Faits :
A.
A.a. A._, né en 1987, était joueur de hockey sur glace professionnel au Club B._ du 1 er mai 2013 au 30 avril 2016, date à laquelle son engagement a été résilié. A ce titre, il était assuré obligatoirement contre le risque d'accident auprès de la Vaudoise Générale, Compagnie d'Assurances SA (ci-après: la Vaudoise).
Le 22 janvier 2015, lors d'un match contre le Club C._ à la patinoire de U._, A._ a été victime d'une charge (mise en échec) par un joueur de l'équipe adverse qu'il n'avait pas vu venir (sur la déclaration d'accident du 27 janvier 2015, le Club B._ a mentionné un "violent choc à la tête donné par un adversaire"; A._ déclarera ultérieurement avoir pris l'épaule du joueur adverse sur le côté droit de la figure sans perte de conscience). Il a immédiatement ressenti des vertiges, des maux de tête et une vision floue; il a dû interrompre le jeu et a été pris de vomissements à deux reprises dans les vestiaires. Il a été suivi par le docteur D._, médecin du Club B._, qui a posé le diagnostic de concussion et a prescrit une incapacité de travail de 100 % dès le jour de l'accident. La Vaudoise a pris en charge le cas.
A.b. L'assuré a poursuivi son traitement à Stockholm (Suède), où il a effectué le 21 juin 2015 un CT-scan cérébral montrant un status normal. Il s'est également rendu aux Etats-Unis pour y subir un bilan et une rééducation vestibulaires (rapport du 19 octobre 2015 de E._ de l'Institut F._). Vu l'absence d'amélioration notable de l'état de santé de A._, la Vaudoise a mis en oeuvre une expertise neurologique auprès du docteur G._ avec un volet neuropsychologique.
Dans son rapport du 21 janvier 2016, ce médecin n'a pas constaté d'anomalie spécifique, si ce n'est une gêne subjective lors des mouvements des yeux ou lors des tests vestibulo-oculaires; compte tenu du tableau post-traumatique (céphalées au moindre effort, hypersensibilité au bruit et à la lumière, fatigue significative), il a suggéré des investigations complémentaires par imagerie pour exclure une lésion contusionnelle fronto-temporale ainsi qu'une dissection artérielle. Quant à l'examen neuropsychologique, il n'a révélé chez l'assuré aucun déficit exécutif, attentionnel ou mnésique; les scores obtenus montraient toutefois une certaine lenteur par rapport à ce qui pouvait être attendu d'un sportif professionnel (rapport du 29 janvier 2016 du neuropsychologue H._).
A.c. Par décision du 29 mars 2016, la Vaudoise a mis fin à ses prestations, au motif qu'il n'y avait pas de lien de causalité adéquate entre les troubles présentés par l'assuré et l'accident du 22 janvier 2015. A._ a formé opposition, en invoquant une instruction incomplète.
A.d. Au mois d'août 2016, au Centre I._, le prénommé s'est soumis à des examens vestibulaires spécialisés dont les résultats ont conduit les docteurs J._, neurologue, et K._, oto-neurologue, à faire état de ce qui suit: "Contusio cerebelli/Contusio trunci cerebri mit okulären Fixationsstörungen im Sinne von mikro-square-wave jerks und konsekutiv reduziertem dynamischem Visus [...], SOT [Sensory Organization Test] mit deutlicher Einschränkung vestibulär visuell und propriozeptiv" (rapport du 25 août 2016). L'assuré a également produit un rapport du docteur L._, spécialiste en médecine du sport, du Centre médical M._.
De son côté, la Vaudoise a demandé au docteur G._ de procéder à une expertise complémentaire. Le neurologue s'est adjoint les services du docteur N._, spécialiste en oto-neurologie, qui s'est limité à pratiquer un audiogramme vu les tests vestibulaires déjà exécutés au Centre I._. Cet examen a montré une audition normale des deux côtés avec cependant une légère asymétrie des seuils en défaveur de la gauche pouvant suggérer une commotion labyrinthique (rapport du 25 novembre 2016). Le docteur G._ a également complété les examens d'imagerie et refait passer à l'assuré un examen neuropsychologique.
