Dis, comment ça marche un VAE?

 Bonjour

Aujourd'hui, je vais vous proposer un petit texte un peu différent, non pas sur "un" VAE, mais sur "les" VAE.
Étant un peu sur les réseaux sociaux, je lis souvent des approximations, des erreurs ou simplement des interrogations sur ces vélos.
Je vais essayer de clarifier un peu tout ça, et peut être vous apporter des réponses à certaines de vos questions. Je vais surtout essayer de pas raconter trop de bêtises:)

Avant de commencer, un résumé important: si on ne pédale pas sur un VAE, il ne se passe rien (il est possible que je le redise plusieurs fois :))

Un VAE, c'est quoi, et comment ça marche

Première question, qu'est ce qu'un VAE. Cet acronyme bizarre signifie Vélo à Assistance Électrique. Tout est dans le mot "ASSISTANCE".
Ceci n'est pas un vélo électrique.
Le vélo va être équipé d'un capteur (différent selon le type de moteur, voir plus loin), qui va détecter le pédalage, et se mettre alors en marche pour AIDER le cycliste.
Personnellement (et ceci n'engage que moi), je vois le VAE comme un échange de bon procédés entre le moteur et le cycliste. Le moteur va aider le cycliste, et le cycliste va aider le moteur

"oui mais mon voisin, il a un super vélo acheté sur alimazon, il a une gâchette, et wawawoum, il roule tout seul"
Alors ton voisin, il n'a pas un VAE, il a un vélo électrique, et devrait être immatriculé et assuré, et rouler avec un casque de moto sans utiliser les pistes cyclables. Si ce n'est pas le cas, il risque au mieux une amende, au pire, s'il renverse quelqu'un sans être assuré, il payera les dégâts tout seul
La classification des VAE est assez stricte et claire , le moteur doit avoir une puissance nominale de 250Watt et l'assistance se couper à 25 km/h.

"oui mais 250 watt, c'est naze, moi j'ai un kit 1000 watts, ça ça envoie du pâté"

Je vous laisse relire la ligne du voisin, c'est pareil :).

Si vous achetez ce genre de kit ou vélomoteur en France, normalement, il doit y avoir une ligne quelque part qui stipule "non homologué pour un usage sur la voie publique". Donc si vous avez un circuit, un champ, vous pouvez aller jouer avec . Si c'est pour rouler sur route, ce n'est pas autorisé.
il existe une catégorie "speedbike", qui est un VAE avec une assistance qui se coupe à 45 km/h, mais ça rentre dans la catégorie des cyclomoteurs, donc assurance, casque, immatriculation et permis de conduire. Ça peut remplacer un scooter 50cc. Quechoisir a fait un excellent article sur le sujet

Bref, retour aux VAE qui nous intéressent ici.

On a donc un moteur avec une puissance nominale de 250W
Une assistance qui se déclenche uniquement quand on pédale
Une assistance qui se coupe à 25 km/h . il y a quelques % de tolérance, sur les vélos que j'ai testé, l'assistance se coupe entre 25 et 26.5 km/h en général

En respectant ces 3 points, il y aura bien sur des différences de couple, de force, de mode de fonctionnement et d'autonomie

"what, mais tu viens de dire que la puissance était limitée, et maintenant tu dis qu'il y en a des plus puissant que d'autre"

Effectivement, c'est là qu'intervient :

Le couple

Le couple est noté dans toutes les fiches techniques des moteurs. En résumé, c'est la capacité du moteur à monter des pentes et tracter des charges.
Normalement, plus le couple est élevé, plus le vélo sera capable de gravir des fortes pentes ou d'accélérer rapidement (toujours sans dépasser les 25).
Par exemple, un moteur de 70Nm vous aidera plus dans les montées qu'un moteur de 45 Nm, à transmission et roue de diamètre identiques.
J'y reviens dans les différents types de moteur, mais c'est pour cela qu'en général, on trouve des couples très élevés sur les VTT-AE, qui vont avoir plein de gros dénivelés à franchir, et moins sur les vélos de ville.
exemple : E-tilt 500, 26Nm, prévu pour la ville et les faibles dénivelés  VS E-ST900, 70Nm, prévu pour grimper aux arbres (ou presque)
Il faudra comparer le couple entre des moteurs similaires. Par exemple, comparer (comme je le fais au dessus:))  un moteur roue avec un moteur pédalier ne veut pas dire grand chose.
Un moteur roue mis dans une roue de 20 pouces aura plus de pêche que le même moteur mis dans une roue de 28 pouces .
Un moteur pédalier de 45nm de couple avec un plateau de 44 et un grand pignon de 36 dents grimpera mieux les côtes que le même moteur avec le même plateau, mais un pignon de 32.
Comme pour vous sur un vélo sans moteur, plus la transmission est courte, mieux on grimpe.
Mais en règle générale, plus le moteur a de couple annoncé, mieux il va grimper les cotes dans l'usage pour lequel le vélo est prévu (c'est pour ça qu'on trouve en général des plus grands plateaux sur les VAE de ville que sur les VTT-AE, par exemple : Elops 920e, plateau de 42 dents, E-st900e, plateau de 34 dents))

