Brevet FR2986713A1 — publié le 20130816

- 1 - La présente invention se situe dans le domaine des jeux sportifs utilisant typiquement un ballon, tels que le football, le handball, le rugby etc... Elle peut également être utilisée dans les jeux sportifs utilisant un autre objet mobile de jeu. Elle concerne en particulier un objet mobile de jeu et un système de détection de franchissement d'une ligne, telle qu'une ligne de but. L'invention concerne en particulier le football, et plus précisément un ballon de football et un système de détection du franchissement par ce ballon de la ligne d'entrée dans la cage de but. Le problème de l'arbitrage des sports avec objet mobile devant franchir une ligne, et notamment de l'entrée ou non du ballon dans la cage de but est délicat, l'arbitre pouvant être éloigné de cette cage de but au moment de l'action, ou hors de vue de l'action du fait de la présence d'un ou plusieurs joueurs interposés. Les fédérations de football utilisent fréquemment un arbitrage multiple, mais ceci, outre l'aspect coût, ne résout pas complètement le problème de la fiabilité de la décision arbitrale, notamment en cas d'action confuse dans la surface de réparation. Il a déjà été proposé de mettre en oeuvre un système de caméras vidéo permettant d'établir de façon très rapide voire instantanée si le ballon est bien rentré dans la cage. Ce type de système est cependant relativement complexe à mettre en oeuvre avec fiabilité et est coûteux. De plus, le système vidéo peut se trouver en défaut s'il y a interposition entre la caméra vidéo et le ballon, par exemple interposition par un joueur. Pour ces raisons, les fédérations de football, et notamment la fédération internationale de football sont réticentes à instaurer des systèmes vidéo pour une assistance à la décision de l'arbitre, afin de statuer si le ballon est ou n'est pas rentré dans la cage de but. Le problème d'un dispositif fiable permettant de déterminer si un but a été marqué ou non n'est donc pas résolu de façon satisfaisante dans l'état de la technique. Ce problème se pose de façon similaire dans d'autres sports ou jeux sportifs, tels que le handball, le rugby, etc. De façon générale, il se pose également dans d'autres sports ou jeux sportifs utilisant un objet mobile de jeu. De façon plus générale, il est utile de pouvoir certifier qu'un ballon, ou objet mobile de jeu a ou non franchi une ligne de jeu (ligne de touche, ligne de but etc...). L'invention sera décrite plus particulièrement dans le cadre du football. L'homme du métier pourra aisément l'adapter à d'autres sports ou jeux de ballon avec franchissement d'une ligne de jeu, notamment d'une ligne de but, ou à des sports ou jeux utilisant un objet mobile de jeu. L'invention concerne donc en particulier un ballon de football, permettant une - 2 - détection fiable, rapide, ou quasi instantanée du franchissement par ce ballon, de la ligne de but, c'est à dire l'entrée dans la cage de but, correspondant au marquage du but. Selon l'invention la « ligne de but » est constituée par la surface, rectangulaire verticale dans le cas du football, dont le franchissement par la totalité du ballon détermine le marquage d'un but. A cet effet, l'invention à notamment pour objet un objet mobile de jeu sportif, par exemple un ballon de football, comprenant un ou plusieurs isotopes radioactifs de façon à rendre détectable cet objet mobile de jeu sportif par un détecteur de radioactivité, lors du franchissement d'une ligne de jeu, notamment une ligne de but. Ainsi on propose un objet mobile, tel qu'un ballon de football, comprenant des substances radioactives dispersées sur une partie au moins de sa surface interne, ou dans ses matériaux constitutifs, et permettant d'être détectées par un détecteur de radioactivité approprié disposé sensiblement au niveau de la ligne de but, afin de détecter le franchissement de cette ligne de but par l'objet. On comprend que le terme « isotope » désigne une quantité suffisante d'un isotope donné, ou de plusieurs isotopes le cas échéant, produisant une radioactivité suffisante permettant la détection dans la situation du jeu considéré. Comme il existe des détecteurs de radioactivité très sensibles, les niveaux de radioactivité utilisables restent