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Science du Super Bowl: les entraîneurs de football sont-ils irrationnels?

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Ce dimanche du Super Bowl, alors que vous regardez des entraîneurs grisonnants arpenter la ligne de touche et aboyer contre les joueurs, ne vous gênez pas pour jouer le quarterback au fauteuil ou même l’entraîneur-chef. Malgré les heures consacrées à repérer les joueurs, à analyser la cassette de jeu et à élaborer des schémas tactiques complexes, deux études scientifiques récentes indiquent que de nombreux entraîneurs de football ne sont pas plus aptes à prendre des décisions dans le jeu que vous et moi.

En 2006, David Romer (pdf), économiste à l’Université de Californie à Berkeley, a commencé par examiner un choix fréquemment rencontré par les entraîneurs lors de la quatrième descente: marquer un but ou tenter un touché? En utilisant les données de plus de 700 parties de la NFL, Romer a calculé la probabilité moyenne de gagner générée par chaque choix à différentes positions du terrain. Il a ensuite comparé les données aux choix réels faits par les entraîneurs de la NFL.

La conclusion: la plupart évitent les risques dans une mesure irrationnelle, optant souvent pour un botté de mise au jeu lorsque touché, ce qui offre une meilleure chance de gagner. Pourquoi les entraîneurs - avec leurs salaires et leur sécurité d'emploi déterminés par le succès sur le terrain - se départiraient-ils du meilleur choix possible? Romer spécule:

Peut-être que les décideurs sont systématiquement des maximisateurs imparfaits. Pour diriger une équipe de football, de nombreuses compétences sont plus importantes que la maîtrise d'outils mathématiques et statistiques… les décideurs peuvent donc vouloir maximiser les chances de victoire de leurs équipes, mais s'appuyer sur l'expérience et l'intuition plutôt que sur une analyse formelle.

Autre interprétation possible: pour la sécurité de l'emploi, les entraîneurs peuvent préférer les pertes plus faibles, après avoir pris des décisions apparemment sûres, aux éruptions. Une défaite 23-0 peut faire virer un entraîneur plus rapidement qu'un score de 23-6, ce qui incite les entraîneurs à marquer des buts sans signification au lieu de tenter les touchés.

Peu de temps après l'étude Romer, le scientifique Chuck Bower de l'Université de l'Indiana et des partenaires du monde des affaires sont allés encore plus loin. En utilisant un jeu de données similaire à des jeux NFL réels, ils ont construit ZEUS: un programme informatique puissant capable d’analyser à la volée les situations dans le jeu et de fournir une analyse volumineuse des données aux entraîneurs en temps réel. Bower a dit:

ZEUS est un ajout précieux aux outils du personnel d'entraîneurs et peut offrir cet avantage insaisissable par rapport à la concurrence. Le moteur ZEUS est assez puissant pour simuler l'équivalent de chaque match joué dans l'histoire de la NFL en moins d'une seconde. ZEUS peut évaluer objectivement les décisions cruciales en matière de jeu avec une précision surprenante.

En comparant les données en direct du jeu avec l'historique de la NFL, ZEUS peut indiquer le choix qui offre une meilleure chance de gagner dans un certain nombre de situations: pas seulement quoi faire à la quatrième baisse, mais s'il faut accepter ou non les pénalités, essayez des frappes à l’arrière ou essayez des conversions en deux points.

En concevant ZEUS, l'équipe de Bowers s'est inspirée de nombreux principes utilisés pour créer des modèles informatiques pour d'autres jeux, tels que le backgammon ou les échecs, et les a appliqués au football. «Bien que la nature physique du jeu soit très différente, la nature de la situation est étonnamment similaire. Un entraîneur de football prend constamment des décisions en ce qui concerne plusieurs variables: score, position sur le terrain, bas, mètres au premier, etc. », a déclaré Bowers, un joueur de backgammon expérimenté.

Les entraîneurs principaux de la NFL sont un groupe notoirement secret en matière de stratégie. Si quelqu'un utilise actuellement ZEUS, nous n'en entendrons probablement pas parler. Mais la propre analyse de ZEUS indique qu'un entraîneur en particulier pourrait utiliser le programme de pointe: l'entraîneur des Patriots de la Nouvelle-Angleterre, Bill Belichick, qui doit entrainer son 5ème Super Bowl dimanche.

La preuve? Belichick est réputé pour ses décisions peu conventionnelles, choisissant souvent de jouer un jeu agressif au quatrième essai lorsque la plupart des entraîneurs frappent ou donnent un but. Le blog «Fifth Down» du New York Times a utilisé ZEUS pour évaluer les décisions du monde réel à plusieurs reprises. Et quand ZEUS a eu l’habitude d’analyser un quatrième appel à la baisse particulièrement controversé lancé par Belichick - à l’issue d’un match crucial de 2010 contre les Colts d’Indianapolis, il a décidé de s’engager sur sa propre ligne des 28 mètres, un choix inhabituellement agressif - ZEUS surpris beaucoup en disant qu'il avait statistiquement fait le bon appel. L'analyse a indiqué que, globalement, cela donnait à son équipe la meilleure chance de gagner.

Bien entendu, les projections statistiques ne sont pas des garanties. Dans ce cas, la décision n'a pas fonctionné et les Patriots ont perdu la partie. Mais si Belichick a ZEUS sur sa ligne de touche, cela pourrait lui donner de meilleures chances d'être l'entraîneur gagnant dimanche.

Science du Super Bowl: les entraîneurs de football sont-ils irrationnels?