Immersion au sein de l'équipe Nike Mind à l'origine de la première chaussure basée sur les neurosciences

Leur dernière découverte, Nike Mind, est une plateforme de semelle sensorielle qui a nécessité plus d'une décennie de mise au point. Son objectif : redéfinir la manière dont les athlètes se préparent avant et récupèrent après une compétition. 

Nous avons échangé avec sept membres de l'équipe Nike Mind pour savoir comment cette technologie très attendue est passée du concept à la réalité.

LE DÉCRYPTEUR DU CERVEAU : DR GRAEME MOFFAT
Chercheur principal, Nike Sport Research Lab

En tant que chercheur principal de l'équipe Mind Science de Nike, Graeme Moffat dirige toutes les recherches en neurosciences qui constituent la base de Nike Mind. Il décrypte des EEG, des cartes de points de pression et des signaux musculaires pour comprendre comment les sensations agissent sur la concentration et les performances. Avec son expérience en recherche sur les interfaces cerveau-ordinateur, il aide à traduire les données scientifiques de perception en principes de design qui peuvent être ressentis sous le pied. Pour lui, ce projet ne se résume pas à créer une nouvelle chaussure. Il s'agit de prouver comment on peut entraîner en même temps le physique et le mental grâce aux sensations.

L'un des meilleurs moyens d'éviter de trop penser, c'est de se connecter à son corps en utilisant activement ses sens. Avec Nike Mind, on constate une activité cérébrale accrue dans le réseau moteur sensoriel et une augmentation des ondes alpha liées à un état de vigilance paisible. 

Comme celle de nos mains, la peau située sous nos pieds est unique, avec 10 à 20 fois plus de mécanorécepteurs que la plupart des autres régions. C'est grâce à ces zones de notre corps que nous ressentons notre environnement et que nous nous orientons au sein de celui-ci. Pour s'adapter à ce fonctionnement, chaque point de pression de la plateforme Nike Mind est indépendant, ce qui leur permet de bouger légèrement pour répercuter les forces via le dessous du pied. Résultat : une connexion plus directe avec le sol.

Nous nous sommes basés sur les recherches sensorielles pour définir l'emplacement de chacun des 22 points de pression. En mesurant ce que l'on appelle le seuil de distinction entre deux points, c'est-à-dire la distance qui doit séparer deux éléments pour qu'on les identifie comme distincts, nous avons pu cartographier la densité des récepteurs sous le pied. C'est pour cette raison que les points de pression sont plus rapprochés à l'avant-pied et plus espacés au talon.

On a utilisé tout ce qui était à notre disposition, des capteurs de pression au niveau de la voûte plantaire à l'électromyographie des membres inférieurs en passant par les EEG. Des athlètes ont marché avec les chaussures et avec des modèles de comparaison, et nous avons analysé leur cerveau avant, pendant et après la séance. Nous avons constaté des différences nettes au niveau de l'activité cérébrale et du schéma des ondes cérébrales, autant de signaux reflétant la manière dont le système sensoriel de la chaussure faisait réagir le cerveau. C'est une manière complètement nouvelle de créer des chaussures, en partant d'abord du système sensoriel. Il nous a fallu presque 10 ans de recherches et d'itérations pour parvenir à un modèle fonctionnel.

C'est une technologie incroyable. On dirait un tapis anti-fatigue intégré à des chaussures. La sensation est fabuleuse. À la fin de la journée, je n'ai même pas envie de les enlever.

L'équipe Mind Science en elle-même est unique. Ici, des neuroscientifiques, des chercheurs en perception, des kinés et des ingénieurs travaillent ensemble. C'est un ensemble de compétences qu'on ne retrouve normalement pas dans une entreprise comme Nike, et cela nous permet de transformer très rapidement des données scientifiques très approfondies en innovations produit concrètes. On peut créer des prototypes, les tester avec des athlètes et recommencer le processus à un rythme qui n'existe nulle part ailleurs. C'est cette capacité qui fait de Nike un cas à part.

LE CARTOGRAPHE DU CERVEAU : DR TREVOR BARSS
Chercheur principal, équipe Mind Science

Travaillant aux côtés du Dr Moffat, Trevor Barss a participé à la réalisation des toutes premières études en neurosciences qui ont posé les bases de Nike Mind. Neuroscientifique sensoriel spécialisé dans la neurophysiologie, il a utilisé les EEG et d'autres données de mesure pour étudier la manière dont les sensations tactiles modifient les schémas de l'activité cérébrale, les signaux qui relient mouvement, concentration et conscience. Les résultats de l'équipe ont révélé plusieurs modifications de l'activité sensorimotrice et des ondes alpha lorsque les athlètes portaient les chaussures Nike Mind, des données qui continuent à façonner la manière dont le NSRL étudie le lien corps-esprit.