très bas, et ne présentent pas le moindre danger pour la santé humaine. Du fait qu'une émission radioactive n'est que partiellement, ou faiblement absorbée par le corps humain, ou par le tissu d'un maillot de jeu, la détection est meilleure et plus fiable que celle d'un système vidéo, dont l'efficacité est totalement annulée en cas d'interposition par un joueur ou une partie d'un joueur entre le système de caméra vidéo d'une part et le ballon d'autre part. On comprend que le détecteur de radioactivité est un détecteur approprié, adapté tant à la radioactivité de l'objet mobile qu'aux conditions du jeu, par exemple à la géométrie d'une cage de football. Le terme détecteur de radioactivité doit s'entendre au sens large, c'est à dire comme un détecteur susceptible de détecter l'un au moins des rayonnements émis par l'élément ou les éléments radioactifs de l'objet mobile (rayonnement a (alpha) G, G+, G- (bêta, bêta +, bêta -), Y (gamma) ), et ceci en tenant compte de la radioactivité naturelle sur le terrain de jeu. Ce peut être un compteur Geiger, ou tout autre type de détecteur approprié. On comprend par ailleurs que les termes « ligne de jeu » ou « ligne de but » désignent une zone surfacique, typiquement comprise dans un plan vertical au-dessus d'une ligne marquée sur un terrain et qui, si elle est franchie en totalité par - 3 - le ballon, détermine le marquage du but. On pourra utiliser la même définition pour un autre objet mobile de jeu (franchissement en totalité par l'objet mobile de jeu), ou l'adapter en fonction des règles de ce jeu. Le terme « but » recouvre également le marquage de « points », ou « essais », ou de toute forme de marquage selon la terminologie utilisée dans le sport ou jeu sportif correspondant. On notera qu'il existe une très grande variété de matériaux disponibles possédant une activité radioactive, par exemple des matériaux de l'industrie des mines ayant une très faible radioactivité ou des matériaux solides ayant été rendus légèrement radioactifs par irradiation, ou de façon générale tout matériau possédant une légère radioactivité, par exemple un ou plusieurs isotopes tels que le cadmium 113, le samarium 151, l'étain 121, le zirconium 93, le technétium 99, l'iode 129, l'étain 126, le palladium 106, le sélénium 79. On peut également utiliser des matériaux utilisés en imagerie médicale. On peut aussi utiliser d'autres éléments radioactifs, par exemple du carbone 14, ou encore du soufre 35, du Fer 59, du Calcium 45 etc. On peut également choisir des isotopes notablement plus radioactifs, qui sont alors utilisés en quantité extrêmement faible, et donc sans le moindre danger pour la santé humaine, Généralement, on pourra utiliser au moins un isotope radioactif d'un élément du groupe formé par , le carbone le césium, le strontium, le fer, le cadmium, l'iode, et le soufre. Les matériaux radioactifs peuvent être utilisés sous forme de poudre solide très fine (par exemple incrustée en très faible quantité dans la paroi d'un ballon), ou sous forme de solution liquide, ou sous d'autres formes, tel que gel, émulsions etc.. Les substances radioactives peuvent être dispersées sur la surface, ou une partie de la surface d'un matériau constitutif de l'objet mobile (couche interne, externe, intermédiaire) par divers moyens connus de l'homme du métier, qui dépendent fortement des produits radioactifs utilisés et de leur forme physique. L'homme du métier pourra notamment utiliser l'incorporation de substances radioactives dans un film, ou un vernis disposé sur une surface externe, interne ou intermédiaire de l'objet mobile, ou encore l'imprégnation de l'un des matériaux de base pour la fabrication de l'objet mobile ou de l'objet mobile lui-même par un liquide radioactif. On pourra aussi utiliser le greffage chimique de composés ou éléments radioactifs sur la surface d'un matériau du ballon. On pourra également utiliser pour la fabrication du ballon au moins un matériau possédant déjà dans sa masse une activité radioactive. - 4 - On pourra enfin utiliser une projection mécanique, ou une incrustation mécanique, par frottement, de très fine poudre solide radioactive, par exemple une très fine poudre métallique réalisée à partir de matériaux légèrement radioactifs, ou du noir de