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Avant de commencer à lire la suite, je vous recommande de parcourir cet article qui aborde les notions concernant les grandeurs et unités en radiométrie et en photométrie. et celui-ci qui concerne plus particulièrement les exigences des plantes en matière de lumière.

Aspects quantitatifs

On utilisera en première approximation les facteurs de conversion suivants (valable dans le PAR):

1 W.m-2 = 4.57 µmol.m-2.s-1

0,018 µmol.m-2.s-1= 1 lux

0,22 W.m-2 = 1 µmol.m-2.s-1

54 Lux = 1 µmol.m-2.s-1

Enseignements que l'on peut tirer de l'utilisation des tubes fluo

J'éclaire mes étagères à l'aide de 4 tubes fluo T8 à 6 500°K de 60 cm alimentés en 18 watts (électriques).  

J'ai donc une puissance électrique globale de 72W (4x18!).

Sachant que le rendement lumineux d'un tube fluo T8 est de l'ordre de 60 lm.w-1, j'éclaire mes plantes avec un flux lumineux de 4320 lm (72x60).

Mes étagères mesurent 106 cm de long par 34 cm de large, soit une superficie de 0,36m2. L'éclairement lumineux dont je dispose est égal à 12000 lux (4320/0,36).

Il est généralement admis qu'un éclairement lumineux de 15000 lux est nécessaire pour une salle de culture, mais ma configuration ne me permet pas d'augmenter cette valeur si je veux continuer à utiliser des tubes fluo !

Ev= 15000 lux

soit

PAR = 278 µmol.m-2.s-1

Ee,PAR = 60,8 W.m-2

Enseignements que l'on peut tirer des expériences réalisées en laboratoire

De nombreuses expériences réalisées en laboratoire ont établies que le rendement photosynthétique maximal d'une grande partie des espèces végétales était atteint pour des valeur de l'éclairement (PAR) située entre 150 et 300 µmol·m-2·s-1.

 PAR ~ 150 et 300 µmol·m-2·s-1

soit

Ev ~ 8100 et 16200 lux

Ee,PAR = 33 et 66 W.m-2

Conclusions

Que ce soit ma propre expérience qui me permet d'obtenir de bons résultats ou bien les expériences réalisées en laboratoire, il apparait que nous devons fabriquer une rampe LED ayant un éclairement lumineux:

Ev ~ 8100 et 16200 lux

Comme vu plus haut, mes étagères ont une surface de 0,36 m2. Nous devrons donc avoir un flux lumineux:

Φv ~ 2916 et 5832 lm

Aspects qualitatifs

On va s'attacher maintenant à déterminer quelles couleurs, quel spectre lumineux est le plus adapté à notre salle de culture.

On a tous vu sur le net des installations industrielles comportant des éclairages violacés ou bleutés. Ce parti pris s'explique par le spectre d'absorption des chlorophylles a et b qui absorbent les photons dans le rouge et dans le bleu.

En effet, des recherches ont montrées qu'un spectre privilégiant les longueurs d'ondes dans le bleu favorisaient le développement végétatif alors qu'un spectre tirant vers le rouge induisait une floraison puis une fructification.

Ces spectres, non contant de ne pas être adaptés à notre vision (il est très difficile de rester très longtemps dans ces salles de culture)ne sont pas forcément les meilleurs pour nos plantes (voir ici).

Aujourd'hui, beaucoup d'entreprises utilisent un spectre plus large composé de lumière blanche(plutôt un blanc froid 6000 à 6500K) auquel on rajoute du bleu ou/et du rouge en fonction du résultat recherché.

En tout état de cause, notre spectre 'idéal' devra englober au maximum le spectre d'absorption des chlorophylles a et b et du ß carotène (schéma ci-dessous).

spectreXPG2.png

Nous allons construire notre rampe LED à base de LED de la marque CREE, connue pour la qualité de ses produits et l'exactitude des données techniques (datasheet).

Pour le spectre blanc, on utilisera des XP-G2 Cool White.

spectrideal.png

Glossaire

chlorophylle

chlorophyllea.png

rendement lumineux

rendementlumineux.png


Date de création : 19/09/2016 16:13
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