Comment fonctionne un vélo à assistance électrique ?

On classe le vélo à assistance électrique parmi les solutions originales de mobilité urbaine. C’est également un moyen de transport pratique, car il permet de se déplacer d’un lieu à un autre en moins de temps qu’il en faudrait à une voiture à cause des embouteillages.

Le vélo à assistance électrique se présente par ailleurs comme une alternative écologique et durable : pas de rejet de gaz à effet de serre, de microparticules ou d’émanations toxiques. Cela explique pourquoi il est autant plébiscité par les cyclistes.

Si le vélo à assistance électrique possède de nombreux atouts, il est nécessaire d’en connaître le fonctionnement pour une prise en main optimale au quotidien. On parlera dans un premier temps de ses différentes composantes avant d’aborder le mode d’utilisation de ce type de locomotion.

Quelles sont les différentes composantes d’un vélo à assistance électrique (VAE) ?

Un VAE est un vélo de type hybride associant la puissance de pédalage du cycliste à un moteur situé soit au niveau du pédalier, soit au niveau des roues (avant ou arrière). Avant un achat, il est important de savoir de quelle manière un VAE a été conçu, fabriqué et assemblé. Il est d’autant plus utile de connaître son anatomie pour mieux appréhender son fonctionnement. Concernant les éléments clefs d’un vélo électrique, ils ne diffèrent pas par rapport à un vélo classique. Cependant, d’autres composantes, comme un moteur, un capteur de pédalage, une batterie, une console de commande et un contrôleur, ont été ajoutées pour permettre l’assistance électrique.

Le moteur

Le moteur assiste le pédalage. La législation européenne pour un VAE stipule que la puissance du moteur ne doit pas excéder 250 watts pour une vitesse maximale de 25 km/h. À cette vitesse, le moteur doit s’arrêter et se couper dès que l’on s’arrête de pédaler. Il existe plusieurs types de motorisations sur le marché ; chacune ayant des spécificités qui vont au-delà des caractéristiques annoncées par le fabricant. Toujours est-il que pour vivre une expérience de conduite intuitive, la motorisation d’un eBike doit être assurée par une marque fiable et reconnue. Ainsi, la puissance et la durabilité du moteur sont garanties.

Le capteur de pédalage

Le capteur de pédalage, qui permet de mesurer la pression exercée sur les pédales et d’ajuster l’assistance, est situé à l’intérieur du moteur. Il déclenche et commande la mise en marche du moteur en fonction du pédalage. C’est simple : sans pédalage, le capteur ne peut pas détecter de mouvement, et le moteur ne se met pas en route. Cela explique aussi pourquoi le moteur se coupe lorsque le cycliste arrête de pédaler. On parle aussi de « capteur couple » ou « capteur de puissance ».

Il existe d’autres technologies de capteurs :

• capteur de vitesse : il est situé sur un capteur externe type compteur avec aimant sur la roue arrière (dans le cas d’un moteur pédalier) ou dans la roue (dans le cas d’un moteur roue). Ce type de capteur limite la vitesse de l’assistance à 25 km/h, ce qui permet au cycliste de se conformer à la réglementation en vigueur ;
• capteur de cadence : il permet de modérer la puissance offerte par l’assistance en tenant compte du nombre de tours de pédale par minute. Le capteur est situé entre le boîtier de pédalier et la manivelle (dans le cas d’un moteur roue) ou dans le moteur (dans le cas d’un moteur pédalier) ;
• capteur d’effort : pouvant être monté à l’arrière, sur le cadre, au niveau de la patte de dérailleur, ce type de capteur mesure les torsions mécaniques déterminées par le pédalage. C’est sur cette base que l’unité de commande calcul la puissance que le moteur doit délivrer. En général, cela détermine un comportement plus naturel du VAE.

La batterie

La batterie alimente le moteur. Elle lui fournit l’énergie nécessaire pour se mettre en route et soutenir le cycliste dans son effort de pédalage. Au début des vélos à assistance électrique, à la fin des années 90, les batteries étaient au plomb. Les évolutions technologiques ont permis de passer du Nickel-Cadmium (Ni-Cad) au Nickel Métal Hydrure (Ni-Mh) pour déboucher sur le Lithium Ion (Li-ion) et le Lithium polymère. Les batteries sont désormais moins lourdes, mais conservent une bonne autonomie. Selon les vélos électriques, elles peuvent être positionnées :

• sur le cadre ;
• sur le porte-bagages ;
• à l’intérieur des tubes du cadre.

