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Éclairage LED Horticole en Culture Indoor

Afin de juger de l’efficacité de la technologie d’éclairage utilisée en culture intérieure, il s’agit de prendre en compte le rendement énergétique ainsi que la qualité et la quantité de lumière captées par les plantes. La LED est actuellement le système d’éclairage en culture indoor avec le meilleur rendement énergétique.

Qu’est-ce que le rendement énergétique ?

Le rendement énergétique correspond au ratio entre la quantité de lumière et la chaleur produite par un système d’éclairage. Dans une culture où les plantes sont sensibles à une température d’éclairage dégagée trop importante, le rendement énergétique prend tout son sens . Afin de protéger certaines plantes d’un climat froid ou humide, un fort rendement énergétique peut être utile.

Le rendement énergétique s’exprime de différentes manières mais toujours en µmol/J :

PPF Photosynthetic Photon Flux

  • Le PPF exprimé en µmol/seconde. C’est la quantité de lumière qui sort d’un appareil. Plus le PPF est important, plus il y a de pénétration lumineuse.

PPFD Photosynthetic Photon Flux Density

  • Le PPFD exprimé en µmol/m². Il correspond au nombre de photons par seconde sur une surface donnée, soit la mesure de la lumière réceptionnée au sol. Le PPFD est l’unité de mesure lumineuse qui permet de juger au mieux l’efficacité d’un système d’éclairage.

Lumens

  • Le Lumens est une unité de mesure qui traduit l’intensité de la lumière (souvent utilisé pour qualifier la puissance lumineuse des lampes HPS). Le lumens ne permet pas de connaître la quantité de lumière réceptionnée par les plantes mais donne une bonne idée de l’intensité lumineuse au départ de l’appareil.

CRI Indice de Rendu des Couleurs

  • Le CRI permet de mesurer le rendu d’une couleur sous une certaine source lumineuse comparé à cette même couleur exposée à la lumière du soleil. Une source lumineuse avec un faible CRI pourra faire que l’œil humain confonde du noir avec un bleu sombre. Le CRI traduit donc la qualité du matériel utilisé.
  • Soleil | CRI = 100. Le soleil constitue le point de référence en terme de luminosité et de qualité de lumière.
  • LED |CRI = 80-95
  • HPS | CRI = 70-80
  • Néon | CRI = 40-50

PAR Photosynthetic Active Radiation

  • Le PAR décrit la largeur du spectre lumineux absorbable par les plantes (compris entre 380 et 780nm). Le PAR permet ainsi aux cultivateurs de maximiser la qualité et le type de lumière envoyé aux plantes nécessaires à une bonne croissance, une bonne floraison et un taux de photosynthèse optimal.
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Spectre Lumineux PAR

L’Éclairage LED pour la Culture Indoor

Dernière-née d’une longue lignée de technologies différentes, la LED est passée par une série d’innovations et devient enfin efficiente. Deux types de LEDs sont actuellement proposées aux cultivateurs sur la marché :

La puce COB LED

La COB est constituée d’un driver ou transformateur, d’un dissipateur de chaleur passif et d’une « puce » LED composée de plusieurs dizaines de micro LED contenues dans une pastille phosphorescente qui permet d’uniformiser le spectre, parfois protégées sous une bulle de verre.

On parle de puce LED pour désigner cette COB, comme les ordinateurs se distinguent par leur processeur. Ce sont les performances de la COB qui définissent les performances de la LED.

Actuellement, 4 marques se disputent principalement le marché :

La Technologie LED CREE

Modèle de référence sur le marché, CREE est peut-être celui qui présente le plus d’avantages. C’est un modèle « agro » c’est-à-dire au spectre croissance et floraison mélangés, dans ses deux déclinaisons, 3590 et 3070. Le modèle 3590 produit 7% de lumière en plus que le 3070.

La Technologie LED Vero 29

La technologie Vero 29 permet une meilleure pénétration lumineuse mais avec une moindre qualité tout en permettant d’être suralimentée. Etant donné qu’elle chauffe beaucoup, elle bénéficie de moins de rendement énergétique.

La Technologie LED Citizen

On voit fleurir sur le marché tout un bastion de modèles « Citizen » qui autorise une spécialisation du spectre (3000 ou 4000°K). Son tarif très compétitif permet d’offrir des modèles bien moins chers sur le marché. Attention cependant au rendement énergétique qui est le moins bon sur le marché de la COB. En effet, les économies d’énergie seront très minces comparé des autres modèles.

La Technologie LED Luminous

La qualité lumineuse de la LED Luminous est excellente comparée aux anciennes générations. Pour le moment son prix prohibitif limite sa diffusion.

Les Spots LED

Les spots LED proposent une pénétration d’environ 40-60cm, ce qui est à privilégier lorsque l’on veut faire pousser des plantes dans la hauteur.

Pour la gestion de la chaleur, la majorité des spots LEDs sont accompagnés d’un dissipateur thermique passif, ce qui garantit une longévité sans précédent. Certains modèles peuvent être ventilés à l’aide de ventilateurs, ce qui n’est pas un problème si ceux-ci sont situés à l’extérieur, accrochés à la carcasse de la LED. Evitez les modèles dont le refroidissement est assuré par un ventilateur interne, ce qui sera de sûr une cause de panne !

Les modèles dotés d’une « lentille » (bulle en verre) auront une meilleure pénétration (environ 30%) mais restreindront la largeur d’application de 30% également. Enfin, plus le modèle présente un nombre de watts faible, plus le rendement énergétique est important. Pour cette raison, préférez plusieurs petits spots qu’un gros ! A titre d’exemple, 3 spots 100W COB peuvent être une excellente alternative à une 600W HPS.

