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L’histoire du PPF, du PPFD, des lumens et des lux

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Vous ne savez pas avec quelles unités d’éclairage travailler ?

Lorsque vous avez rencontré des lampes dans le passé, vous avez peut-être vu des tonnes d’unités différentes de mesure de la lumière pour juger : Watts, Lumens, Lux et température de couleur (par exemple 5400k comme sur les tubes fluorescents). Si vous éclairez votre maison et votre espace de vie pour des yeux purement humains, ces unités conviennent parfaitement. Vous pouvez choisir une ampoule à forte luminosité pour éclairer votre salon, ou une ampoule à faible luminosité pour votre lampe de chevet. Cependant, les plantes sont différentes de nous. Ainsi, notre ampoule de 40W, 1000 lumens, ne nous dit pas si elle fera pousser notre violette africaine ou non, car il n’y a aucun moyen de savoir si la lumière est photosynthétiquement active ou non. Même la couleur de la lumière, telle que 5400K, rouge ou bleue, n’a pas d’importance, car beaucoup de ces couleurs émettent également une lumière blanche normale, en utilisant simplement un filtre pour changer la couleur émise. Sur quoi nous basons-nous pour juger les lampes de culture ? Dans cet article, nous répondrons à cette question !

Lumens, Lux, Géométrie et Bougies

Lumens

Les lumens sont une unité utile, mais purement humaine. Une ampoule à incandescence de 75 W ou une ampoule fluorescente compacte de 25 W émet 1 600 lumens. Ainsi, pour votre salon, vous avez besoin de quelques milliers de lumens pour une luminosité décente. Cette lumière est ancrée dans le spectre de l’œil humain, donc sans rouge profond ni bleu ultraviolet, mais plutôt centrée sur la lumière verte de 550 nm (longueur d’onde nanométrique).

Qu’est-ce qu’un lumen ? Il s’agit d’une unité de flux lumineux dérivée de la géométrie et de l’émittance lumineuse d’une simple bougie (une candela, une autre unité). Un lumen est égal à la puissance lumineuse émise par une bougie, multipliée par un stéridian (terme géométrique désignant une certaine surface d’une sphère). Sans aller plus loin dans les mathématiques, il est basé sur des bougies et une fonction de luminosité centrée sur l’homme, ce qui est bien pour les humains, mais pas pour les plantes.

Lux

Qu’est-ce qu’un lux ? Un lux est simplement un lumen sur une surface de 1m2, soit 1 lumen atteignant une surface de 100cm sur 100cm dans votre pièce. C’est très pratique pour mesurer la luminosité d’un lieu, car vous pouvez évaluer le niveau de luminosité à l’aide d’un appareil de mesure autour d’une zone et ajouter des lumières dans les endroits sombres. Pour vous donner une idée de l’échelle, 100 000 lux correspondent à la lumière directe du soleil, tandis que 300 lux correspondent à l’éclairage normal d’une pièce. Vous pouvez toutefois voir la lumière de la pleine lune avec 1 lux. Cependant, est-ce que lux cultive votre plante avec une lumière adaptée aux plantes ? Nous ne le savons pas, donc nous ne devons pas l’utiliser pour la culture de la lumière.

Température de couleur corrélée (CCT)

Si vous avez un aquarium ou une bande fluorescente, vous avez acheté des tubes fluorescents avec une échelle de température de couleur, généralement 5400K, 7200K ou 3400K. Il s’agit d’un mélange de couleurs basé sur l’impression de la lumière du jour, allant des flammes orangées d’un cantre au bleu clair d’un ciel limpide.

Rayonnement photosynthétiquement actif (PAR)

PPF

La plante a besoin de lumière photosynthétiquement active, que nous appelons PAR. Il s’agit d’un mélange de bandes de fréquences lumineuses (liées à la couleur), avec des pics autour de 420 nm et 680 nm pour la lumière rouge et bleue respectivement. D’autres fréquences lumineuses sont également utilisées et il est important de s’en souvenir. Comment mesurer cette lumière PAR ? PPF signifie flux de photons photosynthétiques. Un photon peut être considéré comme une unité lumineuse unique sans entrer dans la physique quantique. Le PPF correspond donc à la quantité de molécules de lumière PAR qui atteignent une certaine zone par seconde. Cette valeur est généralement mesurée en micro-moles, µmols-1, (une unité de quantité représentant plusieurs trillions de photons lumineux se déplaçant par seconde). Une zone de croissance typique de 1 m2 doit recevoir entre 300 et 1000 µmols par seconde pour assurer une croissance vigoureuse de la plante, en fonction de la culture. Il est intéressant de noter qu’au cours de la photosynthèse, environ 10 photons sont utilisés pour la consommation d’une molécule de CO2. On comprend donc l’importance du PPF lorsque certains organes foliaires n’acceptent qu’une fréquence lumineuse spécifique pour la photosynthèse ou les réactions de la plante.

