Moteurs, transmission… Où en est l’innovation dans le vélo électrique ?

Eric Dupin · 23 Juil 2023 17:30 · 3
Moteurs, transmission… Où en est l’innovation dans le vélo électrique ?

Les vélos électriques connectés sont devenus courants, mais l’innovation dans le secteur ne se limite pas au transfert de données via internet. Les moteurs et les transmissions sont le nouveau terrain de jeu des équipementiers.

Depuis que de jeunes entreprises et start-up ont investi le secteur du vélo à assistance avec une approche focalisée sur l’innovation, de nombreuses machines connectées ont débarqué sur le marché. Une connectivité qui a ouvert tout un champ de possibilités et de fonctionnalités calquées sur celles d’autres secteur, et notamment de l’automobile et du smartphone. Il est ainsi devenu courant de pouvoir tracer et localiser sa machine en cas de vol, mais aussi d’accéder à tout un monde de données en temps réel ou agrégées sur son utilisation.

L’électronique permet même dans certains cas de s’affranchir du vénérable système de dérailleur au profit d’un dispositif de traction qui gère « intelligemment » la force nécessaire en fonction de la topographie du parcours. Voire, même, qui le mémorise pour les trajets à venir.

Mais si la connectivité et la gestion de la data ont permis au secteur de faire un grand pas dans le futur qui est devenu le présent, ce ne sont pas les seuls domaines dans lesquels l’innovation contribue à révolutionner l’usage de la bicyclette, notamment électrique.

D’autres entreprises se penchent sur la question, des entreprises plus anciennes et traditionnelles, qui ont cependant toujours leur mot à dire, et dont le savoir-faire dans certains domaines n’est plus à démontrer. Elles s’appellent Bosch, Yamaha, Valéo, voire même… Decathlon, et elles aussi innovent dans leurs domaines respectifs, notamment la motorisation et la transmission.

De nombreuses nouveautés ont été annoncées ces derniers temps dans ces domaines, l’occasion pour Cleanrider de faire un point.

Le moteur, nouvelle frontière de l’innovation dans le vélo électrique

Le moteur est l’un des éléments clés d’un vélo électrique. Plusieurs fabricants se disputent le marché des moteurs pour VAE, chacun proposant des solutions innovantes pour répondre aux attentes des usagers.

Bosch, le pionnier

C’est le cas de Bosch, leader dans la motorisation de vélos à assistance électrique. Le constructeur a dévoilé fin 2022 un nouveau moteur Performance Line CX Race qui offre une assistance puissante avec jusqu’à 400 % de support. C’est aussi le moteur le plus léger de Bosch, monté sur les modèles haut de gamme de VTTAE. Le Performance Line CX Race Limited Edition dispose d’un mode Race qui assure une réponse directe, un poids réduit et une assistance électrique parfaite. Le dernier-né des moteurs Bosch ne pèse que 2,75 kg, ce qui en fait le plus léger de la gamme.

Mais Bosch ne se contente pas de faire évoluer régulièrement sa gamme de moteurs. C’est aussi du côté de la gestion de l’assistance que cela se joue, avec des systèmes adaptatifs de plus en plus intelligents. Deux modes de conduite novateurs, baptisés Auto et Cargo, ont été récemment dévoilés. Le mode Auto ajuste automatiquement le niveau d’assistance en fonction des conditions de conduite, procurant ainsi une expérience plus fluide. D’autre part, le mode Cargo a été spécialement conçu pour les vélos cargos électriques, offrant un boost d’assistance lors de situations spécifiques, notamment lors du transport de charges lourdes. Une autre fonctionnalité intéressante est la nouvelle option « Hill Hold, » qui se traduit par une « aide à la poussée ». Cette fonction est particulièrement utile lorsque l’utilisateur doit descendre du vélo pour le pousser, par exemple sur un terrain escarpé.

