Vélo électrique : comment ça marche ?

Un vélo à assistance électrique, c’est un peu plus technique qu’un vélo mécanique bien sûr, mais ce n’est pas sorcier pour autant ! En ce qui concerne l’assistance, il y a quelques notions à bien distinguer.
 

Puissance, électrique, mécanique, batterie ?

La législation européenne impose une limite à la puissance électrique du moteur d’un VAE : 250 watts. Au-delà de cette limite, nous avons affaire à ce que le législateur qualifie de cyclomoteur. Il faut donc immatriculer l’engin, contracter une assurance cyclo et porter un casque homologué pour le 2 roues à moteurs.
Rien de tout cela avec le VAE, puisqu’il s’agit bien d’un vélo !
 
Alors si tous les VAE ont un moteur de 250W, comment les distinguer ?
 

Par les lois de la physique, et de l’électricité…

  • La puissance électrique exprimée en watt (W) détermine la vitesse que le moteur pourra atteindre.
  • La tension du circuit électrique, exprimée en volt (V) détermine de son côté le couple que le moteur aura, donc sa capacité à emmener de la charge et à passer les difficultés du terrain. Le couple précis du moteur lui-même, qui dépend de la tension mais aussi bien sûr du moteur lui-même, est de son côté exprimé en Newton par mètre (Nm). Plus cette valeur est grande, plus le moteur aura de couple, plus la côte sera avalée avec facilité !
  • Enfin l’intensité, exprimée en ampère-heure (Ah) détermine le débit du courant qui passe dans le circuit (exactement comme le débit d’une rivière par exemple).
 

A partir de là, il faut ranger ces informations sur le vélo…

Comment lire les informations techniques d’un VAE ? 

Pour comprendre une fiche technique de VAE, il faut regarder les informations suivantes :
  • quelle est la tension du circuit : 24, 36 ou 48V. Les VAE fonctionnant en 24V sont des modèles d’entrée de gamme, urbains, destinés à un terrain exclusivement plat.
  • quelle est la capacité du réservoir (la batterie) : le plus souvent exprimée en Wh, elle apparait parfois en Ah. Or capacité en Wh = tension en V x intensité en Ah. Ce calcul permet de comparer toutes les fiches techniques facilement !

Donc si le circuit du vélo est en 36V (comme la majorité des VAE actuels), son moteur aura le couple suffisant pour vous emmener presque partout. S’il est en 24V en revanche, il est à craindre que la moindre côte le fasse flancher, et ne vous oblige à pousser sur les pédales. Dommage pour un VAE supposé vous assister…
Et puisque l’on parle du moteur : un moteur logé dans la roue avant aura une valeur de couple en général comprise entre 20 et 40Nm (du simple au double, ce n’est pas neutre !). Situés dans le pédalier, les moteurs les plus puissants actuellement atteignent 80Nm en puissance maximum. A ce niveau de couple, il n’y a plus de côtes, même dans les Alpes !
 
De son côté, la batterie, c’est le réservoir d’énergie du moteur (rien à voir avec la puissance, comme on l’entend ou le lit parfois…).
 
Sa capacité est indiquée en « Wh » (watts par heure) : plus cette valeur est grande, plus l’autonomie sera grande. La capacité est calculée en fonction de la tension (volt) et de l’intensité (ampères/heure) du courant délivré. Ainsi une batterie de 360Wh pour un moteur fonctionnant à une tension de 36V a une intensité de 10Ah.
 

Les différents types d’assistance

Enfin il reste une notion importante : comment fonctionne l’assistance ? Sachant que tous les VAE proposent plusieurs « niveaux" d’assistance à choisir au guidon pendant la route, ce n’est pas ça qui fait la différence. En fait, tout dépend de la façon dont elle est déclenchée.
 
Sur les modèles d’entrée de gamme, le vélo s’assure que son pilote tourne les pédales pour délivrer la puissance maximum définie pour le niveau d’assistance choisi. Ce capteur de pédalage est parfois appelé « assistance tout ou rien ». C’est le constructeur du vélo qui choisit le nombre de niveaux d’assistance, (de 3 à 5 niveaux successifs, parfois jusqu’à 9), et la puissance mécanique associée, donc la vitesse que le vélo atteindra. Par exemple, s’il y a 4 niveaux, le constructeur peut les avoir programmés pour vous accompagner jusqu’à 10km/h, puis 15, 20 et enfin 25km/h. Au-delà de chaque palier, le moteur tourne mais va moins vite que vous, il faut donc soit changer de niveau, soit pousser plus fort sur les pédales. C’est la raison pour laquelle ces VAE souffrent dans les côtes importantes, puisqu’ils vous aident en fonction de la vitesse à laquelle vous roulez, pas de l’effort que vous faites.
 
Sur les modèles plus puissants, le moteur se trouve presque toujours dans le pédalier (parfois aussi dans la roue arrière sur des modèles particuliers, le plus souvent des VTT). Ces moteurs utilisent un capteur de puissance qui mesure l’effort que vous faites sur la pédale. Ici, l’assistance est proportionnelle à votre pédalage. A chaque niveau d’assistance défini par le constructeur, vous aurez un peu, beaucoup ou énormément de puissance en plus, de zéro à 25km/h. Et pour un même niveau d’assistance, vous aurez d’autant plus d’aide que vous appuierez fort sur les pédales, jusqu’à peut-être atteindre la valeur de couple maximum du moteur ! Ces vélos sont les rois de la montagne, et vous emmèneront donc partout.

Puissance, moteur et autonomie

Comme en voiture, les notions de puissance et d’autonomie doivent être replacée dans leur contexte, c’est à dire en fonction du VAE et de son usage !

La puissance du moteur, surtout s’agissant du moteur dans le pédalier, est une valeur importante, mais il faut garder à l’esprit que c’est la valeur maximum que le moteur peut atteindre, et qu’elle est peut-être bien au delà de que que le cycliste peut fournir… 

Ainsi par exemple, le moteur Bosch Performance CX a une puissance mécanique maximum de 75Nm. Au niveau maximum d’assistance, le moteur va augmenter l’effort du cycliste de 300% : si celui-ci pèse de 10kg sur la pédale, le moteur va en ajouter 30 ! Il faudrait passer en laboratoire pour connaitre vos propres limites de puissance sur les pédales, mais sachez que vous n’atteindrez les valeurs maximum de ce moteur que dans des cas… extrêmes !

En pratique, les moteurs dans le pédalier dont la puissance se situe entre 40 et 50Nm sont parfait pour la ville, même s’il y a des côtes marquées (plus de 8%). Entre 50 et 65Nm, vous aurez une machine apte à faire les Alpes puis les Pyrénées… en vélo de route comme en VTT ! Au delà, vous pouvez commencer à rêver de faire des performances insoupçonnables sur tout type de terrain en VTT.

Et l’autonomie ? Comme en voiture, elle dépend du moteur, du réservoir… et du style de conduite ! Les constructeurs indiquent en général une plage de valeur (90 à 120Km par exemple), car il est difficile de connaitre à l’avance l’autonomie réelle de votre vélo. S’il y a du vent de face ou de dos, cela risque déjà de changer pas mal ! Mais gardons à l’esprit un point très important : un VAE dont la batterie est vide reste un vélo ! Il est donc toujours possible de rentrer à la maison…
 

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