Les prochains capteurs des montres connectées et montres de sport

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Vous mesurez déjà votre allure et vos kilomètres annuels, vous connaissez votre fréquence cardiaque au repos, vous surveillez votre sommeil ; si vous êtes à la pointe, vous connaissez même votre puissance critique.

Tout ça, c’est un échantillon de ce que les montres GPS sont capables de mesurer aujourd’hui, avec une puce GPS, un accéléromètre 3D, un gyroscope, un altimètre, un capteur cardio (optique ou pas). Normalement, vous connaissez tous ces capteurs.

Mais même si la miniaturisation a permis d’ajouter de plus en plus de capteurs dans les montres connectée (et même les bagues connectées), ce n’est pas fini. La recherche laisse entrevoir de nouveaux capteurs à intégrer dans nos petits bijoux pour sportifs. Pour aller plus loin dans le coaching sportif, les wearables vont devoir se doter de nouveaux capteurs. Avec plus d’infos sur notre corps, on saura mieux comment le nourrir, quand récupérer, et comment lui faire dépasser ses limites.

Les capteurs qui existent déjà en 2023

Avant de dévoiler les prochains capteurs des montres connectées, je vais déjà faire une liste des capteurs qui existent déjà sur les montres GPS. Parce que vous allez voir que la lite est déjà très fournie et je suis à peu près certain que vous ne les connaissez pas tous. Et pourtant, en 2023, tous ces capteurs existent déjà, soit dans une montre, soit couplés à une montre.

Puce GNSS

Hé oui, je ne dis plus puce GPS, parce les puces sont maintenant toutes multi-systèmes : GPS, GLONASS, Galileo, Beidou. GNSS ça veut dire global navigation satellite systems, un terme générique pour désigner n’importe quelle constellation de géolocalisation mondiale et pas seulement le système américain.

Ca permet de relever les coordonnées d’une position, mesurer la vitesse, l’allure, l’accélération (utile pour la puissance au poignet) et d’obtenir une trace GPS.

Accéléromètre

Un capteur qui permet de mesurer les déplacements de la montre dans les 3 axes de l’espace. Ca sert pour toutes les périodes où la puce GNSS n’est pas active (pour compter le nombre de pas quotidien) ou qu’elle ne reçoit pas de signal des satellites (sur un tapis de course ou dans un tunnel). En combinaison avec le gyroscope, ça permet aussi de détecter les mouvements de musculation.

Gyroscope

Sert à détecter les rotations de la montre. En combinaison avec l’accéléromètre, ça permet de détecter les mouvements de musculation.

Boussole

Donne une direction. Sert aussi à connaitre l’orientation de la montre, ce qui est utile en suivi d’itinéraire, pour orienter la carte par rapport à la direction dans laquelle vous pointez la montre.

Baromètre

Un capteur qui mesure la pression atmosphérique grâce à un petit trou dans le boitier de votre montre GPS. Sert aussi bien à avoir la tendance météo qu’à mesurer les dénivelés (voir altimètre).

Altimètre

Techniquement, ce n’est pas un capteur physique. Les montres GPS peuvent mesurer l’altitude de 2 manières :

• Avec les données GNSS
• Avec le baromètre, en mesurant les différences de pression atmosphérique pour en déduire les différences d’altitude.

La deuxième méthode est plus précise pour mesurer le dénivelé mais nécessite une calibration pour mesurer l’altitude correctement. Dans certains cas, les montres GPS fusionnent les 2 types de donnée, les données GNSS servant à calibrer le baromètre.