Pendant ses 45 premières années d'existence, Nike a concentré ses recherches sur le corps, à partir du cou. Désormais, le cerveau sera lui aussi pris en compte. 

Mon rôle consistait à étudier des aspects précis de l'activité cérébrale lorsque les athlètes portaient la chaussure. Nous avons mesuré l'activité électrique du cerveau avant, pendant et après la séance et nous avons couplé nos résultats avec les données de perception. L'objectif était de faire correspondre les sensations décrites par les athlètes avec ce que l'on pouvait concrètement observer sur le plan neurologique.

Nous avons découvert que cette collaboration entre perception et neurosciences était l'élément qui donnait tout son intérêt à nos travaux. En effet, même si on détecte une augmentation de l'activité dans une région du cerveau, on ne peut pas savoir si elle est positive ou négative sans comprendre ce que ressent l'athlète. Quand on combine les deux disciplines, tout prend sens.

Quand je suis arrivé chez Nike, j'ai été très surpris par le fonctionnement. Dans la plupart des environnements de recherche, quand on a besoin de parler à un ou une spécialiste d'un autre domaine que le nôtre, on envoie un e-mail, on fixe un rendez-vous et on attend. Ici, il me suffit de faire quelques mètres pour pouvoir échanger avec un expert de renommée mondiale en biomécanique, en physiologie ou en science des matériaux. Cette proximité permet d'aller beaucoup plus vite.

La force de ce laboratoire réside dans la communication fluide entre les différents domaines d'expertise. Les spécialistes en neurosciences, en ingénierie, en design et en développement travaillent côte à côte, testent, recommencent et apprennent de leurs collègues en temps réel. On ne fonctionne pas en silo, et ça permet de faire jaillir des idées que personne parmi nous n'aurait pu avoir sans aide.

Nous entrons dans un tout nouveau domaine. Les méthodes sont au point, mais il reste à définir comment les appliquer aux chaussures et aux vêtements. Chaque expérience soulève de nouvelles questions.

Ce que je trouve le plus inspirant, c'est d'être entouré d'esprits brillants et tout aussi curieux que moi. En associant expertise scientifique de pointe et processus de design créatif, on ouvre la voie à des découvertes qui redéfinissent la notion de performance.

Les possibilités qui s'étendent devant nous sont infinies. Nous possédons des récepteurs sensoriels sur l'ensemble de notre corps. Dès qu'on modifie un influx sensoriel, on interagit avec le système nerveux. En explorant cette connexion, on pourrait découvrir des moyens inédits de favoriser la lucidité, la concentration et la récupération des athlètes.

LA MAGICIENNE DE L'INGÉNIERIE : ELIZABETH RAISSIAN
Directrice principale, ingénierie des performances

Au sein du Performance Engineering Lab de Nike, le travail d'Elizabeth Raissian est à la croisée du code et de la fonctionnalité des produits. Pour Nike Mind, elle et son équipe ont conçu la structure numérique qui a permis de rendre le concept manufacturable à grande échelle. Pour cela, ils ont utilisé des analyses par éléments finis (FEA) et des outils de simulation afin de modéliser la manière dont chaque point de pression et de flexion se comporte sous le pied. Leur modélisation a permis de concevoir un design sensoriel très précis, qui procure des sensations constantes quelles que soient la pointure et la foulée.

L'avancée majeure a résidé dans l'utilisation de méthodes de calcul pour résoudre le défi de l'échelle. En effet, Nike Mind se compose de nombreux petits éléments intégrés à un système plus vaste. Nous avons rédigé des scripts qui ont déterminé l'emplacement idéal de chaque point de pression pour booster les performances des athlètes, ainsi que la manière dont il était possible de fabriquer ces points de pression de manière identique à chaque fois.

On voulait garantir la même expérience à chaque athlète, quelle que soit sa pointure. On a utilisé les FEA pour tester des variables telles que la taille, la hauteur et la matière des points de pression. Cela nous a aidés à trouver le juste milieu entre des sensations trop faibles et trop fortes. Une fois ce paramètre défini, on a pu le dimensionner de manière proportionnelle pour chaque pointure, afin que le produit soit cohérent du début à la fin.

C'était le job dont je rêvais sans savoir qu'il existait. Je dois faire preuve à la fois d'exigence technique et de créativité pour travailler avec des spécialistes du design, des sciences du sport et de bien d'autres domaines. Je suis là depuis 23 ans et je ne m'ennuie jamais.