36Vx14A -> 504Wh (arrondi 500)

C'est quoi les volts et les ampères

C'est très simple.
Plus il y a d'ampères, plus l'autonomie est grande
Plus il y a de volts, plus le moteur aura la pêche (sans dépasser les 25km/h:)

Ceci va bien sûr dépendre aussi du type de vélo, de son poids, de la façon de solliciter le moteur.
on parle souvent de Wh pour la capacité des batteries. Les Wh, c'est Volts x Ampère , donc en règle général, on peut dire que plus il y a de Wh annoncés, plus le vélo aura d'autonomie.
La "norme" pour les VAE urbain est souvent de 36V, et un minimum de 11.6A pour avoir une autonomie correcte.

Il y a 2 types de moteurs principaux, les moteurs "roue" et les moteur "pédalier". Je ne parle volontairement pas des systèmes à base de galet ou autre roue crantée qui frottent sur le pneu, on est (pour moi, avis qui n'engage que moi) plus dans le bricolage que le système pour un usage régulier.

Le moteur roue

moteur roue de l'elops 900e

Comme son nom l'indique, le moteur roue est .... dans la roue.
si si :)
On peut trouver ce moteur dans la roue avant ou la roue arrière. A titre personnel, je préfère dans la roue arrière, pour des raisons assez simple de tenue de route sur sol glissant (vous allez comprendre plus loin, teasing :)).
Le moteur roue est assez binaire, il a 2 mode, "éteint" ou "à fond".
Il est associé à un capteur de pédalage qui ne détecte que la rotation des pédales, et un capteur de vitesse pour l'arrêter quand le vélo dépasse la vitesse limitée (toujours 25 km/h chez nous) ou choisie au niveau de l'ordinateur de bord (si < 25 km/h).
Il y a également en général un contacteur au niveau des freins, pour couper le moteur quand on freine.
Le fonctionnement est très simple :
- le cycliste se met à pédaler
- le capteur de pédalage détecte la rotation du pédalier
- le contrôleur envoie 100% de la puissance demandée au moteur
- Quand le vélo atteint la vitesse voulue, le moteur se coupe et repasse en 100% musculaire
- si le vélo repasse sous la vitesse voulue, le moteur repart pour le ramener (ou essayer de le ramener) à la vitesse voulue

Contacteur de frein

En général, sur ce type de motorisation, les niveaux d'assistance que l'on va choisir sur la console au guidon correspondent à une vitesse. Par exemple, sur un Elops 900e, le mode 1 correspond à 15km/h, le mode 2 à 22 km/h et le mode 3 à 25 km/h. En général tout le monde se met en mode 3 .
Donc, si je suis en mode 3, dès que le capteur de cadence a remarqué que je pédalais, le moteur va mettre 100% de sa puissance pour aller à 25 km/h.
Quand je vous disais que je n'étais pas fan des moteurs roues avant, c'est à cause de ce type de fonctionnement.
Si vous êtes sur un chemin en gravillon, vous ralentissez pour prendre un virage, en milieu de virage, vous donnez un petit coup de pédale, le moteur se remet en marche, la roue avant risque de patiner, et vous devenez le roi du drift. Ou pas .

Ce type de moteur (dans la roue arrière donc) a plusieurs avantages.
 Le premier est le coût, un vélo ainsi équipé va être en général moins cher que son homologue avec un moteur pédalier.
 Ce moteur aura également une très bonne accélération, comme il envoie toute sa puissance, le passage de 0 à 25 km/h est très rapide
 Il va tout faire pour maintenir une vitesse constante, comme un régulateur de vitesse automobile
Le cycliste aura moins l'impression de forcer sur les pédales sous les 25 km/h
Il sollicite moins l'ensemble plateau/chaine/pignon

Il aura quand même quelques inconvénients
Comme il détecte la rotation des pédales, il lui faut un petit temps pour se mettre en marche. Donc le premier 1/4 ou 1/2 tour de pédalier se fait sans moteur. Les démarrages en côtes peuvent être compliqués (sauf si le vélo à une aide au démarrage)
Comme le moteur met toujours 100% de la puissance, il va consommer un peu plus  que le moteur pédalier
Sur des grosses montées, comme le moteur est directement dans la roue, il ne "profite pas" de la transmission, et ne pourra pas forcément atteindre la vitesse voulue
Il faudra se méfier quand on ralenti avant un arrêt, et que l'on veut repasser ses vitesses pour se mettre en 1ere. Si on mouline dans le vide, le moteur se remet en marche.

