Ce vélo couché et carrossé suscite la curiosité. Il donne l’impression d’être aussi rapide qu’une voiture de course ou un avion de chasse, ce qui n’est évidemment pas le cas. Cependant, grâce à sa position couchée, à son poids minime et à son aérodynamisme remarquable, un « vélomobile » nécessite trois à quatre fois moins d’énergie qu’un vélo classique.
Ce rendement élevé se traduit en termes de confort, mais il permet également d’atteindre des vitesses plus élevées et ainsi de parcourir de plus grandes distances. En effet, les cyclistes habitués du vélomobile peuvent facilement maintenir une vitesse de 40 km/h, voire plus. Le vélomobile est donc une excellente alternative à la voiture pour des trajets moyens, surtout par mauvais temps.
Pour simplifier la chose, un vélomobile est simplement un vélo couché et carrossé. Bien que les vélos couchés puissent paraître étranges, ils se distinguent avantageusement des vélos classiques sur certains points. Par exemple, la selle d’un vélo classique est remplacée par un confortable siège à dossier, ce qui permet au cycliste d’être mieux installé et de pédaler plus longtemps. De plus, ses capacités aérodynamiques supérieures impliquent moins d’effort à fournir. Cette économie d’énergie permet alors de voyager plus rapidement et plus loin qu’avec un vélo classique. Les vélos couchés peuvent avoir deux, trois ou quatre roues. Les tricycles (trois roues) et les quadricycles (quatre roues) ont l’avantage d’être plus stables.
Le vélomobile, souvent tricycle, possède deux avantages supplémentaires par rapport au tricycle couché classique. Sa carrosserie protège le cycliste (et les parties mécaniques) des intempéries, de façon à ce que le véhicule puisse être utilisé en toute saison. De plus, la forme aérodynamique de sa carrosserie améliore encore plus son rendement, avec des résultats spectaculaires.
Comparaison vélomobile/vélo
Comme on peut le voir sur le tableau ci-dessous (source), la puissance nécessaire pour atteindre 30 km/h sur un vélomobile de pointe (the Quest) n’est que de 79 watts, contre 271 watts pour un vélo classique et 444 watts pour un vélo en mauvais état. Pédaler à une vitesse de 30 km/h avec un vélomobile demande donc 3,5 fois moins d’énergie qu’avec un vélo classique. En roulant à toute allure, en déployant une puissance de 250 watts, vous atteindrez 29 km/h avec un vélo classique contre 50 km/h avec un vélomobile.
Selon la NASA, un homme adulte est capable de fournir de manière prolongée une puissance moyenne de 75 watts. Cependant, une personne en bonne condition physique peut facilement maintenir plus de 100 watts pendant plusieurs heures, entre 200 et 300 watts pendant une heure et 300 à 400 watts pendant au moins 10 min. En 2001, Lance Armstrong aurait atteint une puissance moyenne de 475 à 500 watts pendant 38 min lors d’une montée du Tour de France (source : The human powered home).
Si vous vous déplacez habituellement à vélo, voici deux avantages du vélomobile : vous pouvez conserver votre vitesse habituelle tout en dépensant 3,5 fois moins d’énergie, ou arriver à votre destination deux fois plus vite en fournissant le même effort. Ce rendement élevé augmente considérablement les capacités d’un véhicule à pédales. En général, on considère que le vélo est un moyen de transport uniquement adapté aux courtes distances, comme des trajets de moins de 5 km (ce qui correspond à 15 min de vélo traditionnel à 20 km/h). Cependant, la distance moyenne d’un trajet en voiture en Europe et aux États-Unis n’est que de 13 à 15 km.
Un vélomobile atteint une vitesse moyenne de 35 km/h avec la même production d’énergie, de sorte qu’en 15 min, le cycliste parcourt 9 km au lieu de 5 km. À une vitesse de 45 km/h (ce qui n’est pas inhabituel pour un cycliste expérimenté), il est possible de parcourir 11 km en seulement 15 min. Il suffit ainsi de pédaler 20 min sur un vélomobile pour couvrir la même distance qu’un trajet automobile moyen. Le vélomobile pourrait être l’alternative à beaucoup de trajets automobiles, d’autant plus qu’il protège également son occupant du vent, de la pluie et du froid.
