Comment fonctionne un vélo à assistance électrique ?

La bicyclette a vu le jour depuis 1817. Conçue pour le transport individuel, elle était non motorisée et fonctionnait par propulsion humaine. Elle est encore dénommée vélocipède ou vélo. Ce véhicule de transport a connu bien des modifications au fil des ans. De fonctionnement à propulsion humaine, il est passé dernièrement à un fonctionnement par énergie électrique. C’est ainsi que le vélo à assistance électrique est désormais proposé sur le marché.

Le vélo électrique est en plein développement et vous souhaitez vous renseigner avant d’en acheter un. Découvrez dans cet article comment fonctionne un vélo à assistance électrique.

Le vélo à Assistance Électrique est un vélo équipé d’un moteur, d’une batterie et de capteurs pour détecter le pédalage.

Fonctionnement vélo électrique

Le VAE est une bicyclette qui démarre et avance grâce à un moteur électrique et à une batterie généralement rechargeable, mais également grâce aux efforts de son conducteur qui doit tout de même pédaler. Par conséquent, l’on ne se sert pas d’une clé pour faire démarrer un vélo à assistance électrique et pour le faire avancer. Comme sur un vélo “normal”, il faut pédaler sur un vélo électrique. Le moteur se déclenche uniquement au pédalage. Comme tout vélo ou bicyclette, le VAE est équipé de deux roues. D’autres composantes importantes déterminent son comportement et le confort qu’il vous offre. Il s’agit du cadre, de la fourche / suspension , de la transmission (ou vitesses), du freinage, de la batterie et du type de motorisation. Quel est son mode de fonctionnement de ces éléments électriques ?

Composition du vélo électrique

Pour bien comprendre le fonctionnement, il est important de connaître la fonction de chacun des composants du vélo électrique.

Schéma fonctionnement et composition vélo électrique
  • Console display : Grâce à l’affichage situé sur le cintre du vélo, le cycliste va pouvoir connaître l’autonomie restante. Cette console permet également de sélectionner le niveau d’assistance souhaité (Eco = peu d’assistance, Tour = balade, Turbo = assistance maxi).
  • Batterie : Elle est souvent située sur le porte-bagage pour le VAE urbain et intégré au cadre pour le VTT électrique.
  • Contrôleur : Comme son nom l’indique, le contrôleur va réguler le bon fonctionnement entre les composants électriques (batterie, moteur, capteur…)
  • Moteur : Le moteur est situé sur la roue avant, la roue arrière ou au niveau du pédalier.
  • Capteur : Un capteur peut être placé sur le pédalier pour mesurer la pression exercée et ajuster l’assistance.

Capteurs & niveaux d’assistance

Les vélos électriques sont généralement équipés de capteurs d’effort et de plusieurs niveaux d’assistance . 

  • Modes économiques : Avec le mode éco, vous allez pouvoir parcourir le maximum de kilomètres avec une batterie. Le niveau d’assistance atteint 40 / 50 %.
  • Modes moyens : Avec le mode Tour, le niveau d’assistance est d’environ 100 %.
  • Modes puissance maximum  : Vous êtes pressés, vous avez une côte à gravir, enclenchez le mode turbo, le moteur va vous procurer une assistance jusqu’à 300 % et le couple maximum. Attention, la batterie va se décharger à vitesse grand V.

Le capteur d’effort va mesurer la pression exercée sur la pédale. Le moteur  va ensuite procurer une assistance proportionnelle à cet effort et au mode d’assistance. Si vous appuyez peu sur la pédale et vous êtes en mode “Eco”, le moteur va fournir une assistance faible. Si l’utilisateur se met en mode “Turbo” et écrase la pédale, l’assistance va alors être au maximum.

Moteur vélo électrique
Vélo électrique avec moteur au niveau du pédalier

Types d’assistance possibles

Assistance avec capteur de pression sur pédalier

Un capteur va détecter la pression exercée sur la pédale. Si vous appuyez fort sur la pédale, vous aurez une assistance importante. Si vous êtes en mode “balade” et vous exercez une pression faible sur les pédales, le moteur fournira une assistance faible.

Assistance sur rotation des pédales

Le capteur va juste détecter que le cycliste appuie sur les pédales pour déclencher l’assistance électrique. C’est un système peu coûteux mais l’assistance est un peu “brutale” car la puissance du moteur est restituée totalement (type On/Off). L’assistance n’est pas progressive car on ne mesure pas la pression sur les pédales.

Assistance par tension de la chaîne

Le moteur se met en route quand il détecte que la chaîne se tend.

Comment fonctionnent les différents composants du vélo à assistance électrique ?

