Sur un vélo électrique quel moteur, quelle batterie, quels pneumatiques, quelle transmission choisir ?

Sur un vélo électrique quel moteur, quelle batterie, quels pneumatiques, quelle transmission choisir ?
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Vous avez commencé à comparer différents modèles de vélos électriques mais vous êtes un peu perdu.

Moteur pédalier ou dans la roue avant ?
Quelle batterie choisir ?
Quels pneumatiques ?
Quelle transmission ?

Amsterdamer, qui commercialise depuis plus de 10 ans des vélos électriques, vous donne son point de vue.

Des questions, un conseil ?
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En bref

Nous conseillons pour les vélos électriques de ville ou de randonnée un moteur réducté 250 watts dans la roue avant avec un couple de 30 à 50 Nm, épaulé par un contrôleur de 12A si la roue a un diamètre de 20 pouces et par un contrôleur de 12 ou 15 A si la roue a un diamètre de 28 pouces.

Si vous optez pour un vélo avec moteur pédalier un couple de 50 Nm à 80 Nm est nécessaire : le couple doit être plus important par rapport au moteur réducté dans la roue avant pour prendre en compte une réduction de la transmission moins avantageuse. Le moteur pédalier est intéressant sur des VTT électriques pour passer plus de puissance sans patiner sur un sol boueux. Mais sur un vélo utilisé au quotidien le moteur pédalier exigera une maintenance plus régulière car la transmission est d'avantage sollicitée et s'use plus rapidement.

Quel emplacement pour le moteur sur un vélo électrique ?

On évitera le moteur dans la roue arrière sur un vélo de ville car il est forcément associé à un dérailleur et qui dit dérailleur, dit mains dans le cambouis. Sur un vélo électrique une chaîne qui déraille peut en outre mettre en panne le système électrique en déréglant le capteur de pédalage.

Cette solution est à réserver aux vélos de loisirs (vous êtes en vacances et vous avez du temps pour remettre la chaîne en place) et aux triporteurs électriques premiers prix (la solution moteur roue avant existe pour les triporteurs mais son prix de revient est plus élevé).
Il existe bien sur le marché une exception avec un moteur arrière Sram associé à une boite automatique 2 vitesses ; cette solution n'a pas trouvé son public.
Il faut dire que sur des vélos électriques de ville avec une position assise droite, 70% du poids est déjà à l'arrière, et rajouter le poids du moteur à l'arrière n'est pas une bonne idée : dans une montée raide la roue avant est légère, elle flotte et du coup on a du mal à rouler droit.

Le moteur pédalier s'est imposé comme la solution préférée des revendeurs de cycles, et pourtant... il faut relativiser le propos et préciser que le moteur pédalier est exclusivement présenté par des magasins de cycles alors que les vélos avec moteurs dans les roues avant et arrière sont aussi présents dans des circuits de distributions concurrent des vélocistes.
Amsterdamer propose des vélos, des biporteurs ou des triporteurs avec la motorisation pédalier Shimano Steps ou V Fiets. A l'utilisation ces vélos ont une capacité à monter les côtes égales aux vélos avec moteur dans la roue avant.
Le moteur pédalier est composé de plus de pièces qu'un moteur roue avant ou arrière, donc à qualité de composant équivalente plus de poids qu'un moteur avant réducté (environ 1,5 kg), plus de bruit, un moins bon rendement, un prix plus élevé. Pour compenser ces défauts des composants de meilleures qualité sont utilisés mais le prix final s'en ressent.
Le moteur pédalier tire sur la chaîne qui vieillit plus rapidement. Attendez vous à changer chaîne, plateau et pignon régulièrement si vous utilisez votre vélo au quotidien.  Dans tous les cas, assurez-vous que la chaîne est robuste (chaîne mono-vitesse de vélo de piste par exemple).
Pour que le moteur pédalier n'abîme pas la boite de vitesses, assurez -ous lorsque vous changez de rapport, de relâcher assez longtemps la pression sur les pédales pour que le moteur soit coupé.
Vous pouvez alternativement opter pour une boite automatiques Sram 2 vitesses (elle fonctionnera même si vous n'avez plus de batterie), une boite automatique Shimano  Di qui synchronise moteur et changement de vitesses (il faut que la batterie soit chargée, sinon le système reste en première) ou pour une boite Nu Vinci qui permet de changer de rapport dans relâcher la pression sur les pédales.
Si vous associez le moteur pédalier à un dérailleur qui supporte mieux les changements de vitesses sous tension, n'oubliez pas que vous n'avez généralement plus qu'un seul plateau à cause du moteur pédalier et que la plage de développement est réduite par rapport à un système de dérailleurs avec 3 plateaux à l'avant.
Quelque soit le niveau d'assistance sélectionné le moteur pédalier fonctionne jusqu'à ce que la vitesse de 25 km soit atteinte, ce qui ne permet pas de rouler sans assistance électrique lorsque l'on est sur le plat et qu'on a pas besoin de celle-ci pour faire un peu d'exercice.
Il est important de tester le vélo électrique en ayant mis l'assistance hors tension pour s'assurer que le moteur pédalier ne gêne pas le pédalage.

