Introduction
Suite à une première expérience réussie sur deux vélos cargos solaire en 2020/2021 (Les vélos cargo de Julien et sa famille – Concevoir un vélo solaire !), il était temps de solariser le vélo de ma fille devenue assez grande (10 ans) pour pouvoir manier un vélo solaire sans trop de risque – raison pour laquelle je n’ai pour l’instant qu’électrifié le vélo de mon fils de 7 ans.
La base du montage repose sur son vélo quotidien, convertissable en solaire en moins d’une heure. La version solaire a été finalisée en Mai 2025 puis démontée fin Août après environ 1.500km, principalement sur notre voyage estival combinant des parties d’Eurovélo 6 et 1.
Description technique détaillée
◦ Le vélo
Woom Now 6 (marque autrichienne pour enfant) en 20 / 26 pouces AV/AR avec un support cartable à l’avant mais surtout 12,8 kg sur la balance. Ce cadre assez haut laisse suffisamment de place pour intégrer des supports de structure solaire en toiture.
Le compromis de l’utilisation duale école/voyage réside dans la position très relevée, confortable et sécuritaire sur un usage quotidien en ville mais peu adaptée à un usage longue distance en solaire: trop de poids sur les fesses et structure solaire inutilement haute. J’aurais dû changer le guidon avant le voyage pour abaisser la position des mains.
Cela aurait permis de soulager les douleurs posturales apparues sur de longues étapes – 15 à 20 cm de différence de hauteur entre selles et poignées étant bien trop dans ce cas.
La seule modification du cadre réside dans les perçages du tube diagonal pour y installer les rivets filetés maintenant le support batterie.
Par contre, erreur manifeste ne pas avoir pris en compte la faible épaisseur du tube diagonal : les vibrations répétées dues aux chemins non carrossables et routes pavées ont eu raison de ce mode de fixation pourtant éprouvé sur d’autres cadres ayant des tubes d’épaisseur bien plus importante.
Un maintien supplémentaire au scotch toilé permis d’achever le tour sans arracher les rivets mais il aurait été plus judicieux d’imprimer des attaches sur mesure en PETG ou d’utiliser le « double bob » de Grintech.
Deuxième erreur : utiliser le filetage de béquille du vélo sur une version du vélo trois fois plus lourde que l’originale. Après 15 jours d’utilisation, les montées et descentes répétées de béquille sous charge ont eu raison des quatres petits points de soudures qui ont fini par lâcher. La très suntripienne solution du bâton de marche télescopique à 7 Eur de Décathlon a permis de continuer l’aventure tout en gardant la possibilité de recharger pendant les pauses.
◦ La motorisation
Récupération de deux Bafang G311 de 2020 de Grin (catégorie 250W avec engrenages) des cargos précédents qui avaient chacun pas mal soufferts (carter endommagé sur l’un, rouille avancée suite à un joint défectueux sur l’autre). En récupérant les pièces fonctionnelles sur ces deux moteurs identiques, j’ai pu en reconstruire un parfaitement opérationnel.
Le choix du montage sur la roue avant m’était imposé mais s’est finalement révélé judicieux pour mieux répartir la balance de poids avant/arrière, massivement sur l’arrière avec les sacoches et la position relevée.
Ce petit moteur n’a plus à faire ses preuves et s’est révélé parfaitement adapté : fiable, léger, peu bruyant et suffisamment de couple à (très) basse vitesse pour avaler les côtes les plus sévères malgré une puissance bridée légalement dans le CycleAnalyst à 250W. Sur un parcours montagneux, la solution n’aurait bien sûr pas été adaptée, mais en bord de fleuve et sur le littoral atlantique, aucun problème.
◦ Partie électrique
Également prélevée dans notre stock de batteries utilisées au quotidien, à savoir une 48V en 13S7P Li-ion de 2018 dans un boîtier Hailong équipée d’un BMS standard.
