Un vélo électrique, abréviation de « vélo électrique », représente un pas important dans l'évolution du cyclisme traditionnel. À la base, un vélo électrique est un vélo standard équipé d’un moteur électrique, qui assiste le cycliste. Ce moteur est généralement alimenté par une batterie rechargeable, intégrant parfaitement l’énergie électrique au pédalage humain.

L'histoire des vélos électriques remonte au passé et comprend de nombreux moments clés et innovations. Voici un bref aperçu de cette histoire fascinante :

1895 - Ogden Bolton Jr.

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Le concept de vélo électrique est apparu au XIXe siècle, lorsque les premières expériences avec des moteurs électriques ont commencé. Cependant, à cette époque, les batteries étaient lourdes et inefficaces, ce qui freinait le développement des vélos électriques.

La première conception connue d’un vélo électrique remonte aux années 1890. Ogden Bolton Jr. a obtenu un brevet en décembre 1895 pour un vélo électrique avec un moyeu de moteur à courant continu sur la roue arrière , connu sous le nom de « roue électrique motorisée modulaire avec moyeu concentrique pour vélos ». Naturellement, il s’agissait d’une conception relativement peu puissante et ne comportait aucun engrenage. Néanmoins, il est remarquable que les vélos électriques existent depuis plus de 120 ans. Ils étaient volumineux et coûteux.

1897 - Osée W. Libbey

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Deux ans plus tard, en 1897, Hosea W. Libbey de Boston invente un vélo électrique à deux batteries, alimenté par un « double moteur électrique ». ( brevet ). Le moteur a été installé dans l'axe du pédalier. Il se composait d'une série d'aimants centraux entourés de deux tambours, constitués d'un ensemble d'aimants en forme de fer à cheval. Le mouvement était généré par les pôles alternés des aimants. Ce modèle a ensuite été affiné et reproduit jusque dans les années 1990.

L'inventeur a eu une idée géniale. Sur les routes plates, une seule batterie était utilisée, mais lors des montées, la deuxième batterie était engagée. De cette façon, l’énergie était conservée et la rotation des pédales était facilitée. Il s’agit probablement de la première forme de contrôleur de vélo électrique.

1898 - Matthew G. Stevens

photo du Guide de Grace

En novembre 1898, Matthew G. Stevens a breveté un vélo électrique utilisant une courroie d'entraînement installée le long du bord extérieur de la roue arrière. Sur l'illustration, on voit que la courroie était en contact avec le sol à travers la roue. Le rouleau moteur avait une forme conçue pour empêcher la courroie de glisser. Il est difficile d'imaginer affronter des chemins boueux et remplis de flaques d'eau avec un tel engin. L'inventeur a fait preuve d'une approche créative de cette invention, mais cela n'y a pas ajouté de fonctionnalité. (brevet américain)

1899 - Jean Schnepf

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En 1899, John Schnepf (brevet américain) a inventé un moteur électrique à rouleau qui faisait tourner la roue arrière. Un petit moteur était fixé au cadre arrière du vélo et était alimenté par une batterie montée sur le cadre. La rotation du rouleau propulsait la roue arrière. Cependant, comme le diamètre de la roue était nettement plus grand que celui du rouleau, elle devait tourner à une vitesse impressionnante, ce que le petit moteur équipé d'un réducteur à vis sans fin ne pouvait pas atteindre. L'efficacité de cette méthode soulève des doutes.

Certains modèles peuvent encore aujourd’hui être considérés comme curieux : leurs inventeurs ont clairement adopté une approche créative pour créer leur idée, mais le côté pratique manquait. De tels vélos hybrides ne pourraient pas être utilisés sous la pluie ou immédiatement après, car le rouleau tournerait simplement sans produire l'effet souhaité. Pour les utiliser sans problème, il fallait des routes très propres et lisses.

