Pleins feux sur les innovateurs

Université de Princeton

New Jersey, États-Unis

"Fluence a été en mesure de fournir un système d'éclairage qui a permis des recherches précises qui n'auraient pas pu être réalisées autrement.

- Paul Gauthier, Ph.D

Chercheur associé, Département des géosciences, Université de Princeton
Recherche à l'université de Princeton : Récolter des connaissances pour une industrie en pleine croissance

Ces dernières années, l'agriculture verticale s'est imposée comme une méthode durable de production alimentaire pour une population mondiale croissante qui manque de terres arables et de ressources naturelles. Le changement climatique ne déplacera pas seulement les populations dans des communautés où les ressources sont de plus en plus limitées, mais il affectera également les espèces végétales et leur adaptation et résilience aux changements de température, aux limitations d'eau et aux ravageurs. Paul Gauthier, physiologiste végétal, et ses étudiants de l'université de Princeton ont lancé plusieurs projets visant à déterminer comment nourrir une population croissante grâce à l'agriculture verticale, tout en étudiant la résistance des plantes face aux menaces du changement climatique.

Projet d'agriculture verticale

En véritables scientifiques, M. Gauthier et ses étudiants évaluent la complexité des applications de l'agriculture verticale, de la faisabilité de la technique à la croissance et au développement des plantes. Les fermes verticales consomment jusqu'à 95 % d'eau en moins que l'agriculture conventionnelle et éliminent les ruissellements de produits chimiques qui contaminent les ruisseaux, les rivières et les environnements dans lesquels elles se trouvent. À Princeton, en cultivant dans une ferme verticale, la consommation d'eau pour une tête de laitue est passée de 50 gallons d'eau à seulement 0,5 gallon d'eau recyclée. L'un des moteurs de la croissance de l'agriculture verticale peut également être attribué aux progrès de la technologie LED, qui permet de contrôler l'éclairage 365 jours par an, tout en atténuant l'incertitude de la lumière du soleil due aux conditions météorologiques, aux saisons et à la géographie. Cependant, malgré l'expansion récente de l'agriculture verticale, il existe encore peu de données publiques sur cette application. C'est ce qui a poussé M. Gauthier à lancer le projet d'agriculture verticale hydroponique de Princeton. "Nous voulons créer de nouvelles connaissances dans ce domaine", a déclaré M. Gauthier. "Nous voulons prouver qu'il s'agit d'une méthode durable.

M. Gauthier et ses étudiants s'efforcent de répondre aux nombreuses questions de l'industrie concernant la viabilité à long terme de l'agriculture verticale. Ils évaluent la consommation d'énergie et d'eau, les optimisations environnementales et la planification financière. En travaillant avec une variété de cultures autres que les légumes verts, M. Gauthier évalue la manière de nourrir les communautés à plus grande échelle. "La raison pour laquelle je me concentre sur une variété de cultures autres que les légumes verts à feuilles est que nous ne pouvons pas nourrir le monde uniquement avec de la laitue. Pour pouvoir nourrir le monde grâce à l'agriculture verticale, comme le prétendent de nombreuses personnes, nous devons être en mesure de modifier l'appétit des gens. "a déclaré M. Gauthier.

White line art: water faucet over leaf container, for cannabis lighting technology.
Réduction de la consommation d'eau
White map pin over grid on orange square, symbolizing cannabis lighting tech.
Réduction de l'utilisation des sols
White outline of power plug as flower above leaves on orange, symbolizing LED grow lights for cannabis cultivation.
Efficacité énergétique accrue

Prévoir l'impact du changement climatique sur les écosystèmes végétaux

Au sein du département de géosciences, M. Gauthier cherche également à mieux comprendre comment les plantes maintiennent l'équilibre délicat entre le stockage de l'énergie (photosynthèse) et la libération de l'énergie (respiration) lorsque les changements d'intensité lumineuse, de température et de niveaux de CO2 provoqués par le changement climatique affectent le développement. Dans le cadre de cette recherche, l'équipe a déployé des systèmes d'éclairage Fluence personnalisés pour appliquer plusieurs intensités lumineuses aux feuilles des plantes afin de favoriser la photosynthèse. En analysant les gaz entrant et sortant de la chambre, l'équipe est en mesure d'évaluer sa capacité globale à absorber et à libérer du carbone. L'objectif final est d'identifier les conditions optimales pour la culture d'aliments en intérieur, tout en positionnant l'université de Princeton en tant que leader dans ce secteur en pleine expansion, en termes de technologie et de formation des générations futures à la culture durable et efficace.

Optimiser les conditions de culture en intérieur

Lors de ses recherches sous lampes de culture à LED, le Dr Gauthier s'est particulièrement distingué par l'intégration d'un large spectre dans les solutions d'éclairage Fluence, ce qui est essentiel pour une production optimale de métabolites secondaires. "Nous avons besoin d'une intensité lumineuse extrêmement précise. Nous devons être en mesure d'augmenter ou de diminuer la lumière d'à peine une micromole. Nous avons également besoin de spectres très précis dans le domaine de la lumière visible (400 - 700 nm). De nombreuses LED sont soit trop riches en rouge, soit trop riches en bleu, alors que les plantes ont besoin d'un bon équilibre entre le rouge et le bleu. Une faible émission de chaleur est également essentielle pour ses études, "nous devons nous assurer que le rayonnement thermique atteignant la feuille n'est pas trop important. Il est difficile de contrôler la température des feuilles et il est essentiel de limiter le rayonnement thermique. Les systèmes LED de Fluence ont permis de surmonter ces obstacles par rapport aux sources lumineuses conventionnelles.

Leur objectif est d'obtenir la meilleure récolte en consommant le moins de ressources possible. En mettant les données à la disposition du public, d'autres chercheurs pourraient être en mesure de travailler à la culture efficace d'aliments pour nourrir une population croissante. En déployant SPYDRx PLUS, l'équipe a constaté des améliorations significatives en termes d'efficacité énergétique, de qualité des récoltes et de rendement. En cultivant dans leur ferme verticale, la consommation de ressources a diminué et les étudiants ont pu étudier plusieurs cultures à la fois. Il ne fait aucun doute que les pratiques agricoles évoluent aussi rapidement que notre environnement, mais de nombreuses questions subsistent et les réponses sont trouvées en étudiant quelque chose d'aussi petit que le quantum de lumière. Restez au courant des dernières recherches et découvertes du laboratoire du Dr Gauthier en visitant le site https://scholar.princeton.edu/ppg.

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