Comprendre les chiffres
Si vous avez recherché des systèmes d'éclairage horticole à LED pour votre installation de culture de plantes, vous avez probablement été bombardé par une variété de mesures que les fabricants d'éclairage utilisent pour commercialiser leurs produits. Parmi les termes et les acronymes que vous avez probablement vus, citons : watts, lumens, LUX, foot candles, PAR, PPF, PPFD et efficacité photonique. Bien que tous ces termes soient liés à l'éclairage, seuls quelques-uns d'entre eux permettent de connaître les paramètres importants d'un système d'éclairage horticole. L'objectif de cet article est de définir ces termes et acronymes, de corriger certains malentendus courants et d'aider les producteurs à comprendre quelles mesures sont applicables aux systèmes d'éclairage horticole et lesquelles ne le sont pas.
Les humains utilisent les lumens
Les plantes et les êtres humains perçoivent la lumière de manière très différente. Les humains et de nombreux autres animaux utilisent ce que l'on appelle la vision photopique dans des conditions bien éclairées pour percevoir les couleurs et la lumière. Les lumens sont une unité de mesure basée sur un modèle de la sensibilité de l'œil humain dans des conditions de bonne luminosité. C'est pourquoi le modèle est appelé courbe de réponse photopique(figure 1). Comme vous pouvez le voir, la courbe de réponse photopique est en forme de cloche et montre que les êtres humains sont beaucoup plus sensibles à la lumière verte qu'à la lumière bleue ou rouge. Les compteurs LUX et foot candle mesurent l'intensité de la lumière (en lumens) pour les applications d'éclairage commerciales et résidentielles, la seule différence entre les deux étant l'unité de surface sur laquelle ils sont mesurés (le LUX utilise le lumen/m2et le foot candle utilise le lumen/pi2).
L'utilisation de LUX ou de pieds-bougies pour mesurer l'intensité lumineuse des systèmes d'éclairage horticole donnera des mesures variables en fonction du spectre de la source lumineuse, même si vous mesurez la même intensité de PAR.
Le problème fondamental lié à l'utilisation de LUX ou de pieds-bougies pour mesurer l'intensité lumineuse des systèmes d'éclairage horticole est la sous-représentation de la lumière bleue (400 - 500 nm) et rouge (600 - 700 nm) dans le spectre visible. Les humains ne perçoivent peut-être pas efficacement la lumière dans ces régions, mais les plantes utilisent très efficacement la lumière rouge et bleue pour alimenter la photosynthèse. C'est la raison pour laquelle les lumens, les LUX et les pieds-bougies ne doivent jamais être utilisés pour mesurer l'éclairage en horticulture.
Qu'est-ce que la PAR ?
PAR est le rayonnement actif de la photosynthèse. La lumière PAR correspond aux longueurs d'onde de la lumière dans la gamme visible de 400 à 700 nanomètres (nm) qui stimulent la photosynthèse(figure 1). PAR est un terme très utilisé (et souvent mal utilisé) dans le domaine de l'éclairage horticole. Le PAR n'est PAS une mesure ou une "métrique" comme les pieds, les pouces ou les kilos. Il définit plutôt le type de lumière nécessaire pour soutenir la photosynthèse. La quantité et la qualité spectrale de la lumière PAR sont les paramètres importants sur lesquels il faut se concentrer. (Pour en savoir plus sur la qualité spectrale de la lumière, cliquez ici). Les capteurs quantiques sont le principal instrument utilisé pour quantifier l'intensité lumineuse des systèmes d'éclairage horticole. Ces capteurs utilisent un filtre optique pour créer une sensibilité uniforme à la lumière PAR(figure 1) et peuvent être utilisés en combinaison avec un posemètre pour mesurer l'intensité lumineuse instantanée ou un enregistreur de données pour mesurer l'intensité lumineuse cumulative.
Les trois questions importantes auxquelles vous devez chercher à répondre lorsque vous recherchez des systèmes d'éclairage pour l'horticulture sont les suivantes :
- Quelle est la quantité de PAR produite par le luminaire (mesurée en flux de photons photosynthétiques) ?
- Quelle quantité de PAR instantanée provenant du luminaire est disponible pour les plantes (mesurée en tant que densité de flux de photons photosynthétiques) ?
- La quantité d'énergie utilisée par le luminaire pour rendre le PAR disponible pour vos plantes (mesurée en tant qu'efficacité photonique).
Les trois indicateurs clés utilisés pour répondre à ces questions sont les suivants :
PAR
PPF est le flux de photons photosynthétiques. Le PPF mesure la quantité totale de PAR produite par un système d'éclairage chaque seconde. Cette mesure est effectuée à l'aide d'un instrument spécialisé appelé sphère d'intégration qui capte et mesure essentiellement tous les photons émis par un système d'éclairage. L'unité utilisée pour exprimer le PPF est la micromole par seconde (μmol/s). Il s'agit probablement de la deuxième façon la plus importante de mesurer un système d'éclairage horticole, mais, pour une raison quelconque, la plupart des entreprises d'éclairage ne mentionnent pas cette mesure. Il est important de noter que le PPF ne vous indique pas la quantité de lumière mesurée qui arrive réellement sur les plantes, mais il s'agit d'une mesure importante si vous voulez calculer l'efficacité d'un système d'éclairage à créer du PAR.