Je n’ai par contre pas mesuré l’équilibrage des cellules avant de partir et vu que notre chargeur quotidien est réglé sur environ 80% de la capacité nominale – pour éviter les pleines charges fatiguant inutilement les cellules – je suspecte la batterie d’avoir des séries mal équilibrées ou des cellules fatiguées, ce qui réduit de façon notoire la capacité énergétique.
Celle-ci doit se situer aux alentours des 400 Wh plutôt que des 640 Wh nominaux, mais suffisant en comparaison des 564 Wh consommés sur l’étape la plus longue de 106 km. Combinée au 160 Wp en solaire (soit environ 640 Wh solaire par jour en moyenne en été), elle n’est jamais descendue en dessous de 45 V, soit toujours un minimum de 30% de capacité restante.
Le contrôleur (onduleur) Baserunner se trouve dans une poche en néoprène fixée à l’avant du vélo donc en dehors du boitîer batterie pour deux raisons :
• Éviter de souder un câble le long du contrôleur dans le support batterie étroit pour l’injection solaire ou l’alimentation d’un DC/DC
• Meilleure ventilation du contrôleur en extérieur
Montage également d’un distributeur 4 ports Anderson 30A pour distribuer le 48V entre batterie, contrôleur, MPPT et DC/DC : Solution pratique et éprouvée, idéale également pour détecter les pannes éventuelles et proposant une connectique de puissance fiable et robuste (quand on s’applique un minimum sur la réalisation des connecteurs…)
◦ Contrôleur et ordinateur de bord
CycleAnalyst un jour, CycleAnalyst toujours! 5 ème montage sur cette base, donc je n’ai même pas envisagé une autre solution, même si clairement cette application basée sur un microcontrôleur des années 70, doté d’une régulation 100% analogique et affublée d’un affichage LCD n’est plus vraiment à la pointe de la technique.
◦ Capteur de pédalage
Ce point particulier nécessite ici un paragraphe dédié, car, en comparaison d’un vélo solaire classique (adulte avec bagages), deux différences importantes :
• Un poids total roulant bien plus faible d’environ 60kg donc une sensibilité plus grande aux variations d’assistance électrique (différence drastique d’assistance perçue entre 50 et 100W sur le plat par exemple)
• Utilisation par une enfant qui n’appréhende pas encore les notions de puissance et couple
Pour raison économique, j’ai d’abord monté un PAS classique à capteur Hall, mais sur les weekends test, ma fille avait tendance à mettre beaucoup d’assistance pour se laisser porter par le vélo.
Installation d’un capteur de couple pour l’inciter à appuyer un minimum sur les pédales, malheureusement livré avec manivelles à emmanchement spécifiques en 175 mm, en comparaison des 150mm d’origine sur le vélo, taille bien plus adaptée aux enfants. Par ailleurs, il est dorénavant prouvé (entre autre ici) que des manivelles plus courtes permettent de pédaler plus efficacement.
De plus, du fait du boîtier de pédalier particulièrement bas sur ce cadre enfant, elle avait même tendance à venir frotter la semelle au sol en pédalant avec des chaussures trop souples, d’où l’obligation de raccourcir les manivelles.
D’après les forums internet, un niveau de bricolage semi-divin est requis pour tarauder proprement de nouveaux filetages de pédales – lorsque le forgeage des manivelles s’y prête, ce qui est le cas ici – et les sets de tarauds gauche et droit (pré-coupe, coupe et finition par côté soit 6 au total) sont par ailleurs hors de prix.
D’humeur aventureuse, j’ai tenté un perçage au foret de 13 sur une perceuse colonne et des filetages avec deux tarauds basiques de reprise de filetage de pédale. Résultat: axes de pédale perpendiculaires aux manivelles et aucun desserrage sur les 1500km.
