Motorisation VTTAE – Comment ça marche ?

Finalement, elle est belle l’histoire… On continue à pédaler comme si de rien n’était, on repousse nos limites, on élargit notre terrain de jeu, on pilote de plus en plus et on va même parfois jusqu’à progresser… Le tout sans se poser plus de questions que ça ! Avec des mots simples et en essayant de rester concis, j’ai donc décidé de vous expliquer rapidement comment fonctionne la motorisation de nos VTT à assistance électrique. A la longue, il fallait bien que quelqu’un s’y colle… C’est aujourd’hui chose faite !

Par Chris Caprin

Le moteur…

Sur nos VTTAE de concept récent, il est constitué de trois parties assemblées à l’intérieur de deux carters qui constituent le bloc moteur.

La première, électrique, se compose d’un stator (fixe) et d’un rotor (mobile) qui utilisent la création d’un champ magnétique pour dispenser la puissance nécessaire (250 Watts pour le VTTAE). L’ensemble puise son énergie dans la batterie.

La deuxième, mécanique, repose sur un assemblage de pignons ou d’engrenages et parfois même d’une courroie. Une sorte de boîte de vitesses qui transmet la puissance au pédalier et offre ainsi une assistance au pédalage.

Quant à la troisième, électronique, c’est la plus complexe et elle s’appuie sur une cartographie spécifique à chaque type de motorisation et à chaque marque. La carte va chercher les informations dont elle a besoin à travers les différents capteurs situés sur le vélo. Avec l’aide d’un ensemble d’algorithmes, ceux-ci permettent d’obtenir des modes d’assistance différents, mais également de gérer l’onctuosité du pédalage et la façon dont la puissance et le couple sont dispensés.

Les capteurs…

Leur nombre varie selon les motorisations, mais plus les produits évoluent, plus il augmente. On trouve d’abord un capteur de rotation, le plus essentiel, qui calcule les tours de roues effectués dans un laps de temps donné et affiche la vitesse du vélo.

Ensuite, et c’est la base des systèmes qui équipent nos VTT à assistance électrique, on ajoute un capteur de couple et un capteur d’accélération. En analysant ces informations, la carte mère dispose de données nécessaires pour déterminer la base du comportement de l’assistance électrique.

On note aussi que certaines marques, comme Giant ou Specialized, utilisent la base mécanique d’une motorisation (en l’occurrence, respectivement Yamaha et Brose) et s’approprient la gestion de la carte électronique. Un excellent moyen de développer un comportement spécifique du moteur en utilisant un logiciel qui influe de manière drastique sur le caractère général de l’assistance et la façon de distribuer la puissance.

Un exemple : le moteur Yamaha PW-X2 qui utilise seulement quatre capteurs a été largement amélioré par les ingénieurs de chez Giant par l’ajout de deux autres (rotation du moteur et des pédales, degré d’inclinaison de la pente). Et même si le système a évidemment ses limites, on constate quand même qu’il y a de l’espace pour trouver des solutions qui feront progresser la motorisation, tout en l’adaptant au mieux à la géométrie et au caractère du vélo.

Dans un deuxième temps, c’est un logiciel spécifique à chaque marque ou à chaque moteur qui va permettre d’affiner toutes les informations et de donner ainsi son caractère à l’assistance. De personnaliser les paramètres en fonction du désir des constructeurs (réglages d’origine), mais aussi de celui du pratiquant (réglages personnels), via une application téléchargeable sur smartphone.

Le faisceau…

Il est la plupart du temps composé de trois tronçons. Celui qui relie la commande de mode et la console (quand il y en a une) au moteur. Un autre qui va du capteur de vitesse situé sur la base gauche du cadre au moteur également. Et enfin, une dernière qui permet au groupe propulseur d’être connecté à la batterie.

Ici, on touche un point important au niveau de la fiabilité d’un VTTAE… En effet, par le passé, certaines marques ont pu négliger la qualité du faisceau électrique qui circule à l’extérieur et à l’intérieur du cadre, ce qui a souvent généré des problèmes de coupures ou d’arrachements synonymes de pannes… Une étanchéité médiocre de certaines connections et des éléments d’origines différentes n’aident pas non plus à la fiabilité et au bon fonctionnement d’une motorisation électrique.