carbone incluant du carbone 14, etc. De façon générale, on pourra utiliser, seul ou en combinaison, tout procédé mécanique, et/ou thermomécanique, et/ou chimique, et/ou assisté par laser ou tout autre mode d'apport de substances radioactives sur ou dans l'un au moins des matériaux constitutifs de l'objet mobile, ou sur leur surface interne ou externe ou intermédiaire. On pourra enfin soumettre un matériau constitutif de l'objet mobile, ou l'objet mobile lui même, à un rayonnement apte à le rendre radioactif, par exemple un rayonnement neutronique. Typiquement, l'invention s'applique à un ballon de football, détectable au franchissement d'une ligne de but. Elle peut également s'appliquer à tout objet mobile de jeu sportif, par exemple un ballon de handball, un ballon de rugby, un ballon de water-polo, un ballon de football américain, etc.. De préférence, toute partie de l'objet mobile représentant 25%, et de préférence 10%, du volume de l'objet mobile de jeu, et même de façon très préférée 0,5% du volume de l'objet mobile de jeu voire moins , obtenue par la section par un plan de cet objet mobile de jeu , comprend des isotopes radioactifs permettant leur détection par le détecteur (en situation de jeu). Ceci permet d'obtenir une détection lorsque seulement 25% ou 10%, ou 0,5% de l'objet dépasse une ligne sur laquelle est disposé le détecteur de radioactivité . On pourra mettre au point la définition du couple [ballon radioactif] / [détecteur] par le calcul de la puissance émissive adéquate pour le ballon radioactif, en fonction de la sensibilité du détecteur, en simulant une situation de but, ce qui est aisé pour l'homme du métier spécialiste de la radioactivité et de ses détecteurs. On pourra également mettre au point l'invention par des essais expérimentaux de routine, en simulant un but. Par exemple, on pourra simuler un but marqué et repoussé en dehors de la cage de but (par exemple en faisant rebondir le ballon après que celui-ci ait franchi d'une longueur donnée la ligne de but, dans une position la plus éloignée possible du détecteur, typiquement au niveau du sol), puis, en utilisant le détecteur à un taux de détection donné, tester plusieurs ballons de puissances d'émission radioactive différentes et sélectionner celui ayant la puissance d'émission radioactive la plus faible permettant cependant la détection. Avantageusement, on utilisera un détecteur de radioactivité très sensible, à un niveau proche de son niveau de détection le plus grand, correspondant à la - 5 - détection d'un niveau de radioactivité le plus faible possible. L'invention a également pour objet un détecteur de radioactivité apte à coopérer avec l'objet mobile précédemment décrit, comprenant des moyens de détection disposés sensiblement linéairement le long d'une ligne, et apte à détecter la présence de l'objet mobile de jeu lorsque ce dernier se trouve au moins en partie au-delà d'une fraction du plan vertical passant par ladite ligne. Ainsi ce détecteur de radioactivité permet la détection du franchissement de la ligne de but. On peut utiliser comme détecteur de radioactivité un compteur Geiger, un compteur à grille, un détecteur à scintillation ou tout type de compteur ou détecteur de radioactivité approprié, de préférence un détecteur de très grande sensibilité. Le détecteur possède avantageusement une grande directivité, en coïncidence avec le plan vertical de la ligne de but, grâce à des moyens d'obturation de la détection en amont de ce plan de la ligne de but, par exemple une fente, ou une lame. Un tel détecteur comprend avantageusement des moyens d'obturation de la détection en amont du plan vertical passant par la ligne sur laquelle sont disposés les moyens de détection, par exemple une fente ou une lame mince de visée dans le plan vertical de la ligne de but, réalisée dans un matériau absorbant la radioactivité, par exemple un métal tel que de l'acier inoxydable. De préférence, le détecteur comprend des moyens de correction de la mesure de radioactivité pour sensiblement s'affranchir de la valeur de la radioactivité naturelle sur le lieu d'utilisation, par exemple une correction de mesure pour soustraire de la valeur mesurée la valeur locale de la radioactivité naturelle. Le détecteur comprend