Température

Techniquement, il peut y avoir 3 types de capteurs de température en fonction de ce que vous voulez mesurer :

• Température extérieure : finalement pas très utile pour mesurer la température extérieure puisque ce capteur est perturbé par la chaleur qui se dégage de votre poignet. Donc votre montre n’affichera jamais la vraie température extérieure, mais une température dans le boitier qui se trouvera entre la température extérieure (sur la face avant) et la température de votre corps (au dos du boitier). Peut servir en bivouac pour avoir la température du matin si vous retirez la montre pendant la nuit. Ca fonctionne assez bien pour la température de l’eau. C’est un capteur nécessaire pour calibrer l’altimètre barométrique.
• Température cutanée : capteur utilisé pour suivre le cycle menstruel des femmes (sur l’Apple Watch Ultra par exemple) ou qui peut être utilisé, en combinaison avec d’autres capteurs, pour détecter les symptômes d’une maladie.
• Température corporelle – capteur externe : le capteur Core se place sur l’élastique de la ceinture cardio et mesure la température corporelle. L’idée est de s’en servir pour optimiser l’effort physique en restant dans une plage de températures optimale, ni trop chaud, ni trop froid.

Cardio

Se trouve sous différentes formes, cardio optique porté en permanence (montre, bague) ou capteur externe (ceinture cardio ou brassard cardio optique). Sert soit à mesurer la fréquence cardiaque pendant un effort, soit en continu. Pendant l’effort, il permet de détecter des valeurs clés (FC seuil, FC max) qui servent à définir les zones d’entrainement cardio mais aussi à calculer les calories dépensées en tant qu’indicateur d’intensité d’une séance. En continu, il mesure la FC au repos mais aussi la variabilité de fréquence cardiaque, un indicateur de l’état de fraicheur du corps et de récupération.

Oxymètre de pouls

Capteur intégré au capteur cardio sous la forme d’une LED rouge qui permet de mesurer la saturation sanguine en oxygène (SpO2). Du côté sportif, ça peut servir aux alpinistes pour suivre leur acclimatation à l’altitude, aux traileurs qui habitent en plaine pour savoir à quel point ils seront handicapés lors d’un trail en montagne. En suivi santé, en combinaison avec d’autres capteurs, ça permettra peut-être, un jour, de détecter les apnées du sommeil. Fitbit travaille sur le sujet depuis de nombreuses années mais n’a toujours pas abouti.

Oxygénation musculaire (SmO2) – capteur externe

MOXY est un capteur qui se colle sur la peau et permet de mesurer l’oxygénation musculaire. Ca donne en temps réel des informations physiologiques pour adapter l’intensité d’un effort.

Electrocardiogramme (ECG)

Capteur constitué de 2 plaques métalliques. L’une étant généralement le fond du boitier de la montre, l’autre étant soit la lunette, soit un bouton. Permet d’enregistrer un ECG simplifié dans le but de détecter une éventuelle fibrillation atriale.

Tension artérielle

Certaines montres connectées comme la Galaxy Watch 5 Pro permettent de mesurer la tension artérielle. Mais pour le moment, ce capteur n’est pas encore autonome et nécessité d’abord d’être calibré par un tensiomètre (le brassard que votre médecin vous met autour du bras avant de le gonfler).

Puissance – capteur externe

Il faut bien différencier les capteurs de puissance pour vélo des capteurs de puissance pour la course à pied. Les uns ne peuvent pas servir à la place des autres. Leur fonctionnement est également différent :

• Puissance vélo : c’est véritablement une mesure de la puissance appliqué par le cycliste sur ses pédales pour faire avancer son vélo
• Puissance en course à pied : c’est un calcul qui prend en compte pas mal de paramètres mais qui n’est pas une mesure de la puissance délivrée par le runner. Pour vous en convaincre, demandez-vous comment ferait ce capteur pour savoir si vous courez sur du bitume ou dans du sable

Et la puissance au poignet ? Techniquement, ce n’est pas un capteur, mais juste l’utilisation des capteurs existants de la montre (altimètre, accéléromètre, gyroscope) pour faire un calcul et estimer la puissance dépensée.

Bio impédance

C’est un capteur qui permet d’obtenir votre composition corporelle, décomposée en masse musculaire, masse graisseuse et masse osseuse, comme le fond une majorité de pèse-personnes maintenant. Sa construction est assez similaire à l’ECG, avec 2 électrodes au travers desquelles la montre va envoyer un très faible courant pour mesurer l’impédance du corps. Introduit dès le TomTom Touch, ce type de capteur ne s’est pas généralisé.