Le premier élément qui entre en jeu pour que votre vélo électrique puisse fonctionner est le capteur de pédalage. C’est vers ce capteur qu’est envoyée l’information selon laquelle vous êtes déjà en train de pédaler. Il la reçoit, puis la transfère à un contrôleur. Ce contrôleur va maintenant procéder au calcul de la puissance convenable qui doit être délivrée par un moteur. Il s’agit du moteur du vélo qui lui, est fixé soit au niveau de la roue arrière, soit dans le pédalier, soit au niveau de la roue avant.

Cependant, ce moteur est incapable de se mettre en marche s’il n’est pas correctement fourni en énergie. Il devra puiser cette énergie dans la batterie rechargée à cet effet par un chargeur adapté. Le moteur du vélo à assistance électrique facilite aussi la tâche au cycliste que vous êtes dans vos efforts pour le démarrage et pour faire avancer votre moyen de transport. Il produit une énergie plus ou moins forte selon le mode d’assistance que vous avez sélectionné. Le mode éco vous assiste un peu et permet d’avoir une autonomie batterie importante. Avec le mode turbo, le moteur fournit le maximum d’énergie pour vous aider mais l’autonomie de la batterie diminue plus vite. La puissance du moteur doit respecter les normes européennes (puissance moteur max de 250 W). Cette réglementation vise à éviter un nombre trop important d’accident. De même, il est prévu que le vélo électrique ne fonctionne que si le cycliste pédale. Le moteur s’arrête également si la vitesse de 25 km/h est dépassée.

Par ailleurs, il faut prendre en compte le niveau d’assistance du vélo à assistance électrique. Il permet une régulation des efforts fournis sur les pédales et intervient après que vous ayez mis le vélo en marche. Le niveau 1 exige à cet effet que vous appuyiez très fort sur les pédales pour que l’assistance puisse être déclenchée. Selon le type de vélo toutefois, les niveaux vous donnent à faire le moins d’efforts possible. Les modèles de vélo à assistance électrique les plus sophistiqués possèdent jusqu’à 5 différents niveaux. Ces derniers sont encore appelés type d’assistance et sont généralement au nombre de quatre. L’assistance par rotation du pédalier, le premier, inclut que tout le dispositif de fonctionnement vélo électrique se retrouve dans le pédalier. Le conducteur peut alors se servir d’un écran de contrôle pour fixer la cadence de fonctionnement de son moteur. Le moteur lui-même est capable de calibrer l’énergie nécessaire. De son côté, l’assistance par capteur de pression consiste à mettre le capteur en marche dès le moment où une pression est exercée sur les pédales. Il y a également l’assistance par capteur d’effort qui ressemble sur beaucoup de points à l’assistance par capteur de pression. Il y a enfin l’assistance par tension du cardan ou de la chaîne, celle-ci est tout simplement conditionnée par les données transmises à la tension de la chaîne.

Une fois le type d’assistance choisi, vous pouvez à présent pédaler en toute sérénité votre vélo à assistance électrique. Comme mentionné un peu plus haut, la batterie est aussi très importante pour le fonctionnement vélo électrique. Plus sa capacité est élevée, plus le moteur de votre vélo électrique est puissant. En utilisant par exemple un vélo à assistance électrique de 240 Watts, vous disposez de 240 Watts pendant 60 minutes au minimum. La capacité de la batterie est une combinaison du nombre de Volts et du nombre d’ampères.

Explication du vélo électrique en vidéo

En 2007, on parlait déjà des vélos électriques. Retrouvez une vidéo du journal télévisé de l’époque qui expliquait le fonctionnement des vélos électriques.

Questions fréquentes sur le fonctionnement du vélo électrique

Comment démarrer un vélo électrique?

L’allumage se fait généralement au niveau de la console d’affichage. Un interrupteur permet d’allumer le système.

Peut-on rouler sans assistance?

Oui, il est possible de couper l’assistance si vous n’en avez pas besoin. En raison du poids élevé du vélo électrique, il faudra sûrement rallumer l’assistance dans les montées.

Est-il nécessaire de pédaler pour avoir une assistance?

Oui selon les normes actuelles, l’assistance s’enclenche uniquement au pédalage. Vous pouvez trouver des systèmes On/Off où il suffit d’appuyer sur un interrupteur pour déclencher le moteur. Mais dans ce cas, on ne parle pas de vélo à assistance électrique.

Peut-on régler le niveau d’assistance ?

Le vélo électrique permet généralement de moduler l’assistance selon des modes : Eco / Active / Tour / Turbo. Sur les vélos électriques pas cher, 3 niveaux sont généralement proposés. Sur les VAE haut de gamme, il est possible d’avoir jusqu’à 5 ou 7 niveaux d’assistance pour moduler l’effort en fonction de vos envies et du dénivelé. Certains fabricants de VTTAE proposent également de gérer l’assistance via une application. Le paramètrage peut être assez poussé avec le réglage du courant moteur par exemple.

Quelle est la vitesse maxi du vélo électrique?