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Spot LED 100W Todogrowled

La Technologie LED SMD

Toute dernière technologie arrivée sur le marché, la technologie SMD s’illustre par les modèles ATTIS Lumatek ou le panneau 480W DAMARA. Les modèles SMD sont dotées d’un châssis assez large et serties de petites puces LED. Les LED SMD sont parfaits pour une surface étendue et peu profonde, comme le SCROG par exemple.

Elles ont un rendement énergétique très intéressant et répartissent la lumière de façon très harmonieuse. Elles bénéficient cependant de moins de pénétration que les COB, c’est pourquoi il est important d’adapter son modèle de LED à sa technique de culture.

Sur le marché on peut trouver une multitude de modèles, mais qu’est-ce qui les différencie ?

En fait la qualité des petites puces LED est déterminante pour jauger de la performance d’un éclairage LED. Il faut savoir que certains modèles bas de gamme ne sont même pas dotées de puces d’éclairage horticole mais de simples lumières décoratives ce qui explique les différences de prix exorbitantes, sans pour autant distinguer de différences dans les caractéristiques physiques externes.

Bref, si deux modèles peuvent se ressembler de l’extérieur, ça ne veut en rien dire que leurs performances sont égales. Et pour cause le prix de ces puces LED varie du simple au quintuple !

  • Type « 1 » : la LED décorative bas de gamme, qui orne tous les modèles pas chers du marché et qui ne sont pas vraiment plus performantes que votre guirlande de Noël !
  • Puce de type « B » : une pseudo LED horticole qui commence à donner quelques résultats mais qui ont auront vite fait de vous décevoir (CRI proche de 85).
  • La Puce de type « H » : modèle le plus haut de gamme avec une déperdition lumineuse réduite, une durée de vie importante et une puissance optimale (un CRI de 90 ou 95 proche du soleil ). De part sa qualité, la puce H à une meilleure pénétration lumineuse et donc un meilleur PPFD. La plante produit plus d’huiles essentielles et réagit rapidement avec une meilleure croissance, floraison et un meilleur stretch.

Les Avantages de la LED pour la Culture Intérieure

La LED change l’aspect des plantes : elles vont être plus petites, les entrenœuds plus courts, le tronc plus large, auront plus de feuilles et nécessiteront moins d’arrosage.

Les fruits et fleurs seront plus compacts, la couleur plus foncée, et la floraison moins longue car la stimulation des récepteurs est plus précise, favorisant une réaction très rapide.

La LED envoye plusieurs colorimétries de spectres simultanément et peut stimuler différentes fonctions chez la plante. La présence d’UV de différents types transforme la morphologie de la plante (morphogénèse), c’est pourquoi il faut s’attendre à des changements lorsqu’on passe en éclairage LED.

Attention cependant car la LED bride l’assimilation du calcium. La calcium n’étant pas un élément mobile, il migre dans la plante par évapotranspiration. La LED émettant moins de chaleur elle diminue de fait l’évapotranspiration, et on sera susceptible d’avoir plus de carence en calcium. On peut diminuer l’extraction d’air pour restreindre (forcer l’évapotranspiration) l’évapotranspiration. Il faudra donc être vigilent à supplémenter les plantes en calcium. La carence en calcium peut aussi être la conséquence d’un surengraissage en engrais et apparaît en semaine 3 et est visible en semaine 4-5 de la floraison.

Éclairage LED et Culture en Terre

Pour la culture en terre avec éclairage LED, l’on conseille un volume d’environ 100L de terre colonisée par les racines, ce qui implique de baisser le volume des pots comparée à une culture en HPS où la masse conseillée est d’environ 120L. Au-delà de 25°c, il est conseillé de travailler avec des engrais minéraux en pots de 5-7L.

En bio, en diminuant les arrosages, on consommera moins d’eau et on laissera la vie microbienne se faire. On utilisera à ce titre de plus grands pots. Utiliser des pots géotextiles SmartPots® ou pots alvéolés Air RAP® améliore l’assèchement de la terre.

Éclairage LED et Culture en Hydroponie

Abaisser son EC d’environ 0,2 mS permet de palier au taux inférieur d’évapotranspiration. Pour le PH, vu que la LED rend difficile l’absorption du calcium, n’hésitez pas à baisser le PH à 5.7 – 5.8. Pour l’extraction d’air, en HPS, on conseille environ 1m3 / W; en LED on conseille 0.5m3 / W. Plus le nombre de µ/joule est haut, moins il y aura besoin d’extraction d’air.

La LED pour la Culture Intérieure, en Résumé :

Trouver ses repères sur ce marché émergent n’est pas des plus aisé. Ce qui peut nous servir à départager les modèles entre eux n’est pas exprimé dans la même unité de mesure et la nature des composants est cachée. Les marques ne souhaitent pas forcément qu’on arrive à décoder la qualité des produits. Si le PPFD serait la meilleure unité de mesure, peut-être que les capacités d’une LED exprimées en lumens devraient déjà nous alerter. Pour ce qui est d’être transparent avec la nature des composants, je vous invite à être curieux auprès des marques auxquelles vous vous intéressez. C’est en devenant plus exigeant que le marché se bonifiera. N’hésitez pas à choisir le modèle qui vous conviendra en fonction de votre technique de culture, la surface à couvrir et le nombre de plantes.

Envie d’en savoir plus sur les différents types d’éclairage en culture indoor? Découvrez l’article de nos jardiniers passionnés :