La vitesse à laquelle les outils évoluent me fascine. Nous avons bâti des fondations solides, et maintenant, de nouvelles technologies apparaissent et nous permettent de réaliser des choses qu'on aurait jugées impossibles il y a dix ans. Cela change la manière dont nous envisageons les produits et ouvre des perspectives pour l'avenir.

LE CRÉATEUR DE PASSERELLES : SEAN LU
Concepteur de chaussures

Pendant plus de 20 ans, Sean Lu a contribué à donner vie aux concepts les plus audacieux de Nike en les faisant passer du prototype à la production. En tant que concepteur, il gère un point crucial du processus : le moment où l'innovation doit passer en production à grande échelle pour s'intégrer aux activités de Nike. Pour Nike Mind, cela a nécessité de résoudre des défis de production inédits, comme la manière de créer et de fixer 22 points de pression indépendants tout en préservant le design sensoriel précis qui rend cette technologie révolutionnaire.

Mon expertise consiste à donner vie à un design en gérant des projets, tout en travaillant en étroite collaboration avec de nombreuses équipes aux fonctions différentes. L'objectif est toujours d'atteindre l'excellence à la fois au niveau de l'équipe et du produit, en s'assurant que le produit correspond au cahier des charges et à l'intention de design et qu'il a été testé et approuvé.

Le plus gros défi a été de fabriquer et de fixer 22 points de pression distincts toujours de la même manière. Une chaussure classique se compose de cinq ou six éléments principaux. Ici, on en avait 22, qui devaient tous être fabriqués et fixés avec précision. Pour y parvenir, on a dû utiliser de nouvelles méthodes, très éloignées de la fabrication classique d'une chaussure.

La couche strobel extensible a été l'une des avancées majeures. Dans une chaussure classique, cette partie est rigide. Mais ici, elle devait pouvoir s'étirer dans plusieurs directions pour que les points de pression puissent bouger librement et transmettre les sensations. Sans ça, le système ne fonctionnait pas.

Ça nous est arrivé de penser que c'était trop difficile et qu'on n'y arriverait peut-être pas. Dans ces moments-là, on se demandait toujours : est-ce qu'on fait vraiment de notre mieux ou est-ce qu'on pourrait s'y prendre autrement ? Et une fois l'objectif atteint, ce qu'on apporte aux athlètes compense toutes les difficultés.

LE CRÉATEUR VISIONNAIRE : ERIC AVAR
Vice-président et directeur créatif, Innovation

Peu de designers ont façonné le langage visuel et de performance de Nike autant qu'Eric Avar. Après avoir passé plusieurs décennies à créer certains des modèles les plus iconiques de la marque, de la Foamposite à la Free en passant par la gamme Kobe, Eric Avar a rejoint le projet Nike Mind pour contribuer à transformer des données neuroscientifiques complexes en design. Son mantra : faire simple, rester curieux et créer une chaussure qui redynamise l'attrait naturel du corps pour le mouvement.

Ce projet a marqué une nouvelle étape pour moi, car il représentait l'occasion d'oublier tout ce que je savais des chaussures traditionnelles. Au lieu de rechercher la propulsion ou la vitesse, on s'est demandé comment créer une expérience sensorielle plus naturelle sous le pied, afin de renforcer la connexion corps-esprit pour aider les athlètes à se sentir calmes, focus et lucides.

Mon rôle consistait à orienter la vision créative. À créer des liens entre tous les micro et macro détails de la science, de l'art et du récit. C'est quand ces éléments s'alignent que les meilleures idées surgissent. J'étais là pour aider l'équipe à définir clairement son objectif et pour expliquer précisément ce que l'on devait ressentir sous le pied en partant des données scientifiques.

Tous les aspects de ce projet étaient nouveaux, qu'il s'agisse de la science, de l'ingénierie ou du langage visuel. Chaque donnée envoyée par le labo redéfinissait notre approche des matières ou de la forme, et chaque prototype posait de nouvelles questions aux scientifiques. C'est grâce à ce va-et-vient constant que nous avons réalisé des avancées extraordinaires.

Le design de performance, c'est toujours un équilibre à trouver. Si on met trop d'amorti, on perd les sensations, et si on insiste trop sur les sensations, elles parasitent tout. Il fallait donc trouver le juste milieu entre confort, clarté et lucidité.

On a l'impression de passer une nouvelle frontière, de redéfinir la performance. On s'appuie sur des preuves scientifiques, mais on fait aussi des découvertes grâce à notre intuition. Plus on tend vers ce mélange de curiosité et d'expertise, plus la magie opère.

Ce que je préfère dans cette technologie, c'est qu'elle symbolise l'inconnu. Elle nous rappelle que la performance ne consiste pas uniquement à aller plus vite. Ça consiste aussi à ressentir davantage, à réfléchir plus en profondeur et à se reconnecter au moment présent.

