Comment fonctionne un vélo électrique ?

Le vélo électrique se manie comme un vélo traditionnel. À un détail près… Il combine la force humaine à la puissance d'un moteur électrique (silencieux). À chaque coup de pédale, l'effort nécessaire pour avancer est donc moindre. Prendre de la vitesse n'a jamais été aussi facile ! Attention, votre puissance est décuplée mais pas remplacée. Ne rêvons pas : un vélo électrique, ça n'avance pas tout seul !

Un moteur de vélo électrique fournit une assistance efficace jusqu'à une vitesse de 25 km/h (voire 45 km/h pour un speed bike). De cette façon, une côte raide devient moins raide, et le vent de face se fait moins difficile à combattre. Vous voyagez plus vite, plus loin, en vous fatiguant moins.

Le vélo électrique, une bonne idée pour la planète ? Par souci écologique pour vous rendre au travail plus proprement, ou pour partir à l'assaut de pentes abruptes, le vélo à assistance électrique est une bonne solution pour réduire vos efforts physiques. Comment fonctionne un vélo électrique ? Peut-on rouler sans assistance avec un vélo électrique ? On répond à vos questions en passant en revue les composants principaux d'un VAE.

Regardons son fonctionnement de plus près ! Le premier élément qui entre en piste est le capteur de pédalage ou de couple. Le moteur détecte la puissance que vous développez ou la vitesse de rotation des roues et apporte une assistance linéaire ou proportionnelle (plus vous pédalez fort, plus le moteur vous aide).

Il existe plusieurs types de motorisations : moteur pédalier, moteur situé dans la roue avant ou arrière.

Les moteurs pédaliers ont tendance à être plus réactifs car ils s'adaptent à vos efforts pour une vitesse de rotation optimale. Ils sont en général plus puissants mais mettent davantage à contribution le système de transmission (chaînes, pignons, etc.) et les freins (car vous allez plus vite…).

En revanche, les moteurs qui se trouvent dans la rouene détectent pas la puissance de vos jambes. Ils se basent sur des capteurs de rotation. L'aide fournie est moins naturelle, et c'est plus énergivore.

Comme évoqué en introduction, un vélo électrique, ça n'avance pas tout seul (sinon, il s'agit presque d'un scooter électrique…). Le vélo à assistance va venir assister votre pédalage. Il décuple votre force naturelle. L'alimentation provient de la batterie, qui se trouve généralement sur le cadre, dans le cadre ou sur le porte-bagages.

De nombreuses batteries peuvent être retirées pour être chargées, tandis que d'autres doivent être chargées directement sur le vélo. Si tel est le cas, vous devez disposer d'un endroit où garer le vélo à proximité d'une prise de courant.

Notez aussi que l'énergie demandée varie selon le mode d'assistance sélectionné :

• Mode Eco : vous assiste à hauteur de 50% et permet une autonomie de batterie importante.
• Mode Tour : il est utile sur les chemins sinueux et vous délivrera 120% de votre puissance.
• Mode Turbo : le moteur fournit le maximum d'énergie, 300%, au détriment de l'autonomie de la batterie.

Pour vous permettre de sélectionner le niveau d'assistance, il y a généralement un écran de contrôle situé sur le guidon ou intégré au cadre. C'est sur cet écran que vous retrouverez également les informations relatives au niveau de la batterie.

Certains vélos à assistance électrique ont des options plus poussées comme la navigation, un suivi de la condition physique, la distance parcourue, la possibilité d'exporter les données de la sortie sur un ordinateur, et bien d'autres fonctionnalités.

Certains vélos électriques sont dotés d'une myriade de fonctionnalités, comme des lumières intégrées pour sécuriser vos sorties nocturnes, un système de navigation GPS ou des garde-boue élégants. Bien que ce soit agréable, ce ne sont pas des éléments clés d'un vélo électrique. Il a surtout besoin d'un bon moteur, d'une batterie, de capteurs, d'un cadre et de freins performants.  