A noter que sur certains vélos, on commence à voir apparaitre des moteurs roues avec un capteur de couple. Ce capteur permettra de gérer la puissance de l'assistance en fonction de la force de pédalage. Cela sera moins souple qu'un moteur pédalier, mais le fonctionnement sera progressif.
Ce type de moteur offre les avantages du moteur roue et certains avantages du moteur pédalier.

Le moteur pédalier

moteur pédalier Elops 920e

Donc encore une fois, comme son nom l'indique, le moteur pédalier est dans .... le pédalier (non, franchement, on s'y attendait pas avec un nom comme ça :)).
On reconnait les vélos équipés de ce type de moteur au gros boitier au niveau du pédalier, car toute la partie mécanique va être là.
A la différence du moteur roue, le moteur pédalier est équipé d'un capteur de couple et non d'un capteur de pédalage.
Lorsque le cycliste va se mettre à pédalier, le moteur va analyser en temps réel l'appui sur la pédale, et définir en fonction de cet appui l'assistance qu'il va fournir.
Il y aura bien sûr plusieurs niveaux d'assistance, mais chaque niveau permettra d'avoir une assistance jusque 25 km/h, le mode 3 aura simplement une meilleure accélération et plus d'assistance que le mode 1.
La grosse différence avec le moteur roue (avec capteur de pédalage) est que l'on pourra rouler à la vitesse que l'on veut, et le moteur nous apportera l'assistance voulue. Même si l'on roule à 17km/h en mode 3, le moteur va détecter une faible pression (sur le plat), et adapter l'assistance en fonction.
Imaginons un cycliste qui roule à 20 km/h sur le plat. Le moteur l'aide un peu en mode 1, faisant juste oublier le poids du vélo. Si le cycliste attaque une montée, il va appuyer plus fort sur les pédales, le moteur va instantanément apporter un peu plus de puissance pour lui permettre de garder la même vitesse.
Si il veut forcer un peu moins, il suffit de passer en mode 2 ou 3 (ou plus). Tant que le vélo ne dépasse pas les 25 km/h, plus le cycliste appuiera fort, plus le moteur fournira d'assistance. Ce type de moteur sera plus efficace dans les grosses montées.
Comme le moteur analyse en temps réel l'appui sur les pédales, la sensation se rapproche d'un vélo classique, avec une assistance très progressive et fluide. Vous allez pédaler comme avec un vélo "sec", mais vous aurez l'impression d'avoir les cuisses de Peter Sagan (jusque 25 km/h....).

Il sera donc plus facile de doser son effort et la puissance, ce qui sera un avantage dans des conditions d'adhérence précaires . Pour avoir testé le vélotaf sur la neige, je suis à peu près certain qu'avec un moteur roue, ça aurait été très compliqué. Avec mon moteur pédalier, c'était juste délicat :). C'est pour cela par exemple que la plupart des VTT-AE "sportifs" sont équipés de ce type de moteur. Plus souple, plus progressif, et plus de couple
Suivant les moteurs, la coupure en arrivant à 25 km/h sera plus ou moins souple, ainsi que la reprise de l'assistance.
Par exemple, sur le mien, la coupure en mode 2 (sur 3) ne se sent pas, alors que en mode 3, on a l'impression d'avoir les jambes "coupées" .

 Le moteur pédalier aura pas mal d'avantage par rapport au moteur roue

- l'arrivée de la puissance est progressive, c'est dosable au km/h près
- il démarre mieux en montée, car il détecte l'appui, et pas la rotation
- tant qu'on ne dépasse pas les 25, si on appui plus fort en montée, il va aider un peu plus
- il bénéficie de la transmission. Quand vous passez une vitesse, vous forcez moins, ça sera pareil pour lui
- il aura en général plus de couple qu'un moteur roue
- on peut avoir un moyeu à vitesses intégrées
- il consomme moins, car il n'est pas tout le temps "à fond"

capteur de changement de vitesse

Il y aura bien sûr aussi quelques inconvénients par rapport au moteur roue
- Le passage 0-25 peut être moins rapide
- On a plus la sensation de pédalage, certains préfèrent, d'autres pas
- Il sollicite plus la transmission. Les chaines, cassettes pignons souffrent plus, et il faut bien relâcher l'effort le temps de passer une vitesse. Certains vélos ont un système permettant de couper le moteur un court instant le temps de passer une vitesse

Comme je le sous entendais au dessus, il y a des gens qui préfèrent le moteur roue, d'autres le moteur pédalier. Suivant son usage et sa façon de pédaler, l'une des deux motorisations pourra mieux convenir. Le mieux reste bien sûr d'aller essayer, et se fier à son propre ressenti. Votre voisin / ami / collègue adore son vélo, mais son besoin n'est peut être pas le même que vous, et si le moteur pédalier lui convient, peut être que pour vous, le moteur roue est plus pertinent (ou l'inverse).

