VTTAE : que signifie vraiment la limite de puissance de 250W ?

Introduite par la commission européenne, la limitation des vélos à assistance électrique à 250W n’échappe à personne, puisque tous les modèles respectant la législation en vigueur affichent en effet une puissance de 250W.

Cette dernière est cependant souvent mal comprise, puisque tous comptes faits assez trompeuse. Quiconque s’intéresse aux modèles de Bosch, Brose, Yamaha ou toute autre marque a déjà relevé des couples différents, qui évoluent parfois au fil de mises à jour logicielles. Même les petits moteurs, comme celui de Fazua, avec ses 55Nm de couple bien inférieurs aux 75 à 85Nm souvent affichés par les offres classiques des autres marques, sont donnés à 250W.

Je vous propose dans ce court article de faire le point sur la vraie signification de cette puissance légale, ce qui se cache derrière elle, et la puissance réelle que ces moteurs sont en mesure de délivrer.

 

Puissance continue et puissance crête


La directive 168/2013 du parlement européen définit la catégorie à laquelle appartiennent nos VTTAE comme devant avoir une puissance continue maximale inférieure ou égale à 250W. Elle définit également cette puissance continue comme la puissance maximale en sortie sur une période de 30 minutes.

Le standard auquel doivent adhérer ces VTTAE est défini dans le document EN 15194:2017, mais vu qu’il faut apparemment débourser pas loin d’un millier d’euros pour consulter ce texte, nous laisserons le point de la formule de calcul exacte de cette puissance continue sans réponse précise dans cet article.

Les plus informés (sauf sur ce point précis) d’entre vous feront la remarque suivante : j’ai entendu que certains cyclistes pouvaient développer plusieurs centaines, voir parfois plus d’un millier de watts ponctuellement à la seule force des jambes ! Comment est-ce que ces petits 250W font pour m’emmener au sommet en un éclair ? M’aurais t-on menti sur les performances athlétiques de mes idoles favorites ?

Ce qu’il est important de noter est que cette puissance continue peut être très différente de la puissance crête, ou puissance maximale à un instant t, qu’un moteur est capable de fournir. Comme nous allons le voir, les moteurs sont en réalité pour la plupart capables de fournir une puissance de crête jusqu’à trois fois supérieure à leur puissance continue.

 

Puissance réelle : où se situe la limite technique ?


Calculer la puissance que peut théoriquement délivrer un moteur électrique pour cette application est assez simple. On revient au collège pour se souvenir que P=UI, ce qui veut dire que la puissance est égale au produit du courant par la tension. La plupart des systèmes existants se basent actuellement sur un circuit 36V (limité par ailleurs à 48V par les directives européennes), et cette puissance dépend donc de la tension maximale délivrée par le contrôleur au moteur. Par exemple, un contrôleur qui délivre jusqu’à 20A permettra théoriquement au moteur de développer jusqu’à 720W.

Cette donnée est absente des fiches techniques, mais on peut recouper la puissance de crête via une autre information : les courbes de puissance parfois publiées par certains fabricants. En revenant à nouveau sur les bancs de l’école (ou pas), on se souvient que la puissance en kW correspond au couple (Nm) multiplié par la vitesse de rotation (rpm), divisé par 9.5488.

Si l’on prends les courbes fournies par Yamaha pour son PW-X2, on voit que celui-ci développe environ 65Nm à 100tr/min, soit une puissance d’environ 0.68kW ou 680W.

Courbe de couple - Yamaha PW-X/PW-X2

La capacité du système à maintenir cette puissance crête, outre les limites imposées par les normes européennes, dépend de bon nombre de facteurs. On peut par exemple citer la capacité de celui-ci à gérer sa montée en température, mais comme les courbes de couple et de puissance différentes pour chaque marque et modèle le laissent présager, les performances de chaque moteur dépendent plus qu’un seul élément d’un ensemble de contraintes mécaniques, électroniques et logicielles qui leur sont propres.

Ces considérations expliquent donc le relatif manque de transparence et les différences existantes quant à l’implémentation réalisée par chaque marque sur ces modèles : chacune d’entre elles optimise ces différents paramètres pour donner au moteur le comportement qu’elles estiment le plus bénéfique à l’utilisateur, tout en respectant le cadre législatif en vigueur.

 

Ce qu’il faut retenir


La puissance délivrée par le moteur d’un VTT électrique répondant à la législation européenne est donc à considérer sur deux plans : la puissance crête, et la puissance continue. Si la seconde est fixée à 250W, et devrait être la même pour tous les modèles, outre défaut de conception flagrant, la première est quant à elle sujette à davantage de différenciation entre les marques et modèles, ce qui explique les comportements différents de chaque moteur.

De plus, c’est entre ces deux valeurs, qui représentent d’un côté la puissance délivrable en continu jusqu’à épuisement de la batterie, et de l’autre la puissance maximale délivrable par le moteur sur un court instant, que des différences s’expriment à couvert. Quel est le niveau de standardisation de la performance dicté par la législation ? Quel est celui qui est directement influencé par les choix constructeur ? Cette transition dans le temps entre puissance crête et puissance continue reste un point sur lequel il semble difficile de totalement lever le voile.

 

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Sébastien

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3 commentaires sur “VTTAE : que signifie vraiment la limite de puissance de 250W ?

  • 1 août 2021 à 21 h 33 min
    Permalink

    Bonjour
    C’est très rare que des sites abordent ce sujet de puissance continue légale vs pic..donc félicitations déjà pour en parler. Cela permet aux pratiquants de comprendre qu’ils ont 700w sous les pieds et non 250w et donc 1h en mode turbo en montée grillera une batterie de 700wh. Je ne pense pas pas que cette limite à 30 min soit effective.

    Répondre
    • 8 août 2021 à 10 h 57 min
      Permalink

      Salut Yoann,

      Merci pour ton commentaire, je n’avais en effet jamais pensé à voir les choses sous cet angle d’une batterie qui pour certains devrait peut-être tenir deux à trois heures en mode turbo et peut ainsi provoquer bien des déceptions.

      Sur le terrain, difficile de me prononcer pour la limite vu que je roule souvent à 125% d’assistance, parfois à 200% et très rarement au-dessus hors passage spécifique. J’ai cela dit déjà eu la sensation que le moteur s’essoufflait dans l’une des dernières montées d’une de mes boucles locales que je prends parfois rapidement pour rentrer, mais c’est difficile à quantifier de manière précise et rigoureuse, surtout que ce n’est pas à mon avis un switch on/off mais une modulation progressive de la puissance.

      Il faudrait que je me dévoue pour la science et que j’aille faire une montée sur bitume en mode turbo et en étant frais après avoir réinstallé Strava pour me faire une idée précise, mais je serais très étonné que la limite ne soit pas mise en application.

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  • 2 août 2021 à 11 h 12 min
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    Yep !

    à quand un passage des VTT au banc pour vérifier les chiffres annoncés par les constructeurs ?

    Répondre

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