1946 - Jesse D.Tucker

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Une fois de plus, le vélo hybride a subi un changement en 1946 lorsque Jesse D. Tucker a breveté le mécanisme de roue libre. Cela a permis aux pédales d'être autonomes par rapport au moteur, marquant une nouvelle étape dans le développement du vélo hybride.

Les inventeurs ont dû relever plusieurs défis simultanément : les vélos hybrides devaient être non seulement suffisamment puissants pour permettre une conduite facile, mais également bien équilibrés pour le confort. Pour beaucoup, résoudre cette tâche complexe ressemblait à une quête du Saint Graal – chacun cherchait son propre chemin.

1948 - S.Argyris

photo par brevetimages.storage

Le 28 décembre 1948, S. Argyris obtient un brevet pour un vélo électrique utilisant un moteur électrique entraîné par chaîne. L'auteur a positionné deux batteries de chaque côté de la roue arrière, ce qui a amélioré l'équilibre latéral. Cependant, cette disposition affectait l'équilibre longitudinal du vélo puisque la majeure partie du poids reposait sur la roue arrière. Les inventions ultérieures ont résolu cet inconvénient en plaçant les batteries plus près du cadre arrière ou sur le porte-bagages arrière du vélo électrique. Malheureusement, le brevet ne précise pas les caractéristiques du moteur ou des batteries, mais on sait que cette conception a ensuite contribué à la popularité croissante de l'installation de moteurs électriques externes entraînés par chaîne sur les vélos.

Suite à cela, une grande variété de modèles et de types de vélos électriques ont été créés. Cependant, seuls quatre principaux types de balades à vélo ont été reconnus et largement utilisés, en utilisant :

• Moteurs de moyeu de roue,
• Moteurs intégrés au pédalier,
• Moteurs externes avec entraînement par chaîne,
• Moteurs externes avec entraînement à rouleaux.

1969 - GA Wood Jr.

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L'invention de John Schnepf (1899) a été revisitée et développée par GA Wood Jr. en 1969. Le dispositif de Wood utilisait quatre moteurs, chacun développant moins d'un demi-cheval-vapeur, et était relié à la roue motrice par une série d'engrenages. Bien qu'il s'agisse d'une version améliorée de l'invention de Schnepf, elle n'a pas gagné beaucoup de popularité auprès des consommateurs car l'efficacité du moteur dépendait fortement de la propreté de la route ( brevet américain ).

1992 - Services vectoriels limités

photo par Pinterest

La production de masse de vélos hybrides électriques n'a commencé qu'en 1992, lorsque Vector Services Limited est devenue la première entreprise à y investir. Ils ont commencé à vendre un vélo électrique produit en série appelé « Zike ». Le vélo était équipé de batteries nickel-cadmium intégrées au cadre et d'un moteur de 850 grammes à aimants permanents. Outre le Zike, en 1992, il était difficile de trouver des vélos électriques produits en série.

À la fin des années 1990, des capteurs de contrôle de couple et de puissance ont été développés. Ce sont des appareils permettant de mesurer et d'enregistrer le couple sur un système rotatif, tel qu'un moteur, un vilebrequin, etc. Ces capteurs permettaient de surveiller la consommation d'énergie et de contrôler la puissance du moteur. L’invention de capteurs de couple et de puissance, ainsi que de nouvelles batteries et de moteurs électriques améliorés, ont permis à la production de vélos électriques d’atteindre un nouveau niveau.

1998 - Raleigh, Swiss Flyer, Monarch, Kettler, Kalkhoff

photo de peoplescollection.wales

L'illustration montre un représentant de la classe des vélos électriques avec des moteurs intégrés dans le vilebrequin, qui est aujourd'hui utilisée par des fabricants tels que Raleigh, Swiss Flyer, Monarch, Kettler et Kalkhoff.

En 1998, il existait au moins 49 séries différentes de modèles de vélos électriques sur le marché mondial. La production de 1993 à 2004 a augmenté d'environ 35 %. En 1995, la production mondiale de vélos électriques atteignait déjà environ 107 millions d'unités.

