L’explosion du marché européen des véhicules électriques légers, au premier rang desquels on trouve les vélos à assistance électrique (VAE), incite les autorités européennes et nationales à renforcer le cadre réglementaire assurant la sécurité des utilisateurs et la fiabilité des produits.
L’un des changements les plus significatifs de ce cadre réglementaire est la prochaine entrée en vigueur de la norme EN 50604-1 dédiée aux batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques légers, dont les vélos. Cette norme va probablement modifier en profondeur le marché du VAE en Europe.
Quels sont les contours de cette norme ? Comment en appréhender les impacts ?
Creusons ensemble les détails de la norme EN 50604-1, dans ce nouvel article.
Précisons que, si la norme s'applique à l'ensemble des véhicules électriques légers, nous allons concentrer une grande partie de notre propos sur les vélos électriques, qui constituent la plus grande part de ces véhicules, et pour lesquels VoltR a un intérêt particulier.
Au sommaire :
Le marché européen du vélo à assistance électrique (VAE) a crû très rapidement depuis le milieu des années 2010. L'adoption de ces moyens de transport, rapide et massive (en 2021, la vente de vélos électriques en Europe a dépassé la barre des 5 millions d’unités vendues) n’est pas sans poser de nouvelles questions.
Au premier rang de ces questions : la sécurité des batteries lithium-ion embarquées sur ces véhicules. Entre 2017 et 2023, plusieurs organismes européens de sécurité ont en effet signalé une hausse régulière des incidents thermiques liés aux batteries de VAE : départs de feu, explosions, ou émissions de gaz toxiques.
Ainsi, sur la période 2017-2023, la London Fire Brigade a documenté une forte hausse de la fréquence de ces accidents, passant de 2 évènements en 2017 à au moins 178 incidents à Londres en 2023. Une analyse de ces incidents et de leur augmentation, publiée par l’Office for Product and Safety Standards (OPSS), souligne que la hausse de ces accidents serait particulièrement imputable aux batteries de vélos électriques, et notamment aux batteries utilisées dans les kits d’électrification.
Obtenir des chiffres précis et exhaustifs sur les accidents liés aux batteries est complexe et limité par les moyens d’analyse après incendie. Ces chiffres restent donc parcellaires. Quoi qu’il en soit, les incidents et leur médiatisation ont un impact non négligeable sur la perception des usagers.
Un exemple : à l’occasion d’une campagne de sensibilisation sur le sujet du VAE, une enquête menée en Grande-Bretagne (https://ebikepositive.co.uk/) révèle que 23% des Britanniques hésitent à acheter un vélo électrique après avoir lu des informations sur les incendies de batteries, et 25% s'inquiètent de devoir les recharger à proximité de leur domicile.
Les facteurs de risque des batteries de VAE habituellement identifiés sont les suivants :
Heureusement, une grande partie des batteries de VAE aujourd’hui sur le marché est pensée pour répondre à ces risques, ou pour les éviter totalement.
Frédéric Hédouin, directeur général de Corepile, rappelle dans une interview donnée au magazine Que choisir : «Vu les volumes mis sur le marché, les accidents sont finalement assez rares».
De plus, est-ce que toutes les batteries de VAE se valent en termes de sécurité ? Non, évidemment. Certaines batteries de qualité douteuse vendues notamment au sein de kits d’électrification pour vélos sont souvent pointées du doigt, et contribueraient même, selon le directeur de l'Association of Cycle Traders Jonathan Harrison, à ternir la réputation de l’ensemble du secteur.
On peut notamment citer 2 cas typiques de batteries potentiellement moins sécurisées :
Pour s'assurer de la sécurité et de la qualité d'une batterie lithium, il convient de vérifier en premier lieu son niveau de certification.
Attardons-nous un instant sur ce point.