Bosch Performance Line CX Race Limited Edition

Yamaha ne fait pas le poids

La course au poids, notamment dans le VTT électrique, semble être l’un des nouveaux objectifs des manufacturiers. Yamaha, qui a également une longue histoire dans le domaine, est arrivé récemment à faire mieux que Bosch. Le dernier ajout à la gamme de moteurs pour vélos électriques de la marque nippone est le tout nouveau bloc Yamaha PW-XM, qui allie légèreté et puissance élevée. Il pèse 100 grammes de moins que le Performance Line CX de Bosch. Côté gestion, il propose cinq modes d’assistance, ainsi qu’un système d’aide à la marche et surtout l’Automatic Support Mode, qui ajuste automatiquement le niveau d’assistance en fonction des conditions de conduite.

Pinion sur rue

L’équipementier allemand Pinion a récemment dévoilé le MGU (Motor.Gearbox.Unit), un moteur innovant conçu spécialement pour les vélos électriques. Léger, avec seulement 4 kg, ce moteur se distingue surtout par son intégration d’une boîte de vitesse électronique qui entraîne une courroie. Bien que la boîte de vitesse ne soit automatique que dans certaines circonstances, elle se révèle plus polyvalente que la solution à 8 vitesses de Valeo. Pinion propose deux configurations : l’une à 9 vitesses (E1.9) et l’autre à 12 vitesses (E1.12). La version à 12 vitesses, en particulier, sera particulièrement intéressante pour les VTT à assistance électrique. Les changements de vitesse s’effectuent de manière électronique en se basant sur une multitude de capteurs. Ces capteurs sont présents pour assister le cycliste en lui indiquant le moment optimal pour changer de vitesse et pour permettre des changements fluides, rapides et précis.

Decathlon facilite le pédalage

Decathlon a dévoilé à l’automne dernier le B’Twin Long Distance 920 E Connected, son tout premier vélo électrique équipé d’un moteur à boîte automatique. Ce nouveau VAE se démarque par son moteur électrique à boîte de vitesses automatique, développé en partenariat avec la société belge e2Drives. L’un des atouts majeurs de ce vélo réside dans sa facilité de pédalage. Dès le coup de pédale, le vélo réagit instantanément. D’autre part, l’élimination des vitesses se traduit par une plus grande simplicité. En supprimant le dérailleur, l’entretien est réduit, contribuant ainsi à la durabilité du produit. La disponibilité de ce VAE était annoncée pour le printemps 2023, mais nous n’en avons encore trouvé aucune trace sur le site du distributeur…

À lire aussi Découverte Decathlon LD 920 E : un vélo électrique révolutionnaire ?

Valéo automatise la transmission

Nous ne pourrons pas boucler ce tour d’horizon de l’innovation dans les moteurs de VAE sans mentionner l’initiateur du moteur intelligent à boîte de vitesses intégrée, le géant français Valéo. Fin 2020, Valeo a dévoilé un dispositif révolutionnaire sur le marché du vélo à assistance électrique. Le système est intégré au pédalier, combinant un moteur électrique de 48 volts et une transmission automatique adaptative à 7 rapports. Le couple moteur puissant, pouvant atteindre jusqu’à 130 Nm, multiplie l’effort du cycliste par 8, offrant ainsi une assistance optimale. Valeo présente ce dispositif comme étant « beaucoup plus efficace » que les moteurs de 24 et 36 volts présents sur la plupart des vélos électriques du marché. L’élément clé de ce système est son changement de vitesses entièrement automatique et prévisible. Un algorithme évalue la cadence du cycliste, la puissance de pédalage, ainsi que son style et le terrain et ajuste automatiquement les vitesses sans qu’il soit nécessaire d’appuyer sur un bouton ou de tourner un levier. Grâce à ce dispositif, un vélo électrique cargo transportant une charge de 150 kg peut gravir sans difficulté une pente de 14 %, avec une assistance efficace, facilitant ainsi le déplacement pour le cycliste.

Pour la transmission, vous êtes plutôt chaîne, courroie, cardan ou aucun des trois ?

Autre terrain de jeu des fabricants et équipementiers, le mode de transmission de la puissance entre le moteur et la roue motrice. Ou les roues motrices, car oui il existe des vélos à transmission intégrale.

Si la bonne vieille chaîne reste largement majoritaire dans la transmission, y compris dans les VAE les plus sophistiqués ou les plus puissants, y compris dans le monde du speed-bike, d’autre liaisons ont fait leur apparition. Voyons en détail ce qu’il en est exactement.