Activité électrodermique

C’est différent de la bio impédance, même si ça implique des électrodes et du courant. Là, l’idée est d’utiliser 2 électrodes au dos du boitier de la montre pour mesurer la conductivité en surface de la peau. Si vous êtes stressé, vous suez, le courant passe mieux et la montre le détecte. Présent par exemple sur la Fitbit Sense 2.

Electromyographie (EMG) – capteur externe

Encore une histoire d’activité électrique, mais cette fois, c’est celle de vos muscles. Vos neurones stimulent électriquement des groupes musculaires. Plus le signal est intense et plus la contraction sera forte. Bien que les sports d’endurance sont plus basés sur les performances cardiovasculaires, ceux qui se pratiquent en salle de muscu sont plus intéressés par les performances de leurs muscles. Myontech a déjà créé des vêtements avec des capteurs d’électromyographie intégrés sur les zones qui vous intéressent et qui donnent des infos en direct sur votre effort musculaire.

Lumière

Un capteur souvent placé sur la face avant d’une montre équipée d’un écran LCD ou AMOLED pour ajuster automatiquement la puissance en fonction de l’intensité lumineuse extérieure. Ca permet d’économiser de la batterie.

Ronflements – capteur externe

Sans rire, certaines montres connectées comme la Galaxy Watch 5 Pro peuvent utiliser le haut-parleur de votre smartphone pour enregistrer vos ronflements. J’imagine que ce n’est pas forcément possible avec le micro intégré à la montre car une fois sous la couette, ça ne doit plus enregistrer grand chose. C’est un des symptômes qui peuvent être utilisés pour tenter de détecter l’apnée du sommeil.

Glycémie – capteur externe

Supersapiens a développé un capteur pour mesurer le taux de glucose dans le sang. C’est super intéressant pour le sportif car s’il peut suivre son taux de glucose en temps réel, il peut décider quand s’alimenter et sous quelle forme (solide, gel ou liquide) pour conserver une disponibilité permanente de glucose pour ses muscles.

Transpiration – capteur externe

Encore une fois, je vous jure, ça existe déjà. Le capteur Nix sert à calculer la quantité de sueur pendant un effort, dans le but de donner des alertes d’hydratation au bon moment. Parce que la moindre petite déshydratation a des effets sur la performance.

Les prochains capteurs des montres connectées et montres de sport

Après une liste de capteurs aussi longue, on se demande ce qu’il reste qui n’existe pas déjà. Alors il n’y en a pas beaucoup, mais vous allez voir qu’il reste encore des capteurs à développer qui peuvent avoir un gros impact sur la gestion de course.

Glycémie

J’ai déjà parlé de la glycémie au-dessus. Mais cette fois, je vais parler du capteur d’Afon qui présente l’avantage d’être non-invasif. Contrairement à Supersapiens qui introduit un petit filament sous la peau lors de son application, Afon est non-invasif. De plus, la société n’a pas opté pour un patch collant qui se décolle au bout de quelques dizaines de jours mais un module qui s’insert dans le bracelet d’une montre. De là à ce qu’il soit un jour intégré au dos d’une montre GPS…

Lactate

Actuellement, il faut encore prélever une goutte de sang pour mesurer le taux de lactate dans le sang. C’est ce qu’a subi Kilian Jornet à chaque ravito lors de l’UTMB 2022 dans le cadre d’un programme de recherche. C’est invasif et on n’a pas de lecture en continu. L’idéal serait de pouvoir bénéficier d’un capteur non invasif. Ca permettrait à un sportif d’optimiser sa performance en étant à la limite du seuil lactique tout en gérant son taux de lactate dans le sang.

Tension artérielle

Là aussi, j’en ai déjà parlé dans le premier chapitre. Mais actuellement, toutes les solutions existantes nécessitent une calibration avec un tensiomètre classique pour être ensuite utilisées. Au CES 2023, Valencell a présenté le premier capteur de tension artérielle sans calibration. Bon, pour le moment, il est encore trop gros pour être intégré dans une montre.