Les moteurs des vélo électriques

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1 Les moteurs des vélo électriques Dans ce document PDF, les lectrices et lecteurs intéressés trouveront des informations détaillées concernant les différents types de motorisations disponibles pour les vélos électriques. Cette description correspond à l'état de la technique en décembre Quels sont les différents composants du système de propulsion? Le système de propulsion et la batterie sont utilisés afin de transmettre la puissance exercée sur les pédales vers le moteur et les roues. Ce processus doit faire l objet de contrôles et de réglages. Pour ce faire, une télécommande centralisée permet de mesurer, grâce à des capteurs, la fréquence de pédalage et la puissance afin de les adapter au moteur et de communiquer ces valeurs au cycliste. Les données relatives au moteur, à la batterie et à la vitesse sont ainsi ensuite transmises et affichées sur un écran ou un ordinateur de bord. En fonction du type de moteur, la puissance peut être transmise par une chaîne ou une courroie et les vitesses réglées par un dérailleur ou un moyeu à vitesses intégrées. Comment reconnaître un bon écran? Les écrans de qualité affichent clairement les informations et disposent d un fort éclairage durant la journée pour compenser l incidence de la lumière. Les éventuelles touches destinées au passage des commandes doivent présenter un format pratique et également être éclairées afin de permettre leur usage dans l obscurité. Il est également indispensable que le cycliste puisse les utiliser sans restriction lorsqu il porte des gants durant la période hivernale. Il n est pas nécessaire d opter pour un écran grand format. Il suffit qu un écran petit format affiche les chiffres et les lettres dans une taille facilement lisible. Ce type d écrans peut être fixé latéralement sur le guidon de manière à ce que le cycliste puisse les utiliser sans devoir lâcher le guidon.

2 À gauche : Petit écran sans technologie superflue, affichage clair, avec en bas des boutons de petite taille, mais tout de même faciles à utiliser. À droite : Grand écran Nyon, doté de boutons à gauche et à droite. Ces photos ne sont pas à l échelle. Les grands écrans sont plutôt à recommander aux cyclistes amateurs de technique qui souhaitent bénéficier d une large gamme d informations, comme par exemple d un système de navigation. À l heure actuelle, les appareils grand format sont plus lents au démarrage, mais cela ne constitue par un inconvénient pour les promenades en vélo. Interfaces et logiciel Les motorisations les plus sophistiquées intègrent une prise USB (sur l écran, le moteur ou la batterie), grâce à laquelle les données, par exemple celles de la batterie, peuvent être transmises. Il est ainsi possible aux mécaniciens de rechercher de manière ciblée les sources d erreurs ou bien encore de procéder à des mises à jour des logiciels spécifiques de ces produits. Pour des raisons de propriété des droits, le cycliste n est pas autorisé à effectuer lui-même des modifications sur les commandes et les logiciels. Celles-ci doivent toujours être effectuées dans un garage agréé. Avantages pour le cycliste : Ceux qui apprécient de bénéficier de données spécifiques relatives à leurs trajets peuvent créer des profils de leurs parcours, afficher leurs performances, etc. Certains fabricants proposent également une application pour smartphone spécifiquement dédiée à leurs produits. Le moteur central La plupart des moteurs centraux sont des motoréducteurs. La puissance est transmise par le moteur à plusieurs engrenages de différents diamètres vers le pédalier, puis de là vers la chaîne ou une courroie crantée. La construction du cadre doit prendre en compte la forme individuelle du moteur et les cadres ne sont pas compatibles avec les différents moteurs proposés par les divers fabricants.

