Ce qui consomme le plus la batterie d’un vélo électrique, c’est le mode d’assistance, suivi du vent, du dénivelé et de la température. Le poids, la vitesse et les pneus jouent aussi, mais nettement moins. Avec une batterie de 500 Wh et les hypothèses de notre calculateur (cycliste de 75 kg, vélo de 24 kg, terrain vallonné, 20 km/h et 18 °C), le mode tour donne environ 89 km ; le turbo, 61 km, et l’éco, 139 km. En règle rapide, sur terrain vallonné et en mode intermédiaire, un VAE consomme environ 5 Wh par kilomètre ; en montagne et en turbo, plus du double.
Bosch eBike Systems le résume dans son guide des batteries : impossible de donner un chiffre général, car l’autonomie dépend du terrain, des pneus et du mode de conduite. Voici le poids de chaque facteur, chiffres à l’appui.
Comment se calcule l’autonomie
Le calcul est simple :
Kilomètres = Wh utiles de la batterie ÷ Wh consommés par le vélo à chaque kilomètre
- Wh (wattheures), c’est l’énergie stockée dans la batterie. On l’obtient en multipliant la tension par les ampères-heures : une batterie de 36 V et 13,9 Ah stocke environ 500 Wh. C’est le chiffre qui compte pour comparer des batteries, pas les Ah.
- Wh utiles : on n’exploite pas 100 % de la batterie. Le système garde une réserve et la batterie perd de la capacité avec les années. Notre calculateur retient 90 % de la valeur nominale : 450 Wh utiles pour une batterie de 500 Wh, un peu moins par temps froid.
- Wh par kilomètre : ce que le moteur tire de la batterie pour vous aider. Cela dépend de la puissance demandée par le vélo (air, roulement et pente) et de la part qu’en fournit le moteur (le mode d’assistance).
Dans l’UE, un vélo à assistance électrique (VAE) homologué cesse d’assister à 25 km/h et son moteur a une puissance nominale de 250 W au maximum. Au-delà de 25 km/h, vous pédalez seul et la batterie ne s’use presque plus. Le détail de la réglementation est dans la réglementation du vélo électrique.
Les hypothèses de tous les exemples
Tous les chiffres de ce guide sortent du même modèle que le calculateur d’autonomie et le tableau d’autonomie selon la batterie, avec leurs valeurs par défaut ; ils concordent donc :
- 101 kg au total : cycliste de 75 kg, vélo de 24 kg et 2 kg de chargement.
- 20 km/h de vitesse de croisière, sans vent, à 18 °C, avec un pneu urbain et une position droite.
- Vous fournissez 100 W avec les jambes et le moteur ajoute 55 % en éco, 120 % en tour, 200 % en sport et 300 % en turbo, jusqu’à 450 W.
- Terrain : plat, 2 m de dénivelé par km ; vallonné, 12 m par km ; montagne, 25 m par km.
Quand un exemple change quelque chose (autre batterie, autre pneu, autre température), nous le précisons.
Le mode d’assistance : le premier poste de consommation
Le moteur multiplie ce que vous fournissez. En mode éco, il ajoute à peu près la moitié de votre effort ; en turbo, jusqu’à trois fois plus, d’après les fiches de moteurs comme le Bosch Performance Line. Plus d’aide, c’est plus de vitesse dans les montées, mais aussi plus de consommation.
Kilomètres estimés sur terrain vallonné (12 m de dénivelé par km) :
| Batterie | Éco | Tour | Sport | Turbo |
|---|---|---|---|---|
| 400 Wh | 111 km | 71 km | 56 km | 49 km |
| 500 Wh | 139 km | 89 km | 70 km | 61 km |
| 625 Wh | 174 km | 111 km | 87 km | 77 km |
| 750 Wh | 208 km | 133 km | 105 km | 92 km |
Sur terrain vallonné, la consommation va de 3,2 Wh/km en éco à 7,2 Wh/km en turbo : plus du double. Ces chiffres sont le milieu d’une fourchette ; en pratique, les démarrages, les rafales de vent ou une cadence basse peuvent retirer encore 20 %. Le tableau d’autonomie selon la batterie étend ces valeurs à 545 et 800 Wh, au plat et à la montagne, avec la fourchette de chacune.
