Un vélo électrique standard pèse aujourd'hui en moyenne environ 23 kilos, soit cinq à dix kilos de plus qu'un vélo à propulsion purement musculaire. Le poids supplémentaire de la batterie et du moteur divise les esprits. Mais ce n'est pas une fatalité, comme le montrent les derniers développements en matière de construction légère.
Les vélos électriques ont encore, du moins chez les esthètes, l'image de véhicules encombrants et lourds. maxon s'est donc fixé pour objectif de développer des vélos électriques aussi proches que possible du poids d'un vélo traditionnel - épurés, légers et robustes. Grâce à un entraînement ultraléger et compact, les dimensions de l'ensemble de l'appareil peuvent être réduites - une technologie de construction légère sur le modèle de celle utilisée par maxon pour les rovers martiens de la NASA.
Pour permettre aux fabricants de développer des vélos électriques radicalement légers, maxon a réduit tous les composants de l'entraînement à leur simple essence. "Notre système complet BIKEDRIVE AIR ne pèse que 3,5 kilogrammes", explique Thomas Steger, chef de produit chez maxon. "De plus, il est très silencieux et peut être logé de manière quasi invisible dans le cadre".
Grâce à la batterie entièrement intégrée dans le tube diagonal, les fabricants de vélos peuvent se passer d'un mécanisme de fermeture et d'une ouverture dans le cadre. Cela permet d'économiser environ un kilo sur le poids total du vélo. Pour l'interface homme-machine (IHM), maxon a délibérément renoncé à un écran. L'élément de commande indique uniquement le niveau d'assistance et l'état de charge - tout le reste peut être réglé via l'application Connect sur le smartphone. En revanche, l'IHM minimaliste pèse moins de 40 grammes.
Comme la qualité d'un vélo électrique dépend de celle de l'ensemble, le fournisseur suisse d'entraînements s'engage dans des coopérations avec des fabricants leaders dans le domaine de la construction légère. C'est ainsi que maxon a développé, en collaboration avec Cipollini et Transalpes, un vélo de course électrique et un VTT électrique à suspension intégrale qui pèsent respectivement 10,7 et 16 kilos seulement. D'autres fabricants vont également mettre en production des concepts de vélos de gravel et de descente légers, de vélos de ville minimalistes ainsi que de vélos pour enfants ultralégers. Pour pouvoir jouer dans cette catégorie de poids, il faut des matériaux particulièrement légers et pourtant robustes. Sur le marché haut de gamme, le plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC) est la référence.
Les avantages des pièces en carbone sont évidents : par rapport à l'aluminium et à l'acier, elles sont beaucoup plus légères. La rigidité et la résistance à la traction peuvent être adaptées en fonction de l'utilisation prévue. Le carbone est facile à travailler si l'on dispose de l'expertise nécessaire, mais il faut aussi beaucoup de travail manuel. En termes de design, le matériau offre une grande liberté par rapport aux métaux, mais les diamètres doivent être conçus de manière plus volumineuse pour supporter les mêmes forces. Pour l'intégration complète de systèmes d'entraînement comme le BIKEDRIVE AIR, ce n'est pas un inconvénient ; la batterie trouve sa place dans un tube diagonal de six centimètres de diamètre et le cadre peut être adapté de manière optimale à la masse des composants.
Ce qui est finalement décisif pour les cyclistes, c'est le rapport de poids entre le système d'entraînement et l'ensemble du vélo. Une batterie lithium-ion courante d'une capacité de 500 watts-heure pèse environ trois kilos. Pour un vélo électrique de 23 kilos, cela permet de parcourir en moyenne 70 kilomètres sur un asphalte plat - avec une assistance modérée. Sur un parcours de montagne et sur un sol forestier mou, la moitié seulement. Moins, c'est donc parfois plus : un vélo deux fois plus léger peut parcourir la même distance avec un moteur et une batterie plus compacts et se déplacer avec autant d'agilité qu'un vélo traditionnel. Cela relativise la course à l'armement largement répandue dans la construction de vélos électriques : la puissance et le jus seuls ne font pas tout, loin de là.
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