Qu'est-ce que le spectre lumineux par rapport à l'intensité et pourquoi sont-ils importants ?

"Spectre" et "intensité" sont les deux principaux descripteurs de la lumière appliqués aux plantes. Un "spectre" est la combinaison des longueurs d'onde qui composent une lumière, lui donnant sa couleur et certaines de ses propriétés biologiques. Nous décrivons l'éclairage horticole avec le mot "spectre" au lieu de "couleur" parce que les descripteurs anglais de "couleur" sont imprécis : de nombreuses longueurs d'onde différentes, ou des combinaisons de longueurs d'onde, peuvent être décrites comme étant la même couleur. Notre perception des différentes longueurs d'onde n'est pas assez nuancée pour discerner la lumière de 440 nm de celle de 460 nm, par exemple, ou la différence perçue n'est pas suffisante pour les qualifier toutes deux autrement que de "bleues" dans la plupart des contextes. De même, ce que nous percevons comme une couleur "blanche" peut correspondre à plusieurs spectres différents, ou combinaisons de longueurs d'onde. En photobiologie, la précision dans la description du spectre est importante car des longueurs d'onde spécifiques de la lumière induisent des réponses développementales spécifiques. Parmi ces réponses, on peut citer l'optimisation des processus photosynthétiques, la communication à la plante de son exposition directe au soleil ou à l'ombre pour induire un étirement ou un compactage, et l'induction ou la répression du métabolisme secondaire.L'intensité est une mesure du nombre de photons qui atterrissent sur une zone par unité de temps. Nos yeux perçoivent l'intensité comme la luminosité d'un objet ou d'une source lumineuse ; cependant, nos yeux sont biaisés pour faire apparaître les longueurs d'onde situées au milieu du spectre visible (vert et jaune) plus lumineuses que celles situées à l'extérieur (bleu et rouge). En horticulture, chaque longueur d'onde du spectre du rayonnement photosynthétiquement actif (PAR) est pondérée de manière égale et l'intensité est mesurée en micromoles de photons par mètre carré et par seconde. Le rendement des cultures est généralement l'indicateur de production le plus important dans le domaine de l'agriculture. horticulture commercialeLes producteurs appliquent donc généralement une intensité aussi élevée que possible des spectres optimaux pour stimuler la photosynthèse afin de maximiser leurs rendements. Nous mesurons l'intensité lumineuse à l'aide d'un capteur quantique, qui mesure le nombre de photons en µmol/m²/s comme décrit ci-dessus. Les anciens capteurs quantiques conviennent généralement pour mesurer l'intensité de la lumière solaire en raison de la répartition égale des longueurs d'onde visibles. Toutefois, pour les LED, en particulier celles qui utilisent le bleu et le rouge à la périphérie du spectre PAR, ils sont moins adaptés en raison de la sur- ou sous-estimation de ces longueurs d'onde. Le spectre lumineux est mesuré par un spectroradiomètre, qui mesure le nombre de photons à chaque longueur d'onde individuelle (ou de manière encore plus précise). Pour la plupart des applications en expansion, un capteur quantique est un outil approprié pour mesurer la lumière. Pour les applications de recherche ou pour essayer d'affiner les comparaisons entre le spectre et l'intensité, un spectroradiomètre peut être un meilleur choix, mais son coût peut être multiplié par 10. Le spectre et l'intensité interagissent dans la manière dont ils affectent le développement des plantes. Un spectre optimal pour le développement des plantes à une intensité relativement faible peut ne pas être optimal pour le développement des plantes à une intensité élevée, et vice versa. Le cannabis en est un exemple : un spectre relativement riche en photons rouges (600-700 nm), appliqué à forte intensité, est très susceptible de faire blanchir la partie supérieure des plantes, alors que ce même spectre n'induirait pas ce blanchiment à une intensité plus faible. Des spectres différents satureront également les réponses des plantes à des intensités différentes. Par exemple, dans certaines cultures, les photons rouges sont plus susceptibles de pousser une plante à la saturation photosynthétique à une intensité plus élevée que les photons verts. La technologie des LED est telle que les diodes de différents spectres ont intrinsèquement des efficacités différentes pour convertir l'électricité en photons. Une efficacité plus élevée signifie que plus de photons sont produits pour la même quantité d'électricité utilisée. En fonction de l'échelle de déploiement et du coût de l'électricité, ces différences d'efficacité peuvent se traduire par des différences majeures dans les coûts d'exploitation des DEL. Pour maximiser la production végétale et le résultat économique, il est essentiel d'utiliser un spectre et une intensité spécifiquement optimisés pour vos objectifs de production, tout en tenant compte des implications économiques de cette lumière dans votre situation énergétique.

Dr. David Hawley

David Hawley dirige l'initiative de recherche scientifique de Fluence en tant que scientifique principal de l'entreprise. Son expérience des systèmes à environnement contrôlé, de l'éclairage horticole et du métabolome du cannabis étaye naturellement la mission de Fluence, qui consiste à mener une recherche de pointe sur l'éclairage afin d'explorer l'interaction entre la lumière et la vie.

Brian Poel

Une décennie de recherche et d'expérience dans l'agriculture en milieu contrôlé. Nous sommes à l'avant-garde de la compréhension et de l'application des réponses de la croissance et du développement des plantes au spectre et à l'intensité de la lumière.