La lumière est un élément fondamental pour la vie des plantes, dès la germination des graines. Elle constitue la source d’énergie indispensable à la photosynthèse, ce processus par lequel les végétaux transforment la lumière en énergie chimique pour grandir, se développer et rester en bonne santé. Cependant, toutes les lumières ne sont pas identiques, que ce soit en termes d’intensité, de qualité, de couleur ou de durée pendant laquelle elles éclairent les plantes, ce qui impacte directement la culture.
Pour les jardiniers amateurs, horticulteurs ou agriculteurs, maîtriser la mesure de la lumière pour les plantes est donc essentiel pour optimiser la croissance et assurer le bien-être des végétaux, que ce soit en espace confiné ou en extérieur. Dans ce guide, découvrez ce qu’est la mesure de la lumière, pourquoi elle est si importante, les méthodes et outils disponibles, ainsi que la manière d’interpréter les données pour ajuster l’éclairage et maximiser la santé des plantes en fonction du ppf et du ppfd. Cette page détaille en outre les méthodes pour optimiser l’éclairage.
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Qu’est-ce que la mesure de la lumière ?
La mesure de la lumière pour les plantes consiste à quantifier les caractéristiques de la lumière que reçoivent les végétaux, notamment son intensité, sa durée et sa composition spectrale. Cette mesure est cruciale car elle permet de comprendre si la plante bénéficie d’un flux lumineux adapté à ses besoins.
La lumière visible par l’œil humain est composée d’une palette de longueurs d’onde, correspondant aux différentes couleurs, allant du violet au rouge. Pour les plantes, ce spectre lumineux est encore plus spécifique, car elles utilisent principalement certaines longueurs d’onde pour la photosynthèse. Voilà pourquoi il est important de mesurer le PAR en serre, c’est-à-dire la radiation photosynthétiquement active, qui correspond précisément à la lumière utilisable par les plantes dans la gamme de 400 à 700 nm, souvent exprimée en ppfd.
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A noter que la photosynthèse est le mécanisme par lequel les plantes convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique. Elle dépend principalement des pigments chlorophylliens, qui absorbent surtout la lumière dans les bandes bleue et rouge. Cette lumière active la synthèse de glucose à partir de dioxyde de carbone et d’eau, libérant de l’oxygène. Ainsi, la quantité et la qualité de lumière reçue influencent directement la vitesse de photosynthèse, et donc la croissance, la floraison, et la résistance des plantes aux maladies, tout cela ayant un impact direct sur la culture et son prix final.
Pourquoi la mesure de la lumière est-elle cruciale pour les plantes ?
Pour bien comprendre l’importance de la lumière dans le développement des plantes, il est essentiel d’analyser comment elle influence leurs processus vitaux. La mesure précise de la lumière permet d’évaluer si la température ambiance et les conditions lumineuses, notamment le ppfd, sont optimales pour assurer une croissance saine et vigoureuse.
Impact sur la photosynthèse et la croissance
Sans lumière suffisante, les plantes ne peuvent pas produire assez d’énergie pour se développer correctement. Un éclairage trop faible ralentit la croissance, rend les feuilles pâles, allonge les tiges et affaiblit la plante. À l’inverse, un excès de lumière, surtout si elle est trop intense ou dans une bande inadaptée, peut provoquer des brûlures, un stress oxydatif ou un dessèchement. Mesurer la lumière permet donc d’ajuster précisément l’environnement lumineux pour :
- Optimiser la photosynthèse et la culture tout en tenant compte du prix des équipements lumineux.
- Favoriser la formation de feuilles, fleurs et fruits
- Prévenir les problèmes liés à un mauvais éclairement
- Adapter les conditions selon les besoins spécifiques des espèces
L’importance de la lumière naturelle versus artificielle
En extérieur, les plantes bénéficient de la lumière naturelle du soleil, dont la gamme est complète et idéale pour la photosynthèse. Mais sa disponibilité varie selon l’heure, la saison et la météo. En milieu clos ou en serre, la lumière naturelle peut manquer. Il est alors nécessaire de compléter par un éclairage artificiel, tel que la lampe LED horticole ou sodium. Sinon, un espace fenêtré permet de maximiser l’entrée de lumière naturelle. Comprendre et mesurer la lumière reçue dans ces environnements devient alors plus crucial pour compenser correctement ce manque. Les serres peuvent être partiellement fenêtrées pour maximiser l’entrée de lumière naturelle.
Méthodes de mesure de la lumière
Pour mesurer la lumière reçue par les plantes, plusieurs outils et techniques sont à disposition, chacun ayant ses avantages selon le contexte et les objectifs. Comprendre les instruments disponibles est la première étape, avant de passer aux différentes méthodes de mesure qui permettent d’évaluer précisément l’intensité, la qualité et la durée d’exposition lumineuse. La puissance des lampes est souvent exprimée en lumens, indicateur de flux lumineux perçu.