PPFD

En poussant la PPF un peu plus loin pour l’utilisation de l’espace de culture, nous avons la PPFD, qui signifie densité de flux de photons photosynthétiques. Il prend le PPF et le mesure par unité de surface, généralement en m2. Ainsi, si votre culture occupe un espace de 20 m2, vous devez fournir suffisamment de PPFD pour répondre aux besoins de vos plantes. Lorsque vous choisissez votre culture, vous pouvez vous renseigner sur les exigences en matière de PPFD et acheter des lampes de culture adaptées à ces exigences. Il convient de noter que le PPFD varie considérablement en fonction de la proximité de la lumière par rapport à la plante, selon une loi inverse du carré. En effet, les lampes de culture classiques diffusent la lumière sous forme de sphère, de cône ou de pyramide, ce qui entraîne un gaspillage de la lumière, qui est d’autant plus important que la hauteur est élevée. Alors que le PPF décrit ci-dessus correspond à la puissance totale de la lampe (quelle que soit sa conception), le PPFD fournit des informations sur le nombre de photons qui atteignent réellement la canopée de la plante. Une lampe peut avoir un PPF important, mais ne pas réussir à envoyer les photons sur la canopée en raison d’une distribution inefficace de la lumière (c’est-à-dire des points chauds) ainsi que des pertes parasites sur les côtés.

Spectre

Vous avez peut-être déjà entendu parler du spectre lumineux des plantes (PAR) et vous vous demandez de quoi il s’agit. Le spectre lumineux des plantes s’étend de 400 à 700 nm et se compose de fréquences lumineuses spécifiques utilisées ou destinées à d’autres usages spécifiques. Ce que le PPF mesure, c’est un mélange de lumière purement dans ce spectre, exactement ce que les plantes utilisent. Dans ce spectre, l’équilibre de la lumière peut être modifié pour répondre aux besoins de la plante et du cultivateur. C’est ce que nous faisons à Excite pour produire des résultats étranges et merveilleux.

Utilisation de la lampe de culture

Qu’est-ce que cela signifie pour vous, producteur ? Armé de ces nouvelles informations, vous pouvez juger les lampes de culture en fonction du PPF et du PPFD qu’elles émettent, afin de comprendre ce que les lampes de culture produisent réellement. De nombreuses lampes de culture, telles que les HPS ou les MH, émettent un PPF central, mais beaucoup d’autres pertes de lumière et de chaleur. Pour chaque 300 µmolm-2s-1 de PPFD que reçoit une plante, la puissance requise varie considérablement en fonction du type de lampe de culture.

Voici une comparaison du PPF/de l’efficacité énergétique examinant chaque lampe de culture, et des coûts annuels projetés. Comme nous pouvons le constater, les LED sont les grands gagnants de cette comparaison, car elles fournissent le plus grand nombre de PPFD pour le coût annuel le plus bas. Le PPFD varie également en fonction des modèles de lumière produits par l’appareil d’éclairage de culture.

Résumé

Par conséquent, que pouvez-vous tirer de tout cela ? Voici un résumé de ce que vous devez savoir sur la mesure de la lumière pour vous aider à choisir de meilleures lampes de culture :

  • Les lumens et les lux ne doivent pas être utilisés pour choisir des lampes de culture ; ces mesures ont été créées pour les besoins humains, pas pour les besoins des plantes.
  • Le rayonnement photosynthétiquement actif (PAR) et le flux de photons photosynthétiques (densité) PPF (PPFD) sont essentiels pour évaluer la quantité de lumière utilisable reçue par une plante.
  • Les LED sont les émetteurs PPFD les plus rentables, avec des spectres contrôlables, ce qui en fait la meilleure lampe de culture à choisir pour faire pousser des plantes vigoureuses.

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