SIM TRACK BIKE

Une nouvelle utilisation de la simulation

SIM TRACK BIKE transforme un vélo réel d’appartement en une plateforme de simulation cycliste interactive. Le système associe logiciel Windows, télémétrie, physique, intelligence artificielle et environnements 3D pour répondre à différents usages : entraînement, préparation de parcours, événements, challenges, formation ou recherche. Grâce à l’expertise de J3DMODDING, chaque itinéraire peut être reproduit à partir de données GPS, topographiques ou LiDAR afin d’offrir une expérience proche du terrain réel.

Comment avons nous construit SIM TRACK BIKE ?

Le développement de SIM TRACK BIKE a nécessité la création d’une chaîne complète de communication entre le vélo et le moteur de simulation. La plateforme de développement utilisée est un DOMYOS BIKE 500 de la marque Décathlon. Une première étape essentielle a consisté à analyser et décoder le protocole Bluetooth propriétaire de ce vélo, afin d’identifier les données disponibles, d’interpréter les informations transmises en temps réel et de pouvoir exploiter ces échanges dans notre propre logiciel.

Cette couche de communication permet notamment de récupérer les informations liées au pédalage, à la cadence, à la puissance et à la résistance, mais également de transmettre au vélo les consignes nécessaires pour faire évoluer sa résistance en fonction du parcours virtuel. Le système fonctionne ainsi dans un premier sens selon le principe suivant :

Vélo → communication Bluetooth propriétaire → application SIM TRACK BIKE → contrôleur virtuel → moteur de simulation

Dans l’autre sens, les informations suivent le chemin inverse :

Moteur de simulation → télémétrie → application SIM TRACK BIKE → communication Bluetooth → résistance du vélo

Nous avons développé ensuite une application spécifique qui assure l’échange avec le moteur de simulation afin de récupérer les données nécessaires en temps réel. La physique du vélo a également nécessité un travail particulier. Un moteur de simulation automobile n’est naturellement pas conçu pour reproduire le comportement d’un vélo, surtout sur la plateforme Assetto Corsa. Nous avons donc développé une couche de contrôle spécifique capable d’interpréter les données provenant du vélo et de les convertir en un comportement dynamique cohérent dans la simulation.

La cadence de pédalage, la vitesse, l’effort fourni et le profil du parcours sont analysés en temps réel. Le système adapte alors la propulsion du vélo virtuel, ses phases d’accélération et de décélération ainsi que son comportement dans les montées et les descentes.

La résistance appliquée au vélo physique évolue parallèlement en fonction du profil du terrain virtuel, créant ainsi une interaction bidirectionnelle entre le vélo réel et la simulation. Cette approche permet notamment de conserver une accélération naturelle en descente, de ralentir lorsque le cycliste réduit son pédalage et d’obtenir une réponse plus directement liée à sa cadence et à son effort.

Le développement s’est effectué par itérations successives, en analysant les échanges Bluetooth, la télémétrie et les journaux du moteur physique afin d’ajuster progressivement chaque élément du système.

Une interface dédiée

SIM TRACK BIKE dispose de son propre logiciel de contrôle. Cette application assure la communication entre les différents éléments du système et permet de superviser le fonctionnement de la simulation. Elle récupère les informations provenant du vélo, transforme ces données en commandes, transmet les informations au simulateur, récupère la télémétrie, affiche l’état du système et contrôle les différents périphériques connectés. Cette architecture permet de séparer le matériel, le logiciel de contrôle et le moteur de simulation. Le système peut ainsi évoluer sans dépendre d’une configuration matérielle unique.

Télémétrie et données en temps réel

SIM TRACK BIKE ne se limite pas à la partie visuelle. Le système récupère également les informations générées par la simulation afin de suivre le comportement du cycliste et du vélo virtuel. Selon la configuration du projet, différentes données peuvent être exploitées comme la vitesse, la distance parcourue, le temps, la position sur le parcours, l’accélération, le freinage, la progression ou encore les différentes informations liées à la session. Ces données peuvent être utilisées pour l’affichage en temps réel mais également pour l’analyse après la session. Le principe est le même que dans nos outils de simulation automobile : mesurer, enregistrer et exploiter les données produites pendant l’utilisation.

Des informations directement affichées dans la simulation

Certaines informations peuvent également être affichées directement dans l’environnement de simulation afin que le cycliste puisse les consulter sans quitter le parcours. Des applications spécifiques ont ainsi été développées pour compléter l’interface de SIM TRACK BIKE. Une première application affiche en temps réel le niveau de résistance appliqué au vélo, ainsi que la pente du parcours en pourcentage. Le cycliste peut ainsi visualiser immédiatement la relation entre le profil du terrain virtuel et l’effort demandé par le vélo physique. Une seconde application permet d’afficher la fréquence cardiaque du cycliste directement dans la simulation.

Cette information complète les données de puissance, de cadence, de vitesse et de distance déjà disponibles et permet de suivre plus précisément l’intensité de l’effort pendant la séance. Ces interfaces sont conçues comme des modules indépendants pouvant être positionnés librement à l’écran. Elles peuvent évoluer en fonction des besoins du projet et afficher d’autres informations issues du vélo, de la télémétrie ou du logiciel de contrôle.

Le module « PERFORMANCE »

Le module PERFORMANCE enregistre et analyse les résultats de chaque session : chrono, distance parcourue, vitesse maximale, fréquence cardiaque moyenne et maximale ainsi que calories dépensées. Il conserve également le meilleur tour réalisé sur chaque parcours afin de créer une référence personnelle. Le cycliste peut ainsi suivre sa progression et comparer facilement ses performances d’une session à l’autre.

Le module « CALORIES »

Le module CALORIES additionne automatiquement les calories dépensées pendant toutes les sessions, même lorsqu’aucun tour complet n’est réalisé. Il convertit cette dépense énergétique en perte de poids estimée et affiche la progression vers l’objectif fixé à 20 kg. Le cycliste dispose ainsi d’un suivi global et motivant de son activité physique au fil des entraînements.

Conclusion

SIM TRACK BIKE réunit dans une même solution le vélo connecté, la communication Bluetooth, la simulation, la télémétrie et le suivi des performances. Cette architecture modulaire peut être adaptée à différents matériels, parcours et usages : entraînement, préparation d’itinéraires, événements, challenges, formation ou recherche. Le projet démontre ainsi la capacité de J3DMODDING à transformer un moteur de simulation automobile en une application interactive complète, conçue autour d’un besoin spécifique.