VAE 250 watts, un mythe ?
C'est quoi cette histoire de 250 watts maximum ?
La réglementation française fixe 250 watts continu maximum et une assistance possible jusqu'à 25 km/h en pédalant pour être considéré comme un vélo autorisé à rouler sur les pistes cyclables sans immatriculation ni casque ni assurance. C'est une expression complète « 250 watts continu maximum ». Ça veut dire que moteur peut tenir cette puissance pendant un temps indéfini sans cramer, et non que le moteur délivre une puissance maximale de 250 watts.
Une bicyclette de voyage Riese & Müller avec moteur d'assistance de 250 Watts continu maximum, et 1250 Watts-heure dans les batteries.
Pourquoi 250 watts ?
Ça pourrait être à cause des premiers moteurs d'assistance grand public pour vélos dans les années 80, des japonais, de très bonne qualité d'ailleurs, qui avaient cette norme industrielle. Ou parce qu'une tête d’œuf européenne chargée d'écrire les règles de droit s'est dit qu'une puissance de 250 watts pour un vélo, c'est bien. Ou les deux. Et les autres ont suivi et on en est resté là.
Il existe d'autres règles européennes, par exemple, la norme Le1a, 1000 watts et 25 km/h maxi. En Belgique et aux Pays-Bas, le Le1a est considéré comme un vélo. La France a rangé ça dans les cyclomoteurs, peut-être à cause de lobbies. Résultat : on n'en trouve pas. Dommage, ça pourrait être pratique pour des petits véhicules intermédiaires entre vélo et voiture, silencieux, avec un toit et un coffre à bagages en ville, périphérie ou zone rurale, la majorité des trajets faisant au maximum 6 km.
Donc 250 watts de puissance continue maximale et 25 km/h maximum pour un vélo électrique français, ça se perd dans la nuit des règlements, et c'est comme ça. Pour l'instant.
Le 250 watts maximum est-il un mythe ?
En pour de vrai, les 250 watts maximum sont explosés en pointe par tous les moteurs d'assistance, sauf peut-être quelques vieux moteurs fonctionnant en 24 volts, et encore. Certains moteurs, d'une marque allemande plutôt connue, montent joyeusement à près de 1000 watts en pointe avec des modèles pour VTT de sport, mais ils ne font « que » 250 watts continu maximum sans surchauffer et sont parfaitement homologués.
Les contrôleurs, des programmes sur carte électronique, contiennent l'informatique qui pilote le système d’entraînement et sont souvent intégrés dans le bloc du moteur. Un même moteur fonctionnant en 36 volts, réglé sur 15 ampères maximum, délivrera une puissance maximale en pointe de 36 x 15 = 540 watts, et réglé sur 25 ampères enverra 900 watts en pointe (36 x 25). Dans les deux cas, ce pourra être un 250 watts maximum continu tout à fait conforme à la réglementation, avec bien sûr une assistance limitée à 25 km/h maximum en pédalant.
Les arc-boutés sur les "250 watts maximum" ont donc probablement un problème de compréhension du fonctionnement de ces petits moteurs d'assistance destinés aux cycles à pédalage assisté. Bah. L'important est de se balader avec les ami-e-s.
Et les batteries de 2000 watts-heure (Wh), c'est permis ?
La batterie, c'est le réservoir. La puissance du moteur s'exprime en watts, et la taille du réservoir en watts-heure. En ayant davantage de watts-heure, on ira plus loin, mais ça ne changera à peu près rien à la puissance du moteur.
D'ailleurs, on peut alimenter un moteur électrique avec une batterie plus ou moins grosse, ou deux, ou des panneaux solaires, ou une pile à hydrogène, ou des combinaisons de tout ça, sans que cela modifie le fonctionnement du moteur. Le moteur, tant qu'il reçoit les volts dont il a besoin, il est content, et il se moque de savoir de quoi ils sortent. La réglementation ne prévoit aucun maximum pour la capacité d'une batterie.
Un vélo français à pile à hydrogène, 2 min de charge, 145 km d'autonomie, de chez Pragma à Biarritz.
Toutes les assistances sont-elles semblables ?
Pas du tout, la variété est grande, comme pour les moteurs à pétrole.
Les moteurs de VAE les plus répandus dans les pelotons de cyclotouristes sont ceux à priorité proportionnelle. Plus le cycliste appuie fort sur les pédales, et, pour une part, plus il tourne vite les pieds et plus le moteur délivre de la puissance. Il peut en outre régler ce que va donner le moteur, en choisissant un réglage faible, moyen, ou fort. Certains moteurs privilégient le couple, pour transporter du poids comme sur les vélos-cargos par exemple. Ce sont les moteurs européens Bosch, Brose, Valeo, les japonais Yamaha, Shimano..., les chinois Bafang, Ananda, Tongcheng..., ces moteurs sont très souvent placés au pédalier et supposent un cadre spécialement conçu pour les accueillir.
