Comment fonctionne le moteur d’un vélo à assistance électrique ?
Les moteurs ont tous la même fonctionnalité. Ils créent et transmettent l’assistance nécessaire pour avancer sur un vélo électrique. Ils se différencient par leur mécanique et leur mode de fonctionnement, mais également par la puissance qu’ils délivrent et la manière dont l’électronique gère tous ses paramètres.
De quoi est composé le moteur d'un vélo à assistance électrique ?
En fonction des formes qu’ils prennent – qu’ils soient dans le pédalier ou dans le moyeu – les moteurs n’ont pas tous la même architecture. Certains éléments impliqués dans la rétribution de l’assistance sont en revanche similaires, même si leurs formes diffèrent en fonction du design du moteur.
Le moteur est avant tout composé d’une partie électronique. Celle-ci contient l’ « intelligence » du vélo, le programme qui va prendre en compte les données envoyées par les différents capteurs disposés sur le vélo :
- Capteur de vitesse
- Capteur de couple
- Capteur de cadence
- Ecran de contrôle / Commande déportée
L’autre partie du moteur est constituée des éléments qui vont mécaniquement retranscrire l’assistance.
Selon la forme du moteur, qu’il soit dans le moyeu de la roue ou dans le pédalier, les engrenages alimentés par l’électricité système actionneront l’axe de roue ou de pédalier, entraînant la dynamique du vélo par une poussée de la roue, ou une traction de la chaîne.
Tous les moteurs ne sont pas dotés des mêmes capteurs.
Les capteurs et la carte mère sont les éléments qui vont déterminer la précision avec laquelle l’assistance va être rétribuée.
Seuls les moteurs haut de gamme sont équipés de ces capteurs, et d’un logiciel permettant d’avoir une assistance efficiente et discrète. Les moteurs équipant les vélos d’entrée de gamme se contentent pour la plupart d’avoir une détection du pédalage, qui vient ensuite sommairement actionner le moteur pour faire avancer le vélo, rythmé par un fonctionnement binaire « Marche – Arrêt ».
Comment le moteur rétribue-t-il l'assistance ?
Dans le cas d’un moteur pédalier, la couronne sur laquelle est positionnée la chaîne est entrainée par un axe central, actionné par des impulsions électriques issues du calcul des données recueillies par le moteur :
- La vitesse de rotation du pédalier
- La vitesse du vélo
- La force développée par le cycliste
- Le mode d’assistance sélectionné par le cycliste sur l’écran de contrôle
Dans le cas d’un moteur situé dans la roue, le moyeu dans lequel est situé le moteur va s’animer de poussées en fonction des informations qu’il aura recueillies :
- La vitesse du vélo
- L’action des pédales
- Le mode d’assistance choisi par le cycliste sur le sélecteur
La puissance du moteur influe-t-elle sur la vitesse du vélo ?
La puissance offerte par un VAE est toujours catégorisée comme « nominale », et il existe deux catégories de puissances : 250W et 350W. En réalité, les pics de puissance des moteurs montent bien au-dessus de ces seuils lors de l’accélération, mais sont ensuite ramenés à ce niveau à vitesse de croisière.
Les modèles disposant de moteur offrant une puissance de 250W sont catégorisés comme des vélos à assistance électrique. Leur vitesse maximale d’assistance est de 25 km/h.
Les véhicules équipés de moteur offrant une puissance de 350W sont quant à eux catégorisés comme des cyclomoteurs. Leur vitesse maximale d’assistance étant 45 km/h.
Ces cyclomoteurs sont donc régis par les règles et dispositions propres à ces catégories, et ne peuvent par exemple pas emprunter les pistes cyclables.
Les moteurs de vélo à assistance électrique sont-ils fiables ?
Les moteurs ont considérablement gagné en fiabilité au fil des années comme l’ensemble des pièces qui le compose. Le prix moyen d’un VAE augmente avec les années, mais c’est au bénéfice de la fiabilité.
La fiabilité des assistances reste à relativiser en fonction de leur gamme de prix.
Les moteurs pédaliers sont à ce jour les systèmes les plus aboutis.
Ils sont produits par de grands groupes industriels maîtrisant depuis de longues années les technologies utiles à la réalisation d’un système de motorisation :
- Batteries des cellules
- Electroniques
- Capteurs
- Programmation
- Faisceaux
- Roulements
Pour des entreprises comme Panasonic ou Bosch Ebike, concevoir un moteur d’assistance électrique réduit a simplement consisté à adapter pour les besoins du vélo des technologies employées dans d’autres domaines où ils sont connus et réputés. Le taux de retour sur ces marques est infime, proche de 1%.
La plupart des moteurs électrique au pédalier sont conçus et fabriqués en Europe.
Les moteurs pédaliers présents depuis quelques années seulement tels qu’Impulse, Bafang ou Brose, n’ont pas non plus été créés à partir d’une feuille blanche. Ces sociétés et leurs bureaux de recherche ont été créés après le rachat de fabricants de batteries ou d’électroniques sous-traitants pour des industries comme l’automobile. Compte tenu de leur qualité des normes de fabrication actuelles, ces moteurs sont également très fiables.
L’offre en matière de moteurs électriques situés dans la roue est très diverse. Certains industriels proposent à la fois, sous la même marque, des modèles d’entrée de gamme permettant la commercialisation d’un vélo complet à 500€, et des modèles d’ensemble batterie + moteurs seuls commercialisés à 1200€.
Lors de l’achat, l’attention doit impérativement être portée sur le marquage CE des éléments électriques, ainsi que sur la présence d’une marque sur les composants, et l’existence d’un importateur de la marque du moteur offrant un service après-vente dans le pays d’achat.
L’amélioration des éléments annexes de l’assistance, comme les faisceaux, contrôleurs et l’ensemble de la connectique ont également permis de rendre les VAE beaucoup plus fiables.
Le travail sur ces pièces longtemps considérées comme accessoires, les ont rendu plus robustes. Ils peuvent désormais endurer un usage intensif quotidien ou en tout-terrain, mais sont également plus faciles à intégrer dans l’architecture du cadre, dans le but de les protéger.
La fiabilité d’un moteur est également liée à la qualité de la batterie qui lui est fournie.