités physiques et régimes d'entraînement affectent le corps humain. «Ils fournissent des informations pour optimiser la performance, prévenir les blessures et améliorer les processus de récupération. Ils mettent leurs technologies à disposition à travers des études de recherche en collaboration avec des partenaires de santé de classe mondiale. Ils utilisent même la médecine génomique pour créer des produits et services qui améliorent la santé des athlètes de haut niveau - et finalement du grand public», ajoute-t-elle.
Sport et médecine
La technologie des tenues de compression est principalement appliquée dans deux domaines interconnectés : le sport et la médecine. Son principe sous-jacent, dit-on, est d'exercer une pression mécanique appropriée pour soutenir et stabiliser les muscles à des positions anatomiques stratégiques. Dans le domaine médical, elle est utilisée pour traiter les cicatrices hypertrophiques, la thrombose veineuse profonde, les maladies veineuses chroniques, les blessures post-brûlures et fournir un soutien orthopédique. Ce domaine a atteint un niveau élevé de sophistication, avec une attention minutieuse aux détails des matériaux utilisés.
À ses débuts, les applications de la technologie de compression dans le sport concernaient principalement des athlètes hautement entraînés pour promouvoir la récupération et améliorer la performance. Plusieurs études menées après des exercices d'endurance et des courses prolongées ont montré une atténuation des marqueurs de dommages musculaires dans le sang et une amélioration de la récupération ou de la perception de récupération. Les collants de compression fonctionnent en augmentant le retour veineux, en réduisant l'enflure et en stabilisant les muscles pendant l'exercice pour diminuer les traumatismes mécaniques sur les cellules musculosquelettiques. Les recherches dans ce domaine varient selon les types de sports.
Défis rencontrés
«Le principal défi scientifique était d'identifier les positions anatomiques stratégiques pour mesurer la pression mécanique exercée par la tenue de compression. Cela a été suivi par la recherche d'une technique non invasive pour mesurer directement les marqueurs de dommages musculaires induits par l'exercice et contourner la méthode invasive de surveillance du lactate sanguin», explique la responsable du CBBR. Les défis technologiques principaux, ajoute-t-elle, étaient de concevoir des tenues de compression sur mesure avec des matériaux spécifiques pour obtenir le gradient de pression correct pour un flux sanguin adéquat. «Étant donné que les tenues de compression sont interdites dans certaines disciplines sportives, nous avons recentré notre recherche sur la phase de récupération. Les athlètes utilisent généralement diverses techniques pour réduire le temps de récupération entre les séances d'entraînement et les compétitions, telles que traitements thermiques et massages, qui nécessitent que l'athlète reste immobile. La tenue de compression, en revanche, peut être portée en continu pour prolonger les avantages de la compression et accélérer la récupération.»
Maintenant que cette tenue de compression est réalisée, le CBBR et RT Knits visent à développer davantage de solutions basées sur l'IA et la technologie, non seulement pour soutenir les athlètes de haut niveau, mais aussi pour la santé publique à travers la pratique régulière d'une activité physique, avec des bienfaits surveillés instantanément via une montre intelligente ou un téléphone mobile grâce à une communication active entre les vêtements de sport et l'appareil mobile.