Le dénivelé : monter coûte de l’énergie
En montée, l’essentiel de la puissance sert à élever votre poids et celui du vélo. Avec 101 kg au total, monter 100 m de dénivelé coûte environ 27,5 Wh d’énergie mécanique, sans compter les pertes du moteur, et vous en fournissez une partie. La descente ne rend rien : les VAE ne rechargent pas la batterie au freinage.
Avec une batterie de 500 Wh :
| Terrain | Dénivelé | Éco | Tour | Turbo |
|---|---|---|---|---|
| Plat | ~2 m par km | 178 km | 115 km | 85 km |
| Vallonné | ~12 m par km | 139 km | 89 km | 61 km |
| Montagne | ~25 m par km | 97 km | 63 km | 43 km |
En montagne, si vous roulez en plus avec des pneus à crampons, la consommation grimpe à 5-11 Wh/km selon le mode. Une sortie en VTTAE de 40 km avec 1 000 m de dénivelé positif en mode tour consomme environ 280 Wh avec un pneu urbain et 310 Wh avec des crampons : plus de la moitié d’une batterie de 500 Wh.
Vent, froid, poids, vitesse et pneus
En partant de la batterie de 500 Wh en mode tour sur terrain vallonné, qui donne environ 89 km, voici comment l’autonomie évolue quand un seul facteur change :
| Facteur | Changement | Autonomie |
|---|---|---|
| Vent de face sur tout le parcours | 0 → 15 km/h | 89 → 58 km |
| Température | 18 °C → 0 °C | 89 → 73 km |
| Poids total (cycliste + vélo + chargement) | 81 kg → 121 kg | 101 → 79 km |
| Vitesse de croisière | 15 → 25 km/h | 96 → 81 km |
| Pneu | Route → VTT à crampons | 99 → 77 km |
Ce qui surprend le plus, c’est souvent le vent. Un vent de face modéré de 15 km/h vous prend plus d’un tiers de l’autonomie sur la portion où vous l’avez contre vous, car la résistance de l’air augmente avec le carré de la vitesse relative. Sur un aller-retour, le vent dans le dos au retour ne compense pas tout : avec 15 km/h de face à l’aller et dans le dos au retour, la batterie tient environ 77 km au lieu de 89.
La vitesse joue moins sur terrain vallonné, parce que vous montez de toute façon plus lentement. Sur le plat, elle se sent davantage : avec 500 Wh en mode tour, vous faites environ 115 km à 20 km/h et 90 km à 25 km/h.
Le froid
Les batteries lithium-ion délivrent moins d’énergie quand elles sont froides. Bosch indique dans son guide que stocker la batterie entre 0 et 10 °C ne l’abîme pas, mais qu’une batterie froide fournit moins de puissance ; il conseille de la rentrer dans une pièce chauffée les jours de grand froid et d’attendre qu’elle soit à température ambiante avant de partir. Avec nos hypothèses, à 0 °C l’autonomie baisse d’environ 18 % (de 89 à 73 km) et à −10 °C, de plus d’un tiers (57 km). C’est une perte temporaire : une fois revenue à température ambiante, la batterie retrouve ses performances.
Pneus et pression
Un pneu VTT à crampons a une résistance au roulement bien plus élevée qu’un pneu lisse : avec les mêmes hypothèses, passer d’un pneu route à un pneu à crampons fait perdre plus de 20 km. Sur un VAE urbain, une pression trop basse produit le même effet : avec 1 bar de moins que la valeur recommandée, le pneu se déforme davantage et gaspille de l’énergie. Contrôlez la pression chaque semaine avec le calculateur de pression, qui a un mode spécial pour les vélos électriques, plus lourds.
Exemples concrets
Trajet domicile-travail de 12 km en ville, aller et retour. 24 km par jour en mode tour, avec un peu de dénivelé, consomment environ 120 Wh. Une batterie de 500 Wh tient environ trois jours et demi : rechargez-la tous les deux ou trois jours et vous ne serez jamais à court.
Sortie de cyclotourisme de 90 km sur terrain vallonné. Avec 625 Wh, vous arrivez avec de la marge en mode tour (environ 111 km estimés). En sport, vous n’arriveriez pas (87 km). Roulez en éco sur le plat et gardez les modes forts pour les côtes.
