Depuis, j'ai trouvé ma propre réponse. Je peux la reproduire avec le processus suivant :
1) Réglages > Sécurité > Verrouillage de l'écran > mettre le motif actuel > Sélectionner le motif > Notez que "Requérir le motif pour démarrer l'appareil" est coché.
2) Ne faites aucun changement et revenez aux paramètres (ou appuyez sur home et ouvrez à nouveau les paramètres).
3) Allez sur Accessibilité
4) Activez n'importe quel service d'accessibilité (j'ai activé Pushbullet, mais le service utilisé ne semble pas avoir d'importance).
5) Suivez l'étape 1 jusqu'à ce que la case "Require pattern to start device" soit décochée.
Dans Android M Preview 2, l'activation de Push Bullet m'a fait apparaître le message suivant : "Si vous activez Pushbullet, votre appareil n'utilisera pas votre verrouillage d'écran pour améliorer le cryptage des données" et le fait d'appuyer sur ok m'a amené à un écran où je devais entrer mon motif actuel. Le texte se lit comme suit : "Comme l'activation de Pushbullet affecte le cryptage des données, vous devez confirmer votre schéma". Je ne me souviens pas de cet écran dans les versions 5.0 ou 5.0.1, mais je pense que c'est la cause du problème.