Le moteur est sans aucun doute l'une des pièces centrales du bon fonctionnement d'un vélo électrique. Il existe plusieurs types de moteur. Les plus courants sont le moteur situé dans le pédalier et le moteur sur moyeu. Un moteur moyeu est intégré à la roue avant ou arrière du vélo.

Le type de moteur de votre vélo électrique aura un impact sur son efficacité, sa durabilité et vos sensations :

• Moteur sur roue avant : c'est l'emplacement le plus simple et le moins coûteux. Son installation n'interfère pas avec la chaîne ni les pédales. Un moteur dans le moyeu de la roue avant fonctionne avec un capteur de vitesse pour apporter une assistance circonstanciée. Après un « stop », un « cédez le passage » ou un rond-point, le redémarrage est facile. En revanche, il faut se méfier des sols glissants et des bandes blanches sous la pluie. Cela peut déstabiliser légèrement le vélo. 
  
  
• Moyeu de roue arrière : il s'intègre aux engrenages du vélo. Ce type de motorisation procure une sensation de propulsion. Sa transmission de puissance est efficace, mais des rapports de levier défavorables à l'intérieur du moteur peuvent favoriser la surchauffe lors de longues montées. Ce type de moteur s'adapte tout de même à tous les types de terrain que ce soit pour la randonnée ou pour un usage urbain. C'est aussi moins sujet à la chute lorsqu'il pleut car on gère mieux une prise de vitesse de la roue arrière que de la roue avant en général
  
  
• Moteur pédalier : ici, le moteur électrique se trouve près des pédales, au centre du vélo. Le VAE est stable, maniable et l'assistance est proportionnelle à la pression que vous exercez sur les pédales. Ces moteurs sont installés sur les meilleurs vélos électriques : des vélos de ville aux vélos de montagne haut de gamme. Parfait pour les trajets moyens et longs !

Mais comment régler la puissance du moteur ? C'est simple ! Généralement, un vélo électrique dispose d'un maximum de 4 niveaux d'assistance qu'il est possible de sélectionner via le contrôleur. Vous serez donc aussi à l'aise sur le plat qu'en pente et vous pourrez accélérer la cadence sans effort si vous êtes en retard pour votre réunion (mais restez toujours prudent !).  

Sans la batterie, un vélo électrique n'est qu'un vélo classique. La batterie alimente le moteur, et dicte l'autonomie globale. C'est ce qui vous amène là où vous voulez aller ! C'est en quelque sorte le réservoir.

On utilise en général plusieurs unités de mesures électriques : la puissance, la tension et les ampères-heures. Des valeurs qui vont vous permettre de choisir votre batterie de VAE selon sa capacité. À noter que la plupart des batteries de vélos électriques ont une puissance d'environ 250 Watts.

Pour éviter que cette partie lourde du vélo ne perturbe votre équilibre, elle a une position basse et centrée. Bien que les batteries aient rétréci en taille et augmenté en puissance depuis l'avènement du lithium à la place du plomb, elles contribuent toujours à un poids important sur votre vélo. C'est pourquoi vous ne pouvez pas utiliser n'importe quelle batterie sur un vélo électrique. Elle doit offrir un excellent rapport poids/puissance. 

Les batteries lithium-ion sont légères mais chères. Elles peuvent alimenter votre vélo sur des dizaines et des dizaines de kilomètres grâce à une seule charge. Il faut environ 3 à 6 heures pour les recharger, via des prises classiques. Comme un téléphone portable, il suffit de la brancher au mur !

Bien sûr, si votre batterie tombe en panne pendant que vous roulez, il est possible de rouler sans assistance électrique, mais le poids du VAE se fera ressentir. Le pédalage ne sera pas impossible, mais plus compliqué.

Comment fonctionnent les batteries ? Cela dépend du type de vélo électrique que vous avez :

• Assistance au pédalage : le pédalage démarre le moteur, ce qui augmente votre vitesse et votre puissance. La vitesse du vélo diminue à mesure que les pédales ralentissent. Il s'agit d'un type de vélo électrique populaire car les cyclistes peuvent toujours contrôler la puissance qu'ils obtiennent du moteur. En d'autres termes, ils gardent le contrôle et ne laissent pas le vélo faire tout le travail.
  