C’est la raison pour laquelle les constructeurs choisissent de plus en plus de proposer des “packages” complets (moteur, batterie, faisceau, mais aussi commande et console), à base de pièces provenant du même motoriste. C’est ce qui – entre autres – contribue aujourd’hui au succès de Bosch et de Shimano, qui, depuis le début de l’ère du VTT à assistance électrique, proposent ce genre de kit prêt à monter.

Et comme on dit : « Plus on diminue les soucis, moins le consommateur est embêté et plus il est satisfait… » !

De ce fait, en combinant un ensemble de pièces de la même marque et un passage hyper soigné et rigoureux du faisceau (ce qui, malheureusement, n’a pas toujours été le cas chez tout le monde…), on s’aperçoit que les problèmes disparaissent à vitesse grand V. Le faisceau et l’attention portée à son parcours, des critères à ne pas négliger lors du choix d’un VTTAE et de sa motorisation…

La batterie…

Sans elle, pas de jus… sans jus, pas de moteur ! La batterie est donc le troisième élément indispensable de l’équation sur un VTT à assistance électrique. Il y a maintenant presque dix ans, on la voyait, désormais, on la cache. Reste que les autonomies diffèrent et s’échelonnent entre 250 Wh pour l’ensemble Fazua et… 900 Wh sur la nouvelle gamme VLT de chez Norco.

Entre les deux, selon le type de motorisation et le programme du vélo, on trouve un peu de tout, 320, 375, 500, 625, 630, 700 ou 750 Wh… La plupart du temps démontables, parfois non, elles existent aussi en modèle additionnel et en format réduit que l’on peut insérer à la place de la gourde sur un porte-bidon. Une fois relié à la batterie principale, cela permet d’augmenter l’autonomie de quelques centaines de Wh. Véritable réservoir d’énergie, la batterie est vraiment l’élément principal des vélos à assistance électrique…

Comment ça marche ?

Une batterie est formée de deux électrodes plongées dans une substance conductrice liquide ou solide, l’électrolyte. L’ensemble est relié à l’extérieur par un fil conducteur. Quand la batterie se décharge, l’électrode négative (anode) émet des électrons qui passent par le fil et sont absorbés par l’électrode positive (cathode).

Ce mouvement d’électrons constitue un courant électrique qui est ensuite transformé pour alimenter et faire tourner le moteur. Quand la batterie est en phase de recharge avec un apport extérieur d’électricité, les mouvements décrits ci-dessus sont inversés.

Aujourd’hui, ce sont les batteries au lithium-ion qui sont les plus performantes et ce sont celles que l’on retrouve sur les VTTAE. Sur ces modèles, pour supporter la répétition des cycles charges/décharges mal digérée par le lithium métal, la cathode est souvent formée d’oxyde de cobalt et d’un peu de lithium, alors que l’anode est faite de graphite. D’où l’appellation lithium-ion…

La batterie au lithium n’a également aucun effet “mémoire”… Par conséquent, l’utilisateur peut la recharger quand il le souhaite sans avoir besoin d’attendre qu’elle soit complètement vide. De plus, son autodécharge – de l’ordre de 5 % par mois maximum – est très faible. Elle peut aussi stocker trois à quatre fois plus d’énergie par unité de masse que les autres technologies, tout en étant bien moins lourde. On comprend mieux ainsi son succès sur les vélos à assistance électrique. En revanche, elle demande impérativement d’utiliser des cellules de très bonne qualité.

Le quatrième élément

Et pour conclure ce petit lexique illustré, impossible de ne pas parler du quatrième élément (j’aurais préféré le cinquième, mais ça ne tombait pas juste…), celui qui s’impose de plus en plus comme le lien entre vous et votre motorisation : j’ai nommé le smartphone !

Aujourd’hui, toutes les marques ont leur application qui permet plus ou moins de paramétrer les moteurs en fonction des goûts et de la pratique de chacun. Difficile donc de s’en passer, d’autant qu’une fois téléchargées et après avoir assimilé les bases de l’utilisation, il est très facile de naviguer sur ces différentes applis et d’obtenir un maximum d’informations sur votre motorisation, son état, son kilométrage, ses heures de marche et son autonomie…

Encore un fil à la patte qui nous relie à notre portable, me direz-vous, mais bon, on n’est plus à ça près !

Qu’en penser ?

Que l’on a bien de la chance de nos jours que la mode soit à l’électrique au niveau des moyens de locomotion… Est-ce vraiment un bien ? L’avenir nous le dira. Ce qui est sûr, en revanche, c’est que nous bénéficions en retour d’une avancée technologique rapide qui permet au matériel de progresser et aux différentes parties d’une assistance électrique d’être de plus en plus légères et performantes. C’est ce qui fait qu’en quelques années – et ce n’est pas fini –, nous avons vu nos VTTAE devenir des engins sportifs de plus en plus fiables et élaborés.