Par définition, les vélomobiles sont conçus pour la vitesse. À partir de 20 à 25 km/h, la carrosserie offre un net avantage. Au-delà de ces vitesses, la quasi-totalité de l’énergie produite par le cycliste est utilisée pour lutter contre la résistance de l’air. Sur un vélo classique, du fait de sa position verticale, le cycliste est très peu aérodynamique. Le vélomobile, quant à lui, subit même moins de résistance à l’air que la voiture de sport la plus aérodynamique.
En revanche, à des vitesses inférieures, son poids relativement élevé (25 à 40 kg) devient gênant. Il accélère moins vite qu’un vélo classique et a beaucoup plus de mal à gravir une côte. Dans les régions les plus vallonnées, un moteur d’assistance électrique peut résoudre ce problème. Dans ce cas, le moteur aide le vélomobile dans la montée, tandis qu’à la descente et lors du freinage, l’énergie est récupérée. Bien évidemment, une assistance électrique peut également être utile sur terrain plat. Cette option gagne d’ailleurs beaucoup en popularité actuellement.
Par définition, le vélomobile est essentiellement conçu pour les longues distances. Pour les trajets en ville plus courts, le vélo classique reste indétrônable. Il accélère plus vite, il est plus manœuvrable, facile à enfourcher et il est encore plus facile d’en descendre.
Comparaison vélomobile/voiture électrique
Dries Callebaut et Brecht Vandeputte, les concepteurs belges du WAW-vélomobile, ont comparé le rendement du vélomobile à celui d’une voiture électrique. Pour ce faire, ils ont utilisé leurs propres données et cette source. Lors d’un éco-marathon qui s’est tenu en début d’année, ils ont équipé leur vélomobile d’un moteur électrique qui remplace totalement le pédalage. Ce n’est pas vraiment la fonction initiale du véhicule, mais cette expérience a l’avantage de fournir une comparaison sans équivoque.
La consommation d’énergie du WAW a été mesurée à 0,7 kWh pour 100 km. L’efficacité du vélomobile est ainsi plus de 20 fois supérieure à celle des voitures électriques actuellement sur le marché. Par exemple, une Nissan Leaf nécessite 15 kWh pour parcourir 100 km. Cette énorme différence s’explique évidemment par la différence de poids des deux véhicules. Sans la batterie, la Nissan pèse un peu plus d’une tonne, tandis que le WAW fait moins de 30 kg.
Pour un vélomobile à propulsion humaine, la comparaison est plus compliquée et sujette à interprétation. En effet, l’homme ne fonctionne (principalement) pas à l’électricité, mais à la biomasse. L’efficacité du vélomobile à propulsion humaine dépend donc du régime alimentaire du cycliste, tandis que celle d’une voiture électrique dépend de la façon dont l’électricité est générée. Callebaut et Vandeputte ont fixé la consommation d’énergie primaire à 0,6 kWh/100 km pour un régime végétarien issu de votre propre jardin, et à 2,4 kWh pour 100 km pour le régime moyen d’un Occidental non végétarien.
Un vélomobile à propulsion humaine n’est donc pas seulement 6 à 25 fois plus économe qu’une Nissan Leaf, mais 15 à 62 fois, car nous comparons ici l’énergie primaire. Les 15 kWh consommés par la Nissan correspondent à environ 37,5 kWh d’énergie primaire, puisque les centrales électriques (européennes) ont un rendement de 40 %.
On peut également affirmer que brûler des calories, quelle qu’en soit la provenance, est une bonne chose ,puisque l’obésité et le manque d’activité physique sont endémiques dans le monde occidental. L’énergie actuellement gaspillée dans les salles de sport ou la graisse qui s’accumule à force de traîner devant la télévision pourraient être utilisées à bon escient pour réduire la consommation de pétrole. Dans cette optique, le vélomobile (comme le cycliste et le piéton) consomme 0,00 kWh pour 100 km.