Les batteries de VAE, comme toute batteries Lithium-ion sur le marché européen, sont soumises aux 2 obligations réglementaires suivantes :
La certification UN 38.3 de transport des matières dangereuses est un standard publié par les Nations Unies et qui assure que toute batterie lithium-ion peut être transportée en toute sécurité,
Obtenir cette certification nécessite de faire passer des tests climatiques, mécaniques et électriques à une batterie. Ces tests recouvrent les évènements susceptibles d’advenir lors du transport d’une batterie par mer, par air, sur terre.
Le marquage CE est un sigle appliqué sur les produits en Europe, apposé par le producteur ou le distributeur qui de ce fait garantit que son produit répond aux différentes normes européennes en vigueur lors de sa mise sur le marché :
La raison pour laquelle cette norme EN 50604-1 a tant d'impact vient d’un jeu à 3 bandes au sein de la réglementation européenne, qui concerne l'ensemble du marché du VAE.
Les constructeurs/distributeurs de VAE ont un très grand intérêt à suivre la Directive Machine 2006/42/EC de l’UE pour leurs produits.
En effet, s'ils la respectent, ils obtiennent ce qu’on appelle une présomption de conformité : leur produit est considéré comme respectant la législation européenne et leur garantit une protection juridique en cas d’incident.
Dans le cas d’un VAE, il existe une norme européenne harmonisée qui permet de se conformer à la Directive Machine. Cette norme est la EN 15194, qui regroupe de nombreuses recommandations et obligations sur le design des différentes parties d’un vélo à assistance électrique.
Lors de sa première publication en 2017, cette norme harmonisée stipulait explicitement que les batteries installées devaient satisfaire à l’IEC 62133-2 pour que l’ensemble du véhicule valide la norme EN 15194.
Un amendement à l’EN 15194 (EN 15194:2017+A1:2023), sorti en août 2023, a introduit la nouvelle norme EN 50604-1 comme le nouveau standard à respecter pour la batterie de VAE, avec une période transitoire de 2 ans (2023-2025) pendant laquelle les 2 normes IEC 62133-2 et EN 50604-1 sont valables et donnent donc accès à la couverture offerte par la Directive Machine.
Le droit européen a fait évoluer le cadre normatif s'appliquant aux batteries de VAE, car la norme de sécurité IEC 62133-2 est un standard généraliste pour tout type de batteries lithium-ion, et qui inclut une série de tests à mener pour garantir leur fiabilité et leur sécurité avant mise sur le marché.
Mais ce standard, bien qu'adapté aux appareils électroniques classiques, n'incluait pas assez les scénarios spécifiques aux VAE : fortes sollicitations en pic de courant, variations thermiques, impacts mécaniques fréquents.
L’EN 50604-1 est donc entrée en jeu par une volonté de répondre à ces risques réels et documentés, en mettant en place un cadre d’exigences plus adaptées aux usages de la mobilité électrique douce, dans un contexte où le parc de vélos électriques (et autres véhicules légers) a grandement augmenté.
La première version de la norme EN 50604-1 a été officiellement publiée en novembre 2016, sous le titre complet : "Batteries rechargeables contenant des cellules au lithium pour les véhicules légers – Partie 1 : Exigences de sécurité".
Elle s’applique aux véhicules électriques légers en général (VAE, scooters, vélo cargo, etc.).
Elle n’est donc pas uniquement dirigée pour les vélos électriques, mais a été assez rapidement adoptée dans la norme harmonisée EN 15194 spécifique aux VAE, qui donne la si importante présomption de conformité à la Directive Machine européenne.
La norme EN 50604-1 couvre plusieurs aspects essentiels :
Elle s’applique aux batteries complètes, c’est-à-dire aux systèmes contenant les cellules, le BMS (Battery Management System, carte électronique qui assure le bon fonctionnement), les différents dispositifs de sécurité, et le boitier contenant l’ensemble.
Au fil des années, l’évolution des technologies, les discussions entre pays de l’UE et divers parties prenantes, ont conduit à deux amendements de cette norme.
