Système anti-blocage pour vélos électriques: l’ABS pour le VAE

10 novembre 2016 • Approfondissements techniques

Une université allemande est en train de concevoir un ABS pour les vélos électriques, de sorte que le blocage potentiellement dangereux de la roue avant ne se produit pas, même dans les freinages d’urgence soudaines. (Avec une mise à jour sur un système similaire présenté par Volkswagen et Brake Force One.)

Les vélos électriques avec des moteurs puissants, qui les aident à atteindre des vitesses allant jusqu’à 45 km / h, sont de plus en plus répandues. Ils commencent à être utilisés surtout dans les pays où ils sont considérés comme légaux (la catégorie des speed-ebike), comme l’Allemagne, les Pays-Bas ou la Suisse.
Les vélos électriques avec une haute puissance et vitesse doivent avoir un système de freinage adéquat.C’est pourquoi les speed-ebikes sont souvent livrés avec des freins à disques hydrauliques, avec des rotors de grand diamètre, afin de garantir une grande force de freinage.Nous l’avons remarqué, par exemple, dans notre test du Stromer ST2, un vélo électrique suisse de haute qualité.
Tout cela signifie que de nos jours, même ceux qui ne sont pas des cyclistes experts peuvent avoir accès à des vélos avec des systèmes de freinage très puissants. Jusqu’à il y a quelques années, ce genre de freins était uniquement disponible sur les VTT Downhill, conçus pour être utilisés par des cyclistes expérimentés qui veulent atteindre des vitesses élevées en descente; bien sûr, n’importe qui pourrait marcher dans un magasin de vtt et acheter un vélo de montagne de descente, mais c’était une chose rare, car ce sont des vélos très spécialisés.

De nos jours n’importe qui peut (plus ou moins légalement) marcher dans un magasin régulier de vélos électriques et acheter un VAE à haute vélocité à utiliser en ville.L’idée que vous avez besoin de pratiquer un peu avant d’utiliser un speed-ebike n’est pas aussi largement partagée que nous le voudrions: ces vélos sont très différents des vélos « normaux ».Faire du vélo à 45 km / h dans le traffic avec un vélo pesant 28 kg n’est pas une expérience banale et il est important de pouvoir faire face à des situations d’urgence comme un freinage brutal.Ce ne sont peut-être pas des motos, mais ils ne sont pas des vélos pour la grand-mère non plus.

Un freinage brusque peut paradoxalement être plus dangereux à des vitesses faibles qu’à des vitesses plus élevées, du moins en ce qui concerne la probabilité de blocage de la roue avant.Lorsque vous roulez à 45 km / h, l’élan du vélo rend difficile le blocage de la roue avant.C’est quand la vitesse descend à 15-20 km / h qu’un freinage brusque peut conduire à bloquer la roue avant, si un cycliste non-expert, effrayé par la situation, tire les freins avec toute sa force.Le système de freinage est donc mis en œuvre: un vélo électrique urbain « normal » aurait des freins à patins ou des freins à disques mécaniques simples, conçus pour être utilisés à ces vitesses relativement faibles: même si vous tirez le levier très fort, cela ne mènera pas à un blocage de la roue avant (la roue arrière peut se bloquer, mais c’est n’est pas un gros problème).Un speed-ebike, au contraire, aurait des freins à disques hydrauliques avec peut-être des rotors de 180-200 mm, conçus pour ralentir le vélo à partir d’une vitesse de 45 km / h, et surdimensionnés pour des vitesses plus basses.Si un cycliste non expert, effrayé, tire ces freins très fort à une vitesse de 15 km / h, il est très facile pour la roue avant de se bloquer, et le cycliste risque de voûter sur le guidon.Le problème s’aggrave en cas d’asphalte humide et glissant.Un ABS pour les vélos électriques entrerait en jeu dans ce cas, libérant la pression sur le système de frein, de sorte que la roue avant continue à rouler régulièrement.Toutefois, l’application d’un ABS sur les vélos électriques n’est pas simple.

Pour cette raison, une équipe de chercheurs de l’université allemande de Pforzheim développe un système ABS pour les VAEs. Le projet est financé par le gouvernement fédéral allemand et fait partie d’un projet plus vaste appelé «Bikesafe».Tout d’abord, les chercheurs ont recueilli un large éventail de données pour mieux comprendre comment et quand arrive le blocage de la roue avant: un vélo d’essai a été chargé avec un large éventail de capteurs. Afin de ne pas prendre des risques, une marionnette a été utilisée, tout comme dans les crash-tests des voitures. Parce qu’il aurait été difficile et coûteux d’avoir la marionnette effectivement pédaler sur le vélo, le moteur a été modifié de sorte qu’il fonctionnait même lorsque les pédales ne bougeaient pas. A une certaine vitesse, le moteur a été désactivé et les freins ont été automatiquement activés, de différentes manières (différents niveaux d’intensité surtout): les résultats ont été observés et notés, pour comprendre pourquoi et comment on arrive au blocage de la roue avant et la marionnette survole le guidon .

La deuxième phase consiste à développer un ABS pour la roue avant; Cela a été fait en coopération avec quelques entreprises travaillant dans le secteur (principalement Bosch et Magura). Les vélos électriques ont l’avantage d’être déjà équipés d’une unité de commande électronique et d’une source d’énergie (la batterie) qui peut être exploitée pour gérer aussi le système anti-blocage pour vélos électriques, réduisant le nombre et le poids des composants à ajouter au vélo. Il y a cependant beaucoup de problèmes à résoudre. Tout d’abord, il y a le problème technique de réellement faire fonctionner ce système. Ensuite, il y a les problèmes d’esthétique, de poids et de placement: l’ABS ne doit pas aggraver ces aspects du vélo. Enfin il y a le problème économique: le prix final d’un vélo électrique avec ABS ne doit pas être trop supérieur au prix moyen d’un vélo électrique normal.
À l’heure actuelle, les chercheurs travaillent encore sur ce système, et il n’y a pas plus de détails. Pour plus d’informations, vous pouvez consulter ce rapport par l’Université de Pforzheim (pdf, en allemand) d’où sont venues toutes les images dans cet article.

Mise à jour: le ABS Break Force One ABS pour vélos électriques

L’idée d’ajouter un ABS au vélos électriques est tellement prometteuse qu’il y a plusieurs équipes qui y travaillent. À l’heure actuelle, l’équipe qui a le prototype le plus avancé semble être Break Force One, une entreprise allemande spécialisée dans la production de freins à disque de haute qualité pour VTT. Leur système vient d’être présenté à Eurobike 2016.