Quelques questions (et j'espère leurs réponses)

Est ce qu'on roule plus vite en VAE ?

Oui et non. On ne roule pas plus vite en vitesse de pointe avec un VAE. Avec le poids du vélo, il sera compliqué sur le plat de dépasser les 27/30 km/h, là où un cycliste moyen sur un vélo de route roulera sans trop d'effort à 30/35 km/h. Par contre, en montée, on pourra rouler entre 20 et 25km/h, ce qui sera plus compliqué avec un vélo classique. Le gain va surtout se voir sur la vitesse moyenne, et sur la moindre sensibilité à votre état de forme et aux conditions. Avec un VAE, même le jour où vous n'êtes pas en forme, le jour où il y a du vent de face, sur un terrain vallonné, vous allez garder la même vitesse moyenne sur votre trajet (à peu près). Sur un vélo classique, la différence de temps de trajet entre "je suis en forme et il n'y a pas de vent" et "je suis un peu fatigué et j'ai du vent de face" sera plus importante.
En plus d'être assuré de mettre toujours le même temps, on pourra aussi faire des grandes distances sans être obligé de passer par la case "vestiaire + douche" à l'arrivée. Ce n'est pas négligeable.

Pourquoi avoir mis un dérailleur s'il y a un moteur ?

Comme dit plus haut, le VAE offre une assistance au pédalage, et c'est un échange de bons procédés entre le cycliste et le moteur. Le moteur vous aide, mais vous aidez aussi le moteur. Si on ne passe pas les vitesses, le moteur fait tout le boulot, et l'autonomie s'en ressent.
Oui, je sais, il existe des VAE monovitesses. c'est pas mal sur terrain plat, j'en ai testé un sur terrain avec du dénivelé, et comment dire, c'est pas foufou .

Est ce qu'on peut rouler sans moteur ?

Oui, on peut. C'est LA question qu'on a en magasin quasiment à chaque fois, "est ce que je peux rouler sans moteur". Donc oui, on peut. Mais personne le fait à moins d'y être contraint. Parce que 25kg sur le plat, ça va. dès que ça monte un tout petit peu, c'est pénible. Trust me, j'ai testé :).

Est ce que je suis limité à 25 km/h ?

Oui et non. Le moteur arrête de vous aider à 25 km/h, MAIS rien ne vous empêche de pédaler plus vite, et d'aller plus vite en descente. J'ai eu des gens qui pensaient que le vélo freinait pour ne pas dépasser les 25, ce n'est pas le cas.

Est ce que je peux prendre les pistes cyclables ?

Oui, avec un VAE limité à 25km/h on a bien sûr le droit. Par contre, avec un Speedbike, on ne peut pas.

Est ce que je dois mettre un casque ?

Chacun fait ce qu'il veut, ce n'est pas obligatoire. Mais j'apprécie mon casque à visière pour ne pas avoir de bestiole dans l’œil

Est ce que je dois mettre un gilet jaune ?

Oui, la nuit, hors agglomération, comme un vélo classique

Quel moteur pour quel usage ?

Là, la question est compliquée, ça dépend un peu de chacun, de ce qu'on cherche, et du type de trajet.
Pour quelqu'un qui veut un grosse autonomie, en général, les moteurs pédaliers seront mieux
Pour un usage en ville avec du dénivelé et beaucoup d'arrêt/départ, je trouve (mon avis à moi) que le moteur pédalier est mieux
Si on veut avoir une vraie sensation de pédalage, encore une fois, moteur pédalier , ou moteur roue avec capteur de couple
Pour quelqu'un qui fait des longs trajets sans trop d'interruption, le moteur roue pourra être plus agréable
Si vous voulez un VAE qui vous assiste sans appuyer trop fort sur les pédales (mais où il faut pédaler quand même) , le moteur roue est pour vous
Si vous voulez faire des démarrages canons aux feux, le moteur roue conviendra bien.

Bref, je conseille surtout de tester les différentes motorisations avant achat, si possible en condition réelle, pour bien sentir les différences