PPFD
PPFD est la densité de flux de photons photosynthétiques. Le PPFD mesure la quantité de PAR qui arrive effectivement à la plante ou, comme le dirait un scientifique, "le nombre de photons photosynthétiques actifs qui tombent sur une surface donnée chaque seconde" : "le nombre de photons photosynthétiquement actifs qui tombent sur une surface donnée chaque seconde". Le PPFD est une mesure "ponctuelle" d'un endroit spécifique de la canopée de votre plante, et il est mesuré en micromoles par mètre carré par seconde (μmol/m2/s). Si vous souhaitez connaître l'intensité lumineuse réelle d'une lampe sur une zone de culture donnée (par exemple, 4' x 4'), il est important de prendre la moyenne de plusieurs mesures PPFD à une hauteur définie. Les entreprises d'éclairage qui ne publient que le PPFD au point central d'une zone de couverture surestiment considérablement l'intensité lumineuse réelle d'un appareil. Une seule mesure n'est pas très révélatrice, car les éclairages horticoles sont généralement les plus lumineux au centre, les niveaux de lumière diminuant au fur et à mesure que les mesures sont prises vers les bords de la zone de couverture. (Caveat Emptor : Les fabricants d'éclairage peuvent facilement manipuler les données PPFD. Pour vous assurer que vous obtenez des valeurs PPFD réelles sur une zone de culture définie, les éléments suivants doivent être publiés par le fabricant : la distance de mesure par rapport à la source lumineuse (verticale et horizontale), le nombre de mesures incluses dans la moyenne et le rapport min/max). Fluence publie toujours le PPFD moyen sur une zone de culture définie à une hauteur de montage recommandée pour tous ses systèmes d'éclairage.
PPF est le flux de photons photosynthétiques. Le PPF mesure la quantité totale de PAR produite par un système d'éclairage chaque seconde. Cette mesure est effectuée à l'aide d'un instrument spécialisé appelé sphère d'intégration qui capte et mesure essentiellement tous les photons émis par un système d'éclairage. L'unité utilisée pour exprimer le PPF est la micromole par seconde (μmol/s). Il s'agit probablement de la deuxième façon la plus importante de mesurer un système d'éclairage horticole, mais, pour une raison quelconque, la plupart des entreprises d'éclairage ne mentionnent pas cette mesure. Il est important de noter que le PPF ne vous indique pas la quantité de lumière mesurée qui arrive réellement sur les plantes, mais il s'agit d'une mesure importante si vous voulez calculer l'efficacité d'un système d'éclairage à créer du PAR.
Efficacité des photons
PPF est le flux de photons photosynthétiques. Le PPF mesure la quantité totale de PAR produite par un système d'éclairage chaque seconde. Cette mesure est effectuée à l'aide d'un instrument spécialisé appelé sphère d'intégration qui capte et mesure essentiellement tous les photons émis par un système d'éclairage. L'unité utilisée pour exprimer le PPF est la micromole par seconde (μmol/s). Il s'agit probablement de la deuxième façon la plus importante de mesurer un système d'éclairage horticole, mais, pour une raison quelconque, la plupart des entreprises d'éclairage ne mentionnent pas cette mesure. Il est important de noter que le PPF ne vous indique pas la quantité de lumière mesurée qui arrive réellement sur les plantes, mais il s'agit d'une mesure importante si vous voulez calculer l'efficacité d'un système d'éclairage à créer du PAR.
L'efficacité photonique désigne l'efficacité d'un système d'éclairage horticole à convertir l'énergie électrique en photons de PAR. De nombreux fabricants d'éclairage horticole utilisent le nombre total de watts électriques ou de watts par mètre carré pour décrire l'intensité lumineuse. Cependant, ces mesures ne vous disent vraiment rien puisque les watts sont une mesure décrivant l'entrée électrique, et non la sortie de lumière. Si l'on connaît le PPF de la lumière ainsi que le nombre de watts utilisés, on peut calculer l'efficacité d'un système d'éclairage horticole à convertir l'énergie électrique en PAR. Pour rappel, l'unité du PPF est le μmol/s, et l'unité de mesure des watts est le Joule par seconde (J/s). Par conséquent, les secondes dans le numérateur et le dénominateur s'annulent, et l'unité devient µmol/J. Plus ce nombre est élevé, plus un système d'éclairage est efficace pour convertir l'énergie électrique en photons de PAR.
Conclusion
Pour investir dans un système d'éclairage horticole adapté à vos objectifs de culture et d'entreprise, vous devez connaître le PPF, le PPFD et l'efficacité photonique afin de prendre des décisions d'achat éclairées. Toutefois, ces trois paramètres ne doivent pas être utilisés comme seules variables pour fonder une décision d'achat. Plusieurs autres variables, telles que le facteur de forme et le coefficient d'utilisation (CU), doivent également être prises en compte.
Tous les facteurs doivent être utilisés en combinaison pour sélectionner les systèmes les plus appropriés en fonction de vos objectifs de culture et d'affaires, et le message à retenir est que le PPF, le PPFD et l'efficacité photonique sont les mesures correctes utilisées par les scientifiques et les entreprises d'éclairage horticole leaders de l'industrie. Si une entreprise ne vous fournit pas les mesures correctes utilisées pour l'éclairage horticole, elle ne devrait pas vendre de systèmes d'éclairage horticole et vous ne pourrez pas vérifier l'efficacité réelle de son système. Fluence Bioengineering publie toujours ces mesures dans la documentation de ses produits et est l'un des leaders en matière d'efficacité des photons photosynthétiques , comme l'ont vérifié les universités de Rutgers et de l'État de l'Utah.