3 L avantage de ce type de moteur réside dans le couple élevé (mesuré en Nm). La mesure du couple sur les vélos électriques n étant à l heure actuelle soumise à aucune norme, il convient cependant de considérer avec circonspection les données avancées par les revendeurs. Le moteur central est particulièrement apprécié pour sa flexibilité lors des passages de vitesses et ses accessoires. Il peut être combiné avec un dérailleur ou un moyeu et il n impose aucune limite au niveau des accessoires (il peut même être combiné avec un rétropédalage, mais ceci ne s applique que sur le marché allemand). Ce type de moteur n autorise aucune forme de récupération d énergie (lors du freinage ou d une descente de côte). Mais étant donnée l autonomie toujours plus importante offerte, cet inconvénient s avère sans conséquence. En Suisse, le moteur central est très populaire et répandu. Présenté ici avec une courroie d'entraînement Gates et une batterie intégrée au cadre. Le câblage est extrêmement court et est inséré dans le cadre. Ce type de solutions intégrées est appelé à se répandre à l avenir. Le moteur dans le moyeu de la roue arrière Ces moteurs sont également qualifiés de moteurs sans balais et sont considérés comme nécessitant peu de maintenance. Étant donné que le moteur repose sur le moyeu, son fonctionnement est lié à la rotation de la roue arrière. En raison de cette construction, ces moteurs offrent en principe un couple plus faible que les moteurs centraux (entre 40 et max. 50 Nm). Le régime optimal est limité : une conduite très lente ou très rapide peut constituer un problème pour la commande. Les moteurs situés dans le moyeu de la roue arrière, ne peuvent, à l exception du BionX, être équipés que d un dérailleur. En raison de cette motorisation répartie à plusieurs endroits, le câblage de certains modèles anciens peut s avérer complexe. Cet aspect doit être pris en considération si l on envisage de s équiper d un modèle d occasion.

4 De plus, ces moteurs présentent une tendance, parfois marquée, à la surchauffe en cas d utilisation intense prolongée. Heureusement, les modèles actuels ne risquent plus de subir des dommages car ils repèrent la surchauffe et affichent rapidement un avertissement sur l écran. Pour ces raisons, les moteurs situés dans le moyeu de la roue arrière sont donc généralement peu recommandés pour gravir des pentes abruptes ou pour tracter de lourdes charges. Les moteurs situés dans le moyeu de la roue arrière permettent en principe une récupération énergétique, mais leur taux d environ 10% la rend largement superflue. Les moteurs situés dans le moyeu de la roue arrière peuvent en principe être fixés sur tous les cadres robustes, mais de fait, de nombreux fabricants de vélos électriques optent pour des solutions comprenant une batterie intégrée (par ex. Stromer ou Stöckli), ce qui rend cet avantage obsolète. Ce type de moteur permet également de remédier à la complexité du câblage mentionnée précédemment. Moteur situé dans le moyeu de la roue arrière combiné à un dérailleur et à une batterie fixée au tube diagonal d un modèle sportif de vélo urbain. Ici le câblage suit les contours du cadre. Une évolution intéressante du moteur dans le moyeu de la roue arrière avec boîte de vitesses au niveau du pédalier m-way ne propose pas encore ce type de modèles, mais il existe actuellement quelques fabricants qui proposent cette combinaison. Les vélos électriques Cargo, par exemple, qui sont le plus souvent utilisés en milieu urbain et sans grand dénivelé. La plupart de ces fabricants ont recours à un moteur GO Swiss Drive associé à une boîte de vitesses et à un pignon au niveau du pédalier. L inconvénient de ce système réside dans son prix encore très élevé compris entre 5000 et 9000 francs suisses pour par exemple un modèle de biporteur ainsi équipé. Mais cette évolution technique n en est qu à ses premiers balbutiements et pourrait à l avenir apporter des solutions intéressantes.

5 Le moteur dans le moyeu de la roue avant À l origine, ce type de moteurs était très répandu. Cependant, il offre peu de flexibilité pour les commandes : soit il prodigue une forte impulsion, soit il n en prodigue aucune. Il peut s avérer particulièrement dangereux dans les virages ou sur une chaussée humide : dans les virages, la stabilité du vélo électrique est assurée grâce à sa vitesse constante, tandis qu à une vitesse plus élevée, le cycliste peut s incliner pour prendre son virage. S il freine durant ce virage, le vélo peut basculer, comme représenté sur l illustration située sur la page suivante. Cela peut créer des conflits avec le moteur. Si le cycliste n est pas familiarisé avec ce genre de comportement, cela peut dans les cas les plus graves conduire à une chute ou à une collision. Dans les régions vallonnées de la Suisse, le cycliste peut de plus être confronté à un autre inconvénient : lors d une ascension, la roue avant supportant moins de charge, ceci entraîne une diminution de la traction. C est ainsi qu au moment même où le cycliste a le plus besoin d une assistance, celle-ci lui fait défaut! Dans les régions plus plates, telles que l Allemagne du Nord, les Pays-Bas ou les villes chinoises, ce type de moteurs est très largement répandu car il constitue une solution peu onéreuse, si l on fait abstraction du fait qu il ne permet pas d atteindre des vitesses élevées.