  
• Alimentation électrique uniquement : alimentés par un accélérateur, les vélos uniquement électriques n'ont pas besoin d'énergie humaine pour se déplacer. En réalité, ils sont classés comme des cyclomoteurs. Ces « vélos » électriques déchargent rapidement la batterie et nécessitent davantage de règles de sécurité. La conduite va s'approche de celle d'un scooter.

Par ailleurs, il peut être utile de savoir comment tester une batterie de vélo électrique. Il s'agit d'une manipulation assez simple ne nécessitant qu'un multimètre.  

Un vélo ordinaire est généralement pourvu d'un cadre en aluminium, ce qui le rend très léger pour plus d'efficacité. Il en va de même pour les vélos électriques de haute qualité : plus le cadre est léger, plus le vélo est rapide. Les rayons doivent être suffisamment solides pour résister à la flexion ou à la rupture, principalement parce que le vélo électrique a plus de couple (puissance qui le fait avancer).

La transmission fait référence aux pédales, plateaux, manivelles, chaîne et pignons. Toutes ces pièces fonctionnent ensemble pour faire avancer votre vélo électrique. Un moteur pédalier alimente directement la transmission pour que vous puissiez changer de vitesse et pédaler plus facilement. C'est une autre raison pour laquelle les moteurs pédaliers sont plébiscités par les cyclistes en quête d'efficacité. En revanche, ce type de moteur sollicite évidemment plus la transmission.

Les vélos à énergie électrique permettent d'atteindre facilement des vitesses élevées et pèsent plus lourd que les vélos classiques, ces deux facteurs justifient l'utilisation d'un système de freinage adapté.

• Les freins à disque hydrauliques sont les favoris de la communauté des vélos électriques. Ils s'arrêtent rapidement par tous les temps.
• Les freins à patins nécessitent très peu d'entretien et leur puissance de freinage est bonne, mais pas autant que les freins à disque hydrauliques. Ils se placent au niveau du moyeu du vélo ou de la jante, et s'activent par un câble. Avec le temps, ce type de freins tend à disparaître.

Il agit comme le cerveau de l'installation. En effet, c'est lui qui fait le lien entre le moteur du vélo, la batterie et les différents composants. Il a pour but de réguler l'intensité du signal électrique.  

À mesure que les vélos électriques gagnent en popularité, les systèmes d'assistance au pédalage deviennent la norme. Ils génèrent de l'énergie pour la transmission via les pédales.

Il existe deux principaux types de systèmes d'assistance électrique.

Le capteur de pédalage magnétique, aussi appelé capteur de rotation, déclenche une assistance à puissance continue lorsque les aimants fixés sur le pédalier sont détectés par le capteur. Elle cessera de fonctionner lorsque vous vous arrêterez.

La pression exercée sur les pédales n'aura aucun impact sur le rendement du moteur et ne s'adaptera pas aux reliefs. C'est à vous de sélectionner le niveau d'assistance dont vous avez besoin : éco, tour, turbo.

Une simple pression sur la pédale suffit à déclencher l'assistance par capteur de couple. C'est un démarrage instantané !

Cette assistance détecte la puissance naturelle développée et signale au moteur la puissance à fournir en conséquence. La conduite de votre VAE sera un jeu d'enfant, sans à-coups ni difficultés. L'assistance est plus naturelle. On la retrouve principalement sur les vélos haut de gamme.

Maintenant que vous savez tout sur le fonctionnement d'un vélo électrique, vous êtes prêt à en essayer un ! Vos priorités ? La sécurité, l'efficacité et la durabilité ! Assurez-vous que le vélo est équipé de freins de haute qualité, d'une batterie longue durée et d'un système d'alimentation efficace pour en avoir pour votre argent.  

Avant de partir, une dernière chose : portez toujours un casque lorsque vous êtes sur la route. 🚴