Le penalty au football est sans doute une des situations les plus marquantes de ce sport qui concentre toute la dramaturgie du jeu et le stress extrême que peuvent ressentir les joueurs ou joueuses impliquées. Un ballon placé à 11 mètres, un tireur face à un gardien de but, quelques dixièmes de seconde pour décider et agir… et parfois tout un match et même un titre prestigieux qui se jouent sur ce duel. Quelles stratégies les gardiens mettent-ils en place pour réussir à stopper ces frappes ?

La Coupe du Monde qui se déroule actuellement est le théâtre de dénouements marquants dans l’épreuve des tirs au but d’autant plus que l’augmentation du nombre de participants a doublé le nombre de matchs à élimination directe. Et on se souvient si bien de l’issue défavorable pour l’équipe de France lors de la dernière finale de cette compétition. Il y a seulement quelques semaines, le Paris Saint-Germain en remportant la Ligue des Champions 2026, a confirmé une tendance remarquable qui a permis au club parisien de remporter ses six dernières séances de tirs au but. Derrière ces succès se cache un travail considérable de préparation, tant sur le plan technique que psychologique, devenu aujourd’hui incontournable au plus haut niveau.

Dans ce duel, l’attention est souvent portée aux tireurs qui font face à une pression psychologique très importante dans la mesure où le droit à l’erreur n’est pas autorisé, sachant l’énorme avantage pour le tireur dans cet exercice qui se traduit par un taux de conversion des penaltys en buts qui peut monter jusqu’à plus de 90 % pour les meilleurs tireurs. Mais l’histoire du football regorge d’exemples où un gardien a fait basculer le destin d’une équipe. L’un des cas les plus célèbres reste celui de Petr Čech lors de la finale de la Ligue des Champions 2012 entre son club de Chelsea et le Bayern Munich. Ce soir-là, le gardien tchèque arrête trois penaltys au cours de la rencontre et de la séance de tirs au but. Plus impressionnant encore, il plonge du bon côté sur l’ensemble des six penaltys auxquels il est confronté. Cette performance exceptionnelle n’était pas le fruit du hasard. Elle reposait sur un travail d’analyse minutieux réalisé en amont avec l’entraîneur des gardiens et les autres gardiens du club, visant à identifier les habitudes et préférences des tireurs adverses.

Aujourd’hui, cette préparation spécifique constitue l’un des principaux axes de travail des gardiens professionnels et de leurs entraîneurs. Les séances vidéo, l’analyse statistique des habitudes des tireurs, l’étude des courses d’élan ou des zones de frappe privilégiées font désormais partie intégrante de la préparation des grandes compétitions. Concernant les études scientifiques, une large majorité des travaux s’est intéressée aux tireurs dont les échecs dans cet exercice sont souvent décrits comme une défaillance psychologique. Le cas du gardien a été moins étudié.

Pourquoi est-il si difficile d’arrêter un penalty ?

La première constatation qui peut être faite est que le duel entre le tireur de penalty et le gardien de but est très défavorable à ce dernier. Une étude de la Société d’analyse de données sportive a établi à partir d’une base de 100 000 penaltys tirés dans des matchs de haut niveau que le taux de conversion se situait autour de 75 % aussi bien pour les hommes que pour les femmes.

Cette supériorité du tireur s’explique par les contraintes spatiales et temporelles auxquelles le gardien doit faire face. Une frappe peut dépasser 100 km/h et atteindre le but en moins d’une demi-seconde (500 ms) alors que le gardien doit défendre un but de 7,32 m de large et 2,44 m de hauteur. Or il faut environ 200 ms pour identifier une information et initier une réponse motrice dans une situation aussi complexe même pour des athlètes super-entraînés, puis encore 500 à 600 ms pour produire un plongeon couvrant efficacement le but. Attendre le départ du ballon conduit donc presque toujours à une action trop tardive. Les gardiens doivent ainsi anticiper, c’est-à-dire engager une action avant la frappe adverse sur la base d’informations prédictives mais partielles.

Le sujet de l’anticipation a été très largement étudié en sport et certaines études ont porté précisément sur celles des gardiens de but au football. Pour prédire la direction du tir avant la frappe, il a été montré que les gardiens de but sont capables d’utiliser des connaissances préalables sur les tireurs en termes de probabilités de choix ainsi que des indices biomécaniques relatifs à la course d’élan et la préparation de la frappe des tireurs – orientation des hanches, du pied d’appui, des épaules ou posture générale. Cela a été montré avec des dispositifs permettant d’occulter certaines parties du corps de tireurs ou d’analyser les stratégies visuelles mises en œuvre par les gardiens pour extraire des informations significatives.