Dans son rapport du 2 décembre 2016, ce médecin a posé les diagnostics de status après traumatisme crânien et de commotion vestibulaire en janvier 2015. Il a confirmé l'absence d'anomalie neurologique au status et à l'imagerie. A la question de savoir si les plaintes émises et les troubles constatés étaient dus à l'accident du 22 janvier 2015, il a répondu que hormis les sensations vertigineuses fluctuantes qui étaient compatibles de façon probable avec les séquelles de la commotion vestibulaire, les autres plaintes (céphalées quotidiennes, fatigue, difficultés de concentration) avaient une relation de causalité improbable avec l'accident. Il a précisé que même si les séquelles vestibulaires étaient minimes, elles étaient incompatibles avec une activité de hockeyeur professionnel ou d'autres sports de haut niveau impliquant le même type de stimulation. En revanche, il n'existait aucune limitation pour une activité professionnelle de la vie sédentaire usuelle.
A.e. Le 9 novembre 2017, la Vaudoise a rejeté l'opposition de l'assuré et maintenu sa décision initiale du 29 mars 2016.
B.
Saisie d'un recours de l'assuré contre la décision sur opposition du 9 novembre 2017, la Cour des assurances sociales du Tribunal cantonal vaudois l'a rejeté par arrêt du 18 août 2020.
C.
A._ interjette un recours en matière de droit public contre cet arrêt. Il conclut principalement à la réforme de celui-ci dans le sens de la reconnaissance de son droit à des prestations d'assurance au-delà du 30 avril 2016 pour les suites de l'accident qu'il a subi le 22 janvier 2015. A titre subsidiaire, il conclut à l'annulation de l'arrêt entrepris et au renvoi de la cause à la cour cantonale pour complément d'instruction et nouvelle décision.
La Vaudoise conclut au rejet du recours. La cour cantonale et l'Office fédéral de la santé publique ont renoncé à se déterminer.

Considérant en droit :
1.
1.1. Le recours est dirigé contre un arrêt final (<ref-law>) rendu en matière de droit public (<ref-law>) par une autorité cantonale de dernière instance (art. 86 al. 1 let. d LTF). Il a été déposé dans le délai (<ref-law>) et la forme (<ref-law>) prévus par la loi. Il est donc recevable.
1.2. Le litige porte sur le point de savoir si la cour cantonale a violé le droit fédéral en considérant que l'intimée était fondée à mettre fin à ses prestations d'assurance au 30 avril 2016.
1.3. Lorsque la décision qui fait l'objet d'un recours concerne l'octroi ou le refus de prestations en espèces de l'assurance-accidents, le Tribunal fédéral n'est pas lié par les faits établis par l'autorité précédente (<ref-law>); le recours peut alors porter sur toute constatation incomplète ou erronée des faits (<ref-law>). Lorsque le jugement entrepris porte à la fois sur des prestations en espèces et en nature de l'assurance-accidents, le Tribunal fédéral constate avec un plein pouvoir d'examen les faits communs aux deux objets litigieux et se fonde sur ces constatations pour statuer, en droit, sur ces deux objets; en revanche, les faits qui ne seraient pertinents que pour statuer sur le droit aux prestations en nature ne sont revus que dans les limites définies aux art. 97 al. 1 et 105 al. 2 LTF (arrêt 8C_416/2019 du 15 juillet 2020 consid. 2 et les références).
En l'espèce, l'admission éventuelle des conclusions du recourant peut ouvrir le droit à des prestations aussi bien en espèces qu'en nature, de sorte que le Tribunal fédéral n'est pas lié par les faits établis par la juridiction précédente, à tout le moins s'agissant des faits communs à ces deux objets.
2.