Que l’assistance électrique a permis à toute une frange de vététistes de continuer à pratiquer leur sport favori sans être obligés de se mettre dans le rouge alors qu’ils n’en sont plus capables ou n’en ont simplement plus le droit.

Que se remettre au sport, même en étant assisté, c’est faire du sport quand même et bien mieux que de rester sédentaire…

Que l’on peut se considérer verni de bénéficier de l’image encore vaguement écolo qui subsiste envers le VTT à assistance électrique, alors que bon, à la base, le vélo sans moteur l’est forcément davantage…

Il y a quelques années, tout cela n’existait pas et dans dix ans, ça sera peut-être complètement démodé ou interdit. Nous sommes dans le bon créneau, alors maintenant, laissons un peu de côté l’aspect technique, fermons l’ordinateur et avant qu’il ne soit trop tard, profitons de pouvoir encore se faire plaisir dans la nature avec ce genre d’engin fabuleux. Bon ride !

  1. très bonnes explications.les mentalités ont changées en 13 ans age du mien .un Panasonic 26 volt qui me régale. ( environ 30000 km )et deux batteries

  2. J’adore l’allusion au 5eme élément !
    Effectivement les vttae sont des outils fantastiques pour pour se faire plaisir en allant plus loin et plus vite (attention cependant aux touristes qui vont beaucoup trop vite avec ces machines et qui ne savent pas pédaler !)
    Un seul point à améliorer (hormis le côté pseudo écolo que l’on peut discuter à volonté) : le poids, afin de retrouver la facilité de manier un vtt musculaire.

  3. On y arrive, mon cher Jérôme, on y arrive ! En proposant deux types de VTTAE avec plus ou moins d’autonomie, Lapierre avec le GLP2, Santa Cruz avec l’Heckler ou Rotwild et son R.X 375 sont sur la bonne voie… A mon sens, tout du moins ! Merci de nous lire. A +

  4. Je rejoins le fait que le poids devra rester contenu, et surtout bien placé. Je comprends que certains aient besoin de grosses autonomies. Mais, globalement, les bikes actuels offrent déjà de très grosses autonomies. Et il ne faudrait pas non plus que la pratique se transforme en speed bikes tout terrain.

  5. Ayant récemment offert un e-VTT à mon épouse, je découvre avec plaisir votre site et je suis parfaitement d’accord avec votre philosophie, profitons aujourd’hui de la chance que nous avons. Ainsi demain nous aurons tout le temps de dire “c’était mieux avant” avec la satisfaction d’en avoir profité.

    VTT-iste depuis longtemps (1987 pour mon premier VTT de marque “Euromarché”), j’ai bien sûr essayé le e-vélo de Madame et j’ai découvert un nouveau sport, tellement c’est difficilement comparable. Les pics d’effort (et de plaisir si on aime souffrir) sont remplacés par des pics de pur plaisir et d’enthousiasme, lorsqu’on se sent “transporté” par l’assistance et qu’on dépasse les “autres”, plaisir certainement décuplé pour celles, et ceux, qui appréhendaient les côtes.

    Nous évoluons maintenant en mixte (électrique et musculaire), tandis que Madame se fait plaisir devant moi dans les parties pentues, voire techniques (le gain de puissance tolérant les erreurs), je parviens à ne pas me faire semer grâce aux parties roulantes et les descentes. Et c’est maintenant souvent à son initiative que nous faisons des sorties VTT.

    La première réflexion de ceux qui ont essayé et qui ne sont pas fous de VTT, c’est “en fait je crois que je n’avais jamais fait de VTT et, là, je comprends le plaisir que vous y prenez”

    Autre intérêt du e-VTT c’est pour promener le chien. L’assistance permet de garder une vitesse moyenne constante (au lieu d’osciller entre 5 et 30 km/h à son grand désarroi) et de re-démarrer, presque, aussi vite que lui lors des nombreux arrêts “pipi”. Nous y gagnons tous les deux en agrément et en confort.

    Et je confirme, même avec assistance, le VTT reste bien un sport.

    Sur route en revanche, pour quelqu’un qui pédale bien, la limite de 25 km/h est vite atteinte (sans impression de vitesse) et l’effet de l’assistance est moins bluffant.

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