Un marathon en laboratoire
un banc de test intelligent pour un capteur de course unique
Collaboration entre ERIKS et Dynteq
La start-up WearM.AI, une spin-off de l’Université de Twente, a développé un capteur destiné à analyser les mouvements lors d’une course à pied. ERIKS a aidé Dynteq à co-concevoir et à optimiser le banc de test permettant d’évaluer la durée de vie et la robustesse de ce capteur. Choisir les composants Festo a permis de maîtriser les coûts logiciels et de respecter le budget alloué.
Huawei Wang, chercheur et fondateur de WearM.AI, sait par expérience combien il peut être difficile de trouver l’origine et le remède aux blessures provoquées par la course à pied. « J'ai tout essayé : porter différents types de chaussures, changer ma technique de course et consulter des kinésithérapeutes. Le corps humain est très complexe. Je voulais développer un moyen de suivre les coureurs et d’enregistrer leurs mouvements. En analysant les données relatives à l’impact du pied, le mouvement des hanches, des genoux et des bras, il devient possible de prodiguer des conseils ciblés. Un collègue et moi avons décidé de se lancer dans cette aventure et, en deux ans, nous sommes devenus une équipe de sept personnes. »
Unique et innovant
Ils ont conçu un capteur capable d’enregistrer les données et l’accélération du coureur de chaque pied. Les images et les données collectées sont analysées dans le cloud afin de créer une image détaillée du mouvement de la foulée. « Notre singularité, c'est que nous enregistrons les mouvements à l'aide d’une caméra: il s'agit du premier système de caméra portatif destiné à analyser les mouvements de la foulée. Nous avons déjà remporté plusieurs prix de l’innovation. Avec seulement deux capteurs fixés sur les chaussures, nous reconstituons l’intégralité du mouvement corporel en 3D. Les applications sont nombreuses : par exemple, en nous basant sur les images de la caméra et sur des modèles, nous pouvons estimer la force exercée sur le genou droit sans y placer de capteur. Et ce n'est qu'un exemple parmi tant d'autres. Il existe des milliers de paramètres précieux pour les coureurs qui souhaitent s’entraîner sans douleur ni blessure. »
Sensor en testopstelling
Pour le développement du capteur, WeraM.AI a collaboré avec Dynteq, une entreprise d’Enschede, un partenaire reconnu dans la conception de produits pour start-ups. Dynteq a également mis au point un banc destiné à tester le capteur et son système d’attache sur les lacets d’une chaussure de course. Le banc de test peut reproduire des foulées réalistes, comparables à celles d’un coureur. Le capteur doit au minimum résister à 100 000 pas, soit environ cinq marathons. « Avec ce banc de test, nous pouvons orienter notre développement vers un produit final de haute qualité », souligne Tijn Huttenhuis, lead engineer chez Dynteq. Lors de la phase de conception, Dynteq a modélisé plusieurs profils de mouvement simulant le déroulé du pied, du talon à l’orteil. En concertation avec WearM.AI, les paramètres à intégrer dans le dispositif de test ont été définis, dont un critère majeur : une accélération de 80 m/s² (8 G) au moment de l’impact du pied au sol.
Partenariat renforcé par l’expertise de Festo
La modélisation a été conçue avec un mouvement vertical capable de générer l’accélération souhaitée de 8 G. Selon Tijn, cette solution permettait de respecter le budget (limité). Afin de concevoir une installation de test à la fois efficace et pertinente, Tijn s’est renseigné auprès de plusieurs contacts du secteur de la construction de machines, Les composants Festo ont fréquemment été mentionnés. « Nous avons ensuite recherché un partenaire capable de nous accompagner dans la programmation », explique Tijn. « La société ERIKS s’est avérée être le partenaire idéal : ils nous ont non seulement aidés à sélectionner et à valider les composants Festo mais aussi à configurer le logiciel. »
Collaboration facile et directe
Les ingénieurs d’ERIKS connaissent parfaitement l’offre Festo et peuvent rapidement sélectionner les composants adaptés. « Parfois, la solution adaptée existe déjà, mais parfois il faut faire preuve d’ingéniosité », explique Jesse Ippel, ingénieur technique chez ERIKS. « Pour les questions techniques, je contacte directement Tim van der Marel. Les échanges sont faciles et directs, ce qui nous permet de réfléchir et de trouver ensemble la meilleure solution. » Tim, sales driver Electric Automation chez Festo, confirme : « ERIKS connaît parfaitement nos composants et comprend les enjeux au quart de tour. Nous n’intervenons que pour apporter l’expertise Festo la plus spécifique. Leurs questions sont toujours pertinentes, ce qui rend la collaboration agréable. Comme nous le disons souvent chez Festo : « On ne connaît vraiment un produit que lorsqu’on l’a démonté. » Avec ERIKS, nous avons mené à bien des projets surprenants où les composants Festo ont été utilisés de façon créative. Il en résulte des solutions faisant une réelle différence pour le client. »
