La chaîne d’énergie d’une trottinette électrique suit quatre fonctions : la batterie stocke et fournit l’énergie, l’interrupteur et les fils la distribuent, le moteur la convertit et la roue la transmet au sol. L’énergie d’entrée est électrique, l’énergie de sortie est mécanique, sous forme de rotation puis de déplacement. Cet article détaille chaque fonction, le schéma attendu en technologie et le freinage récupératif, qui fait circuler l’énergie en sens inverse.
Chaîne d’énergie : définition et quatre fonctions
Une chaîne d’énergie décrit le trajet de l’énergie dans un objet, de la source jusqu’à l’action produite. Au collège, le programme de technologie la découpe en quatre fonctions : alimenter, distribuer, convertir, transmettre.
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À côté, la chaîne d’information pilote l’ensemble : elle acquiert une donnée (par exemple la position de la gâchette), la traite, puis la communique. Elle ne transporte pas d’énergie de puissance, elle commande celle qui circule dans la chaîne d’énergie.
Batterie de trottinette : alimenter et stocker
La fonction alimenter revient à la batterie. Elle stocke l’énergie sous forme chimique et la restitue sous forme d’énergie électrique, ce qui en fait l’énergie d’entrée de la trottinette. Sur les modèles actuels, il s’agit le plus souvent d’une batterie lithium-ion.
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Le chargeur ne fait pas partie de la chaîne de la trottinette en roulage : il sert seulement à refaire le stock d’énergie de la batterie, branché sur le secteur.
Contrôleur, interrupteur et fils : distribuer l’énergie
Entre la batterie et le moteur, l’énergie électrique passe par les fils et l’interrupteur. Dans la fiche Eduscol consacrée à la trottinette, l’interrupteur laisse passer le courant ou coupe le circuit, et les fils électriques l’acheminent jusqu’au moteur.
Sur une trottinette du commerce, un contrôleur électronique prend en plus le rôle de doseur : il règle le courant envoyé au moteur d’après la gâchette et d’après le frein. C’est aussi lui qui permet de brider la vitesse, limitée à 25 km/h pour les trottinettes électriques en France selon service-public.fr.
La gâchette appartient à la chaîne d’information : elle informe, le contrôleur traite. Seul ce qui transporte de la puissance électrique relève de la chaîne d’énergie.
Moteur-roue : convertir l’énergie électrique en mouvement
Le moteur électrique remplit la fonction convertir : il transforme l’énergie électrique en énergie mécanique de rotation, appelée énergie cinétique dans la fiche Eduscol. Beaucoup de trottinettes logent un moteur sans balais dans le moyeu de la roue.
Cette conversion n’est pas parfaite. Une partie de l’énergie électrique part en chaleur dans les bobinages, et le rapport entre l’énergie utile et l’énergie reçue s’appelle le rendement. La puissance, en watts, mesure la rapidité de la conversion : un sèche-serviette électrique de 500 W convertit lui aussi de l’électricité, mais en chaleur, ce qui est son but.
Transmission : de l’axe du moteur à la roue
La fonction transmettre amène l’énergie mécanique jusqu’au sol. Quand le moteur est dans le moyeu, la transmission est directe : l’axe du moteur et la roue sont la même pièce.
Sur la maquette pédagogique d’Eduscol, le moteur est séparé de la roue arrière. La courroie et les poulies transmettent l’énergie du moteur à la roue arrière, et l’énergie de sortie reste mécanique : rotation de la roue, puis déplacement de la trottinette.
Freinage récupératif : la chaîne d’énergie à l’envers
Un moteur électrique est réversible. Au freinage, le moteur de la trottinette devient une génératrice : il transforme une partie de l’énergie cinétique en énergie électrique et la renvoie vers la batterie. Sur le schéma, on ajoute donc une flèche de retour.
Le gain reste modeste. Pour une trottinette Xiaomi, un revendeur annonce de l’ordre de 3 à 5 % d’autonomie en plus en conditions réelles, avec trois niveaux de récupération réglables dans l’application. Les voitures dont la location de voitures électriques en ville se développe utilisent le même principe : le moteur freine et recharge.
Schéma complet et comparaison avec le vélo et le scooter
Le schéma se lit de gauche à droite, avec la forme d’énergie écrite sur chaque flèche. Pour la trottinette, la liste des blocs est la suivante :
- batterie (alimenter), avec en sortie de l’énergie électrique ;
- fils et interrupteur (distribuer), avec de l’énergie électrique à l’entrée et à la sortie ;
- moteur (convertir), avec en sortie de l’énergie mécanique de rotation et de la chaleur perdue ;
- transmission et roue (transmettre), avec en sortie l’énergie mécanique qui fait avancer l’engin.
Le vélo a une chaîne plus courte : la source est l’énergie musculaire du cycliste, sans bloc de stockage. Un scooter thermique stocke de l’énergie chimique dans son réservoir de carburant, que le moteur convertit en énergie mécanique. Pour un placement de la vignette d’assurance d’un scooter, la question ne se pose qu’avec ce type de véhicule, la trottinette électrique relevant d’une assurance de responsabilité civile.
Trois erreurs reviennent souvent dans un schéma : confondre stocker et alimenter, oublier les pertes en chaleur au niveau du moteur, et placer la gâchette dans la chaîne d’énergie alors qu’elle appartient à la chaîne d’information.
Un schéma juste tient en quatre blocs reliés par des flèches nommées, plus la flèche de retour du freinage récupératif si l’énoncé la demande.
