Sans chaîne, ni courroie : comment fonctionnent ces vélos "hybrides" à entraînement numérique ?

16 juillet 2023 à 10h00
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 © Cycling About
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Remplacer la chaîne ou la courroie de transmission du vélo par des composants électroniques pour effectuer le travail de la transmission : c'est le concept du « digital drive ». Si cela peut paraître saugrenu au premier abord, ce système propose ses avantages bien à lui.

Un nombre croissant de sociétés proposent cette technologie de remplacement pour leurs vélos. Un vélo équipé de la technologie du digital drive est un vélo électrique hybride avec lequel le cycliste pédale de manière classique. En revanche, l'énergie cinétique qu'il produit, au lieu d'actionner une chaîne ou une courroie, va alimenter un générateur qui produit de l'électricité pour un moteur situé sur la roue arrière. Mais alors, quel est l'intérêt d'un tel dispositif ?

Un fonctionnement sans chaîne et une maintenance réduite

Sur un vélo classique, les pignons sont des éléments centraux de la transmission, qui servent à modifier le rapport de démultiplication entre la force exercée par le cycliste sur les pédales et la vitesse de la roue arrière. Avec le système de digital drive, c'est le générateur qui remplace les pignons, et un logiciel vient simuler la résistance de la chaîne.

Principal avantage : quasiment plus aucun entretien de la partie transmission n'est nécessaire, puisqu'il n'y a plus de phénomène de friction avec la chaîne ou la courroie. Plus besoin de lubrifier ou d'ajuster les dérailleurs, aucun élément physique ne relie le pédalier à la roue arrière. On peut quand même se poser la question de la panne. Alors qu'une chaîne qui a déraillé se remet très facilement, ou qu'un dérailleur ne demande que quelques minutes pour être changé, que ferait-on avec ce système ? Qu'en est-il de sa solidité sur le long terme ? Il paraît difficile d'affirmer aujourd'hui qu'une personne lambda serait à même de réparer un vélo équipé du digital drive s'il tombait en panne.

Un autre avantage du digital drive est le changement de vitesse automatique. Le système existe déjà, mais il ne fonctionne pas exactement de la même manière ici. Le logiciel qui simule la chaîne capte la puissance que le cycliste envoie sur le pédalier et ajuste en direct le rapport de transmission en s'alignant sur la cadence de pédalage. Il en résulte un confort de pilotage accru et un ressenti plus fluide.

© Daniel Frintz
© Daniel Frintz

Désavantages et usages particuliers

On pourrait presque croire que ce système frôlerait la perfection. Eh bien, non. Son principal désavantage est qu'il est beaucoup moins efficace qu'une transmission classique. Lorsque vous pédalez sur un vélo traditionnel, environ 95 % de l'énergie sera transmise à la roue arrière. Avec le digital drive, ce chiffre plafonne à environ 60 %. Les raisons ? 20 % de l'énergie cinétique sera perdue dans le générateur, et quasiment la même chose sera absorbée par le moteur. Vous pédalez dans la semoule, littéralement.

Un autre gros désavantage, et non des moindres à vélo, c'est le poids. Un vélo équipé du digital drive pèse en moyenne 25 % plus lourd que son homologue traditionnel. C'est énorme pour un véhicule entraîné à la force humaine.

Cela condamne-t-il pour autant ce dispositif à ne pas être utilisé ? Pas forcément. Il pourrait trouver sa place dans les vélos couchés par exemple, qui sont souvent équipés de transmissions complexes à cause de leurs morphologies de cadre. Le digital drive pourrait simplifier cette conception. Les vélos cargos électriques, surtout les longtail, pourraient également trouver un avantage à cette technologie. En supprimant le système de transmission traditionnel, un bon gain de place est possible, augmentant ainsi la capacité de port. La caisse de transport serait aussi située plus bas, abaissant le centre de gravité, ce qui améliorerait la maniabilité de l'engin.

Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ? C'est certainement ce qu'auraient dit les Shadoks en regardant le digital drive. Plus lourd, moins efficace, ce système ne sera certainement pas généralisé à tous les vélos, en tout cas pas sous cette forme. En revanche, certains usages particuliers cités plus haut pourraient déjà en tirer un bénéfice.

