La théorie prévoit quand même qu'un moteur à courant continu tourne à une vitesse proportionnelle à la tension appliquée (dans sa plage de fonctionnement optimale).
La commande en PWM se fait à tension fixe en découpant le courant, mais la puissance électrique moyenne doit logiquement être proportionnelle au rapport cyclique appliqué.
Du coup la puissance mécanique devrait suivre, si les pertes de rendement ne sont pas trop dépendantes de la vitesse de rotation.
Tes points expérimentaux sont assez étranges, ce n'est même pas une fonction continue croissante.