Les instruments disponibles
Pour mesurer la lumière que reçoivent les plantes, plusieurs outils sont à disposition :
- Luxmètre : Mesure l’intensité lumineuse en lux, une unité basée sur la perception humaine de la lumière. Utile pour une idée générale, mais limité car il ne reflète pas précisément l’énergie utilisable par les plantes. Le luxmètre est souvent le premier instrument utilisé dans les serres pour un contrôle rapide.
- PAR-mètre : Mesure la lumière active pour la photosynthèse, en photons par mètre carré par seconde (µmol/m²/s) dans la gamme de 400 à 700 nm. C’est l’outil de référence pour les jardiniers et professionnels.
- Spectromètre : Mesure détaillée de la gamme lumineuse, permettant d’analyser la composition des longueurs d’onde reçues, utile surtout pour les installations complexes.
Le choix des équipements et leur livraison rapide garantissent une installation optimale.
Les techniques de mesure
Les techniques de mesure de la lumière pour les plantes reposent sur plusieurs approches complémentaires. Tout d’abord, la mesure de l’intensité lumineuse se fait en plaçant l’appareil de mesure, souvent un luxmètre numérique, au niveau des feuilles ou de la zone végétale concernée. Il est conseillé de prendre plusieurs relevés à différents moments de la journée ou au cours de la période d’éclairage artificiel, notamment lorsque des lampes LED sont utilisées, afin de bien comprendre les variations de luminosité. A noter que cette étape s’effectue souvent à l’aide d’un luxmètre.
Ensuite, il est important d’évaluer la durée d’exposition à la lumière, c’est-à-dire le nombre d’heures par jour pendant lesquelles la plante reçoit un éclairage suffisant. Cette durée est un facteur clé puisque la quantité totale d’énergie lumineuse accumulée influence directement la photosynthèse et donc la croissance, souvent exprimée par le DLI. Enfin, dans des environnements comme les serres ou les jardins d’intérieur, la réalisation d’une cartographie lumineuse s’avère très utile. Cette technique consiste à mesurer la lumière en plusieurs points du site, souvent à l’aide d’un luxmètre, afin d’identifier les zones d’ombre trop importantes ou au contraire les zones où la lumière est excessive, permettant ainsi d’ajuster l’aménagement pour un éclairage optimal sur toute la surface.
Comment interpréter les données de mesure ?
Chaque plante possède des besoins lumineux qui lui sont propres, et il est important de les comprendre pour assurer une croissance optimale. Par exemple, les plantes succulentes, les cactus ainsi que certaines espèces méditerranéennes préfèrent une lumière intense. Elles nécessitent souvent des niveaux supérieurs à 10 000 lux, mesurés à l’aide d’un luxmètre, ou plus de 1000 µmol/m²/s lorsqu’on mesure le PAR, afin de prospérer pleinement.
À l’inverse, les plantes tropicales dans un milieu clos ont besoin d’une lumière plus modérée. Elles se développent bien avec un éclairage situé autour de 1000 à 2000 lux, en particulier lorsque la plage spectrale comprend des longueurs d’onde riches en rouge et bleu, qui favorisent la photosynthèse.
Les plantes d’ombre ou celles typiquement cultivées en local fermé tolèrent, voire préfèrent, des intensités lumineuses plus faibles. Elles peuvent se contenter de moins de 500 lux, surtout lorsque l’éclairage est assuré par des lampes LED, ce qui permet de maîtriser le prix de l’installation tout en maintenant un ppfd adapté, sans que leur santé ou leur croissance ne soit compromise grâce à un produit adapté.
Ainsi, il est essentiel de comparer les mesures de lumière obtenues avec les besoins spécifiques de chaque plante. Une lumière trop faible ou au contraire trop intense peut être rapidement identifiée grâce à ces données, permettant de corriger l’éclairage pour garantir un environnement adapté.
Optimisation de l’éclairage en fonction des mesures
Pour optimiser l’éclairage naturel, il est essentiel de choisir les emplacements des plantes en fonction de l’ensoleillement mesuré à l’aide d’un luxmètre. Les zones trop ombragées doivent être évitées, surtout pour les espèces qui ont besoin d’une lumière abondante. Si l’aménagement ne permet pas un éclairage direct suffisant, l’utilisation de réflecteurs ou de miroirs peut aider à redistribuer la lumière vers les zones plus sombres afin d’améliorer la répartition lumineuse sans nécessiter d’apport supplémentaire d’énergie.
En ce qui concerne l’éclairage artificiel, les lampes LED horticoles sont particulièrement recommandées grâce à leur efficacité et leur palette de couleurs adaptées, avec des longueurs d’onde principalement dans le bleu et le rouge, qui stimulent la photosynthèse. Il est important de régler soigneusement la hauteur des lampes ainsi que la durée d’éclairage en fonction des mesures réalisées, afin d’assurer un apport lumineux optimal.
La puissance des lampes doit aussi être ajustée pour éviter à la fois les brûlures dues à un excès de lumière et l’étiolation, phénomène où la plante s’allonge en quête de lumière. Pour un projet de grande envergure, l’installation d’un capteur lumineux permet un suivi automatique et un ajustement en temps réel de l’éclairage, garantissant ainsi un environnement idéal pour la croissance des plantes.