VAE gravel équipé d'un moteur piloté par une assistance à priorité proportionnelle. Un Moustache, assemblé dans les Vosges.
D'autres assistances, plus économiques, sont à priorité vitesse. Elles peuvent avoir par exemple, trois réglages : 15 km/h, 20 km/h et 25 km/h. Dès qu'on bouge les pédales, le moteur entraîne le vélo pour atteindre la vitesse choisie (faible / moyen / fort). Ce sont fréquemment des moteurs chinois, mais il y en a aussi des européens et des japonais, placés en majorité dans le moyeu de la roue avant ou arrière.
Le troisième type est à priorité puissance. A chaque niveau d'assistance correspond un pourcentage de la puissance maximale du moteur. Ainsi, par exemple, au niveau 2 peut correspondre 20 % d'un maximum de 540 watts, soit 108 watts. Le cycliste ajoute sa propre force à celle du moteur, par exemple 50 watts. À eux deux, ils ont 158 watts. En côte, au niveau 6, le moteur pourra délivrer 324 watts, et le cycliste toujours 50 watts, à eux deux 374 watts. Les moteurs à priorité puissance les plus répandus chez les cyclotouristes sont les BBS Bafang chinois, paramétrables et situés au pédalier. Il y en a d'autres.
Chaque type de priorité a ses avantages et ses inconvénients. La priorité proportionnelle est celle à laquelle les cyclistes coutumiers s'habituent le plus vite. Mais un faiblard n'aura pas assez de force pour tirer bénéfice de la totalité de la puissance du moteur avec cette priorité.
Rouler à vitesse constante sans faire beaucoup d'effort pour aller au bureau en silence peut être bien pratique avec la priorité vitesse.
La priorité puissance est appréciée des moins vaillants puisque la force du moteur est indépendante de celle du cycliste, qui pédale quand même, même s'il peut peu. On s'en sert aussi sur des vélos chargés (d'enfants, en camping, pour les livraisons et l'artisanat, en cas de surpoids...).
On lit souvent les mêmes erreurs dans certains articles. Il n'y a pas de correspondance automatique entre la place du moteur (avant, milieu, arrière) ou son type de priorité et son accélération par exemple. Un moteur non proportionnel roue arrière n'a aucune raison a prori d'être moins progressif à l'accélération qu'un moteur central si son programme et son paramétrage sont conçus pour des démarrages en douceur. De même, un moteur roue avant ou au pédalier peut être piloté par un programme proportionnel et délivrer une accélération brutale au démarrage. Ce ne serait potentiellement destructeur pour la mécanique, mais tout à fait possible.
Randonneuse cyclo camping cadre acier avec système à priorité puissance ajouté en kit.
Les propriétés des moteurs dépendent de leurs qualités propres et de leurs réglages, programmes et paramètres : puissance maximale, vitesse maximale, force au démarrage, accélérations et reprises, couple, délai d'arrêt du moteur après l'arrêt du pédalage, etc.. sans oublier les caractéristiques du vélo (c'est un vélo, pas une soucoupe volante !), dont principalement la transmission plus ou moins variable, plus ou moins longue (vitesse) ou courte (couple), etc.
Des moteurs sont dits « direct drive », ils n'ont pas de diminutions et sont plus gros et plus lourds. Ils permettent de récupérer l'énergie au freinage. D'autres ont des engrenages internes (qu'il faudrait graisser) ou externes (à chaine). Certains sont placés dans un moyeu de roue, et d'autres entraînent l'axe de pédalier, chacun ayant ses spécifications et sa manière d'être conduit. Ces divers systèmes et emplacements sont indépendants du type de priorité de l'assistance. Il est souhaitable qu'à terme des programmes plus finauds que les actuels encore bien frustres permettent au cycliste de choisir son mode d'assistance et de paramétrer les réglages facilement, sans être soumis aux règles imposées par la machine.
Des programmes évoluent. Certains moteurs européens et japonais notamment, à priorité proportionnelle, peuvent se comporter, au moins à relativement basse vitesse, comme des moteurs à priorité puissance. Leurs couples ont aussi beaucoup augmenté ces derniers temps. Ils sont ainsi plus faciles à mener chargés et/ou en montée même si on est pas très costaud. Il serait paradoxal de pouvoir tirer bénéfice d'un moteur que si on est suffisamment fort...
Celles et ceux qui souhaitent creuser un peu les aspects techniques, pourront consulter, au moins :
- Les articles du dossier les vélos électriques de Cyclurba ont pris un coup de vieux, et n'ont pas été complétés. Ils constituent néanmoins une introduction abordable aux aspects techniques.
- Celles et ceux qui ne sont pas rebutés par quelques graphes, schémas et descriptifs technologiques consulteront cette page la technique du VAE rédigée par Christophe Bayard, chargé de mission technique de la Suntrip, et donc infiniment plus compétent que moi.