Précisons que le premier amendement (A1 - publié en octobre 2021) est d'une importance majeure. En effet, il :
Le point le plus important concernant les batteries de VAE est l’exemption du test d’écrasement pour des batteries intégrées au cadre du vélo et fixées par un double système de verrou et d’enclenchement mécanique.
Quant au second amendement (A2), il n'est pas encore publié. En tant que membre du comité de normalisation français sur les questions de batteries et accumulateurs (AFNOR UF 21 21A) VoltR a accès à ce projet d’amendement A2, dont la phase de révision vient de se clore.
Si l’on compare les exigences respectives de l’IEC 62133-2 et de l’EN 50604-1, on observe un véritable bond dans l’éventail de tests à mener, leur sévérité, et les exigences en termes de design de batterie.
Les nouveaux éléments testés dans cette norme sont :
De plus, les tests sont globalement plus sévères car ils sont menés sur des batteries toutes chargées à 100%, ce qui augmente très fortement leur réactivité et leur potentiel de départ de feu.
Les exigences dans le design de la batterie et du BMS impliquent également des protocoles de communication entre la batterie et le reste du système, avec un accent mis sur la compatibilité chargeur.
Deux axes sont proposés dans la norme pour répondre à cet enjeu :
Le but est de garantir que seuls une tension et un courant de charge acceptables seront appliqués à la batterie.
Les tests mécaniques sont l'objet d'évolutions particulièrement importantes.
Comme indiqué précédemment, l’EN 50604-1 impose des tests de vibration, chute, et écrasement. Cet ensemble de tests est beaucoup plus exigeant que ceux inclus dans la norme IEC 62133-2.
L'objectif ? Refléter plus fidèlement les conditions réelles d’utilisation et l’environnement d’une batterie sur un 2 roues électrique.
Cependant, des distinctions existent bien entre les conditions d’utilisation d’un VAE et d’un scooter, la première d’entre elle étant la vitesse du véhicule en question (VAE bridé à 25km/h contre scooter pouvant atteindre au minimum 45km/h).
Se pose donc la question de faire passer des tests identiques à ces batteries n’ayant pas le même contexte.
L’amendement A1 a déjà été l’occasion d’adapter une partie des tests, notamment le test d’écrasement qui peut être mené sur la batterie dans son contexte, plutôt que sur la batterie seule. Les batteries placées au sein du cadre du vélo pourront ainsi profiter de la protection du cadre métallique lors du test.
Les batteries intégrées au cadre par enclenchement mécanique + verrou se voient même exemptées de test d’écrasement spécifique à la batterie. Les tests seront à mener sur le véhicule entier.
Mis bout à bout, ces éléments vont avoir un grand impact sur le développement des batteries qui devront se conformer à la norme EN 50604-1.
Au vue des évolutions apportées par la norme EN 50604-1, il apparait évident que les fabricants doivent revoir la conception des batteries sur plusieurs aspects primordiaux, notamment :
Tout d’abord, il faut rappeler que cette norme serait obligatoire uniquement pour les batteries mises sur le marché à compter d'août 2025. La conformité au standard précédent IEC 62133-2 restera valable pour toutes les batteries vendues avant cette date.
L’entrée en vigueur de la norme EN 50604-1, bien qu’elle soit un gage de sécurité et de qualité, aura plusieurs impacts directs sur le marché européen des vélos électriques et du VAE.
Au rang des bénéfices attendus :
Au rang des défis posés par la norme :
En tant que membre du comité de normalisation français sur le sujet des normes IEC et UN en relation avec les batteries lithium, nous suivons attentivement l’évolution du cadre normatif pour tous les types d'applications. De plus, nous développons actuellement des batteries de VAE compatibles avec la nouvelle norme EN 50604-1.
Ajoutons que nos batteries sont déjà certifiées au regard des normes actuelles.
Sources :