Pour respecter les normes, l’assistance se coupe à 25 km/h. Si l’assistance se coupe à 45 km/h, on parle alors de speed bike et il faut l’immatriculer, l’assurer et porter un casque homologué.

Sur un vélo électrique, vous pouvez bien sûr dépasser la limite des 25 km/h si vous êtes en descente. Si vous souhaitez aller plus vite, vous pouvez aussi continuer à pédaler.

Est-ce que la batterie se recharge en roulant ?

En comparaison d’une voiture hybride qui pèse beaucoup plus lourd, la capacité d’énergie pouvant être récupérée pendant les phases de freinage est très faible. Il existe donc très peu de vélos électriques qui peuvent se recharger en roulant. De plus, l’augmentation de la capacité des batteries permet maintenant d’avoir une autonomie importante (jusqu’à 100 -150 km si peu de dénivelés).

Peut-on débrider un vélo électrique?

Pour des raisons évidentes de sécurité, nous condamnons cette pratique. Mais vous allez pouvoir trouver sur Internet des techniques ou des kits pour débrider votre vélo électrique. Attention, il faut savoir que vous ne serez pas couvert par votre assurance si vous avez un accident avec un vélo électrique débridé.

Quelles sont les règles pour que mon VAE soit homologué sur la route?

Pour des raisons de sécurité, l’Europe a fixé des normes. L’assistance doit se couper à partir de 25 km/h. Le moteur n’a pas d’interrupteur marche/arrêt. L’Assistance électrique est déclenché par l’utilisateur lors du pédalage. La puissance du moteur est de 250 Watts maximum.

Comment faut-il entretenir son vélo électrique ?

L’entretien d’un VAE est assez similaire à l’entretien d’un vélo classique : pneus, changement plaquettes si freins à disques… La différence se trouve au niveau de la chaîne et de la transmission. Il faut vérifier l’usure de la chaîne plus souvent car celle-ci est beaucoup plus sollicitée. Si vous ne changez pas la chaîne dans les temps, il faudra ensuite prévoir des dépenses supplémentaires avec la cassettes, les plateaux…

Quels sont les avantages du vélo électrique?

Ils sont plus que nombreux. En effet, le vélo à assistance électrique n’est différent du simple vélo que par la présence de son moteur électrique. Ainsi, en choisissant de faire usage d’un vélo électrique plutôt que d’une simple bicyclette, vous avez la liberté de pédaler sans faire des efforts inutiles si votre but n’est pas de faire du sport. Contrairement aux voitures, vous ne souffrez pas de bouchons sur la voie et avez la possibilité de vous faufiler sans danger pour aller faire une course ou rentrer chez vous. Il faut par ailleurs reconnaître qu’un vélo à assistance électrique n’est pas aussi cher qu’une voiture ou une moto. Même s’il revient un peu plus cher qu’un vélo traditionnel, le vélo électrique vous permettra d’effectuer de très longues distances pour lesquelles autrefois, il fallait faire recours à votre véhicule. En effet, une voiture vous coûtera 0,085 euros par kilomètre parcouru en essence alors qu’avec un vélo électrique, vous ne dépensez qu’un seul euro en électricité, soit 0,001 euro par kilomètre. Comme vous le comprenez si bien, il n’y a aucune comparaison possible pour faire le choix entre l’un de ces deux moyens de transport. Le vélo à assistance électrique vous fait par conséquent 1 euro de frais de recharge pendant que 85 euros de frais d’essence doivent être dépensés dans votre voiture. Faire usage du vélo à assistance électrique, c’est participer enfin à la réduction des gaz à effets de serre grâce à une émission très moindre de carbone.

Quels sont les différents types de vélos électriques?

C’est en fonction de vos besoins que vous vous dirigerez vers l’un ou l’autre de ces vélos électriques. Le vélo électrique urbain est la première option qui vous est proposée. Il est exclusivement destiné à un usage en ville. Plus que confortable, il vous offre de parcourir sans grand effort de petites distances. Il est assez pratique contre les bouchons et très écologique. Vous pourrez ensuite vous rabattre sur le VTT à assistance électrique. Le VTT AE est le mieux adapté pour tous les reliefs, absolument rien ne lui échappe. Il vous permet de parcourir de longues distances sans que vous ne vous sentiez épuisé. Le vélo électrique de route est enfin la dernière proposition disponible sur le marché. Il est réservé à des fins athlétiques. Vous pouvez atteindre les cols les plus élevés sans être un champion du Tour de France ! Le vélo de route électrique permet de bien doser votre effort et de réaliser de belles balades sur route sans être épuisé 3 jours après votre sortie.

Vous avez encore des questions sur le fonctionnement du vélo à assistance électrique, venez en parler sur le forum Volto Vélo. Si vous le souhaitez, vous pouvez également commenter cet article.


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