Si leur emplacement n’affecte pas le système d’assistance électrique, il modifie le comportement et l’esthétique du vélo. Ainsi, plus la batterie est intégrée dans la forme du cadre, plus l’harmonie du vélo électrique est préservée et son ergonomie renforcée. C’est d’ailleurs la tendance chez la plupart des fabricants depuis plusieurs années. Les vélos électriques avec batterie amovible sont également très populaires. La batterie se met en veille au bout de quelques heures, ce qui oblige le cycliste à la retirer et à la remettre pour la réactiver afin d’utiliser à nouveau l’assistance électrique. Pour recharger le vélo, il suffit de brancher la batterie sur secteur via un câble d’alimentation.

La console de commande

On parle aussi de « display » ou de « sélecteur ». Il s’agit en fait d’un petit boîtier qui permet de gérer le mode d’assistance et le niveau de batterie. Le nombre de niveaux d’assistance est en moyenne de 3 :

• mode économique : le cycliste bénéficie d’une assistance minimale ;
• mode intermédiaire/normal : le cycliste bénéficie d’une assistance moyenne ;
• mode rapide : le cycliste bénéficie d’une assistance élevée.

Le mode d’assistance à choisir dépend du trajet à parcourir. Moins le terrain est plat, plus l’assistance fournie par le système devrait être élevée pour soutenir les efforts du cycliste. Toutefois, il est possible de rouler sans assistance. C’est pratique pour économiser la batterie. Sur les modèles haut de gamme, c’est un écran LCD qui fait office de console de commande et fournit des informations supplémentaires, notamment le kilométrage parcouru et une estimation de l’autonomie en fonction du niveau d’assistance fourni. Placée sur le cintre du vélo électrique, la console peut être fixe ou amovible. Si elle est amovible, elle peut aussi servir de clé électronique. Dans ce cas, il est impossible d’utiliser le vélo sans le display.

Le contrôleur

Un logiciel intégré situé dans le boîtier du moteur, ou bien déporté, selon le type de moteur, détermine les performances du vélo électrique. C’est le siège de l’intelligence du VAE. Le contrôleur fait le lien entre le moteur et la batterie en fonction des informations remontées par les capteurs via la console de commande. Il régule par ailleurs le fonctionnement de ces composants électriques. Tel un chef d’orchestre, il ajuste la puissance du moteur et gère la consommation électrique, de même que d’autres éléments, notamment :

• la réactivité de l’assistance ;
• les niveaux d’assistance ;
• les paramètres d’affichage ;
• le couple développé par le moteur ;
• les diagnostics éventuels.

Vélo électrique : mode d’utilisation

L’utilisation d’un vélo électrique est soumise à un certain nombre de règles. Il y a une limitation de vitesse à observer lorsqu’on roule dans une grande agglomération. Effectivement, la vitesse de croisière maximale autorisée pour un eBike est de 25 km/h. Ainsi, il y a 3 règles à respecter pour rester dans le cadre légal des bicyclettes.

1. L’assistance ne doit se déclencher que lors du pédalage.
2. L’assistance doit s’arrêter lorsque la vitesse dépasse les 25 km/h.
3. Le moteur électrique ne doit pas dépasser une puissance de 250 watts.

Quand on parle de l’utilisation du vélo électrique, on fait aussi référence à son fonctionnement. Le modus operandi est simple. L’allumage se fait généralement au niveau de la console de commande. Un interrupteur permet d’allumer le système. Une fois mis sous tension, la console s’allume, mais le moteur ne se met pas encore en marche. Lorsque le cycliste commence à pédaler, le capteur de pédalage envoie un signal électrique au contrôleur qui lance la batterie et le moteur. Cette action est calibrée en fonction du niveau d’assistance indiqué par le display et de la lecture du signal envoyé par le capteur.

Toutes ces informations décryptées par le contrôleur lui permettent d’ajuster la puissance du moteur afin que l’assistance soit plus ou moins naturelle. Le système le plus sûr est celui qui sélectionne un niveau d’assistance bas par défaut. Il est possible de changer de niveaux d’assistance en cours de route. Dans ce cas, il suffit de sélectionner le niveau souhaité sur le tableau de bord de l’engin et le tour est joué. Le cycliste peut ainsi alterner à sa guise les moments d’efforts et de détente pendant tout le parcours jusqu’à destination.

On peut conclure qu’un VAE n’est pas un vélo qui fonctionne par propulsion du moteur. Il faut pédaler afin d’actionner l’assistance.

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