Les vélos à cardan

Ils s’appellent Arcade, Amsterdam Air ou E-Cardan, mais ils proviennent du même fabricant, et restent assez seuls sur leur marché, celui des vélos à cardan. Une idée séduisante mais finalement très peu reprise par les autres fabricants, à l’instar des motos BMW, dont la transmission par cardan n’a pas fait beaucoup d’émules. Il faut dire que si le cardan comporte de nombreux avantages comme la fiabilité, l’absence d’entretien et surtout de dérailleur, il a aussi ses défauts. Parmi eux un poids légèrement plus élevé que la chaine, mais surtout une déperdition d’énergie due au système de transmission qui peut aller jusqu’à 10%. A prendre en compte si l’on a notamment des pentes à fort pourcentage de dénivelé dans ses trajets.

Les vélos à courroie

C’est un peu l’apanage des vélos électriques urbains de nouvelle génération comme les Cowboy ou Ellipse, parmi de nombreux autres. La courroie d’entraînement, qui remplace donc la chaîne, est généralement fabriquée à partir d’un mélange de polyuréthane et de fibre de carbone type kevlar. Un alliage qui permet à cet élément d’être particulièrement résistant et qui lui confère une durée de vie nettement supérieure à celle d’une chaîne à maillons classique. Au chapitre des avantages de la courroie, essentiellement le poids, le silence, et le fait qu’elle ne nécessite pas d’être lubrifiée. Mais elle comporte également quelques inconvénients, comme celui d’être plus coûteuse qu’une chaîne, et surtout de ne pas être compatible avec les systèmes traditionnels de dérailleurs, ce qui impose un système de passage de vitesses lui aussi plus coûteux de moyeu à variation continue ou de moyeu à vitesses internes.

À lire aussi Vélo électrique à courroie : quels sont les avantages et inconvénients ?

Les vélos sans chaine ni courroie ni cardan

Dernière innovation en la matière, les vélos électriques qui adoptent un système que l’on pourrait un peu comparer avec le « fly by wire » des avions ou de certaines voitures, à savoir pas de liaison mécanique entre le pédalier et la roue, mais uns transmission électronique des données de pédalage. L’un des premiers fabricants impliqués dans cette innovation est Schaeffler avec son système Free Drive, qui intègre une batterie lithium-ion, un générateur installé dans le pédalier du vélo, un moteur de 250 watts dans le moyeu arrière, ainsi qu’un boîtier de commande fixé sur le guidon. Donc sans chaîne ni courroie, le générateur situé dans le pédalier communique avec les autres composants via une connexion CAN, déjà couramment utilisée dans l’industrie automobile. Afin de conserver la sensation d’un vélo classique, le générateur ajuste automatiquement la résistance en fonction de l’effort exercé par le cycliste.

Autres acteurs de la transmission sans chaine ni courroie, les deux sociétés françaises Look Cycle et Cixi. La technologie baptisée PERS (Pedaling Energy Recovery System) mise au point par les deux partenaires a été développée pour remplacer le système d’engrenages classique sur les vélos. Grâce à un algorithme qui traite la vitesse de pédalage, un signal est envoyé au moteur par un câble, permettant de contrôler l’allure du vélo de manière intuitive. Le système est équipé d’un moyeu à variation continue. Le pédalage génère de l’énergie qui pourra être utilisée pour augmenter l’autonomie du vélo ou pour continuer à rouler même lorsque la batterie est vide.

Algorithmes, gestion de la donnée, suppression des transmissions mécaniques, intelligence, à l’instar de ce que nous connaissons dans l’automobile, les groupes propulseurs des VAE ont très certainement un fort potentiel d’innovation qui s’ouvre devant eux. Ce qui devrait inciter toujours plus de nos concitoyens à passer aux modes doux, et ainsi contribuer à la décarbonation des transports.


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Commentaires

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6 mois il y a

Un (super) article sur l’innovation dans le VAE et l’automatisme, mais pas un mot sur IWEECH ?!? A quel adresse peut-on vous contacter ?

Ffff
6 mois il y a

Belles perspectives. N’oublions pas quand même qu’en devenant électriques, les vélos ont multiplié leur prix par 10.