La plupart des modèles bon marché utilisent encore aujourd’hui des batteries au plomb bon marché. Cependant, les modèles plus chers de « Movin Mobility » et d'autres fabricants sont équipés de batteries nickel-cadmium, nickel-hydrure métallique et lithium-ion. Au fil du temps, les caractéristiques techniques des vélos électriques s’améliorent, augmentant leur autonomie et leur vitesse.

2000-2009 - Nouvelle ère

Le 21ème siècle a été témoin d’un véritable boom des vélos électriques. Ils sont devenus plus sophistiqués, dotés d’une technologie avancée, d’une durée de vie de la batterie plus longue et de styles variés. Les vélos électriques ont gagné en popularité auprès des navetteurs et des personnes soucieuses de l’environnement.

En 2001, des termes comme « E-Bike », « vélo électrique », « pedelec », « vélo à assistance électrique » et « vélo à assistance électrique » étaient devenus monnaie courante pour décrire les vélos électriques.

Le terme « E-Bike » est généralement utilisé pour désigner les vélos électriques équipés d'une poignée d'accélérateur.

Les termes « Moto électrique » ou « E-Motorbike » étaient utilisés pour décrire des modèles plus puissants capables d'atteindre des vitesses allant jusqu'à 80 km/h.

Le terme « VAE » désigne typiquement les vélos électriques équipés de capteurs de couple et/ou de vitesse et d'un régulateur de puissance, qui fournissent une assistance uniquement lorsque le cycliste pédale.

Le terme « Vélo assisté » est utilisé pour décrire les vélos électriques dans la législation canadienne.

Les vélos électriques permettent de parcourir facilement de longues distances, même sur des terrains difficiles, sans nécessiter d'effort physique ni de dépenses financières importants. Leur respect de l’environnement les a rendus populaires en Europe, bien que leur utilisation soit la plus répandue en Chine. En 2010, la production et la consommation de vélos électriques en Chine ont atteint 30 millions d'unités et, comme le disent les analystes du secteur des transports, ce n'est pas la limite.

Aujourd’hui, la Chine est le premier fabricant mondial de vélos électriques. Selon l'Association chinoise du vélo, en 2004, les fabricants chinois ont vendu 7,5 millions de vélos électriques à travers le pays, soit deux fois plus qu'en 2003. Les ventes intérieures ont atteint 10 millions d'unités en 2005 et 16 à 18 millions d'unités en 2006. En 2007, les vélos électriques représentaient 10 à 20 pour cent de tous les véhicules à deux roues dans les rues de nombreuses grandes villes chinoises. La plus grande quantité de vélos électriques a été exportée par la Chine en 2006, avec 3 millions d'unités vendues, pour un total de 40 milliards de yuans (5,8 milliards de dollars).

L'entreprise « Movin Mobility » assemble des vélos électriques canadiens à partir de composants haut de gamme provenant de Chine. La qualité de leurs vélos est parfois même meilleure que celle de leurs homologues européens. Une partie importante de nos clients sont des livreurs de nourriture qui parcourent entre 1 500 et 2 000 km par mois. Grâce à cela, nous testons en permanence la durabilité de nos composants. Chaque année, nous passons trois mois en voyage d'affaires en Chine, analysant le marché des composants de vélo de l'intérieur, sélectionnant les meilleures options disponibles et publiant des modèles mis à jour tous les six mois. Nous offrons également des prix parmi les plus bas du marché, grâce à notre sélection de composants basée sur les principes de prix, de qualité et de durabilité.

Le Canada a promulgué une loi qui impose des restrictions sur la puissance des moteurs électriques à 500 W et une vitesse maximale de 32 km/h. C'est pourquoi nous respectons ces normes dans notre production de vélos électriques.

Innovations, avenir et écologie : Avec les progrès de la technologie, les vélos électriques devraient devenir encore plus répandus et efficaces. Les innovations dans la technologie des batteries, les systèmes de recharge sans fil et les fonctionnalités « intelligentes » telles que la navigation GPS contribueront au développement futur de ce domaine.

