Comment fonctionne un vélo électrique ?

Le vélo électrique se manie comme un vélo ordinaire. À un détail près, il combine la force humaine à la puissance d’un moteur électrique (silencieux). Ce moteur électrique assiste chaque coup de pédale, réduisant l’effort total requis par le cycliste pour avancer et prendre de la vitesse. La puissance est ainsi augmentée mais pas remplacée. Ne rêvons pas, le vélo ne pédale pas tout seul ! 

Ce moteur vous assiste sur un vélo électrique jusqu’à une vitesse de 25 km/h ou sur un speed bike jusqu’à 45 km/h, pour rendre la conduite moins éprouvante. Il rend les obstacles comme les collines et le vent de face plus faciles à gérer et vous permet de voyager plus loin sans vous fatiguer. 

Que vous abandonniez la voiture pour vous rendre au travail ou que vous souhaitiez vous rendre plus facilement au sommet de pentes abruptes, le vélo électrique est une bonne solution pour réduire vos efforts physiques. Passons en revue les composants du VAE et répondons enfin à cette question qui vous brûle les lèvres : comment fonctionne un vélo électrique ? 

Le fonctionnement des différents composants du vélo électrique 

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 ou la rotation que vous mettez dans les pédales et répond en conséquence, soit proportionnellement (c’est-à-dire que plus vous pédalez fort, plus le moteur vous aide), soit de manière continue . 

Il existe plusieurs types de motorisations : moteur pédalier, moteur 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. En revanche, les moteurs qui se trouvent dans la roue ne détectent pas la puissance de vos jambes, mais le nombre de rotation du pédalier, ce qui décharge plus rapidement la batterie. 

Cependant, le moteur du vélo est incapable de se mettre en marche s’il ne dispose pas d’une énergie suffisante. L’alimentation provient de la batterie, qui se trouve généralement sur 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. 

Sur le guidon ou intégré au cadre, il y a généralement un contrôleur pour le moteur. Il vous permet de décider du niveau d’assistance que vous souhaitez et de garder un œil sur le niveau de la batterie. 

Certains incluront un écran avec navigation, un suivi de la condition physique, la distance parcourue et bien d’autres fonctionnalités. Les données collectées fourniront une assistance électrique optimale. 

C’est parti ! 

Les éléments essentiels d’un vélo électrique 

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 : la force invisible 

Le moteur est sans aucun doute l’une des pièces centrales du bon fonctionnement d’un vélo électrique. Il en existe plusieurs types. Les plus courants sont le moteur pédalier et le moteur à moyeu. Un moteur à 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 : 

  • Moyeu de 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 moyeu de roue avant fonctionne avec un capteur qui détecte la quantité de jus à envoyer au moteur en fonction de la vitesse à laquelle vous pédalez. Après un “stop”, un “cédez le passage” ou un rond-point, le redémarrage est facile. En revanche, les sols glissants et sablonneux peuvent vous offrir de l’inconfort et déstabiliser légèrement le vélo. Idéal pour une conduite en centre-ville !  
  • Moyeu de roue arrière : il s’intègre aux engrenages du vélo. Cette connexion améliore la traction, la maniabilité et vous 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. 
  • 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 presque tous les types de vélos, 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 !

La batterie pour un regain d’énergie 

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 ! 

Ainsi entrent en jeu 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 la conversion des noyaux en plomb en lithium, 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 être légère et puissante pour ne pas vous alourdir. Les anciens modèles de vélos électriques sont généralement équipés de batteries au plomb, mais elles sont lourdes et ne stockent pas autant d’énergie. Aujourd’hui, les VAE ne sont plus équipés de batteries au plomb mais si vous vous tournez vers l’occasion, optez plutôt pour le lithium-ion. 

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, vous la branchez 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 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. Ces vélos électriques déchargent rapidement la batterie et nécessitent davantage de règles de sécurité car ils sont classés comme des cyclomoteurs. 

Châssis et transmission

Le cadre d’un vélo ordinaire est généralement en alliage d’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). Optez pour des rayons en chrome, en acier ou en laiton. 

La transmission fait référence aux pédales, plateaux, manivelles, chaîne et pignons. Toutes ces pièces fonctionnent ensemble pour faire avancer votre vélo électrique dans la bonne direction. 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. 

Les freins 

Les vélos électriques permettent d’atteindre facilement des vitesses élevées et pèsent plus lourd que les vélos classiques, ces deux facteurs les rendraient particulièrement dangereux sans 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 patins nécessitent très peu d’entretien et leur puissance de freinage est bonne, mais pas autant que les freins à disque hydrauliques. Il se place au niveau du moyeu du vélo ou de la jante, et requiert l’utilisation d’un câble. 

Le contrôleur 

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. 

Les différents types d’assistance électrique pour un vélo 

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.

L’assistance non proportionnée : capteur de pédalage

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.  

L’assistance proportionnée : capteur de couple 

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

Cette assistance détecte la vitesse à laquelle vous roulez 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. On la retrouve principalement sur les vélos haut de gamme. 

Trouver le meilleur vélo électrique 

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.

L’asphalte n’attends plus que vous ! 

Et bien sûr, portez toujours un casque lorsque vous êtes sur la route. 🚴