Sources : Electrek, Cycling About

Camille Coirault

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Commentaires (20)

Bombing_Basta
Pour une transmission sur une « longue » distance, on peut aussi remplacer chaine et courroie par un cardan…
bennukem
" On peut quand même se poser la question de la panne."<br /> Au prix du vélo, le propriétaire pourra certainement se payer une dépanneuse jusqu’à Shanghai.
xeno
Voici un exemple concret du rendement de l’énergie de transformation « renouvelable ».<br /> dure de trouver des système pour remplacer un rendement digne d’une énergie primaire.
cpicchio
Concept complètement con. Une chaine de vélo taf pour un cycliste de la semaine, c’est environ 10 000 km. Donc de nombreuses années sans aucune panne (et la révision annuelle du vélo permettra de changer une chaine pour 50 Euros environ avant tout problème).<br /> Ici, c’est largement plus sophistiqué, donc largement plus fragile (et plus cher).<br /> Et une réflexion : s’agit-il encore d’un vélo ou d’une forme de mobylette avec une manette des gaz qui s’actionne en pédalant ? (d’ailleurs, que dit la législation ?)
MattS32
cpicchio:<br /> Et une réflexion : s’agit-il encore d’un vélo ou d’une forme de mobylette avec une manette des gaz qui s’actionne en pédalant ? (d’ailleurs, que dit la législation ?)<br /> Je me pose la même question.<br /> Dans le code de la route français, la définition d’un cycle est : « véhicule ayant au moins deux roues et propulsé exclusivement par l’énergie musculaire des personnes se trouvant sur ce véhicule, notamment à l’aide de pédales ou de manivelles ».<br /> À partir du moment où ce vélo hybride n’a aucune source d’alimentation externe (donc pas de batterie rechargeable), je pense qu’on peut considérer qu’il correspond bien à cette définition : même si c’est converti en électricité entre le muscle et la roue, c’est bien exclusivement l’énergie musculaire de l’utilisateur qui propulse le vélo.<br /> Du coup, il doit pouvoir s’affranchir des limites de puissance/vitesse du VAE (bon en même temps, avec un rendement de 60% de toute façon ça dépassera pas les 250W en continu, faudrait pédaler à plus de 400W, ce qui est digne d’un cycliste professionnel…).<br /> Si par contre il a une alimentation externe, il tombe au mieux dans la catégorie des VAE (à condition de respecter la limite des 250W), au pire dans les cyclomoteurs. Le point intéressant dans ce cas serait de savoir quelle puissance il peut appliquer au moteur au delà de 25 km/h pour être considéré comme un VAE : la même puissance que celle appliquée au pédalage ou alors faut-il tenir compte des pertes ? Dans le premier cas, ça pourrait rendre ce mode de transmission intéressant pour rouler vite, puisqu’on pourrait alors bénéficier d’un rendement « virtuel » de 100% au delà de 25 km/h…<br /> Mais d’autres pourraient avoir une lecture différente de la loi.
ManuMike
Pourquoi pas un vélo couché court où le moteur et le generateur sont confondus et la boite de vitesse dans la roue avant? Dans ce cas le rendement est 90% juste à cause de la boîte
KlingonBrain
Le rendement est vraiment trop faible.<br /> A part situation particulière de trajets très courts sans dénivelés, c’est très embêtant, car l’humain moyen n’est pas sur motorisé.<br /> D’ailleurs, on ne voit pas trop l’intérêt d’un dispositif aussi complexe, coûteux et peu performant alors qu’une chaîne et un dérailleur, ça fonctionne très bien.
Yasakar
À quand le velo à guidon numerique : plus besoin de liaison meca entre guidon et roue, on remplace par une direction assistée electrique…<br /> Y a un moment faut que l innovation serve à quelque chose. On passe de velos simples avec pieces meca simples et entretien simples (simple=pas cher) à des velos complexes avec un taux de fiabilités degradés, un impact environnemental significatif (lié au nuleriques, moteur…) et couts exorbitant…
Shooot
En gros le rotor et le stator se trouve au niveau du moyeu.<br /> Bref une dynamo inversée sans l’effet « poulie »<br /> Il faudra une Valise Diagnostic Vélo comme pour les bagnoles pour dépanner.<br /> c’est bien essayé
alsaco67
On se casse vraiment la tête dans tous les domaines pour éviter les efforts …<br /> Un vélo permet de faire de faire un peu d’exercice physique indispensable pour la santé, et pour cela, il faut pédaler !<br /> Pour eux qui veulent de l’assistance électrique de tout type voir, avancer sans efforts, achetez vous une mobylette …
cpicchio
Un vélo électrique pour aller au travail, c’est bien quand même car cela évite de trop transpirer. Et ne pas croire que l’on ne fait aucun effort, surtout dans les montées !<br /> Mais pas besoin de sophistication inutile comme là.
darkkanga
Bonjour,<br /> C’est une innovation qui nécessite des adaptations, évolutions. D’ici quelques années le produit sera meilleur et peut être moins cher. Les voitures électriques ont évolué assez rapidement en quelques années.