LE CHEF D'ORCHESTRE : DR MATTHEW NURSE
Directeur scientifique, NIKE, Inc.

Grâce à son expérience dans la recherche en biomécanique, en physiologie et en performance, Matthew Nurse a dirigé les innovations les plus ambitieuses de Nike basées sur la science. En tant que directeur scientifique, il a supervisé le projet Nike Mind sous un angle pluridisciplinaire, en coordonnant les spécialistes en sciences, en design et en ingénierie pour s'assurer que toutes les équipes avançaient ensemble.

Beaucoup de gens sous-estiment l'importance des influx sensoriels que nous envoie notre corps, en particulier nos pieds. Le pied comporte des milliers de capteurs qui transmettent des informations au cerveau en permanence sur notre équilibre, notre position et notre place dans l'espace. C'est le premier produit conçu dans le but d'influencer ces sensations pour aider les athlètes à rester focus et lucides et à faire plus attention à leur environnement.

Le corps est le moteur, mais c'est l'esprit qui est aux commandes. Avec Nike Mind, on commence à réfléchir à la manière de rendre le pilote plus vif et plus lucide. La préparation mentale commence tout juste à devenir aussi importante que la préparation physique, et on n'a fait qu'effleurer la surface des possibilités.

La science et la créativité doivent chercher à se dépasser l'une l'autre. La science ne devrait pas limiter les rêves, mais aider à les atteindre. Certains de ces concepts existaient déjà, mais jusqu'à présent, nous n'avions pas les capacités de design et de fabrication nécessaires pour les concrétiser. Concevoir des points de pression flottants et indépendants qui se compriment et tournent pour apporter des informations sensorielles au cerveau était impossible il y a 20 ans. Aujourd'hui, c'est possible.

Le feedback des athlètes a guidé toutes nos décisions. Nous avons réalisé des centaines d'itérations pour affiner le nombre, la densité, la souplesse et l'emplacement des points de pression, afin de nous assurer que la sensation était assez forte pour apporter lucidité et concentration, mais pas trop pour ne pas devenir une source de distractions. Il fallait que ce soit « exactement ça », et il n'y avait que les athlètes qui pouvaient nous aider à trouver cet équilibre.

La beauté de Nike Mind, c'est qu'on ne se sent pas seulement ancré dans le sol : on l'est véritablement. Grâce aux outils comme l'EEG, on a mesuré les variations de l'activité cérébrale dans les zones liées à la concentration et à la conscience du moment présent. C'est la première fois que nous avons été en mesure de montrer et de prouver que ce design de chaussure pouvait influencer le fonctionnement de l'esprit.

Et ce n'est que le début. On se concentre sur le corps depuis des décennies. Maintenant qu'on commence à prendre aussi le mental en considération, les possibilités pour les athlètes sont infinies.

LE SPÉCIALISTE EN RÉSOLUTION DE PROBLÈMES : BRYAN YOUNGS
Directeur du programme d'innovations de la section chaussures

Bryan Youngs comptabilise plus de 20 ans d'expertise dans le domaine de la chaussure. Sa spécialité : transformer des innovations en produits concrets. Pour Nike Mind, il a participé à l'effort de transition vers la fabrication, en transformant un prototype sensoriel fait à la main en un système qui pouvait être produit de manière constante et fiable. En mêlant innovation de pointe et fabrication au niveau mondial, il a permis de garantir que le concept pourrait passer d'expérience de laboratoire à un produit lancé sur le marché.

L'idée des chaussures sensorielles est à l'étude depuis une dizaine d'années, mais la production à grande échelle représentait un énorme défi. Pendant des années, le projet est resté à l'état d'artisanat, de concept que l'on pouvait fabriquer à la main, mais pas en grande quantité. Avec MIND, on a dû dépasser ce stade pour créer un modèle que l'on pouvait fabriquer avec nos partenaires, tout en préservant son architecture complexe sous le pied.

Avec nos partenaires de fabrication, nous avons développé un système qui simplifie la structure en passant de dizaines de pièces indépendantes à seulement quelques grandes étapes. Cette évolution nous a permis de reproduire l'expérience sensorielle que les athlètes avaient appréciée en essayant les premiers prototypes, tout en rendant le modèle manufacturable à grande échelle.

Notre volonté de nous attaquer aux problèmes les plus complexes constitue l'une des caractéristiques de Nike. Pendant 10 ans, nous avons échoué à concevoir des chaussures sensorielles, mais chaque essai nous a appris quelque chose. Nous avons eu la volonté de continuer à réfléchir aux grandes questions et la patience et la persévérance nécessaires pour finir par y répondre. Ces deux nouveaux produits, ce n'est qu'un début.