2.1. Le droit à des prestations de l'assurance-accidents suppose un lien de causalité naturelle et adéquate entre l'événement dommageable de caractère accidentel et l'atteinte à la santé (sur ces notions <ref-ruling> consid. 3.1 et 3.2). En présence d'une atteinte à la santé physique en relation de causalité naturelle avec l'accident, le problème de la causalité adéquate ne se pose guère car l'assureur répond aussi des atteintes qui ne se produisent habituellement pas selon l'expérience médicale (<ref-ruling> consid. 5b/bb et les références). En revanche, en cas d'accident ayant entraîné un traumatisme de type "coup du lapin" à la colonne cervicale, un traumatisme analogue à la colonne cervicale ou un traumatisme cranio-cérébral sans preuve d'un déficit organique objectivable, le Tribunal fédéral a développé une jurisprudence particulière en matière de causalité adéquate (cf. <ref-ruling> consid. 4; <ref-ruling> consid. 10 et les arrêts cités). La raison en est que dans ces cas, il est plus difficile d'apprécier juridiquement si l'accident revêt une importance déterminante dans la survenance du résultat.
2.2. Sont considérés comme objectivables les résultats de l'investigation (médicale) susceptibles d'être confirmés en cas de répétition de l'examen, lorsqu'ils sont indépendants de la personne de l'examinateur ainsi que des indications données par le patient. On ne peut ainsi parler de lésions traumatiques objectivables d'un point de vue organique que lorsque les résultats obtenus sont confirmés par des investigations réalisées au moyen d'appareils diagnostiques ou d'imagerie et que les méthodes utilisées sont reconnues scientifiquement (<ref-ruling> consid. 5.1; SVR 2012 UV n° 5 p. 17; arrêt 8C_816/2012 du 4 septembre 2013 consid. 6 et les références).
2.3. Dans un arrêt récent (8C_591/2018 du 29 janvier 2020), le Tribunal fédéral avait à juger le cas d'une assurée souffrant de vertiges à la suite d'un accident de la circulation lui ayant occasionné un traumatisme crânien ainsi qu'une contusion labyrinthique bilatérale. Selon les conclusions de l'expert spécialiste en oto-neurologie mandaté par l'assureur-accidents, elle présentait un déficit vestibulaire bilatéral sous-compensé en lien probable avec cet accident. Même si les examens d'imagerie effectués s'étaient révélés normaux, le Tribunal fédéral a considéré que dans la mesure où le diagnostic de déficit vestibulaire bilatéral sous-compensé avait été posé sur la base d'observations cliniques reproductibles et issues d'appareils diagnostiques spécialisés propres au domaine ORL [oto-rhino-laryngologie] dont le caractère scientifiquement reconnu n'était pas douteux, il constituait une atteinte à la santé objectivée sur le plan médical. En conséquence, c'était à tort que la cour cantonale avait assimilé les symptômes d'instabilité de l'assurée aux tableaux cliniques sans preuve de déficit organique. Dans cette affaire, le Tribunal fédéral a néanmoins renvoyé la cause à la cour cantonale pour complément d'instruction médicale, au motif qu'il existait une divergence de vues inconciliables entre l'expert neurologue, pour lequel il n'y avait pas d'atteinte vestibulaire résiduelle mais une ataxie statique liée à une neuropathie des membres inférieurs, et l'expert oto-neurologue, qui réfutait que cette maladie préexistante chez l'assurée pût jouer un rôle prépondérant dans les symptômes d'instabilité.
3.