typiquement des moyens de fixation, notamment amovibles, sur une barre transversale et/ou latérale supérieure et/ou sur l'un au moins des poteaux verticaux d'une cage de but. Par ailleurs, le détecteur peut avantageusement comprendre des moyens de réglage de la verticalité de sa visée en coïncidence avec le plan vertical passant par la ligne sur laquelle sont disposés les moyens de détection. Typiquement, l'information du marquage d'un but après sa détection peut être transmise par des moyens de transmission sensiblement en temps réel, à un enregistreur et/ou un avertisseur sonore et/ou lumineux ou autre. La transmission à un tableau d'affichage, ou à un récepteur mobile porté par exemple par l'arbitre, peut être faite par un moyen quelconque, par exemple par voie hertzienne et/ou électrique et/ou électronique et/ou optique et/ou par un avertissement sonore. L'invention a également pour objet une cage de but, équipée d'un détecteur de - 6 - radioactivité tel que décrit ci-dessus, comprenant des moyens de fixation, en particulier amovibles, du détecteur de radioactivité sur une barre transversale ou latérale supérieure ou sur l'un au moins des poteaux verticaux de cette cage de but, la ligne sur laquelle sont disposés les moyens de détection étant de préférence disposée à une distance par rapport à une ligne de but comprise entre 18 et 26 cm (centimètres), de préférence entre 21 et 23 cm. Cette distance voisine de 22 cm garantit que, dans le cas d'un ballon de football ayant un diamètre voisin de 22 cm, la détection des isotopes radioactifs est réalisée une fois que le ballon a franchi intégralement la ligne de but. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin de la figure 1, qui représente schématiquement l'entrée d'une cage de but de football, en liaison avec un ballon de football selon l'invention, ainsi que des moyens de détection de ce ballon, en fonction de sa position. La figure 1 montre en coupe la barre transversale supérieure 1 à l'entrée d'une cage de but et ses lignes de tangence verticales 7 et 8, rejoignant le sol 9. Le terrain de football, non représenté, se trouve à gauche de cette cage de but. Selon les règles du football, un but est marqué lorsqu'un ballon rentre dans cette cage de but (en provenant de la gauche, vers la droite de la figure) et franchit intégralement l'aplomb aval de la barre transversale, c'est-à-dire la ligne 7. En d'autres termes, la totalité du ballon doit franchir la ligne 7. Ainsi, la position du ballon 10 illustré sur la figure 1 ne correspond pas au marquage d'un but, alors que le ballon 11 a bien franchi dans son intégralité la ligne de but 7. Le ballon 10, 11 comprend des isotopes radioactifs en quantité suffisante pour permette sa détection par un détecteur de radioactivité 5, par exemple un compteur de type Geiger, ou un détecteur à scintillation. Ce détecteur 5 comporte en fait une pluralité de détecteurs élémentaires répartis linéairement sur une ligne horizontale parallèle à la barre transversale supérieure 1 de la cage de but. Cette ligne, appelée ligne de visée, est illustrée par la référence 13. Le détecteur 5 est relié sur la figure 1 à la barre transversale 1 par un support 2, solidaire de cette barre transversale (typiquement vissé sur cette barre), dont l'extrémité cylindrique enveloppe le détecteur 5. Cette enveloppe cylindrique est typiquement réalisée en matériau absorbant très substantiellement la radioactivité émise par le ballon. On pourra utiliser divers métaux, par exemple de l'acier carbone, de l'acier inoxydable, du titane ou d'autres alliages appropriés. Une fente 16, également en matériau absorbant la radioactivité émise par le ballon empêche qu'un ballon n'ayant pas au moins partiellement atteint la ligne de visée 13 du détecteur puisse être détecté. - 7 - Cette fente 16 (ou une série de fentes individuelles disposées linéairement, pour assurer un réglage séparé de chacune de ces fentes) peut éventuellement être dissociée du support 2, et rendue mobile en rotation autour de l'axe de l'enveloppe cylindrique, par des moyens non représentés, afin de pouvoir régler sa position et assurer une très bonne verticalité de la détection, en liaison avec le franchissement de la ligne de but. Alternativement, on peut utiliser