Sortie en VTTAE de 50 km avec 1 200 m de dénivelé, en pneus à crampons. Avec 750 Wh en mode tour, environ 87 km d’autonomie : c’est suffisant. Avec 500 Wh et le turbo dans toutes les montées, environ 40 km : la batterie lâcherait avant la fin.
Faites vos propres calculs avec le calculateur d’autonomie de vélo électrique : entrez votre batterie, votre poids, le terrain et la température, il vous donne les kilomètres dans chaque mode.
Comment allonger l’autonomie
- Choisissez le mode le plus bas qui reste confortable. Passer de turbo à tour sur le plat donne 36 % de kilomètres en plus (de 85 à 115 km avec 500 Wh).
- Pédalez à bonne cadence (70-90 tr/min). Les moteurs pédaliers sont plus efficaces ainsi et consomment moins que si vous emmenez un grand braquet (les différences avec un moteur dans la roue sont dans moteur pédalier ou moteur dans le moyeu).
- Anticipez les arrêts et redémarrez sur un petit rapport.
- Gonflez correctement les pneus et gardez une chaîne propre et lubrifiée (voyez comment nettoyer et lubrifier la chaîne).
- Roulez un peu moins vite sur le plat. Descendre de 25 à 20 km/h fait passer d’environ 90 à 115 km avec 500 Wh en mode tour.
- Prenez soin de la batterie. Une batterie bien traitée perd sa capacité plus lentement ; tous les détails sont dans comment entretenir la batterie.
Erreurs fréquentes
- Croire le chiffre maximal du fabricant. Les autonomies du catalogue sont souvent mesurées dans des conditions idéales : plat, mode éco, sans vent et à 20 °C.
- Comparer les batteries en Ah. Une batterie de 14 Ah en 36 V (504 Wh) n’a pas la même énergie qu’une batterie de 14 Ah en 48 V (672 Wh). Comparez toujours les Wh.
- Prévoir une sortie à la limite. Gardez 15 à 20 % de marge : le vent tourne, et personne n’a envie de monter le dernier col avec un VAE de 25 kg sans assistance.
- Oublier le froid. La sortie que vous faisiez en septembre peut vous laisser en rade en janvier.
- Penser que la descente recharge. Les VAE à moteur pédalier ne récupèrent pas d’énergie au freinage.
Questions fréquentes
Qu'est-ce qui consomme le plus de batterie, le mode ou le dénivelé ?
Les deux pèsent lourd, mais le mode davantage. Avec 500 Wh sur terrain vallonné, passer d'éco à turbo fait tomber l'autonomie de 139 à 61 km ; en mode tour, passer du plat à la montagne la fait passer de 115 à 63 km. Montagne et turbo à la fois : 43 km.
Combien de batterie pour 1 000 m de dénivelé ?
Sur une sortie de 40 km avec 1 000 m de dénivelé positif, en mode tour, environ 280 Wh avec un pneu urbain et 310 Wh avec des pneus VTT à crampons : plus de la moitié d'une batterie de 500 Wh. La descente ne recharge rien.
Pourquoi un vélo électrique a-t-il moins d'autonomie en hiver ?
Parce que les batteries lithium-ion délivrent moins d'énergie à froid. Avec 500 Wh sur terrain vallonné en mode tour, on passe de 89 km à 18 °C à 73 km à 0 °C, et 57 km à −10 °C. Bosch conseille de garder la batterie à l'intérieur les jours froids et de la mettre en place juste avant de partir.
Une plus grosse batterie vaut-elle le coup ?
Pour les longues sorties ou la montagne, oui : passer de 500 à 750 Wh donne 50 % de kilomètres en plus (de 89 à 133 km sur terrain vallonné en mode tour). Pour 10 à 20 km par jour en ville, une batterie de 400-500 Wh suffit largement et pèse moins lourd.
Rouler vite consomme-t-il plus de batterie ?
Oui, jusqu'aux 25 km/h où le moteur cesse d'aider : la résistance de l'air augmente avec le carré de la vitesse. Avec 625 Wh sur le plat en mode tour, rouler à 18 km/h donne environ 160 km d'autonomie, et à 25 km/h environ 113 km.