Le problème semblait donc réglé avec une garde au sol suffisante et une taille de manivelles évitant les déhanchements sur la selle. Par contre, sa force musculaire naturellement plus faible combinée à un bras de levier plus court faisait travailler les jauges de contraintes du capteur de couple dans leur zone de détection basse, et même en mettant des coefficients multiplicateurs importants dans le CycleAnalyst (jusqu’à x6), elle dépassait rarement les 150W, ce qui dans certaines montées n’était pas suffisant.
Après 2 jours de voyage à constater que cette solution semblait trop physique pour elle, je lui ai paramétré le capteur de couple dans le CycleAnalyst en PAS simple (comme son frère) et les deux enfants ont finalement réussi à trouver un compromis entre un pédalage minimum et économie de batterie, pour ainsi atteindre chacun en fin de voyage une consommation de 5,5Wh/km à 18km/h de moyenne, ce qui est tout à fait honorable.
◦ L’équipement solaire et/ou la remorque solaire
- Panneaux photovoltaïques
Même si l’offre des panneaux monocristallin semi-flexible s’est considérablement élargie en comparaison des années précédentes – avec surtout une baisse spectaculaire du prix au Watt Peak – il n’a pas été facile de trouver des panneaux ayant la bonne taille pour cette application.
Le meilleur compromis était (verbe à l’imparfait car produit plus disponible à l’heure de la rédaction de cet article) proposé par Greenakku :
• Module semi flexible à face avant structurée – avantageux en usage mobile à mon avis car moins dépendant de l’orientation vers l’irradiation solaire
• 2 Module de 80Wp, soit avec les empiriques 4Wh/km/jour -usage été & en toiture- environ 640 Wh / jour en production en comparaison des 440Wh consommés en moyenne par jour sur 13 jours
• 84x54cm par panneau:
• 1,7 mètre au total de long sur ce vélo correspond à un bon ombrage sans dépassement conséquent vers l’avant ou l’arrière
• 54cm de large apportent une bonne protection solaire et aux intempéries tout en restant très maniable.
• 1.7kg /module, soit 3,4 kg au-dessus de la tête, environ 6 kg au total avec la structure, soit une charge à l’arrêt facilement manipulable par ma fille (une fois lancé, le poids est beaucoup moins critique)
• 70€ pièce soit 88 cts/Wp (juste pour référence, les modules industriels et résidentiels sont en 2025 à 11 cts/Wp en structure verre/verre Topcon bifacial, soit techniquement bien plus avancés que ceux-là…) mais ce prix reste plus acceptable que les 180 cts/Wp que j’avais payé en 2020 pour les Sunpower 170Wp
• Cellule Sunpower en IBC (integrated back contact) garantissant une meilleure résilience aux fissures
• Montage série de deux panneaux soit 160Wp compatible avec le MPPT de 300Wp classique Suntrip: 50% de marge vis-à-vis de la puissance nominale, réserve bienvenue quand on considère l’optimisme débordant des vendeurs chinois concernant les capacités électroniques de leurs produits
• Ajout de connecteurs Anderson 30A pour faciliter les montages/démontages et dépannage en cours de route car standard sur tous mes vélos
• Montage à l’aide de scratch autocollants comme sur les vélos précédents, solution facile à appliquer et peu onéreuse facilitant grandement le positionnement propre sur la structure et démontage pour le transport
- Régulateurs solaires
Récupération d’un contrôleur reparamétré à 54V – soit une marge faible de 0,6V vis-à-vis du maximum théorique car pas de régénération possible sur un moteur à engrenage – pour éviter de venir tester la fonctionnalité du BMS Batterie de 7 ans d’âge.
- Structure porteuse
Deux améliorations majeures en comparaison de mes montages de 2021 :
• L’utilisation d’une imprimante 3D, me permettant d’optimiser le poids des supports en fonction des contraintes mécaniques spécifiques à cet usage
• L’utilisation de joints industriels standard Kipp, peu coûteux et en diamètre de 30mm compatibles avec les profilés rond Alu 6060 T6 d’épaisseur 1,5 mm et présentant un ratio poids/stabilité mécanique intéressant
Le dimensionnement de la structure reste toujours l’étape la plus chronophage -mais pas la plus chère en comparaison de l’électronique et de la chaîne de transmission électrique.
