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Euro 2016 : les caméras du système Hawk-Eye scruteront les buts

Comment fonctionne le système Hawk-Eye, utilisé lors de cet Euro 2016 ? Cette technologie a plus de dix ans et elle a fait ses preuves mais il en existe d'autres. Petit tour d'horizon des technologies sur la ligne de but, ou goal-line technologie

Avec sept caméras ultrarapides surveillant chaque but, les systèmes Hawk-Eye et Goal Control (illustré ici) peuvent suivre le ballon et en enregistrer précisément la trajectoire, au millimètre près. Dès que le ballon franchit la ligne de but, l’arbitre est averti en une seconde par un signal envoyé sur sa montre connectée. © Goal Control

Durant l’Euro 2016, des yeux électroniques surveilleront continuellement le ballon, le suivant à la trace grâce à une puissante informatique en temps réel. Une seconde après l’entrée du ballon dans la cage, le petit appareil porté par l’arbitre à son poignet vibrera et affichera un « goal » explicite. C’est le système Hawk-Eye, choisi par la Fifa (Fédération internationale de football association) qui aidera les arbitres lors de buts litigieux.

Il fait partie des « technologies sur la ligne de but », ou goal-line technologies, étudiées depuis plusieurs années pour aider l’arbitrage lors des grandes rencontres internationales. L’idée et les réalisations sont anciennes, et ne concernent pas que le football, mais les fédérations sportives ont toujours eu des réticences à les mettre en œuvre, souvent par crainte que ces appareillages compliquent ou retardent l’arbitrage.

Quatre entreprises sont aujourd’hui en compétition dans le domaine du football, la Fifa ayant successivement testé leurs systèmes dans différentes compétitions. Ces solutions s’appuient sur deux familles de technologies :

• un suivi du ballon par des caméras reliées à un ordinateur ;
• un équipement, installé dans les cages et le ballon, permettant une détection d’un champ magnétique.

Un récepteur porté au poignet de l'arbitre confirme, en général avec un délai d'une seconde, que le ballon a bien passé la ligne de but. © Goal Control

Le système Hawk-Eye : du cricket au foot en passant par le tennis

Utilisé dans plusieurs sports, dont le tennis et le cricket (par lequel il a commencé), le système Hawk-Eye est constitué d’un certain nombre de caméras à haute vitesse (6 ou 7, ou encore 2 fois 7 pour le football). Filmant selon différents angles, elles sont reliées à un ordinateur qui repère la position de la balle sur chaque image. La position est ensuite calculée par triangulation. Au pire, le système peut suivre le ballon avec seulement deux caméras et effectuer une prédiction de la trajectoire au cas où celle-ci serait interrompue par un incident.

Cette dernière caractéristique correspond à une situation courante au cricket, où l’arbitre doit décider si la balle interceptée par la jambe du défenseur serait ou non entrée dans le « guichet ». C’est en partant d'une erreur d’arbitrage à ce niveau, dont il a été victime, que Paul Hawkins, informaticien et joueur de cricket, aurait eu l’idée de son système, développé en 1999 (selon Seth Stevenson). Son nom a d’ailleurs servi à baptiser son invention, signifiant « œil de rapace ». Le système Hawk-Eye appartient aujourd’hui à Sony. La Fifa l’avait déjà accepté en 2012, pour la Coupe du monde des clubs, puis en 2015 pour la Coupe du monde féminine.

Le système Goal Control : deux serveurs surveillent

Développé par la société allemande Goal Control, le système du même nom est similaire au Hawk-Eye. Il repose sur deux modules, le Goal Control-4D et Goal Control Replay. Goal Control-4D se compose de 14 caméras à haute vitesse (500 images par seconde), soit 7 pour chaque but, installées en hauteur, au niveau de la zone de réparation.

Les images sont transmises, par une liaison à haut débit en fibre optique, à un système informatique composé de deux serveurs qui calculent la trajectoire du ballon, déterminent s’il y a but et enregistrent ces données. En cas de but, l’alerte est transmise à l’arbitre en une seconde. Goal Control Replay crée une animation pour montrer la trajectoire du ballon au moment de l’action. Il a été choisi par la Fifa pour la Coupe du monde au Brésil, en 2014.

Le ballon Adidas du système Cairos. Installé au centre, le dispositif électronique détecte un champ magnétique au passage de la ligne de but et émet un signal. © Cairos AG, YouTube

Le système Cairos : le ballon fait l'annonce lui-même

Quant au système Cairos, développé par la société allemande du même, il utilise un ballon spécial, créé par Adidas, au sein duquel est installé un capteur et un émetteur, maintenus au centre par des fils. Des câbles sont installés dans le sol en deux boucles rectangulaires, l’une sous la surface de réparation et l’autre sous les cages, les deux voisinant au niveau de la ligne de but. Un courant électrique les parcourt, créant deux champs magnétiques. Lorsque le ballon traverse la ligne, il passe de l’un à l’autre et le capteur détecte une variation du champ. L’émetteur envoie alors un signal à un récepteur qui déclenche l’alerte, le mot « goal » apparaît sur l’appareil porté par l’arbitre au poignet.

Le système GoalRef : la cage repère le ballon

Voisin du principe précédent, GoalRef, mis au point par l’institut Fraunhofer, s’appuie aussi sur un ballon spécial (créé par le fabricant Select Sport). Le dispositif qu’il intègre, situé sous l’enveloppe de cuir, est, lui, passif. Un champ magnétique, variable à basse fréquence, est créé au niveau de la ligne de but, par un conducteur installé sur les poteaux et la transversale. C’est la variation de ce champ, provoquée par le passage du ballon, qui déclenche le signal indiquant qu’il y a eu but (signal qui est émis vers la montre de l’arbitre). GoalRef a été choisi en 2012 par la Fifa, conjointement au Hawk-Eye, pour la Coupe du monde des clubs.