Pour autant, les stratégies d’anticipation présentent des limites. Les informations extraites avant la frappe sont nécessairement imprécises d’autant plus qu’elles sont prélevées tôt et se répercutent par des erreurs de décision. De plus, les meilleurs tireurs retardent parfois leur décision ou modifient leur geste afin de masquer leurs intentions ou de tromper le gardien en choisissant le côté du tir après avoir vu le gardien partir d’un côté, comme le fait avec beaucoup d’habileté le joueur brésilien Neymar.

Les gardiens font ainsi face à de nombreuses feintes possibles des tireurs. Cela a été étudié notamment dans une étude menée en 2012 qui a reproduit expérimentalement sur la base de vidéos les effets des feintes pour des gardiens de haut niveau. Par exemple, pendant son élan, le tireur pouvait délibérément fixer du regard la direction opposée à son tir. L’angle de la course d’élan vers le ballon était aussi manipulé et rendu opposé à la relation qui pourrait être attendue entre la direction de la course d’élan et la direction du tir. Ces deux feintes se traduisaient par une diminution du taux de bonne décision des gardiens de but passant d’environ 65 % pour les tirs sans feinte à seulement 45 % pour les tirs avec feintes et même 25 % quand deux feintes étaient additionnées.

Si les gardiens subissent les feintes de tireurs, ils peuvent aussi en produire pour perturber le tireur. Une analyse rétrospective réalisée en 2016 sur un total de 322 penaltys frappés lors des Coupes du monde de la FIFA (1986-2010) et des Championnats d’Europe de l’UEFA (1984-2012), a permis de montrer que les scores de réussite de tireurs diminuaient lorsque les gardiens de but réalisaient des actions de distraction avant le tir comme de se déplacer sur leur ligne ou faire des mouvements de bras. Cela était aussi le cas quand les joueurs portaient une attention plus importante au gardien de but montrant que cette dernière met en difficulté les tireurs.

Une étude réalisée en 2024 s’est intéressée à l’efficacité des feintes que pouvaient produire les gardiens pour gêner les tireurs où les conduire à tirer du côté où le gardien avait décidé de plonger. Pour cela, les chercheurs ont analysé 714 penaltys tirés lors de matchs de la Premier League anglaise et de la Bundesliga allemande, couvrant les saisons 2016-2017 à 2019-2020. Les résultats ont montré que les gardiens de but recouraient à des feintes dans la moitié des tirs au but, ce qui se traduisait par un nombre de buts nettement inférieur par rapport aux tirs au but sans feinte. Cet avantage était similaire pour les différents types de feintes, mais plus marqué lorsque les tireurs prêtaient attention aux gardiens.

Le dilemme du gardien : partir tôt… ou attendre ?

Une des questions qui reste en suspens concerne le timing du plongeon du gardien de but. En effet, le gardien fait face à un dilemme : partir tôt au risque d’être pris à contre-pied, ou attendre davantage pour disposer d’informations plus fiables, tout en réduisant le temps disponible pour atteindre le ballon. Ce compromis est d’autant plus contraignant que les règles du jeu imposent au gardien de conserver au moins un pied en contact avec la ligne de but au moment où le tireur frappe le ballon. Cette obligation limite sa capacité à avancer significativement avant la frappe et réduit la marge temporelle disponible pour réagir, accentuant ainsi l’importance du choix du moment optimal pour initier le plongeon.

Une étude de 2018 a montré que les gardiens professionnels déclenchent majoritairement leur plongeon environ 200 ms avant la frappe. Une autre plus ancienne avait distingué des stratégies précoces et tardives, suggérant un avantage pour ces dernières, mais sur un échantillon limité de 108 penaltys étudiés.

Une nouvelle étude sur près de 1000 penaltys

Pour répondre à cette question du timing du gardien, nous pouvons présenter les premiers résultats issus d’une étude que nous menons à l’heure actuelle et qui a porté sur une analyse de 938 penaltys professionnels à l’aide d’un logiciel d’analyse vidéo image par image. Chaque plongeon du gardien a été mesuré avec une précision de 10 millisecondes afin de déterminer exactement à quel moment le mouvement débutait par rapport à la frappe du ballon. En général il s’agissait de l’apparition d’un décalage des appuis pour permettre une poussée latérale ou bien une inclinaison du buste. En complément de ce timing, nous avons ensuite analysé la pertinence du choix du gardien dans la direction de son plongeon et le taux d’arrêt.