Les origines
Les origines du vélomobile remontent au début du XXe siècle, mais sa version moderne au design fuselé n’apparaît que dans les années 1980. Le Leitra, tout droit venu du Danemark, est le premier modèle de vélomobile commercialisé. Ensuite, en 1993, le modèle néerlandais Alleweder fait son apparition sur le marché. Dans les années 1990, environ 500 exemplaires sont vendus aux Pays-Bas, en Belgique et en Allemagne.
L’Alleweder a introduit une innovation technologique majeure : une caisse autoportante monocoque, de conception similaire à la carrosserie d’une voiture, mais beaucoup plus légère. Le vélomobile gagne ainsi en solidité sans perdre en légèreté. Le système de suspensions introduit par l’Alleweder est également inspiré de l’automobile. La carrosserie de l’Alleweder d’origine est construite en plaques d’aluminium rivetées les unes aux autres, comme le fuselage d’un avion.
Avec ou sans toit
Tous les vélomobiles qui suivent sont construits sur la base de l’Alleweder. La seule différence concerne la carrosserie, qui n’est plus en aluminium mais en matériaux composites, comme le Kevlar. Ces matériaux sont plus coûteux, mais offrent plus de liberté dans la conception du carénage et permettent un meilleur aérodynamisme.
Un vélomobile moderne pèse entre 24 et 40 kg et mesure environ 250 cm de long, 80 cm de large et 95 cm de haut. Ses trois roues sont dotées de suspensions et la carrosserie possède des rétroviseurs, des phares, des clignotants et parfois même des feux-stops. Un vélomobile dispose également d’un compartiment à bagages, similaire à celui des voitures de sport.
Il existe deux types de vélomobiles modernes : ceux dans lesquels la tête du cycliste dépasse de la carrosserie (comme le Quest, le WAW, le Versatile, le Mango, le Velayo, et l’Alleweder) et ceux entièrement fermés (comme le Go-One, le Leiba, le Leitra, le Pannonrider et le Cab-Bike). Pour les modèles entièrement fermés, une partie de la carrosserie s’ouvre pour monter à bord du véhicule et en descendre, tandis que pour les modèles semi-fermés, le conducteur entre et sort par l’ouverture prévue pour la tête.
Les vélomobiles peuvent être équipés de passages de roues classiques (ouverts) ou fermés. Ces derniers offrent un meilleur aérodynamisme, mais ils augmentent le rayon de braquage et compliquent le changement de pneu.
Les vélomobiles entièrement fermés protègent mieux du mauvais temps, mais ils présentent quelques désavantages. Le principal problème réside dans le manque de ventilation. Le conducteur peut « surchauffer », y compris par temps froid. Un corps qui produit 200 watts rejette environ 1 000 watts de chaleur, qui s’échappent essentiellement par la tête. Dans un vélomobile entièrement fermé, l’ouïe et le champ de vision sont également altérés : le pare-brise peut s’embuer ou devenir opaque à cause de la pluie ou de la neige (les essuie-glaces sont proscrits sur tout vélomobile, probablement à cause du poids qu’ajouteraient un moteur et une batterie).
Un vélomobile entièrement fermé nécessite donc un système de ventilation naturelle efficace (par exemple via une ouverture à l’avant du véhicule). Certains fabricants ont trouvé un compromis : le WAW propose un petit toit optionnel équipé d’un système de ventilation réglable depuis l’habitacle. Facile à installer, il peut se ranger dans le coffre lorsqu’il est replié. Le Versatile possède également un toit intelligent qui résout les problèmes de chaleur et de ventilation tout en protégeant le conducteur de la pluie.