Étant donné l’importance du poids pour un vélo enfant, qui plus lorsqu’il est situé en hauteur donc favorisant le basculement latéral involontaire, priorité a été donné au développement d’une solution la plus légère possible.
Coût total : environ 160€
• Raccords industriels : 50€ avec livraison
• Tubes alu : 50€ au négociant local
• Pièces 3D : environ 15€ de PETG de différentes couleurs + quelques euros en énergie car environ 100 heures d’impression et séchage de filament
• Scratch autocollant : environ 15€ au magasin de bricolage
• Bombes de peinture : 17€ au magasin de bricolage
Pour ce qui s’agit de l’impression 3D, le PETG (comme les bouteilles d’eau minérale donc) propose une mise en œuvre facile, une bonne résistance mécanique (zone élastique bien plus importante que le PLA standard) et une résistance thermique / tenue aux UV assez intéressante (pour ne pas fondre au soleil en plein été) et se laisse imprimer avec des vitesses assez rapides, critère important au vu de la taille des pièces.
Pas de calculs compliqués (car je ne maîtrise pas le module FEM de Freecad) mais plutôt du dimensionnement à la louche, qui s’est révélé étonnamment stable sur tout le trajet.
Autre avantage qui est apparu lors d’une chute – heureusement bénigne – contre un poteau : les supports en PETG ont absorbé l’énergie du choc en se cassant les uns après les autres, là où une structure alu bien plus rigide sur l’axe longitudinal aurait sûrement transmis plus d’énergie à ma fille qui se serait peut être blessée. Réparation de fortune au scotch pour finir sans problème le voyage puis réparation définitive simple en ré-imprimant les pièces endommagées. Et curieusement, la fixation par scratch a permis de ne pas complètement ruiner le panneau avant qui n’a pas perdu l’intégralité de sa production suite à la chute.
Retour d’expérience
◦ points forts
En comparaison de mes premiers vélos solaires, je suis bien plus satisfait de cette réalisation pour lequel j’ai pu apporter plus de soins aux finitions étant donné que je ne suis pas parti d’une page blanche. Cela a pour conséquence que l’aspect général fait beaucoup moins « bricolé », plusieurs personnes rencontrées pensant même qu’il s’agissait d’un kit commercial. Il était également important pour moi que ma fille puisse utiliser le vélo en toute sécurité et qu’elle se fasse plaisir à son guidon, objectifs tout les deux atteints. Ce vélo a été également présenté à sa classe de CM1, et en dehors de l’intérêt général porté par les élèves, même les petits gars prompts à comparer la voiture de leur papa respectifs lui ont fait part de leur envie d’essayer de rouler en vélo solaire. Mission accomplie 😉
◦ points à améliorer
En dehors de mes erreurs sur la fixation de la batterie et de la béquille, cette réalisation s’est révélée parfaitement adaptée à l’usage pour lequel elle était prévue. Donc une fois les réparations nécessaires effectuées, pas de modification majeure prévue avant les prochaines utilisations en mode solaire.
◦ Statistiques
Comme lors de mon précédent article, ci-dessous les statistiques pour le voyage de ma fille :
Pas d’erreur au niveau de la consommation par km réelle finale négative : ma fille a « sauvé » à deux reprises son petit frère qui était un peu gourmand au niveau assistance. Elle a donc récupéré la batterie presque vide de son frère pour qu’il puisse finir les étapes. Sur les 1000km parcourus, seule une recharge secteur de « sécurité » a été nécessaire suite à la casse d’un panneau dans la chute contre le poteau.
Mon prochain vélo / ou les prochaines évolutions
Le monde fabuleux du vélo couché me fait de l’œil… mais vu que j’ai mis 3 ans entre deux réalisations solaires, il s’agit définitivement d’une perspective long terme !