Notre principal résultat est l’identification d’une véritable « fenêtre optimale » de déclenchement. Les gardiens les plus performants initient leur plongeon autour de 240 ms avant la frappe, avec une efficacité élevée entre -200 et -300 ms. Dans cette fenêtre, ils plongent plus souvent du bon côté et obtiennent les meilleurs taux d’arrêt. À l’inverse, les plongeons très précoces (avant -360 ms) sont associés à de faibles performances, tandis que les plongeons tardifs permettent parfois de mieux lire la direction du tir sans améliorer le taux d’arrêt.

On le voit clairement, ce duel entre tireur et gardien illustre parfaitement les enjeux cognitifs, perceptifs et moteurs du sport de haut niveau, cristallisés autour de l’anticipation. Nos résultats ouvrent plusieurs perspectives pour l’entraînement des gardiens. La préparation doit d’abord s’appuyer sur l’analyse des préférences des tireurs, de leurs probabilités de choix et des indices perceptifs révélant leurs intentions durant la course d’élan et la préparation de la frappe.

Le comportement préparatoire du gardien mérite également une attention particulière : attirer l’attention du tireur par des comportements de distraction autorisés ou des feintes de départ peut réduire son avantage et améliorer les chances d’arrêt, dans le respect des règles et du fair-play. Les résultats soulignent aussi l’intérêt de développer les routines de préparation et l’analyse vidéo des indices corporels utiles à la prise de décision.

Enfin, la maîtrise du timing décisionnel apparaît déterminante. Nos données montrent qu’un déclenchement entre -200 et -300 ms avant l’impact constitue le meilleur compromis entre anticipation et temps d’intervention. Les gardiens doivent donc apprendre à synchroniser leur plongeon avec la frappe, y compris lorsque le tireur ralentit ou interrompt brièvement sa course. Ces pistes constituent des leviers prometteurs pour optimiser la performance des gardiens et, espérons-le, permettre à celui de l’équipe de France de devenir un véritable héros.

Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.

Au-delà du sport, le Tour de France donne aussi l’occasion de (re)découvrir nos paysages et parfois leurs bizarreries géologiques. Ce mardi 14 juillet, les coureurs du Tour de France vont traverser les volcans du Cantal sans craindre les crevaisons… et pourtant, ils traversent des montagnes de verre ! En effet, la plupart des laves volcaniques sont essentiellement constituées de verre.

Pour un géologue, parler de « verre en cristal » est une aberration : dans la nature, le verre est un matériau solide amorphe – c’est-à-dire désordonné à l’échelle atomique, contrairement au cristal. C’est une sorte de liquide figé.

Lorsqu’on parle de verre, il faut se méfier de la polysémie du terme : il y a le verre que l’homme fabrique depuis des millénaires pour concevoir par exemple des vitres ou des récipients, mais il existe aussi toute une série de verres naturels.

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Comme l’explique Daniel R. Neuville, chargé de recherche à l’Institut de Physique du Globe de Paris, un « verre » est un silicate fondu fabriqué par l’homme, tandis qu’une lave volcanique ou un magma est un silicate issu des profondeurs de la terre – ou d’autres planètes.

Quand une coulée de lave refroidit rapidement, sa matière ne peut cristalliser, elle se fige alors sous forme de verre. On observe une « bordure figée » autour de certaines coulées, filons, ou bombes volcaniques.

Certaines roches sont particulièrement riches en verre, tels les magmas riches en silice, comme le sont les magmas acides.

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Avec une telle composition chimique, les molécules ont tendance à polymériser, ce qui explique leur forte viscosité. Cette consistance limite la diffusion des éléments, qui ne réussissent alors pas à se mettre aux endroits ad hoc pour former des cristaux. La polymérisation conduit à une roche non organisée (à l’inverse des cristaux) qui, en refroidissant donne un verre : l’obsidienne.

Il existe aussi le verre des impactites ou celui des tectites. Les impactites sont des verres naturels formés au moment de l’impact d’un astéroïde. A l’inverse des tectites, elles n’ont pas été projetées dans l’atmosphère. On retrouve dans la composition chimique des impactites des traces de la météorite incidente.