Le moteur avant réducté en comparaison soulage la transmission du vélo dont la durée de vie augmente, permet de garder le cap lorsque l'on monte une côte (le poids du moteur à l'avant permet à la roue avant de coller à la route), réduit le risque de perte d'adhérence de la roue arrière, c'est elle qui vous permet de tenir l'équilibre) et réduit le poids du vélo (par rapport au moteur pédalier ou aux moteurs à entrainement direct).
Vous pouvez associer le moteur avant à n'importe quel type de changement de vitesses (boite manuelle ou automatique, dérailleurs 30 vitesses, boite Rohff, boite Nu Vinci, etc.).
Vous pouvez plus tard facilement convertir votre vélo électrique en un vélo classique et installer le kit électrique sur un autre vélo.
Inversement, c'est le kit le plus facile à installer pour fabriquer un vélo électrique à partir de son vélo de ville.

Tableau comparatif moteur vélo électrique

Quelle technologie ?

Il existe des moteurs réductés à engrenages et des moteurs à entrainement direct. En anglais, le moteur à entraînement direct est appelé Gearless (sans engrenage).

Dans le premier cas, le moteur tourne rapidement et l'on réduit sa vitesse pour obtenir un couple élevé et ne pas dépasser la vitesse maximale de 25 km/h en Europe en fonction de la taille de la roue (vitesse de rotation du moteur de 190 rpm pour une roue de 28 pouces, 235 rpm pour une roue de 20 pouces, 300 rpm pour une roue de 16 pouces). Ce type de moteur peut être situé à l'avant, à l'arrière ou au niveau du pédalier.
Ces moteurs exigeaient autrefois un entretien car il fallait changer les charbons qui s'usaient. Cet entretien n'est plus une exigence (moteur brusless signifiant moteur sans charbon).

Dans le second cas, le moteur direct tourne plus doucement. Il est en règle générale de plus grand diamètre pour offrir un couple suffisant et beaucoup plus lourd (deux à trois fois plus lourd qu'un moteur réducté de même couple).
Aussi, même s'il est plus silencieux et plus durable (pas d'engrenages qui s'usent) on le trouve rarement sur des vélos électriques car le poids du vélo est un facteur de choix important.
Il peut être associé à une roue avant ou arrière.
Amsterdamer le propose sur des triporteurs, car dans ce cas le poids plus élevé du moteur est relativement peu important.

Il existe un troisième type de moteur réducté sans engrenage et très silencieux.
Si l'assistance est utilisée correctement ces moteurs sont d'une grande fiabilité : il faut pour cela régler le niveau d'assistance bas chaque fois que l'on démarre ou que l'on monte une côte raide. En revanche, si l'assistance est mise au niveau le plus élevé en permanence l'anneau externe du train épicycloïdal fatigue et casse. Ce phénomène est amplifié sur les biporteurs Bakfiets.nl où la roue est de plus petit diamètre et les tensions internes exercées sur le moteur plus grande.

Où placer la batterie ?

Ce n'est peut être pas la première question qui vous est venue, mais c'est un point pourtant important si vous utilisez votre vélo pour transporter vos courses ou un enfant.

La batterie à l'arrière du tube de selle allonge le vélo et le rend moins maniable. Cette solution peu élégante conviendra à des vélos pliants aux roues plus petites. Elle est souvent incompatible avec les sièges bébé.

La batterie au niveau du porte-bagage arrière est la solution la plus commune aujourd'hui. Il faut s'assurer que le porte-bagage spécial est bien compatible avec les accessoires que l'on veut installer sur le vélo.
Nous conseillons si vous souhaitez utiliser le porte-bagage pour porter, de choisir un vélo avec une batterie fixée au cadre ou à l'avant du vélo.