un jeu au niveau de la fixation du support 2 du détecteur 5 sur la barre transversale supérieure 1 pour assurer la verticalité de la détection du détecteur (ou de chaque détecteur, si l'on utilise plusieurs détecteurs ). La distance D entre la ligne de but 7 et la ligne de visée 13 du détecteur 5 est comprise entre 18 et 26 cm, de préférence entre 21 et 23 cm, de façon à être sensiblement égale au diamètre d'un ballon de football, soit environ 0,22 m (22 cm). Ainsi, le ballon 10, qui n'a pas franchi en totalité la ligne de but 7 ne sera pas détecté, alors que le ballon 11, qui a franchi complètement cette ligne 7 sera détecté du fait que sa partie 12 enverra un rayonnement radioactif sur le détecteur 5. Le détecteur 5 peut être solidaire non pas de la barre transversale supérieure 1, comme indiqué sur la figure 1, mais des poteaux de but latéraux ou des barres horizontales latérales de la cage de but, non représentées. Sa fixation peut être 20 amovible. Le détecteur de radioactivité 5 est relié par une liaison 14 à un dispositif avertisseur 15. La liaison 14 peut être une liaison physique, par exemple un fil électrique, une liaison par ondes, hertziennes ou autres, une liaison optique, ou encore être réalisée par tout autre moyen susceptible de transmettre l'information selon 25 laquelle un but a été marqué. L'avertisseur 15 peut être un affichage lumineux, un avertisseur sonore ou tout autre moyen permettant d'avertir le public et/ou l'arbitre qu'un but a été marqué. L' invention n'est pas limitée aux éléments explicitement décrits dans la présente demande, et recouvre également les variantes de mise en oeuvre réalisables par 30 l'homme du métier en s'appuyant sur ses connaissances. REVENDICATIONS1. Objet mobile (11) de jeu sportif comprenant un ou plusieurs isotopes radioactifs de façon à rendre détectable cet objet mobile de jeu sportif par un détecteur de radioactivité (5), lors du franchissement d'une ligne de jeu, notamment une ligne de but (7). 2. Objet mobile de jeu sportif selon la revendication 1, constituant un ballon de football, détectable au franchissement d'une ligne de but (7). 3. Objet mobile de jeu sportif selon la revendication 1, appartenant au groupe constitué par un ballon de handball, un ballon de rugby, et un ballon de water-polo. 4. Objet mobile de jeu sportif selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant au moins un isotope radioactif d'un élément du groupe formé par le carbone le césium, le strontium, le fer, le cadmium, l'iode, et le soufre. 5. Objet mobile de jeu sportif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel toute partie (12) de l'objet mobile représentant 0,5% du volume de l'objet mobile, obtenue par la section par un plan de cet objet mobile, comprend des isotopes radioactifs permettant leur détection par le détecteur. 6. Détecteur de radioactivité (5) apte à coopérer avec l'objet mobile de jeu sportif selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant des moyens de détection disposés sensiblement linéairement le long d'une ligne (13), et apte à détecter la présence de l'objet mobile lorsque ce dernier se trouve au moins en partie (12) au- delà d'une fraction du plan vertical (13) passant par ladite ligne (13). 7. Détecteur de radioactivité selon la revendication 6, comprenant des moyens d'obturation de la détection en amont du plan vertical (13) passant par la ligne (13), par exemple une fente ou une lame (16), réalisée dans un matériau absorbant la 25 radioactivité. 8. Détecteur de radioactivité selon l'une des revendications 6 et 7, comprenant des moyens de correction de la mesure de radioactivité pour sensiblement s'affranchir de la valeur de la radioactivité naturelle sur le lieu d'utilisation. 9. Cage de but, équipée d'un détecteur de radioactivité (5) selon l'une des 30 revendications 6 à 8, comprenant des moyens de fixation (2), en particulier amovibles, du détecteur de radioactivité sur une barre transversale ou latérale supérieure (1) ou sur l'un au moins des poteaux verticaux de cette cage de but, la ligne (13) sur laquelle sont disposés les moyens de détection étant de préférence disposée à une distance par rapport à une ligne de but (7) comprise entre 18 et 26 35 cm, de préférence entre 21 et 23 cm.