Le verre industriel

Le verre industriel, lui, est obtenu par fusion d’une roche siliceuse, généralement du sable. Des éléments sont souvent ajoutés pour en modifier les propriétés : le pyrex, par exemple, plus résistant aux chocs thermiques qu’un verre ordinaire, est enrichi en bore.

Les puissants de ce monde ont longtemps possédé des objets d’une grande rareté et donc précieux. Parmi ces objets, on trouvait des coupes, ou des verres, en « cristal de roche », c’est-à-dire en quartz (un oxyde de silicium cristallisé). Ces objets avaient un magnifique éclat lumineux et un son caractéristique. Pour imiter ces objets précieux et fabriquer des verres en « cristal », on a ajouté à la composition siliceuse un oxyde de plomb qui apporte l’éclat et permet d’obtenir un son caractéristique.

Plus il y a de plomb, plus le son est cristallin : la vitesse de la lumière est fonction du milieu dans lequel elle se propage. Plus le milieu est dense, plus la lumière est fortement déviée, elle peut aller jusqu’à la réflexion complète si le cristal est taillé en facettes, qui jouent alors le rôle de miroirs. Pour la même raison, le son qu’un tel verre produit lorsqu’on le fait vibrer est plus aigu, plus… cristallin.

Une version plus longue de ce texte a été publiée le 29 juin 2026 sur le site Planet Terre de l’ENS Lyon.

Patrick De Wever ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

L’ESSENTIELCliquez pour lire les trois points à retenir La carte-mère d’un ordinateur est pleine de métaux précieux : du cuivre, de l’or, de l’argent, du palladium, du platine, de l’europium… il y en a une cinquantaine sur une seule carte. Aujourd’hui, seuls cinq de ces métaux précieux peuvent être récupérés (au mieux), pour des raisons économiques et technologiques. Un des obstacles est que l’on sait très mal quantifier les métaux présents dans la benne à ordures électroniques. Cette quantification est indispensable pour évaluer le potentiel de valorisation, et, quand c’est possible, récupérer davantage de matière. Replier

Tout commence dans nos maisons. Lors d’un ménage de printemps, l’ordinateur portable hors service qui traîne est enfin emmené à la déchèterie et est déposé dans le bac déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE). S’il ne peut pas être réutilisé ou réemployé, il part vers une filière de recyclage. Que sait-on réellement, aujourd’hui, recycler de ce déchet ?

La première étape se fait à la main : on trie les déchets électriques et électroniques, et l’ordinateur va dans un bac dédié aux ordinateurs. Ensuite, toujours manuellement, on enlève la batterie qui est envoyée vers une filière spécialisée — c’est une obligation réglementaire.

À cette étape, plusieurs chemins sont possibles : nous allons ici considérer que l’opérateur qui extrait la batterie isole aussi la carte mère ; et que le reste, l’écran et le boîtier partent vers des procédés de tri automatisés qui vont recycler les métaux présents en grande quantité (fer, cuivre, aluminium), et parfois les plastiques.

Maintenant, suivons la carte mère. Elle est considérée comme une carte électronique riche car elle contient du cuivre et des métaux précieux en quantité intéressante : plus de 20 % de cuivre, plus de 150 milligrammes d’or par kilogramme de carte-mère, et plus de 600 milligrammes d’argent par kilogramme. Ainsi, le déchet carte-mère se vend entre 3 et 8 € le kilogramme. Plus la carte est avancée (avec davantage de RAM ou des processeurs plus puissants, par exemple), plus elle a des chances d’avoir des quantités de métaux précieux importantes.

Les cartes sont triées en différentes catégories, du plus riche au moins riche — une nouvelle fois manuellement, à l’œil. C’est l’étape de massification : le but consiste à regrouper les cartes de même catégorie en un seul lot. Cela va faciliter le transport, le stockage et la revente.

Lorsque le lot atteint une certaine quantité (environ la vingtaine de tonnes), il est vendu aux métallurgistes du cuivre. Ce sont les industriels qui produisent et vendent du cuivre pur, on les appelle les « smelters » de cuivre. Il y a aujourd’hui sur Terre moins d’une dizaine de smelters qui récupèrent le cuivre en même temps que les métaux précieux. Aucun n’est en France, mais une majorité est en Europe (Belgique, Suede Autriche et Allemagne). Face à ces « géants de la métallurgie » (Umicore, Aurubis, Boliden par exemple), il existe aussi quelques PME du monde du recyclage (dont, en France, WeeeCycling).