Économique et pragmatique
Grâce au logiciel Festo Automation Suite, Jesse a pu configurer et mettre en service l’ensemble du système d’entraînement, de la mécanique à la commande, sans avoir besoin d’un PLC supplémentaire, ce qui a représenté une économie notable sur le développement logiciel. Tijn le confirme : « C’est pratique que la transmission et la commande soient inclus dans le guidage . La courroie crantée absorbe immédiatement les variations de force et a été livrée sur mesure. Si nous avions dû la faire nous-même, le développement, le budget et le planning auraient été vraisemblablement mis en danger. La seule contrainte à l’absence de PLC, c’est que la plateforme ne s’arrête pas automatiquement après 100 000 pas. Un compteur mécanique manuel est installé, c’est suffisant actuellement ! C’est une solution à la fois pragmatique et économique. » Jesse explique : « Dynteq avait défini un profil très précis. La contrainte principale était une accélération de 80 m/s². Normalement les guidages Festo sont spécifiés jusqu’à 50 m/s², ce qui n’aurait jamais permis de reproduire ce profil exact, mais nous avons pu le résoudre en intégrant un ressort. »
Fonctionnalités étendues
À la grande satisfaction de Huawei, le banc de test répond largement à l’exigence d’une accélération de 8 G. Il se dit également très impressionné par le professionnalisme de Dynteq : « Ils ont fait preuve d’une grande transparence quant à leur ressources internes et leurs besoins en partenaires externes. La collaboration a été fluide, de la conception mécanique jusqu’à l’intégration du moteur et du système de contrôle. Nous pouvons désormais commencer à tester le capteur. À l’avenir, il serait même possible d’étendre le périmètre des capacités du banc pour étudier, par exemple, l’effet de la température ou de la pluie. On pourrait même y tester de nouvelles chaussures. » Tijn le confirme : « Le banc de test pourra encore servir pendant de nombreuses années dans le cadre du développement de produits. L’ajout de nouvelles fonctionnalités est tout à fait envisageable. Initialement, une chambre climatique était prévue pour permettre de simuler la course à des températures extrêmes, mais cela n’entrait pas dans le budget alloué. Les composants ont cependant déjà été choisis de manière que cette extension reste possible ultérieurement. »
Collaboration agréable
Selon Tijn, le projet s’est déroulé sans accroc : « Bravo à ERIKS pour cette collaboration efficace, pragmatique et agréable, c’est ce genre de projet qui me donne envie de me lever le matin. Ce qui est surprenant, c’est que nous n’avons rencontré Jesse et ses collègues qu’une seule fois en personne, lorsque nous sommes allés chercher l’installation de test réglée chez ERIKS à Schoonhoven. Tous les autres échanges se sont faits via Teams, si bien que nous n’avons pas du tout ressenti la distance entre Schoonhoven et Enschede. » Jesse ajoute : « Les équipes de Dynteq sont enthousiastes et se sont passionnées pour le projet. Ils ont écouté attentivement et ont contribué activement aux idées. » La collaboration entre ERIKS et Festo s’est également parfaitement bien déroulée. Tim explique : « Il ne s’agit pas d’une application standard, ce qui la rend d’autant plus intéressante. Il faut faire preuve de créativité et sortir des sentiers battus. Cette approche génère aussi des idées pour d’autres projets. Et le plus motivant, c’est que c’est quelque chose de concret. Un objet que l’on clipse directement sur sa chaussure pour mieux comprendre sa foulée. De quoi captiver l’imagination. »
Utilisateurs enthousiastes
D’après Huawei, le capteur sera prêt pour la production à la mi‑2026. « Cela nous laisse le temps de le valider rigoureusement et de réaliser des tests approfondis pour nous assurer de sa robustesse et de sa durabilité. Ensuite, nous allons développer une application qui permettra au coureur de bénéficier 24h sur 24, 7 jours sur 7, d’un coach numérique capable de l’alerter et de le conseiller, par exemple, en cas de mauvais positionnement du genou. Notre objectif est ainsi de contribuer à la prévention du risque de blessures. » WearM.AI a déjà remporté plusieurs prix de l’innovation pour ce concept et collabore avec des équipes sportives professionnelles. Des entraîneurs et coureurs professionnels ont déjà manifesté leur intérêt afin de réaliser un projet pilote avec le capteur, notamment Loop Expertisecentrum d’Apeldoorn et TeamNL.
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