Se fondant sur le rapport du docteur G._ auquel elle a accordé pleine valeur probante, la cour cantonale a retenu que l'accident du 22 janvier 2015 n'avait causé aucune lésion organique. Cela étant, la cour cantonale a laissé ouverte la question de la causalité naturelle entre les troubles (sans substrat organique) dont se plaignait encore le recourant et l'événement accidentel, considérant que le caractère adéquat de ces troubles pouvait de toute façon être nié. Pour cet examen, elle a fait application de la jurisprudence en matière de traumatisme du type coup du lapin ou de traumatisme cranio-cérébral sans preuve d'un déficit organique objectivable. Après avoir classé l'accident dans la catégorie des accidents de gravité moyenne à la limite des accidents peu graves, elle n'a admis la réalisation que d'un seul des critères déterminants consacrés par la jurisprudence précitée, à savoir celui de l'importance de l'incapacité de travail en dépit des efforts reconnaissables de l'assuré. Ce critère ne s'était toutefois pas manifesté de manière particulièrement marquante en l'espèce, dès lors que l'assuré avait été considéré apte à reprendre une activité adaptée dès le 1er mai 2016. La cour cantonale a donc nié l'existence d'un lien de causalité adéquate et a confirmé le refus de l'assureur-accidents de prester au-delà du 30 avril 2016.
4.
4.1. Le recourant reproche tout d'abord à la cour cantonale d'avoir passé sous silence les nombreux rapports médicaux versés au dossier (ceux des docteurs D._, L._ et J._) et d'avoir renoncé à ordonner une expertise judiciaire comme il l'avait pourtant requis dans son recours cantonal. Il y voit une violation de son droit d'être entendu (art. 29 Cst.). Le recourant fait ensuite grief à la cour cantonale de ne pas avoir retenu que le docteur G._ avait admis l'existence d'un lien de causalité naturelle entre les troubles vestibulaires et l'accident du 22 janvier 2015, alors que cela ressortait clairement du rapport d'expertise complémentaire du neurologue. Bien que ce dernier ait jugé les anomalies minimes, il avait tout de même considéré qu'elles étaient compatibles de façon probable avec les séquelles d'une commotion vestibulaire et qu'elles justifiaient une incapacité de travail totale dans une activité de hockeyeur professionnel. Par ailleurs, conformément à l'arrêt 8C_591/2018 du 29 janvier 2020, ces troubles constituaient une atteinte traumatique objectivable. En conséquence, la cour cantonale ne pouvait pas les assimiler aux tableaux cliniques sans preuve de déficit organique.
4.2. De son côté, l'intimée soutient, en se référant également aux constatations du docteur G._, que les troubles vestibulaires du recourant auraient une origine seulement subjective. Elle en veut pour preuve la description du status neurologique de A._ qu'en a fait l'expert neurologue: "[Ce status] doit être considéré comme normal. En effet, il n'existe aucune anomalie aux paires crâniennes, notamment au niveau de l'oculomotricité, y compris lors des tests oculo-vestibulaires, il n'y a pas d'anomalie pupillaire, le fond de l'oeil est normal, le champ visuel complet, aucune anomalie ou asymétrie sensitivomotrice facio-bucco-lingo-pharyngée, pas de dysarthrie ou de dysphagie" (p. 3 in fine du rapport du 2 décembre 2016). Dans un précédent rapport du 21 janvier 2016, l'expert avait, de même, évoqué une gêne subjective lors des mouvements des yeux ou lors des tests vestibulo-oculaires. Ainsi, selon l'intimée, aucun élément ne permettrait de s'écarter de la jurisprudence développée dans les cas d'accidents ayant entraîné un traumatisme de type "coup du lapin".
4.3. Dans la mesure où elle porte sur le refus de réaliser une expertise judiciaire, la violation du droit d'être entendu invoquée par le recourant est une question qui n'a pas de portée propre par rapport au grief tiré d'une mauvaise appréciation des preuves (arrêt 8C_15/2009 du 11 janvier 2010 consid. 3.2, in SVR 2010 IV n° 42 p. 132, et les arrêts cités). Elle sera donc examinée sous cet angle. Compte tenu des principes jurisprudentiels régissant le droit aux prestations de l'assurance-accidents (consid. 2.1 supra), la première question à trancher est de déterminer si, au vu des pièces médicales à sa disposition, la cour cantonale a admis à juste titre que l'accident du 22 janvier 2015 n'avait causé aucune atteinte organique.