L'histoire des vélos électriques témoigne de la recherche constante des gens pour améliorer les moyens de transport et utiliser des sources d'énergie propres. Dans un avenir proche, nous pouvons nous attendre à une diversité encore plus grande des vélos électriques et à leur intégration dans les infrastructures urbaines.

Depuis 2009, lorsque le réchauffement climatique et la situation environnementale catastrophique ont été pris au sérieux, les gouvernements et les entreprises de nombreux pays ont lancé des investissements à grande échelle dans le développement et la production de transports électriques. Ces années ont été particulièrement riches en innovations qui ont défini le cap de l'industrie pour la prochaine décennie.

2009 - Conférence de Copenhague sur le changement climatique

photo en vélo électrique

Par exemple, le 15 décembre 2009, lors de la Conférence de Copenhague sur le changement climatique , des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont présenté au public une invention intéressante : la roue de Copenhague. La « roue de Copenhague » était une roue motorisée, une batterie, un contrôleur et un ensemble de divers capteurs, le tout « dans une seule bouteille ».

Le contrôle du moteur a été réalisé grâce à la technologie sans fil Bluetooth, à l’aide d’une application iPhone. Dans l'application, les utilisateurs peuvent consulter la météo, les niveaux de pollution dans la région, suivre les embouteillages, trouver des amis et utiliser leur iPhone comme ordinateur de bord pour le vélo électrique. Une caractéristique unique de la Copenhagen Wheel était la possibilité de transformer facilement et rapidement le vélo en « pedelec » (vélo électrique avec fonction d'assistance au pédalage). Tout ce que le consommateur avait à faire était d'acheter le volant et de télécharger l'application iPhone.

De plus, la conception de la roue permettait l'utilisation du système de récupération d'énergie cinétique (KERS), également utilisé dans les voitures de Formule 1. Sur Internet russophone, cette technologie, également appliquée aux vélos électriques, est appelée « récupération ». Lors de descentes à grande vitesse ou lors d'un freinage, l'énergie cinétique est convertie par le moteur en énergie électrique et restituée à la batterie. Dans les montées, le système fonctionne de manière inverse : grâce à des capteurs de pression sur la fourche, le moteur ajoute de la puissance, facilitant ainsi les montées.

L'invention d'Ogden Bolton Jr. n'a pas perdu de sa pertinence aujourd'hui et sera évidemment utilisée par les générations à venir. Il a jeté les bases pour donner vie aux fantasmes des inventeurs et des scientifiques. Des dizaines de milliers de vélos électriques sont créés sur la base du principe du « moteur-roue ». Par exemple, les fabricants canadiens ont développé en 2010 un vélo électrique avec commande sans fil, similaire à la roue de Copenhague. Toute l'électronique est à l'intérieur du "moteur-roue" et est contrôlée à distance, grâce à des manipulateurs situés sur le guidon.

Malgré la taille impressionnante du « moteur-roue », le vélo électrique ne possède pas de caractéristiques surnaturelles. Il dispose toujours d'une autonomie de 40 km avec une vitesse maximale modeste pouvant atteindre 25 km/h.

Bien entendu, tous les inventeurs n’ont pas limité leur imagination par des limitations législatives sur la puissance du moteur et la vitesse réalisable, et ils ont créé des vélos électriques extraordinaires et puissants. Par exemple, le Pibike (2011) peut parcourir 72 km avec une seule charge de batterie à des vitesses allant jusqu'à 64 km/h, mais son prix est prohibitif non seulement pour l'Ukrainien moyen mais aussi pour la majorité de la population mondiale.

Chaque année, de plus en plus de vélos électriques brillants, puissants et de haute technologie émergent. Cependant, ils partagent tous un problème : leur prix. Les entreprises occidentales créent des vélos électriques qui coûtent environ 2 500 dollars, contribuant ainsi à la popularité croissante des kits électroniques et des modèles DIY.

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