La batterie sur le tube diagonal du vélo permet d'abaisser le centre de gravité. C'est une solution idéale pour des vélos de cyclotourisme destinés à porter jusqu'à 100 litres de bagages, sur des cadres haut (aussi appelé cadre Diamant ou cadre homme) ou sur des cadres trapèzes.

La batterie à l'avant est idéale sur des vélos de ville car elle ramène du poids sur la roue avant et permet d'utiliser n'importe quel porte-bagage arrière (court, long, pour demi-tandem, pour siège Yepp Junior, lowrider tubus, ect..). Si vous optez pour le porte-bagage avant pick up Amsterdamer (celui qui ne déstabilise pas le vélo même avec un pack de 12 litres d'eau) nous vous recommandons la batterie fixée sous le porte-bagage avant ou dans une malle en rotin.

Quelle technologie pour votre batterie de VAE ?

L'essor du vélo électrique est associé à l'apparition d'une nouvelle technologie de batterie : les batteries au Lithium Ion.
C'est d'ailleurs le développement de ce même type de batterie qui a permis la naissance récente du fabricant Américain de voitures électriques Tesla.

Sur les premiers vélos électriques on utilisait, pour avoir une capacité de 240 Wh et une autonomie de 30 à 80 km, deux batteries au Plomb de 12 volts dont le poids total était de 10 kg, auxquelles il fallait ajouter le poids de l'habillage. Ces batteries étaient lourdes et volumineuses.
Aujourd'hui, une batterie Lithium Ion bidon avec une capacité de 610 Wh (autonomie entre 75 et 205 km) pèse seulement 3,5 Kg et son encombrement réduit permet de la placer facilement sur le vélo.

1 kg de batterie Plomb = 24 Wh
1 kg de batterie Lithium Ion = 174 Wh
Consommation au kilomètre d'un vélo entre 3 et 8 Wh
Rapport poids puissance de 1 à 7 entre une batterie au Plomb et une batterie Lithium Ion.

Entre ces deux technologies on a vu des batteries au Nickel dont une génération connue pour son effet mémoire ; il fallait attendre que la batterie soit complétement déchargée avant de la recharger ou l'on risquait de voir la capacité de la batterie fortement réduite.
Cet effet mémoire a fortement marqué les esprits.
Les batteries Lithium Ion n'ont pas cet effet mémoire et peuvent être rechargées même si elles ne sont pas complétement déchargée.

Concernant la durée de vie des batteries Lithium Ion, nous observons que celles qui sont utilisées au quotidien et normalement entretenue ont une durée de vie de 5 à 6 ans et de 500 à 600 cycles de charge-décharge. Elles fonctionnent encore après cette période mais leur capacité est réduite, ce qui implique des recharges fréquentes.
Attention : nous avons aussi vu des batteries en fin de vie après seulement 3 ans. Il s'agit le plus souvent de batterie sous dimensionnée par rapport à l'usage (266 Wh sur un triporteur Babboe E-Big par exemple). Il est donc préférable par expérience de prendre une batterie dont la capacité excède ses besoins originaux.

Quelle capacité pour quelle autonomie ?

La capacité de la batterie est la taille de votre réservoir d'énergie. Pour une voiture essence, on mesure la taille du réservoir en litres et la consommation en litres pour 100 km. Pour un vélo, on mesure la taille du réservoir en Wh et la consommation en Watt. La consommation nominale maximale d'un moteur de vélo à assistance électrique est de 250 Watts.

La capacité de la batterie n'est pas toujours clairement indiquée par le fabriquant.  Mais pas d'inquiétude, elle reste simple à calculer.
Voici le secret : si votre batterie fait 36 Volts et 10 Ah, sa capacité est de 36 V x 10 Ah = 360 Wh.

Vous souhaitez estimer l'autonomie moyenne de votre batterie ? Celle-ci varie énormément selon une multitude de paramètres.
Le tableau ci-dessous vous donne les autonomies réelles que nous avons constaté sur les vélos de nos clients équipés.
A savoir :
- si les arrêts sont fréquents, l'assistance consomme beaucoup plus et en ville vous devez donc considérer la valeur basse de la fourchette ;
- l'assistance consomme plus si vous roulez chargé et que vous montez des côtes ;
- pour un usage quotidien, voyez large au niveau capacité ; vous espacerez les recharges et la batterie durera plus longtemps.