4.3.1. Dans son rapport du 2 décembre 2016, comme cela lui était demandé (question 3.1 de la mission d'expertise), le docteur G._ a fait état de ses propres constatations et a pris position sur celles des autres médecins, en particulier sur les résultats des tests vestibulaires réalisés au Centre I._. Il a confirmé que le recourant ne présentait aucune anomalie neurologique objectivable au status et à l'imagerie et a pris acte de ce que ses confrères K._ et J._ mettaient en évidence une "dysfonction vestibulaire sous forme de troubles de la fixation avec micro-ondes carrées et troubles visuels aux mouvements". Dans la mesure où lui-même n'a pas trouvé d'anomalie significative à l'issue de son examen clinique (poursuite oculaire, examen des saccades, coordination visuo-oculomotrice), il s'est exprimé sur cette "apparente contradiction" en déclarant qu'elle ne s'expliquait pas par une amélioration intervenue entre les examens pratiqués au Centre I._ et les siens propres, mais qu'elle "témoign[ait] d'une modestie ou du peu de signification clinique des anomalies détectées lors des tests appareillés à Zurich". Plus loin (question 3.4), le docteur G._ a indiqué qu'il voyait une corrélation entre le syndrome vertigineux fluctuant et les anomalies constatées au Centre I._, tout en précisant encore une fois qu'il ne pouvait s'agir que d'une atteinte sous-jacente légère en considération de la normalité des tests visuo-oculomoteurs auxquels il avait lui-même procédé. A la question relative au lien de causalité, l'expert a affirmé que ce syndrome vertigineux était "compatible de façon probable avec les séquelles d'une commotion vestibulaire, dont les séquelles objectivables actuellement [étaient] cependant minimes", étant rappelé que ledit expert a posé les diagnostics de status après traumatisme crânien et de commotion vestibulaire en janvier 2015. Finalement, en ce qui concerne la capacité de travail, le docteur G._ a exposé ce qui suit: "On doit accepter que la probabilité des séquelles vestibulaires persistantes, même légères, soient incompatibles avec la reprise d'une activité de hockeyeur professionnel, même à temps partiel; en effet, l'alternance des stimulations posturales lentes et rapides, multidirectionnelle, avec l'interaction nécessaire entre l'oculomotricité, la vision et la proprioception peut être altérée de façon non compatible avec cette activité, même lors de séquelles mineures au niveau du système vestibulaire; ceci est de même pour toutes activités sportives de haut niveau impliquant le même type de stimulation; en revanche, il n'existe aucune limitation organique pour toute activité de la vie sédentaire usuelle notamment sur le plan professionnel".
4.3.2. En l'occurrence, si ces considérations médicales tendent à remettre en cause la constatation, par la cour cantonale, d'un tableau clinique uniquement dominé par des troubles sans preuve d'un déficit organique, elles ne permettent pas, en l'état, de retenir l'existence d'une atteinte objectivable d'un point de vue organique au sens de la jurisprudence (cf. consid. 2.2 et 2.3 supra). Lorsque le docteur G._ conclut que le recourant présente des séquelles mineures "objectivables" au niveau du système vestibulaire, il se fonde exclusivement sur les observations faites au Centre I._ puisqu'il n'a lui-même trouvé aucune anomalie à l'issue de ses propres examens cliniques. A la lecture du rapport y relatif, on constate que les examens spécialisés vestibulaires réalisés ont montré des résultats normaux hormis une diminution de l'acuité visuelle dynamique et la présence de nombreuses micro-ondes carrées ("Vestibuläre apparative Diagnostik: VKIT-normal, grob pathologische DVA [pour dynamic visual acuity] links 1.18, rechts 1.36, auffällig häufige micro-square-wave jerks"); il est également fait mention d'un test d'organisation sensorielle avec des performances apparemment déficitaires ("Sensory Organisation Test: Beeinträchtigung für vestibulär, visuell, propriozeptiv"). Aucune explication n'accompagne toutefois les données cliniques obtenues et les résultats détaillés des examens ne sont pas non plus joints au rapport, de sorte qu'on ne sait pas s'il s'agit de résultats susceptibles d'être confirmés en cas de répétition de l'examen, c'est-à-dire qui ne dépendent ni de la personne de l'examinateur ni des indications données par le patient. En l'absence d'informations complémentaires de la part de l'expert neurologue à ce sujet, il n'est donc pas possible pour la Cour de céans de vérifier la réalisation de ces conditions, contrairement à ce qui était le cas dans l'affaire qui a donné lieu à l'arrêt 8C_591/2018 du 29 janvier 2020. A cela s'ajoute qu'il ne ressort pas de manière assez claire et détaillée de l'expertise du neurologue comment il est parvenu à la conclusion qu'il existe un lien de causalité entre les séquelles vestibulaires et l'événement du 22 janvier 2015. En effet, les docteurs K._ et J._ du Centre I._ n'ont pas véritablement pris position sur la question du lien de causalité - ce qui n'était pas leur mission -, mentionnant seulement l'existence de signes évocateurs dans ce sens (voir la page 4 de leur rapport: "Neben dem am ehesten atypisch migräniformen Kopfschmerz mit ausgeprägter Photophobie bestehen anamnestisch, klinisch und apparativ Hinweise für die seltene Commotio Variante Contusio cerebelli/Contusio trunci cerebri (vestibulär apparativ: okuläre Fixationsstörung im Sinne von mikro-square-wave jerks und konsekutiv massiv reduziertem dynamischem Visus bei normalen Video-Kopfimpulstest).").
4.3.3. Il convient donc de renvoyer la cause à la cour cantonale pour qu'elle complète l'instruction médicale sur les deux points décrits ci-dessus et rende un nouvel arrêt. S'agissant du complément d'instruction, il lui est loisible de solliciter une nouvelle prise de position du docteur G._ ou de nommer le cas échéant un nouvel expert. Il incombera à l'expert médical désigné, après avoir requis toutes les informations nécessaires auprès du Centre I._, de fournir une réponse motivée aux questions de savoir si les résultats cliniques constatés à l'époque par les docteurs K._ et J._ constituent une atteinte à la santé objectivable au sens de la jurisprudence (<ref-ruling> consid. 5.1) et si cette atteinte est, au degré de la vraisemblance prépondérante, en lien de causalité avec l'accident du 22 janvier 2015. Le recours doit ainsi être partiellement admis.
5.
En ce qui concerne la répartition des frais judiciaires et des dépens, le renvoi de la cause pour nouvel examen et décision revient à obtenir gain de cause au sens des art. 66 al. 1 et 68 al. 1 et 2 LTF, indépendamment du fait qu'une conclusion ait ou non été formulée à cet égard, à titre principal ou subsidiaire (<ref-ruling> consid. 7.1; arrêt 8C_465/2017 du 12 janvier 2018 consid. 5, non publié in <ref-ruling>). L'intimée, qui succombe, supportera les frais de la procédure (<ref-law>) et versera au recourant une indemnité à titre de dépens (<ref-law>).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est partiellement admis. L'arrêt de la Cour des assurances sociales du Tribunal cantonal vaudois du 18 août 2020 est annulé. La cause est renvoyée à la cour cantonale pour qu'elle rende une nouvelle décision au sens des considérants. Pour le surplus, le recours est rejeté.
2.
Les frais judiciaires, arrêtés à 800 fr., sont mis à la charge de l'intimée.
3.
L'intimée versera au recourant la somme de 2800 fr. à titre de dépens pour l'instance fédérale.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux parties, à la Cour des assurances sociales au Tribunal cantonal vaudois et à l'Office fédéral de la santé publique.
Lucerne, le 7 septembre 2021
Au nom de la Ire Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président : Maillard
La Greffière : von Zwehl