Le fabricant allemand Hase a récemment présenté un tricycle couché avec carénage pliable (en plus d’une assistance électrique). Celui-ci ne constitue pas un compromis entre le vélomobile entièrement fermé et le modèle semi-fermé, mais entre ce dernier et le tricycle couché classique (qui reste l’option la plus aérodynamique et confortable par temps chaud).
Les vélomobiles deux places
Récemment, des vélomobiles à deux places comme le Bakmobiel (un vélo cargo) et le DuoQuest ont fait leur apparition. Le principe est simple : les cyclistes sont assis l’un à côté de l’autre. Il est bon de noter que le confort l’emporte encore sur l’aérodynamisme.
Autres modèles en vogue, il existe des vélomobiles spécialement conçus pour monter et descendre plus facilement. Cette nouvelle conception réduit la protection contre les intempéries ainsi que l’aérodynamisme, mais ce modèle demeure, à haute vitesse, plus efficace qu’un vélo classique et donc plus pratique sur de courtes distances.
Les vélomobiles sont-ils trop chers ?
Leur prix très élevé est sans doute le principal obstacle à la prolifération des vélomobiles. Un modèle tout équipé coûte au minimum 5 000 €, ce qui est bien plus cher qu’un vélo milieu de gamme. Aux États-Unis, les prix ont baissé depuis que certains des modèles européens les plus populaires, initialement deux fois plus chers, ont commencé à être fabriqués localement. Expédier un vélomobile outre-Atlantique n’est pas donné.
Ces tarifs élevés s’expliquent en partie par le surcoût des vélos couchés d’une manière générale, mais ils tiennent surtout à la carrosserie. Chaque vélomobile est fait main et le carénage est l’élément le plus long à assembler. Bien entendu, il serait plus avantageux de produire des vélomobiles à la chaîne, voire de délocaliser leur fabrication dans un pays où la main-d’œuvre est bon marché. Mais même dans cette éventualité (à laquelle s’ajoutent l’exploitation sociale et les conséquences environnementales), personne ne pourrait imaginer commercialiser un vélomobile à moitié prix. En effet, les matériaux ultralégers essentiels à la fabrication de ces véhicules sont coûteux.
On peut bien sûr voir les choses sous un autre angle : un vélomobile coûte plus cher qu’un vélo classique, mais moins qu’une voiture. Si on tient compte du fait que ce véhicule est intermédiaire entre la voiture et le vélo en termes de confort et de performances, les prix semblent un peu plus raisonnables. De plus, alors que la voiture nécessite du carburant, ce n’est pas le cas du vélomobile, dont l’entretien se résume au changement des pneus. Dès lors, préférer le vélomobile à la voiture est clairement une décision économique. Les gouvernements pourraient encourager l’achat de vélomobiles en proposant une aide financière pour ces véhicules, plutôt que pour des voitures électriques ou des biocarburants. Ils ont l’avantage d’être réellement écologiques et ne nécessitent pas l’installation de bornes de recharge.
Une alternative à la voiture ?
Le plus grand obstacle au vélomobile n’est pas son prix d’achat ; c’est la concurrence avec la voiture. Bien qu’en théorie le vélomobile puisse circuler sur les pistes cyclables suffisamment larges, sa vitesse et ses dimensions supérieures à celles d’un vélo classique en font un véhicule plus adapté à la route. Sa conception le rend relativement sûr, du moins tant qu’il n’a pas à partager la route avec des voitures. Sur nos routes actuelles, les vélomobiles sont relativement dangereux. Les automobilistes ne les voient pas toujours, et même si la carrosserie a été renforcée au fil du temps, le vélomobile ne fait pas le poids face à un gros 4x4.
Pour que le vélomobile puisse se populariser, il faudrait créer une nouvelle infrastructure dédiée aux véhicules non motorisés, ou bien remplacer toutes les voitures par des vélomobiles sur le réseau routier existant. Cette seconde option, qui a ma préférence, ne va pas dans le sens des concessionnaires automobiles, mais en soi, rien ni personne n’empêche les fabricants de voitures de se mettre à la production de vélomobiles.