6 Ce type de construction avec le moteur dans le moyeu de la roue avant et la batterie installée sous le porte-bagages est très populaire en Allemagne. Ce modèle est équipé d un dérailleur bon marché doté d une seule couronne à l avant et de 7 vitesses à l arrière. Autres motorisations Moteur à courroie sur l essieu arrière Ce type de modèles remonte aux origines de l histoire du vélo électrique. Un petit moteur placé sur la roue arrière transmet via une courroie crantée la puissance à un engrenage situé sur le moyeu de la roue arrière. La courroie crantée est animée du plateau vers le dérailleur par le moteur. La batterie occupe tout l espace du cadre et procure ainsi une autonomie conséquente. Tous les types de cadres peuvent être utilisés pour ce montage qui peut en théorie être installé sur tous les vélos.

7 En raison de la courroie, seule l option d un dérailleur est possible. Ce principe était déjà utilisé par Dolphin, mais n est cependant pas parvenu à s imposer sur le marché et le fabricant a fait faillite en Ce système présentait le double inconvénient de générer un bruit très gênant et d être bien trop lourd. Avec une augmentation générale des performances des vélos électriques d environ 8% par an, la batterie intégrée dans le cadre ne constitue plus de nos jours un avantage et s est même transformée en inconvénient. Un moteur dans le moyeu du tube de selle Ces petits moteurs peuvent générer une puissance pouvant atteindre jusqu à 250 W. Le moteur et la batterie sont intégrés dans le tube de selle et le petit moteur fonctionne via des pignons à engrenages coniques montés sur un engrenage fixé sur le vilebrequin. Ce système est surtout utilisé sur les vélos de course, mais en raison de suspicions de tricherie dans l univers de la course cycliste (dopage mécanique), il s est trouvé discrédité. Ces tout petits moteurs présentent une tendance à la surchauffe, et, en fonction de l inclinaison de la pente, ils ne peuvent être utilisés qu environ durant 1 heure. Ils ne disposent pas de commandes, mais juste d un interrupteur. Source : vivax-assist.com

8 Kits à monter soi-même En Allemagne, on trouve toute une gamme de kits à monter soi-même ou de kits de conversion. La plupart du temps, il s agit de moteurs à installer dans le moyeu de la roue arrière ou de moteurs à roulements. Les moteurs à installer dans le moyeu de la roue arrière correspondent aux modèles courants utilisés par les fabricants de motorisations pour vélos : la batterie est vissée sur la fixation du porte-bouteille et les roues arrière sont parfois en partie pré-montées et prêtes à être installées. Pour les moteurs à roulements, la propulsion est obtenue par un roulement qui fait tourner la roue via le pneu (selon le principe utilisé pour les vélos Solex). Même en faisant abstraction du mauvais rendement, le cycliste demeure cependant très dépendant de la qualité des composants utilisés. Les composants proposés par des fabricants de renom sont conçus pour parfaitement fonctionner ensemble et le plus souvent les batteries sont exclusivement produites pour le fabricant, mais pour certains kits, il s agit au contraire de produits génériques. La plupart de ces kits ne sont pas disponibles en Suisse, mais leur import ne fait l objet d aucune interdiction. La fonction du passage de vitesses au sein de la motorisation Peu importe que l on opte pour un dérailleur ou une boîte de vitesses : les vitesses doivent être réglées en fonction de la puissance du moteur, de la vitesse souhaitée et de l utilisation envisagée. Et pour cela, rien ne vaut un test de conduite! Les niveaux d'assistance les plus faibles doivent être testés en montagne : la cadence choisie doit permettre de transmettre suffisamment de puissance pour que le vélo effectue sans problème l ascension sans serpenter. Le cycliste ne devrait pas être contraint de s arrêter ou de se mettre en danseuse. Idéalement, ce doit également être le cas lorsque l on passe au second niveau d'assistance le plus élevé, afin d avoir encore des réserves au cas où l ascension deviendrait encore plus abrupte.