Par rapport au moteur

Nous avons répondu à cette question dans la partie moteur mais pour faire un rappel rapide :

Moteur avant => choisissez la transmission qui vous plaît, il est compatible avec toutes les transmissions.
Moteur arrière => vous devrez vous accommoder d'un dérailleur, plus fragile, plus gourmand en entretien ou choisir un moteur arrière Sram avec une boîte automatique 2 vitesses.
Moteur pédalier => dérailleur 7 ou 8 vitesses, boîte Nu Vinci (en respectant les limites imposées par le fabricant), boîte Sram automatique 2 rapports (pour un relief plat) ou boîte automatique Shimano Di8 ou Di11 avec moteur Steps, boîte non automatique à condition de relâcher la pression sur les pédales assez longuement en changeant de rapport.

Par rapport au relief

Dites vous bien qu'un jour vous tomberez en panne de batterie et que ce jour-là il faudra rentrer sans l'aide du moteur.
Nous conseillons donc de choisir sa transmission, boîte ou dérailleur, comme s'il s'agissait d'un vélo sans assistance électrique.
Sur le plus petit rapport vous devez pouvoir monter les côtes et avoir un développement d'environ 2 mètres (le développement est la distance que vous allez parcourir).
Si vous voulez monter des côtes longues et que vous roulez chargé, le plus petit développement ne doit pas excéder 1,5 mètre.
Si vous êtes sur le plat, un développement de 4 mètres environ conviendra.

Relief plat : boîte automatique Sram 2 vitesses ou boîte Nexus 3
Relief vallonné : dérailleur arrière type VTT, boite Nexus 8 vitesses, boîte Nu Vinci, boîte Alfine 11
Relief escarpé : dérailleur 30 vitesses type VTT, système Sram Dual Drive (boîte 3 vitesses et dérailleur associés), boîte Rohloff (pour le cyclotourisme)

D'autres composants sont à prendre en compte lorsque vous êtes sur le point d'acheter un vélo à assistance électrique. Les composants listés ci-dessous sont importants du point de vue de la sécurité et de votre confort.

Les pneumatiques

La marque Schwalbe propose de nombreux modèles de pneumatiques de vélos homologués pour les vélos électriques.
Nous affectionnons deux modèles en particulier :
- le coussin d'air, ou pneumatique ballon Big Apple : vous gagnez en confort (25% de l'énergie des chocs est absorbée par le pneu ballon), mais aussi en autonomie (gonflé à 2 Bars un pneu Big Apple 50-622 est aussi performant qu'un pneumatique 37-622 standard gonflé à 4 bars) et en stabilité,
- l'increvable ou pneumatique Marathon Plus : si vous roulez sur des chemins empierrés ou sur des tessons de bouteilles, sa bande roulement épaisse protège la chambre à air.

Les freins

Lorsque vous roulez à vélo électrique, vous allez naturellement plus vite qu'un vélo classique. Le freinage est donc un composant important à prendre en compte. Il se doit d'être efficace et puissant, par tous les temps. Et il doit être adapté à la charge totale et au relief.

Nous recommandons différents types de freins en fonction de l'usage de votre vélo.
- pour un usage quotidien : des freins tout temps intégrés fonctionnent aussi bien par temps sec que par temps pluvieux. Pas de garniture qui s'usent à changer, donc très peu d'entretien ou de réglage. Si vous avez des côtes ou un chargement élevé, prenez l'option freins ventilés type BRC6000 de Shimano. Ces freins sont jusqu'à 70% plus puissants que des freins roller classiques.
- pour un tandem ou un vélo de cyclotourisme : des freins hydrauliques sur jantes puissants, faciles à doser et simples d'entretien (pas de purge, patins démontables sans outil)
- pour un vélo de sport, des freins à disques de qualité.
- pour un usage loisir, des freins V-Brake suffisent.

L'éclairage

Votre vitesse étant plus élevée, optez pour un éclairage puissant si vous roulez hors agglomération.
En ville, en revanche, l'éclairage sert surtout à être vu. Optez pour un éclairage à led visible à plusieurs centaines de mètres.

Beaucoup de vélos électriques sont aujourd'hui fournis avec des phares alimentés par la batterie. Mais attention si vous tombez en panne de batterie vous n'aurez plus d'éclairage. Il est donc important de prévoir en complément un éclairage sur pile.

Nous préconisons donc un éclairage à led sur dynamo moyeu si vous optez pour un moteur pédalier ou sur dynamo bouteille si vous optez pour un moteur avant qui remplace la dynamo. Vous ne tomberez ainsi pas en panne d'éclairage et vous pourrez utiliser une très large gamme de phare à led pour vélo.



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