MattS32
alsaco67:<br /> On se casse vraiment la tête dans tous les domaines pour éviter les efforts …<br /> Un vélo permet de faire de faire un peu d’exercice physique indispensable pour la santé, et pour cela, il faut pédaler !<br /> Le système dont on parle ici ne réduit absolument pas l’effort à faire. Au contraire même, un rendement inférieur, ça implique que pour rouler à la même vitesse il faut faire un effort supérieur.
lahire
a ce prix y’a un moteur j’espere !<br /> en ce moment le gouvernement me propose une « super affaire » mettre ma diesel à la casse et avoir un bon de réduction de 1000€ sur un vélo électrique, super affaire je vous dis.<br /> le vélo coute plus cher qu’une voiture occasion ptdr
xryl
Si on pousse le concept encore plus loin, on pourrait mettre le pédalier sur la roue (avant donc) et donc éviter la perte des 5% de rendements de la chaîne. Sauf que le 95% de rendement, c’est à performance maximale (c’est à dire lorsque le dérailleur est parfaitement réglé entre la force musculaire et la résistance du frottement). L’intérêt du dérailleur étant de justement pouvoir ajuster la force musculaire à la plupart des conditions de route (en perdant, évidemment du rendement, mais moins que si vous aviez à ajuster vous même la force musculaire, ce que l’on ne sait pas bien faire).<br /> Ici, il n’y a pas de limites entre les différents niveaux de résistance, ou dit différemment, c’est comme si vous aviez 1 milliard de pignons et plateaux. Donc les 60% de rendement sont moins une contrainte lorsque mis en parallèle du rendement inférieur d’un mauvais choix du dérailleur. De plus, il peuvent être couplé à une batterie pour rien de plus, ce qui n’est pas le cas du vélo mécanique de base. Voire de supercapacités qui se chargeraient uniquement sur le plat et les descentes, histoire de ne pas avoir à tomber sous la loi qui restreint les VAE.<br /> En gros, 60% tout le temps, même en montée, c’est pas si mal, surtout si l’excédent des descentes est utilisé pour les montées.
mcbenny
Hue… Donc le vélo électrique évite la transpiration lors de l’effort, c’est ça ?
cpicchio
Pour aller au travail, oui, ça limite car vous forcez moins.<br /> En usage sportif, vous allez ‘juste’ plus vite (ou dans des endroits plus escarpés en VTT) mais pas de différence sur le rythme cardiaque qui monte aussi haut que sans assistance quand vous donnez tout
yves2
Ca risque de faire la même blague qu’avec les VAE Van moof:<br /> ce fabricant vient d’être déclaré en faillite et<br /> leurs vélos risquent d’être inutilisables parce que ce sont des vélo connectés qui pour être déverrouillés ont besoin d’une application qui utilise les serveurs de van moof.
promeneur001
Ça paraît étonnant cette solution. Une chaine fait très bien le travail. Mieux, une courroie ne nécessite aucun entretien, est très peu salissante et dure longtemps (plusieurs dizaines de milliers de Km).
promeneur001
Est-ce que des essais ont été faits sur différents parcours en ville ?<br /> En ce qui concerne le rendement désastreux, rappelons que le rendement d’un moteur thermique est 25-40 %. Pourtant, l’automobile thermique connaît un grand succès. Ce qui compte est le coût de fonctionnement. Dans ce cas-ci, est-ce que le coût de l’énergie dépensée par le cycliste avec ses muscles est supportable ? N’est-il pas rapidement essoufflé ou épuisé ?
MattS32
promeneur001:<br /> Pourtant, l’automobile thermique connaît un grand succès.<br /> Parce que très longtemps y avait pas mieux… Alors que là, le vélo classique, qui existe déjà et est moins coûteux fait mieux : à effort égal, le cycliste ira plus vite avec un vélo classique qu’avec un de ces vélos hybrides.<br /> Cet inconvénient diminue dans le cas d’un VAE, car la perte de rendement ne se fait alors que sur la partie musculaire, pas sur l’assistance (au contraire, sur cette partie le rendement est même meilleur que quand le moteur est au niveau du pédalier et doit passer son énergie par la transmission).<br /> Après, pour simplement se débarrasser de la chaîne et de son entretien, il y a d’autres technos qui existent déjà et sont largement éprouvées : boîte de vitesse dans le moyeux ou le pédalier + transmission à rapport fixe via une courroie (et on commence à voir apparaitre aussi des transmissions par arbre).
promeneur001
Comme quoi argumenter est tout un art. l’exemple que j’ai donné n’est là que pour la compréhension. Il a agi comme un drapeau rouge. Vous avez loupé l’argument «&nbsp;Ce qui compte est le coût de fonctionnement. Dans ce cas-ci, est-ce que le coût de l’énergie dépensée par le cycliste avec ses muscles est supportable ? N’est-il pas rapidement essoufflé ou épuisé ?&nbsp;»<br /> Sinon oui la courroie, je l’ai adoptée depuis plus de dix ans.
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