La plupart des smelters ont été conçus, à la base, pour traiter du minerai de cuivre (roche extraite d’une mine de cuivre). Ils ont progressivement intégré des déchets dans leur alimentation mais cette alimentation reste souvent minoritaire. Les métaux qui y sont valorisés sont le cuivre, l’or, l’argent, le palladium et le platine s’il y en a (soit seulement cinq métaux, alors que la carte en contient presque une cinquantaine).

Les cartes qui ne sont pas assez « riches » vont, elles, vers des « smelters » qui ne récupèrent que le cuivre.

Pourquoi ne pas recycler davantage ?

La réponse n’est pas triviale. Il y a des raisons économiques, technologiques, géopolitiques et de marché et à cela s’ajoute une dynamique temporelle complexe.

Sur la partie économique, l’évidence est que la filière doit être rentable : les coûts de traitement de cette matière secondaire (les cartes-mères) doivent donc être inférieurs à celui du traitement de la matière primaire (le minerai de cuivre).

Le deuxième point économique, moins connu, est les risques liés à la volatilité des cours des métaux : il peut être difficile d’investir sur la récupération d’un métal quand son prix peut fluctuer du simple au double en très peu de temps.

Dans cette même logique, nos objets (comme ceux du numérique) évoluent très vite et certains métaux utilisés aujourd’hui risquent de ne plus l’être demain. Faut-il mettre en place des chaînes de traitement éphémères ? Quid, par exemple, de la filière de recyclage des lampes à économie d’énergie qui ont été remplacées par les LED en une décennie ?

Côté technologique, les technologies de récupération de cette cinquantaine de métaux existent déjà dans le domaine minier, et beaucoup peuvent être adaptées au domaine du recyclage.

Peut-on valoriser de très faibles quantités ?

Mais ce catalogue de technologies de recyclage ne peut pas se déployer raisonnablement sur la cinquantaine de métaux présents.

Dans le minerai comme dans les déchets, la production des métaux suit de grandes familles de métaux : la sidérurgie pour l’acier, la métallurgie du cuivre, du nickel, de l’aluminium, le groupe des terres rares… Par exemple, dans la nature, le gallium est associé aux minerais de bauxite (aluminium), il est donc produit par la filière métallurgie de l’aluminium.

La carte électronique, elle, fait fi de ces associations. Une carte-mère d’ordinateur est traitée uniquement par la métallurgie du cuivre, et aucune de ces installations ne valorise le gallium. Les 3 milligrammes de gallium présents dans une carte sont donc perdus.

Au-delà de ces questions de filières, se pose aussi la question d’aller valoriser un métal en très faible quantité. Quel est le coût énergétique d’aller chercher les 0,075 milligramme d’Europium dans une carte mère ?

Connaître la matière

Enfin, une troisième raison du recyclage partiel des cartes est le manque de donnée sur leur contenu. En effet, aujourd’hui, les ordinateurs et leurs cartes-mères ne sont pas fournis avec un « passeport matière » qui donne leur composition précise ; alors même que celle-ci varie aussi bien avec le producteur et le temps.

Si nous voulons bâtir de nouvelles filières de recyclage, il est nécessaire de connaître ce gisement pour affirmer la faisabilité économique et technique du recyclage : quelle quantité de tel métal est accessible et à quelle concentration se trouve-t-il ? Accéder à ces données est difficile et demande une recherche approfondie.

Repartons des 20 tonnes de cartes électroniques vendues au smelter : il est clairement impossible de caractériser et d’analyser la totalité du lot. En effet, les outils d’analyse fonctionnent sur des échantillons de quelques grammes seulement, voire quelques milligrammes. Par construction, l’échantillon analysé n’est jamais tout à fait représentatif du lot d’origine. Il s’accompagne d’une « valeur d’incertitude » : a-t-on analysé 30 milligrammes de germanium par kilo, plus ou moins 5 ou 20 milligrammes par kilo ? Cette marge d’erreur change totalement le potentiel de valorisation du lot.

Avec mes collègues, nous travaillons dans le cadre du projet ReviWEEE, pour développer une méthodologie d’échantillonnage et d’évaluation des incertitudes.

Le projet ReviWEEE est soutenu par l’Agence nationale de la recherche (ANR), qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.

Solène Touze a reçu des financements de l'ANR - 22-PERE-0009.