On rêve tous d’avoir un vélo aussi léger que possible, mais quelles sont réellement les réflexions et les compromis que l’on doit faire lors de la conception d’un vélo pour le rendre léger et durable? Aujourd’hui nous vous proposons de jeter un oeil dans “les coulisses” du design d’un tel vélo.
Tout d’abord, la pièce maîtresse de tout vélo, son cadre. Il existe divers matériaux dans lesquels fabriquer un cadre de vélo:
-acier (peu cher mais lourd)
-aluminium (peu cher, assez léger)
-titane (assez léger, cher)
-en fibre de carbone (léger, cher)
Un des principaux avantages des fibres de carbone est qu’elles sont facilement modelables dans des formes complexes et cela permet donc de s’adapter à une batterie ou un moteur de manière plus aisée qu’on peut le faire avec de l’acier par exemple.
Non seulement les formes peuvent être plus complexes, mais le poids total du cadre reste raisonnable, le seul inconvénient restant le prix, qui vient surtout de la méthode de production du cadre: moulage dans une empreinte dédiée et la plupart du temps les couches de fibres sont apposées à la main. C’est pourquoi les VAE en carbones sont ceux à des gammes de prix supérieures à 3000€ (en général).
Le titane et l’acier restent moins utilisés dans les vélos électriques; le premier étant très cher et compliqué à mettre en oeuvre, le second étant principalement lourd (déjà que le poids des éléments électriques peut s’avérer handicapant).
Reste alors les alliages d’aluminium, qui sont les plus utilisés dans les applications moyenne gamme (tout types de vélos confondus). Leur poids acceptable ainsi que leur prix en font le compromis idéal. Un cadre en aluminium de E bike pèse (en général) entre 1,8 et 2,5 kg.
Afin de former un cadre, il faut déterminer quel type de motorisation utiliser. Il en existe différentes sortes (nous en parlions ici), et le cadre doit pouvoir accueillir le moteur ainsi que la batterie, selon la position choisie pour ceux-ci. Parmi les grandes marques de motorisation, on retrouve bien évidemment Bosch, Shimano, Fazua, Bafang ou encore Mahle.
La principale différence entre ces moteurs est leur position sur le vélo (tous en position centrale au niveau du pédalier, sauf Mahle).
La masse embarquée du système va bien évidemment jouer un rôle crucial sur le poids total du vélo. A titre de comparaison, les motorisation Bosch et Bafang pèse autour de 4-5 kg là où Mahle n’en fait que 3,6! En somme, si on veut un vélo léger, il faut choisir le moteur et la batterie de manière adéquate.
Viennent ensuite les composants. Pour garantir le confort de l’utilisateur on pourrait par exemple installer une fourche suspendue ou un amortisseur à l’arrière, mais cela ajouterai un poids considérable au vélo.
De ce fait, pour ne pas nuire au confort de pilotage tout en gardant un poids total correct, on peut chausser des pneus plus larges ou encore choisir des tubes du cadre plus souples. Tout est une question de compromis, et surtout d’utilisation attendue du vélo.
Les organes de transmission sont davantage modulables au niveau de leur masse en fonction du système choisi: une transmission par courroie est en général plus légère qu’une transmission par chaine de par l’absence d’un dérailleur et d’une cassette.
Il est en revanche possible de mettre un moyeu à vitesse mais cette solution est tout de même lourde. Concernant les organes de freinages ont une incidence moindre sur le poids total du vélo, mais il est toujours bon de les considérer si on veut vraiment un poids plume. Les périphériques (selle, pédales, guidon) ont également leur importance sur la légèreté du vélo, mais le débat reste le même que sur le cadre au niveau du matériau à choisir.
Enfin, on peut considérer des “options” à mettre en place sur le vélo, tout ce qui rendrait votre expérience plus agréable et sécuritaire: des gardes boue, un éclairage dynamo, un ou des portes bagages, une béquille… Mais toutes ces pièces s’accumulent et font inexorablement grimper l’addition!
Pour conclure, le maître mot de la conception d’un vélo électrique léger est: compromis. Il faut choisir les matériaux les plus adaptés à la pratique et à la gamme de prix visée pour le vélo, le tout sans sacrifier une caractéristique clé: le poids.